花生脫殼機(jī)設(shè)計畢業(yè)論文正文

1、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目： _ 花生脫殼機(jī)設(shè)計 _ 姓 名： _朱凱 _ 系 別： _工程系 _ 專 業(yè)： _ 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 _ 班 級：_ 專升本機(jī)制二班 _ 學(xué) 號：_2011701189 _ 指導(dǎo)教師： _江景濤 _ 2013 年 6 月 18 日 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 目錄 摘 要 . Abstrct . 第一章緒論 . I 1.1設(shè)計的目的和意義 . I 1.2花生脫殼機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r . I 1.3花生脫殼機(jī)的主要研究內(nèi)容及目標(biāo) . IV 1.3.1研究內(nèi)容 . IV 1.3.2研究目標(biāo) . IV 第二章花生脫殼機(jī)的方案設(shè)

2、計 . V 2.1脫殼裝置的設(shè)計 . V 2.1.1打擊式脫殼 . V 2.1.2擠搓式脫殼 . VI 2.1.3碾搓式脫殼 . VI 2.1.4搓撕式脫殼 . VII 2.1.5氣爆式脫殼 . VIII 2.1.6方案的采納 . IX 2.2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . IX 第三章花生脫殼機(jī)零部件的設(shè)計 . XI 3.1脫殼機(jī)功率的設(shè)計 . XI 3.2傳動方案的設(shè)計 . XII 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 3.2.1確定計算功率Pca . XIII 3.3軸的設(shè)計 . XIV 3.4脫殼滾筒的設(shè)計 . XV 3.5凹板篩的設(shè)計 . XVI 3.6振動箱的設(shè)計 . XVII 3.7滾筒與凹板篩間距的設(shè)計

3、. XVIII 3.8螺紋連接的緊固措施 . XVIII 3.9箱體的設(shè)計 . XIX 3.10殼仁分離裝置的設(shè)計 . XIX 3.11機(jī)架的設(shè)計 . XX 第四章花生脫殼機(jī)的使用與維護(hù) . XXI 4.1花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點 . XXI 4.2花生脫殼機(jī)的使用前提 . XXI 4.2.1對花生果的要求 . XXI 4.2.2 對電壓的要求 . XXI 4.3花生脫殼機(jī)的使用 . XXII 4.4花生脫殼機(jī)的維護(hù) . XXII 4.5注意事項 . XXII 第五章總結(jié) . XXIII 參考文獻(xiàn) . XXIV 致謝 . XXV青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 花生脫殼機(jī)的設(shè)計 摘要 花生是我國重要的經(jīng)濟(jì)與油

4、料作物，它是世界上貿(mào)易量比較大的堅果商品之一。我國 的花生種植面積約占世界花生種植面積的 1/6，總產(chǎn)量占世界的 1/3，是我國具有國際競爭 力的大宗農(nóng)產(chǎn)品?；ㄉ摎C(jī)的使用降低了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，促進(jìn)了花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但 是，目前國內(nèi)外花生脫殼機(jī)對花生破碎率的要求都比較嚴(yán)格，限制了花生脫殼機(jī)的使用范 圍。因此，降低花生脫殼機(jī)的破殼率仍然是研制花生脫殼機(jī)的核心問題。在研究了相關(guān)資 料與調(diào)查之后，對于花生果的物理特性設(shè)計了一種滾筒柵條式花生剝殼裝置。確定合理的 滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒半徑與柵條間隙。進(jìn)行雙滾筒式花生剝殼機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計。 關(guān)鍵詞：剝殼機(jī)；凹板篩；滾筒青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 The Desig n

5、 on Pea nut Sheller Abstrct Pea nuts are importa nt econo mic and oil crops in the world as well as in Chi na. They are one of the n uts wares which are traded relatively largely in volume. The pla nting area of pea nuts in Chi na acco unts for about one sixth of the worlds, and the total output of

6、them acco unts for one third of the worlds. Develop ing pea nuts product ion and process ing is an urge nt n eed to improve agricultural foreig n excha nge erning and in crease farmers in come.Pea nut sheller plays a positive role in reduci ng farmers labor inten sity and improvi ng labor productivi

7、ty, and boost the developme nt of pea nut process ing in dustry. Therefore, it is still a crucial problem on develop pea nut sheller to reduce its crush rate. Accord ing to the physical characteristics of pea nu ts, I desig n a roller-grid type pea nut sheller. In order to improve the desig n and pe

8、rforma nee of the hulli ng mach ine, I referred to a large amount of literature and in vestigati on to find out the key factors that affect its performa nee and determ ine the optimal rotat ing speed of the roller and the best roller radius and grid space. Thus I propose the overall mecha nism desig

9、 n scheme of the double-drum type pea nut sheller. Key words: pea nut sheller ； escape grid; roller青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 I 第一章緒論 1.1 設(shè)計的目的和意義 花生是一種特高蛋白的植物，油脂中含有大量脂肪酸，使用花生油的家庭在增加。吃 豆油的家庭在減少，主要是地溝油太多沒有人敢吃，且不利于美容養(yǎng)顏，紛紛轉(zhuǎn)吃花生油 及其營養(yǎng)品，在全球，我國是花生制造大國，年產(chǎn)量超過 3500 萬噸。不僅滿足了各省內(nèi) 部的吃用，而且作為一種優(yōu)質(zhì)油料植物，成為我國重要的賺錢的好項目，想發(fā)財種花生已 成主流共識。20

