花生紅衣脫除機(jī)設(shè)計

1、花生紅衣脫除機(jī)設(shè)計目錄1引言1. 1課題提出的背景21. 2花生紅衣脫除機(jī)械的發(fā)展 31. 3花生紅衣脫除機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 91. 3. 1目前花生紅衣脫除機(jī)采用的脫皮原理 91. 3. 2新型脫皮技術(shù) 111. 3. 3花生紅衣脫除機(jī)械的工藝研究 111. 3. 4花生紅衣脫除機(jī)械存在的問題 111. 4花生紅衣脫除機(jī)械研究重點 12121. 4. 1提高花生紅衣脫除機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 1. 4. 2提高機(jī)械脫皮率。降低破損率 121. 5花生紅衣脫除機(jī)械應(yīng)用前景展望 132. 1花生去皮機(jī)的結(jié)構(gòu) 142. 2工作原理153. 1設(shè)計前各項參數(shù)的確定 173. 2 V帶傳動193.3 軸

2、223.4刮板結(jié)構(gòu)233.5半柵籠243.6箱體253.7殼仁分離裝置253.8機(jī)架253.9附件26參考文獻(xiàn)2921引言1. 1課題提出的背景花生中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植 物蛋白質(zhì)。利用花生或脫脂后的花生餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為 肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以花生蛋白粉為原料或添加劑制 成的食品，既提高了蛋白質(zhì)含量，又改善了其功能特性?；ㄉ鞍追圻€可以通過高壓 膨化制成蛋白肉?；ㄉ鞘秤弥参镉凸I(yè)的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、 起酥油、色拉油、調(diào)和油等，也可用作工業(yè)原料?；ㄉ?jīng)簡單加工就可食用外，經(jīng) 深加

3、工還可以制成營養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品?；ㄉ庸じ碑a(chǎn)品 花生殼和花生餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟(jì)效益?；ㄉ谥迫∮椭?、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時，都需要 對花生進(jìn)行預(yù)處理加工?；ㄉ念A(yù)處理主要包括花生的剝皮和分級、破碎、軋胚和蒸 炒等。花生在加工或作為出口商品時，需要進(jìn)行剝皮加工。花生在制取油脂時，剝皮的 目的是為了提高出油率，提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)行和皮殼 的綜合利用。傳統(tǒng)的剝皮為人力手工剝皮，手工剝皮不僅手指易疲勞、受傷，而且工 效很低，所以花生產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來代替手工剝皮?；ㄉ鷦兤C(jī)的誕生 在很大程度上改變了

4、這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝皮方法進(jìn)行 剝皮，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動，同時還提高了花生剝皮的效率?；ㄉt衣脫除機(jī)是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機(jī)械。由于花生 本身的生理特點決定了花生脫皮不能與花生的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫皮。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫皮已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行脫皮機(jī)械化迫在眉睫。1. 2花生紅衣脫除機(jī)械的發(fā)展我國花生紅衣脫除機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)花生紅衣脫除機(jī)的研制課題以來，已有幾十種花生紅衣脫除機(jī)問世。只進(jìn)行單一脫皮功能的花生紅衣脫除機(jī)結(jié)構(gòu)簡 單，價格便宜，以小

5、型家用為主的花生紅衣脫除機(jī)在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完 成脫皮、分離、清選和分級功能的較大型花生紅衣脫除機(jī)在一些大批量花生加工的企 業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國內(nèi)現(xiàn)有的花生紅衣脫除機(jī)種類很多，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效 率的28 60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS150型花生除雜脫皮分選機(jī)組一次能實 現(xiàn)花生原料的脫皮、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的花生后期生產(chǎn)機(jī)械?；ㄉt衣脫 除機(jī)帶有復(fù)脫、分級裝置，采用搓板式脫皮、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有 結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動力小等特點。6BKH 22型花生紅衣脫除機(jī)是一種一次喂料就可完成花生脫皮工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動、分層分