10、06 年浙江省省等各省花生米出口量為 43.5 萬噸，在世界貿(mào)易區(qū)域中排第 二。花生在榨取花生油、做種用、銷售海外等都需要對花生進(jìn)行提前加工?；ㄉ奶崆凹?工一般是剝掉花生殼，有時還要求更多的處理。因為脫殼是一項要求非常嚴(yán)格，而且花很 長時間的艱難工作。 沿海各省份以及內(nèi)陸大部分地區(qū)依舊靠人手工剝掉殼。 這種方法缺點是生產(chǎn)效率低并 且需要很多人剝掉殼。每件事會有不同結(jié)果，人工操作也不例外，也有一個很大的優(yōu)點， 就是花生仁基本不破損。山東等沿海農(nóng)村地區(qū)一直沿用手工剝殼方式，比如濟(jì)寧市微山縣。 近期，山東濟(jì)寧等省市的花生產(chǎn)量直升不降，各指標(biāo)分別增長。手工剝殼漸漸地?zé)o法勝任 國際市場對花生米的消費量

11、。機(jī)器剝殼正在逐步進(jìn)入濟(jì)寧等沿海以及內(nèi)陸市場，變?yōu)槭止?剝殼的后繼者，大有長江后浪推前浪之勢。機(jī)器脫殼的效率是手工剝殼難以逾越的。但是 機(jī)器脫殼的面世，對市場帶來了一定的副作用。破碎的花生不僅賣價低，而且對健康的人 間接危害頗大。危害就是破碎的花生仁容易被花生黃曲霉感染，造成花生不容易被長時間 收藏做期貨掙大錢。破碎的花生，因其外表不難看，賣價比完好的產(chǎn)品賤了超多。按照西 部各省統(tǒng)計結(jié)果顯示：2007 年約 300 萬噸的花生月產(chǎn)量算來，即使是 4%勺破碎率，也會 給農(nóng)民帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)械脫殼的工作特性對果仁的推廣有相當(dāng)大的影響?；ㄉ?殼機(jī)的工作效率、破碎率等特性參數(shù)，將直接影響全國各

12、個區(qū)域花生生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈。 1.2 花生脫殼機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 與國內(nèi)相比，國外的花生種植公司和扒皮公司是分開的，歐洲的花生脫殼都是委托專 門的脫殼公司完成扒皮工作，一般扒皮公司的加工能力很大，他們的機(jī)械設(shè)備，配套工具比 較先進(jìn)。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 II 脫殼機(jī)的生產(chǎn)效率也大小不一，小的每小時約 2.1-3 噸,大的每小時可以達(dá)到 8.1-10.5 噸。從脫殼質(zhì)量看，在扒掉殼的花生仁中很少有渣滓，機(jī)器本身具有篩選大小的 功能,滿足榨油和食用根本不在話下簡直小菜一碟。法國人發(fā)明的花生脫殼機(jī)五花八門眼 花繚亂,他們浪漫還行，搞技術(shù)還差了點，到 2013 年關(guān)鍵技術(shù)一直沒有攻克,并沒有新的 突破,仍

13、沿用了老式的生產(chǎn)工作原理，閉著眼睛都知道花生仁破碎率那是相當(dāng)高，一般在 10%左右。英國人改變了技術(shù)，采用了光電精選機(jī)，這種精選機(jī)技術(shù)沒得說剛剛地，它能夠 把變質(zhì)發(fā)霉和色澤不同的花生仁統(tǒng)統(tǒng)分選出來，雖然在分選出的好花生仁中還夾帶著 20% 渣滓,但這已經(jīng)是技術(shù)的革命一一省人體力。 遙看德國的花生脫殼機(jī)，因為德國人不愛吃花生，甚至有些人根本不知道為何物。機(jī) 器的脫殼技術(shù)采用的是法國佬的技術(shù)，聰明的德國人安裝了電腦調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)需要 自動調(diào)節(jié)凹板篩的間隙，也可以自動調(diào)節(jié)滾筒的轉(zhuǎn)速。同時安裝國際有名的光電分選系統(tǒng)， 可以將花生按大小，按是否破碎劃分等級，輸出期望果仁。機(jī)器材料選用鋁合金和不銹鋼，

14、 機(jī)器整體造型精密，外觀漂亮。買一臺機(jī)器的花費是法國機(jī)器的兩倍。一般很少購買德國 人的機(jī)器，買個法國人或者英國人的機(jī)器就已經(jīng)滿足要求?？v觀國際的花生脫殼機(jī)械的發(fā) 展?；ㄉ摎ぜ夹g(shù)沒有劃時代的巨變，基本整體老調(diào)重彈，局部變動較大。 日前，我國各省花生脫殼技術(shù)落后沒有突破瓶頸，扒皮機(jī)器不能滿足各地區(qū)差異實需 要，果仁的破碎比較高，破傷概率徘徊在 4.5%-9.6%之間，壞了的果仁易被黃曲霉的相中， 很難放到倉庫里，更別提做期貨了。國際銷售和做種子用的果仁仍需手工扒殼與人工挑選， 耗力費時費腦筋冋。對于種用花生，其花生加工一般集中在花生成熟季節(jié)，并要求果仁 最好不破損以及沒有渣滓，中國各區(qū)域扒殼設(shè)備