6、離、 復(fù)脫清選分級后的花生仁可直接裝袋入庫。6BH一 1800型花生紅衣脫除機(jī)械采用了三軋輥混合脫皮結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫皮。而隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，花生產(chǎn)量 逐年增加，花生的機(jī)械化脫皮程度將大幅提高，花生紅衣脫除機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展 前景?；ㄉ鷦兤さ脑砗芏啵虼水a(chǎn)生了很多種不同的花生剝皮機(jī)械。花生剝皮部件是 花生剝皮機(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝皮部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛花生仁破碎率、 花生果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎 率是社會最為關(guān)心的主要指標(biāo)。八十年代以前的花生剝皮機(jī)械，破碎率一般都大于 8%有時高達(dá)15%以上。加工出 的花生仁，只能用來榨油

7、，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新 的剝皮原理，研制新式剝皮部件，便成為花生剝皮機(jī)械的重要研究課題。從六十年代 初，開始在我國出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式花生剝皮機(jī)。自1983年以來，在已有的花生剝皮部件的研制基礎(chǔ)上，我國又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝皮 部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破殼率指標(biāo)大有改善。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的幾個特點(1) 機(jī)架上方設(shè)置了一個振動布料裝置5,它的作用是輸送帶送來的花生米進(jìn)入振 動裝置料斗，物料經(jīng)過振動能均勻地進(jìn)入喂料斗 3,由于喂料斗并不存放物料所以物料 均勻地進(jìn)入脫皮室。(2) 傳動皮帶采用雙面V形三角帶，這種三角帶的使用減少了皮帶輪

8、的數(shù)量，設(shè)備 結(jié)構(gòu)簡化了。(3) 工作輥子的設(shè)計選用鋼管，樹脂材料，樹脂表面粘有石英砂。(4) 每一對輥子的旋轉(zhuǎn)方向如圖中所示，非常有利于紅衣脫皮。61*機(jī)架2脫皮室3喂料斗4電鐵濮蕩器5*振動布料部 件6輻子7,8,29,31-脫衣室側(cè)板9*混合岀料斗10紅衣碎 沫料斗HJ2.調(diào)節(jié)手輪13,26.手輪14電機(jī)】5.軸承座 16架板17*25*皮帶輪1亂緊定螺栓19螺母20.皮帶輪 2X軸承座22架板23支承角鐵24皮帶輪27,32”棍子 28,33 棍子六十年代初， 我國在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了 TH-340型花生剝皮機(jī)，其剝 皮部件是在一個圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下

9、面裝有若干根圓鋼 條組成的柵條式凹板，如圖1所示。在該機(jī)構(gòu)中花生進(jìn)口大（3O-50毫米），出口小（10-25毫米），工作時，花生果在滾 筒的推動下由進(jìn)口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫皮， 花生受列剝皮機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制脫皮，故破碎率高。剝皮時，直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80%。為了將混在一起的花生仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝皮機(jī)一般要配置分 離機(jī)構(gòu)。后來研制并生產(chǎn)的TH-47OS, 6 BH-570型等型式的剝皮機(jī)，結(jié)構(gòu)與其大同小 異，剝皮質(zhì)量均不理想。2. 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝皮部件該機(jī)

10、的剝皮部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝皮原理系擠壓式，如圖2所示圖2作業(yè)時，花生果在膠輥的推動下，通過剝皮間隙（5 20毫米），由膠輥和膠板的擠 壓作用脫皮，避開了剝皮部件的揉搓作用，破碎率有所降低，但仍在5%以上。另外， 因直徑小于剝皮間隙的小果未經(jīng)剝皮便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使花生經(jīng)多次擠壓脫皮，致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造 價較高。3. 開式紋桿滾筒，編織凹板式花生剝皮部件剝皮部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹 板，其結(jié)構(gòu)如圖3所示作業(yè)時，花生果在滾筒的推動下，受擠壓揉搓脫皮，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同,花生果受

11、到開式滾筒的攪拌作用，剝皮力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5%另外，與柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝皮時，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單 粒癟果末脫皮而被網(wǎng)孔分離，雙粒長果則漏不出來，仍被剝皮，故剝凈率較高。4. 立式剝皮機(jī)構(gòu)剝皮部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的 編織平底篩，該剝皮部件如圖4所示。圖4在剝皮室內(nèi)，花生果受立式轉(zhuǎn)子的推動而相互磨擦，從而達(dá)到剝皮的目的，此方法系柔性揉搓剝皮。實踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在 3%以下。其缺點是由于采 用立式傳動， 故傳動機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。5. 開式扁條滾筒，編織凹板式花生剝皮部件采用了由三根扁鋼條制成的開式