15、分布不均勻，西部機(jī)械及其設(shè)備公司少之 又少，東部設(shè)備公司相對西部較多。對于如何提高剝殼效率以及年如何降低果仁破傷率已 是脫殼機(jī)械的研發(fā)重點和難點。 我國自主研制的花生脫殼機(jī)有一個特點：結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，價格便宜。不僅如此 很多公司扎堆研究某一種型號，相互壓價銷售，而非提高技術(shù)或者研發(fā)其他型號。對于一 些低技術(shù)家用脫殼機(jī)公司只能在濟(jì)寧、臨沂、淄博、菏澤等農(nóng)村地區(qū)小范圍推廣，一些技 術(shù)稍微先進(jìn)的花生脫殼機(jī)一一自動清選分離，只能在國企食品公司見到。國內(nèi)市場上的花 生脫殼機(jī)型號繁雜，凱哥牌系列機(jī)械是山東市場上常用的機(jī)型，價格便宜操作簡單能將花 生原料脫殼、出皮、分選。肖志堅 555-980 型花生脫

16、殼機(jī)不僅有復(fù)脫、分級工具，采取搓 板式脫殼方式，安裝風(fēng)力初選、比重分離輔助工具。該機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，易操作，基本沒有 渣滓。先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備只需要加入原料其他的事情機(jī)器自動完成。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 3 1.3 花生脫殼機(jī)的主要研究內(nèi)容及目標(biāo) 1.3.1 研究內(nèi)容 設(shè)計一種花生脫殼機(jī)，脫殼效率為 2000KG 每小時，花生脫殼機(jī)有機(jī)架、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子、 V帶輪、單相電機(jī)、入料斗、脫殼輥、篩網(wǎng)、震動篩、及其傳動三角帶等組成。 1.3.2 研究目標(biāo) 設(shè)計出一種花生脫殼機(jī)，脫殼機(jī)本身結(jié)構(gòu)要緊湊，工作性能穩(wěn)定，還要有很高的脫殼 效率，脫殼后的花生仁要干凈，破碎率要低。主要由脫殼室、振動篩、風(fēng)機(jī)等組成?；ㄉ?自入

17、料斗進(jìn)入脫殼室，受到脫殼室中脫殼打桿的打擊與揉搓，花生殼與花生仁分離，通過 凹板篩，到達(dá)振動篩，并且在風(fēng)力的作用下花生殼被吹出機(jī)器外，做到把花生殼分離青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 4 第二章花生脫殼機(jī)的方案設(shè)計 2.1 脫殼裝置的設(shè)計 根據(jù)花生脫殼機(jī)的工作原理的不同可以有多種脫殼方式供選擇 2.1.1 打擊式脫殼 1.工作原理: 如圖 2-1 所示,打擊式脫殼設(shè)備，主要由脫殼室、振動篩、風(fēng)機(jī)等組成?；ㄉ匀肓?斗進(jìn)入脫殼室，受到脫殼室中脫殼打桿的打擊與揉搓， 花生殼與花生仁分離，通過凹板篩, 到達(dá)振動篩，并且在風(fēng)力的作用下花生殼被吹出機(jī)器外，達(dá)到脫殼分離的目的。 圖 2-1 打擊式花生脫殼機(jī)構(gòu)簡圖 1

18、.凹板篩 2.脫殼打桿 2.方案分析： 這種形式的花生脫殼機(jī)是目前市場上最多見的，機(jī)構(gòu)比較簡單，維護(hù)起來比較方便。 這種結(jié)構(gòu)簡單的脫殼機(jī)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象比較少，而且出現(xiàn)故障后維修比較方便。影響這種 花生脫殼機(jī)脫殼質(zhì)量的主要因素有：花生莢果的含水率、工作部件的結(jié)構(gòu)、打桿的打擊速 度等。這種形式的花生脫殼機(jī)如果轉(zhuǎn)速和凹板篩的間隙控制的不好會對花生仁傷害比較大 優(yōu)點是脫凈率高，生產(chǎn)效率高。 2.1.2 擠搓式脫殼 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 5 1.工作原理： 如圖 2-2 所示，擠搓式脫殼具有一個柵格刮板，刮板自身做上下運(yùn)動，刮板又隨脫殼 箱做左右運(yùn)動，運(yùn)動中花生受到刮板的擠搓力的作用，花生果相互之間也同

19、樣在一定壓力 的作用下，在箱體內(nèi)上下翻動并充分搓擦，從而花生殼與花生仁進(jìn)行分離，分離后的花生 仁通過脫殼箱上自帶的篩子進(jìn)入分級系統(tǒng)，并且在分級的作用下，花生殼被吹出。 2.方案分析： 這種花生脫殼機(jī)械，目前市場上出現(xiàn)的比較少，與打桿式花生脫殼機(jī)相比較 ，搓擦式花 生脫殼機(jī)脫殼性能好、效率高、脫凈率高、花生仁破碎率低 ，但對不同品種、不同大小等 級的花生果適應(yīng)不好。這種花生脫殼機(jī)的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜不但造價比其他機(jī)型高，維護(hù)起來 也比較麻煩。所以這種形式的花生脫殼機(jī)，一般在農(nóng)村推廣的很少，一般加工花生的食品 廠才會引進(jìn)，并且還要配合花生分級機(jī)械一起使用。 2.1.3 碾搓式脫殼 1.工作原理： 碾搓式

20、脫殼是由橡膠輥和固定柵格組成，工作時橡膠輥和固定柵格篩相對運(yùn)動產(chǎn)生很 強(qiáng)的碾搓作用，使花生果的外殼被撕裂而實現(xiàn)脫殼?；ㄉ?jīng)進(jìn)料口進(jìn)入運(yùn)動著的橡膠輥 和固定柵格篩的間隙，受到橡膠輥的擠壓作用，花生果在運(yùn)動過程中上下表面所受到的 摩擦力不同，與柵格篩接觸面的摩擦力小，與橡膠輥接觸面的摩擦力大。這樣花生果的上 下表面就受到搓擦力的作用，在擠壓力與搓擦力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂 并與花生仁分離，達(dá)到脫殼 2 A 4 1.彈簧 2.脫殼刮板 3.篩子 4.花生果 5.箱體 m林樸拶從距離 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 6 的目的，該原理的脫殼機(jī)對與還沒有曬干的的花生仁損傷不厲 害，但效率不咼啊。 2

21、.方案分析： 這種花生脫殼機(jī)械市場上已經(jīng)看不到，屬于一種淘汰的機(jī)型。我國上世紀(jì)采用這種機(jī) 型比較多，近些年我國的花生產(chǎn)量大，碾搓式脫殼已經(jīng)無法滿足工作量的需求，這種花生 脫殼機(jī)不但生產(chǎn)效率比較低，而且極易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，即使合理控制進(jìn)料的速度，堵塞也 是難免的，這是這種機(jī)型的一個很大的缺點，還有就是需要人力的投入也比較多，如果大 量的脫殼需要超過 3人一起作業(yè)。 2.1.4 搓撕式脫殼 1.工作原理 搓撕法脫殼是利用兩個相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒，對花生莢果進(jìn)行搓撕，而進(jìn)行脫殼的。 兩只膠輥直徑是一樣的，要水平放置，要以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥面之間存在一定的線速 度差，橡膠輥自身是以斜線形式排布在鐵輥上的

22、，其摩擦因數(shù)比較大?；ㄉv果進(jìn)入兩膠 輥工作區(qū)時，與兩輥面密切接觸，受到兩個方向的切力作用，同時花生又承受到兩輥面 的法向力擠壓，當(dāng)花生果到達(dá)輥子中心連線附近時法向擠壓力最大 ，花生果受壓產(chǎn)生塑 性變形，此時花生果的外殼也在擠壓作用下破裂，在相反方向撕搓力的作用下完成脫殼， 原理如簡圖所示。該原理的脫殼機(jī)受含水率的影響較大。所以現(xiàn)在使用比較少。 圖 2-3 擦撕式花生脫殼機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖 2.方案分析 這種形式的花生脫殼機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)很簡單，由兩個鐵皮輥構(gòu)成，在鐵皮輥上用螺釘裝上 橡膠條，成為主要的工作部件，這種機(jī)型兩個輥子之間的間隙很難確定， 花生本來就很輕, 如果兩輥子之間的間隙很小，花生很難靠自身

23、的重力進(jìn)入間隙完成脫殼，如果輥子之間的 間隙青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 7 太大，就會造成大面積的漏剝。這種機(jī)型對花生的品種適應(yīng)性太差，不能滿足所有規(guī) 格的花生都能進(jìn)行脫殼，所以解決這種機(jī)型的缺點主要的方法就是設(shè)計間隙可調(diào)機(jī)構(gòu)，這 種機(jī)器還有一個比較大的缺點就是生產(chǎn)效率比較低，所以現(xiàn)在也很少見。 2.1.5 氣爆式脫殼 1.脫殼原理： 氣爆式脫殼利用的是花生殼的透氣性，首先將將花生果置于完全密閉容器內(nèi)，然后 充入高壓氣體，維持一定時間以后，突然打開密封蓋,使高壓密封室內(nèi)的氣體和花生果突 然爆出，這時候花生殼內(nèi)的氣壓壓力已經(jīng)高于大氣壓，殼內(nèi)的壓力在瞬間被釋放，花生殼 就會破裂，實現(xiàn)了氣爆脫殼。整個過程

24、和原始爆米花相似，不過氣爆式不用加熱靠的是外 加氣體加壓，氣爆式脫殼脫出的花生仁的破碎率很小，小于 1%,情況很理想，但是氣爆式 脫殼率只有 30%,大部分花生果不能爆開。因為花生殼本身透氣性有差別，有的花生殼透 氣性很好，瞬間釋放氣體的時候，氣體從殼上的氣孔散出，所以花生殼不能爆開。二是花 生果兩殼接縫處強(qiáng)度不均勻11。 圖 2-4 氣爆式花生脫殼機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖 1.空氣壓縮機(jī) 2.高壓輸氣管 3.密閉容器 4.壓力表 5.容器蓋 6.布袋 7.機(jī)架 2.方案分析: 氣爆式脫殼我們學(xué)院老師已有多年的研究，但是一直沒有推廣，主要原因是生產(chǎn)效率 慢，要進(jìn)行脫殼，只能一批一批的將花生放進(jìn)密閉容器，然

25、后密封加壓，維持一定時間后 爆出，整個過程步驟比較繁瑣，需要自動化程度比較高才可以實現(xiàn)高生產(chǎn)效率，但是高自 動化的設(shè)備并青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 8 不適合在中國市場推廣。如果不米用咼自動化的技術(shù)，就必須人工完成繁瑣 的工序，這樣不僅生產(chǎn)效率很低，而且還要人員的投入。還有這種花生脫殼機(jī)的脫凈率并 不樂觀。針對氣爆式花生脫殼的優(yōu)缺點，生產(chǎn)實際中根本看不到采用氣爆來脫花生殼的。 所以這種方式我們也不采用。 2.1.6 方案的采納 綜合衡量五種脫殼方式，可以直接否定的是氣爆式脫殼和碾搓是脫殼，這兩種脫殼方 式有個很大的好處就是破碎率很低，但是生產(chǎn)率也是低的無法讓人接受，不能滿足生產(chǎn)的 需要。搓裂式脫殼對

26、花生莢果的含水率要求比較高，如果含水率參差不齊，會對脫殼結(jié)果 產(chǎn)生不好的影響，所以我們也不采用。最終我確定的方案是打擊式脫殼，打擊式脫殼最大 的缺點是如果轉(zhuǎn)速控制不好，會造成比較大的破碎，只要合理控制轉(zhuǎn)速，既能保證一個很 高的生產(chǎn)效率，又能保證把破碎率降到最低。 2.2 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 如圖 2-5 所示。雙滾筒花生脫殼機(jī)由兩個滾筒組成，工作時，花生莢果由入料箱進(jìn)入 脫殼室，在脫殼室內(nèi)，花生莢果受到打桿反復(fù)的揉擦、擠壓?；ㄉ鷼づc花生仁分離，分離 后殼仁進(jìn)入振動箱，在振動箱的振動和下方風(fēng)機(jī)風(fēng)力的作用下，完成殼仁分離，花生仁從 機(jī)器前方出料口分等級輸出。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 9 圖 2-5 青島農(nóng)

27、業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 10 第三章花生脫殼機(jī)零部件的設(shè)計 3.1 脫殼機(jī)功率的設(shè)計 打桿旋轉(zhuǎn)起來必須保證能將花生殼打碎而不傷害到花生仁。所以得出花生的破殼條件 是：花生受到的力要大于花生破殼力，要小于花生的破仁力。拿花育 23 做代表?；ㄉ?帶殼平均質(zhì)量是 2.8g，破殼力均值是 50.2N,破仁力均值是 107.05N。打桿的直徑初步定 為 360mm 花生脫殼時受力比較復(fù)雜，因此按理想情況計算，根據(jù)動能定理： mV/20 = FdS 公式（3-1） v=n二D60 公式（3-2） m-單個花生莢果的質(zhì)量 v-打桿外緣的線速度 n-打桿的轉(zhuǎn)速 D-打桿滾筒的直徑 F-打桿對花生的作用力 S-花生

28、受到?jīng)_擊時候的相對位移 計算得出：打桿滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)該控制在 367r/mi n-412r/mi n 。 打桿對花生做功： Q = EK * Ep 公式（3-3） EK :打桿改變花生的動能 EP：打桿改變花生的勢能 1 1 EK = E1 E2 mv； mv； 公式（3-4） 2 2 EP = mgh = mgR 公式（3-5） Q v1 v2 gR 公式（3-6） 2m P 二 Q = 1 ； V12 v2 gR 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 11 我所設(shè)計的花生脫殼機(jī)的產(chǎn)量是每小時 2000kg，換算成每秒中進(jìn)入脫殼箱的花生果的重量為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 基本條件: XII 軸的扭矩為 -72.3

29、N 公式（3-7） 0.55kg?；ㄉ佑|打桿時的初速度設(shè)為 1 嘆，花生離開打桿的速度為 15%，離開打桿的時候距初位 置的高度為 360mm P 二 = 1m v2 v2 gR =0.5 0.551 225 3.6W =63.14W 3.2 傳動方案的設(shè)計 打桿式花生脫殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度比較高，故采用 v 帶傳動方案。 根據(jù)初定的功率和轉(zhuǎn)速選擇 Y132M-&額定功率 3kw。同步轉(zhuǎn)速為 750r/min，滿載轉(zhuǎn)速為 710r/min。 中心高 H=132mm 外伸軸徑為 28mm 軸的外伸長度為 60mm 傳動比為 1.98 圖 3-1 傳動系統(tǒng)示意圖 1.震動箱皮帶輪 2.風(fēng)

30、機(jī)皮帶輪 3.電動機(jī)皮帶輪 4.脫殼滾筒皮帶輪 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為Qi =710r/min 工作軸 n2 =厲 i = 374r / min 軸的輸入功率P2 - Pd =2.707kw T =9550 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 5.驗證包角冷 13 電機(jī)型號：Y132M-8 額定功率：3kw 轉(zhuǎn)速：n=710r/mi n 傳動比：i=1.98 每天的運(yùn)轉(zhuǎn)時間少于 10 小時 3.2.1 確定計算功率比 1. 查表得到工作情況系數(shù) KA =1.1 FCa 二 KAP =1.1 3 = 3.3 公式（3-8） 2. 選擇 v 帶帶型 根據(jù)Pea、n查得最適合的帶型為 C 型帶 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑

31、主動輪的基準(zhǔn)直徑為 d1 =150 mm，從動輪的直徑為 d2二i d 316mm 驗證帶的速度 v = 5.57m/s ：vmax = 25m/s 因此帶的速度滿足要求 4. 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 根據(jù)0.7（dd1 +dd2 ）va0 +dd2初步確定中心距為 1200mm 計算帶的基準(zhǔn)長度 2 L,d =2a dd1 dd? 企 如 2670.36mm 公式（3-10） 2 4a。 從 v 帶的基準(zhǔn)長度系中選取長度 Ld=3000mm :dd1 n1 60 1000 二 150 710 60 1000 m/s 二5.57m/s 公式（3-9） 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 5.驗證包角

32、冷 14 計算實際中心距 a Ld Ld a _a0 2 1234.26mm 公式（3-11） 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 XV 、P0 = 0.18kw，K：. =0.95，Kl =1.03 得出 z =1.984 取z =2 7.計算預(yù)緊力F。 Pca 2 5 2 F0=5OO 上竺-1 +qv2 =124.536N vz K a 丿 8.計算作用在軸上的壓軸力Fp a1 Fp =2zF0si n 帶入計算得Fp =474.8N 3.3 軸的設(shè)計 n2 = n 1 /i 二374r /min 軸的輸入功率 2 2 P2 = Pd 2 =3 0.95 =2.7075kw 軸的轉(zhuǎn)矩 T2 =9550

33、F2/ n2 =72.3N.m 初步確定軸的最小直徑 主動輪包角滿足要求 6.計算 v 帶的根數(shù) 由 n1 =710r /min， = 180 - 316 一15 =178.5 120 1234.26 公式（3-12） 公式（3-13） dd1 = 150mm， i =1.98 查表得 P0 = 0.78kw， 公式（3-14） 公式（3-15） 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 XVI 按經(jīng)驗公式算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取 民=105，于是得 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 XVII 3.4 脫殼滾筒的設(shè)計 打擊揉搓式花生脫殼機(jī)的脫殼滾筒結(jié)構(gòu)主要有封閉式滾筒和開式滾筒 2 種形式

34、（如圖 3-2 所示）。從圖片中可以看出封閉式的脫殼滾筒耗材比較多，而且加工起來也很麻煩，需 要直徑很大的管材和鋼材焊接，管材的價格也比價昂貴，滾筒的自身重量也很大，造成機(jī) 器沉重。開式滾筒結(jié)構(gòu)簡單，耗材比封閉式的少，簡單輕便，所以一般多采用開式脫殼滾 筒結(jié)構(gòu)。 脫殼時，對花生莢果產(chǎn)生作用的脫殼滾筒部位是脫殼打桿，打桿的形狀和數(shù)量對脫殼 機(jī)的脫殼性能有很大的影響。在相同的進(jìn)料速度和滾筒的轉(zhuǎn)速下，打桿數(shù)目越多，莢果在 脫殼室中受到的打擊次數(shù)越多，就有利于提高生產(chǎn)率和剝凈率，同時也會增加花生仁破損 的概率，但打桿數(shù)目過多，又會使莢果來不及脫殼就被擠出脫殼室，造成漏剝而降低脫凈 率。目前現(xiàn)有花生脫殼

35、滾筒的打桿數(shù)目一般為 2-4 個。我設(shè)計的脫殼機(jī)采用的打桿數(shù)目為 4 個打桿。 打桿有紋桿、鋼管 2 種結(jié)構(gòu)形式，紋桿表面粗糙，有利于花生破殼，提高剝凈率和生 產(chǎn)率，但會增加花生仁的破碎。旋轉(zhuǎn)打桿也可做成扁條鋼板的形式，在打板上焊接鋼筋或 細(xì)鋼管，也可增加旋轉(zhuǎn)打板與花生莢果的接觸面積，利于脫殼。但是金屬打桿的通病就是 破碎率比較高。所以我設(shè)計使用橡膠打桿，柔性打桿的好處是破碎率可以降到最低，但是 脫凈率也會有所下降，設(shè)計通過提高一定的轉(zhuǎn)速來保證脫凈率。 如果打桿設(shè)計成方形的，在旋轉(zhuǎn)的時候矩形上各點的旋轉(zhuǎn)半徑不相同，所以線速度也 就不相同，就會造成矩形兩邊的線速度大，中間的線速度小。這時矩形的兩

36、邊本身比較鋒P d八 A0：；53 374 27075 二 20.31mm 公式（3-16 ） 圖 3-2 脫殼滾筒的形式 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 XVIII 利，再加上旋轉(zhuǎn)速度比較高，對花生的打擊力度就很高 ，就會造成破碎率高，對脫殼不利。 為了使打桿工作面在接觸花生的時候的力變成一種柔性搓擦的力，而不是一種剪切力 ，打 桿就要設(shè)計成一種傾斜面的打桿。使打桿接觸花生的時候 ，揉搓力均勻，慢慢的脫殼，達(dá)到 減少破碎率的目的。為此，打桿工作面必須是角度為a的角。 3.5 凹板篩的設(shè)計 花生脫殼機(jī)的凹板篩通常有編織篩、 圓孔篩、柵條凹板篩 3 種形式（如圖 3-4 所示）， 凹板篩的作用就是讓已經(jīng)被

37、剝殼的花生與未被剝殼的花生進(jìn)行分離， 其分離的原理 就是“小的通過，大的不過”。凹板篩的每一個柵格都只能容許一個果仁大小的物體通 過，在這個工程中花生仁與花生殼完全分離開， 果仁那么大的東西剛好可以從柵格進(jìn)去， 花生殼由于太大了，所以不能進(jìn)入柵格，只能在脫殼箱內(nèi)，等待繼續(xù)進(jìn)行被扒皮直到扒 皮扒下才能進(jìn)入柵格。 其中柵條凹板篩使用最為廣泛。脫殼作業(yè)的時候，編織篩和圓孔篩比柵條凹板篩更有 利于防止花生莢果漏剝，且莢果在脫殼室內(nèi)停留時間比較長，有利于提高剝凈率，但同樣 脫殼機(jī)的生產(chǎn)率會下降，破碎率也比較高，同時還容易因堵篩而導(dǎo)致機(jī)器故障。采用柵條 凹板篩，脫出圖 3-4 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 19

38、的果仁和果殼能及時排出脫殼室，破傷率相對較低，堵篩故障少，脫殼生產(chǎn) 率高，但柵條凹板篩受到花生品種限制，對于尺寸差異較大的花生莢果容易造成漏剝現(xiàn)象， 降低了剝凈率。 三種凹板篩比較，編制篩很便宜，市場上可以方便的買到，但是采用的話，生產(chǎn)率低, 破碎率咼。缺點很明顯，故不米用。圓孔篩比編制篩價格貴，并且不易購買，生產(chǎn)率和破 碎率沒有很大的改善，也不采用。柵條凹板篩，通用性差，價格是最貴的，但是破碎率低， 可以保證很高的生產(chǎn)率，生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)堵篩現(xiàn)象，所以采用柵條凹板篩。 柵條是利用兩塊墻板兩端焊接固定住的，墻板材料為 HT20Q 柵條材料為 20 號鋼。 柵條采用直徑為 9mm 勺圓截面長條

39、，長度為 814mm 因其特殊的作用，還需對其進(jìn)行表 面處理，要求滲碳 1-1.5mm,熱處理硬度 HRC56-62 柵條間距為10mm這樣可使剝出 的花生仁能通過柵格，而未剝殼的剛不能通過。半柵籠的直徑為 435mm 如圖 3-5 所示 圖 3-5 3.6 振動箱的設(shè)計 花生脫殼后花生仁和花生殼的分離工作主要在振動箱中進(jìn)行，振動箱需要是一個半封 閉的箱體，一端是花生仁的出口，一端是花生殼的出口，振動箱在工作時，要保證花生仁 不會四處飛散，保證不會從機(jī)器中出來。還要保證花生殼可以順利的被吹出振動箱外，花 生仁從出料口輸出。振動箱要設(shè)計側(cè)邊懸掛裝置，方便懸掛在機(jī)架側(cè)面。整個振動箱重量 不能太重，

40、太重的話對懸掛裝置的負(fù)重太大，同時也消耗比較多的功率，所以采用厚度為 1.5mm 的板材焊接而成，振動箱的進(jìn)料口要采取折邊處理，這樣方便與脫殼箱的軟布袋連 接。設(shè)計如圖 3-6 所示 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 20 圖 3-6 3.7 滾筒與凹板篩間距的設(shè)計 凹板篩和滾筒之間具有一定的間隙，這個間隙決定了工作時候，打桿和凹板篩之間的 花生的厚度，這個間隙大的話，花生的厚度大，花生受到的向下的力也大，有利于脫殼。 但是厚度不能太大，間隙太大會造成花生未脫殼就被擠出凹板篩，造成漏剝現(xiàn)象。這個間 隙也不能太小，太小不但會造成生產(chǎn)效率低，而且會使花生的破碎率上升。凹板篩與滾筒 的間隙確定為 35mm 3.

41、8 螺紋連接的緊固措施 工作軸上的軸承座上的螺紋連接處承受較大的力，所以在進(jìn)行螺紋連接時要進(jìn)行預(yù) 緊，預(yù)緊是為了增強(qiáng)連接的緊密性及其可靠性的目的，以防止工作軸轉(zhuǎn)動后產(chǎn)生振動，使 箱體分離。 鋼制螺栓連接的預(yù)緊力Fo: Fo -(0.6 : 0.7) - s A=87180.9N 公式(3-17) 2 式中：匚s 螺栓材料的屈服極限， 匚s=355N/mm ； 兀 d； 2 A1 螺栓危險截面的面積， A - =409.3 mm ； 4 d1 螺紋小徑， d1 =22.835 mm青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 21 為了保證螺紋連接的安全可靠和防止螺紋連接的松脫斷裂，因此，在設(shè)計過程中要采 取嚴(yán)格的措施

42、進(jìn)行防松。脫殼機(jī)滾筒軸采用的是帶座軸承連接，采用的是彈簧墊圈防松。 彈簧墊圈防松是摩擦防松的一種，具有使用方便結(jié)構(gòu)簡單、使用方便性質(zhì)。 3.9 箱體的設(shè)計 箱體的作用是提供一個密閉的空間，方便脫殼滾筒的工作，脫殼滾筒工作時，花生受 到力的打擊，會四處分散開來，箱體會保證花生集中在一起方便脫殼。為了便于安裝拆卸 方便，箱體做成剖分式的，取軸的中心線所在的平面作為剖分平面。箱體材料為 的板材。上下箱體采用普通螺栓連接。圖 3-7 所示 3.10 殼仁分離裝置的設(shè)計 殼仁分離裝置主要由震動分離箱和風(fēng)機(jī)兩部分組成。震動分離箱是一個密閉的箱體分 為上下兩層，上下兩層各有一個傾斜的曬子，兩個篩子采用的曬面

43、不同，上曬是自制篩子, 設(shè)計有一定尺寸的孔隙，可以保證籽粒飽滿，個大，無破損的花生仁從上出料口出來。下 篩采用的是普通的鐵質(zhì)編制篩，破碎的花生仁和籽粒不飽滿的花生仁將在這一層輸出。震 動箱與脫殼箱是通過布袋軟連接的，從脫殼箱中出來的花生殼和花生仁同時進(jìn)入震動箱， 震動箱的后端是花生殼出口，風(fēng)機(jī)位于震動箱的下方，震動箱震動的時候風(fēng)機(jī)豎直向上給 花生殼和花生仁一個很大的1.5mm 厚 圖 3-7 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 22 推力，花生仁在風(fēng)力和震動箱向前向上的共同作用下向前方的 出料口運(yùn)動，最終從出料口送出?；ㄉ鷼t在風(fēng)機(jī)風(fēng)力的作用下直接從震動箱后側(cè)的出殼 口被吹出。 3.11 機(jī)架的設(shè)計 機(jī)架采

44、用的是 L70 70 5的角鋼焊接而成。起到一個定位支撐連接的功效。脫殼箱 安裝在機(jī)架最上方，采用普通螺栓連接，震動箱安裝在機(jī)架中間，風(fēng)機(jī)和電機(jī)安裝在機(jī)架 的最下方，也是采用螺栓連接。如圖 3-8 所示。 圖 3-8 機(jī)架的設(shè)計，要考慮機(jī)器自身的設(shè)計高度，和機(jī)架要承受的重量，根據(jù)這些條件來 選擇角鋼的型號。軸承座是固定在機(jī)架上的，所以選材的時候還要考慮軸承座能否牢固 的安裝在機(jī)架上。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 23 第四章 花生脫殼機(jī)的使用與維護(hù) 近些年花生脫殼機(jī)逐步進(jìn)入農(nóng)村，但是很多農(nóng)民朋友并沒有詳細(xì)掌握花生脫殼機(jī)的使 用與維護(hù)，使用不當(dāng)會造成脫殼的脫凈率低、破碎率高，機(jī)器的使用壽命短，生產(chǎn)過程出

45、 現(xiàn)安全等問題。 4.1 花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點 花生脫殼機(jī)，主要有機(jī)架、脫殼箱、滾筒凹板篩組合、震動箱、電機(jī)、帶輪等組成。 具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，不易出現(xiàn)故障的優(yōu)點，適合在市場上大力推廣。 4.2 花生脫殼機(jī)的使用前提 花生在脫殼前要對花生進(jìn)行預(yù)處理，還有很多注意的問題。 4.2.1 對花生果的要求 首先花生的干濕程度要適宜，太干會是破碎率比較高，太濕則會使生產(chǎn)效率很低。農(nóng) 村為了花生的保存，所以儲存的花生果一般很干，為了讓花生達(dá)到適宜的干濕度，可使用 以下幾種方法。如果在冬季脫殼，剝殼前用溫水均勻噴灑在花生果上，注意灑水的量，不 易過多，濕遍表皮即可。如果花生果很干，而且量又大，急于脫殼。

46、可以將花生果放進(jìn)水 池中，浸后立即撈出，再在陽光下涼曬，待干濕適宜后開始剝殼。 4.2.2 對電壓的要求 脫殼機(jī)要正常工作，電壓需達(dá)到電機(jī)的額定電壓。濟(jì)寧微山吳莊只有兩個小型變壓器, 而戶戶又座落分散，由于農(nóng)村線路的原因，導(dǎo)致離變壓器遠(yuǎn)的用戶電壓不足，因此，工作 的時候青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 24 應(yīng)該選擇電壓穩(wěn)定的地方。 4.3 花生脫殼機(jī)的使用 花生脫殼機(jī)的使用一定要按照規(guī)定的方法，不然容易出現(xiàn)機(jī)器故障，重則出現(xiàn)人員傷 亡。操作人員一般不能少于 2 人，其中一個人負(fù)責(zé)花生莢果的喂入，另一個人負(fù)責(zé)花生出 料口處的裝袋。操作人員必須是從事過相關(guān)工作的，或是經(jīng)過相應(yīng)培訓(xùn)的，具備操作設(shè)備 的水平，作

47、業(yè)前應(yīng)熟讀機(jī)器使用說明書。 花生脫殼機(jī)應(yīng)放在空曠平坦的場地或是機(jī)房，滿足機(jī)器對電源的要求 （交流三相電壓 380V,要求所用電線絕緣）。對于機(jī)具，一定要檢查各運(yùn)動部位潤滑情況，各連接件螺母 螺栓等是否松動，皮帶松緊度情況，各運(yùn)動部件卡滯情況，一定要認(rèn)真對待。 電動機(jī)啟動后，觀察轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向是否與機(jī)具上所指方向一致。然后空轉(zhuǎn)幾分鐘，觀察 有不正常的動靜，及其運(yùn)轉(zhuǎn)正常時，方可加入花生進(jìn)行工作。 4.4 花生脫殼機(jī)的維護(hù) 作業(yè)結(jié)束后，清除機(jī)器外表塵土和污垢，清理干凈脫殼室內(nèi)和振動箱內(nèi)存留的雜物， 各傳動部位和軸承應(yīng)加足黃油。機(jī)器要用塑料紙覆蓋，放入干燥的庫房內(nèi)保存，避免日曬 雨淋。 4.5 注意事項

48、1. 花生果要均勻適量的喂入，不能摻有石塊，這樣容易打碎花生仁，損壞機(jī)械。 2. 花生莢果的濕度要適中，太干的話破碎率會很高，過濕則影響工作效率。根據(jù)花 生果大小選用適當(dāng)篩網(wǎng)。 3. 如果從花生仁出后出來的花生中混有花生殼，把風(fēng)向箱的擋板開大，增大進(jìn)風(fēng)量。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 25 4. 操作時，人站著的地方要離皮帶傳動遠(yuǎn)一點，以免出現(xiàn)傷人事故。 5脫殼結(jié)束后要將機(jī)器清理干凈，然后置于室內(nèi)保存。 第五章總 結(jié) 本文是介紹花生脫殼機(jī)的設(shè)計，使用花生脫殼機(jī)，可以大大的節(jié)省農(nóng)民的勞動 量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。 這種機(jī)型的關(guān)鍵工作部分是脫殼滾筒， 脫殼滾筒由 凹板篩和打桿組成。因為花生剝殼的整個過程主要是這個部分完成的，所以花生脫 殼后的質(zhì)量能不能達(dá)到要求，完全看打桿和凹板篩的設(shè)計能不能達(dá)到要求，主要是 凹板篩的篩孔間隙，打桿的選材和轉(zhuǎn)速等等。本文介紹了目前多種花生脫殼設(shè)備及 其脫殼的原理，并對花生脫殼機(jī)械的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的概括和分析。 從這次設(shè)計也可以看出一些問題： (1) 雙滾筒式的花生脫殼機(jī)的適應(yīng)性還是不好，凹板間隙不能調(diào)整，所以不能適 應(yīng)多品種花生的脫殼。