12、扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖5所示。作業(yè)時，花生果在扁條的推動下隨滾筒轉(zhuǎn)動，在滾筒和凹板之間形9圖5成一個活動層，花生果在該活動層內(nèi)互相揉搓而脫皮。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝皮 部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是花生搓花生，系柔性剝皮，故破碎率較低，該機(jī)鑒定時實測破傷率（破碎率+損傷率）為0. 91。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理 想。1. 3花生紅衣脫除機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀目前國內(nèi)花生紅衣脫除機(jī)從其脫皮原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓 為主的鋼紋桿一一鋼柵條凹板以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動凹板兩大 類，但脫皮質(zhì)量均不高，破損率都大于 8 %，剝出的花生米只能用于

13、榨油和食用，滿足 不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的脫皮原理是解決脫皮機(jī)現(xiàn)存問題的重要途 徑。1. 3 . 1目前花生紅衣脫除機(jī)采用的脫皮原理目前應(yīng)用比較廣泛的花生機(jī)械脫皮原理有以下幾種。撞擊法脫皮撞擊法脫皮是物料高速運動時突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破碎而 實現(xiàn)脫皮的目的。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤及固定在甩料盤周圍的粗糙壁板組 成的離心脫皮機(jī)。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足 夠大，莢果外殼就會產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)莢果離開壁面時，由于外殼 具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運動速度，莢果所受到的彈性力較小，運動速度也 不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動

14、而使其在裂縫處裂開，從而實現(xiàn)籽粒的脫皮。撞 擊脫皮法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫皮 機(jī)脫皮質(zhì)量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤的轉(zhuǎn)速、甩料盤的結(jié)構(gòu)特點等。碾搓法脫皮花生莢果在固定磨片和運動著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用，使莢果 的外殼被撕裂而實現(xiàn)脫皮。其典型的設(shè)備為由一個固定圓盤和一個轉(zhuǎn)動圓盤組成的圓 盤剝皮機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動磨片的間隙中，動磨片轉(zhuǎn)動的離心力使籽粒 沿徑向向外運動，也使莢果與定磨片問產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時，磨片上的牙齒 不斷對外殼進(jìn)行切裂，在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并 與殼仁脫離，達(dá)到脫皮的目的。該種方

15、法影響因素有，莢果的水分含量、圓盤的直經(jīng)、 轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。剪切法脫皮花生莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對運動著的刀板的剪切力的作 用，外殼被切裂并打開，實現(xiàn)外殼與果仁的分離。其典型設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座 為主要工作部件的刀板剝皮機(jī)。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板，刀板座呈凹形， 帶有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)花生莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn) 鼓旋轉(zhuǎn)時，與刀板之間產(chǎn)生剪切作用，使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽，特 別是帶絨棉籽的剝皮，剝皮效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝 率較高。該種方法影響因素有，原料水分含

16、量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大 小等。擠壓法脫皮 擠壓法脫皮是靠一對直徑相同轉(zhuǎn)動方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，調(diào) 整到適當(dāng)間隙，使花生莢果通過間隙時受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利地進(jìn)入兩 擠壓輥的間隙，取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破 殼，莢果首先必須被夾住，然后被卷入兩輥間隙。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒 破損率和脫皮率高低的重要因素。搓撕法脫皮 搓撕法脫皮是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行 脫皮的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥面之間存在一定的線速差， 橡膠輥具有一定的彈性其摩擦系數(shù)較大。花生莢果進(jìn)入膠輥工作區(qū)時，與兩輥面相

17、接觸，如果此時莢果符合被輥子嚙人的條件，即嚙人角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩 輥問.此時莢果在被拉人輥間的同時，受到兩個不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外， 莢果又受到兩輥面的法向擠壓力的作用，當(dāng)莢果到達(dá)輥子中心連線附近時法向擠壓力 最大，莢果受壓產(chǎn)生彈性一一 塑性變形，此時莢果的外殼也將在擠壓作用下破裂，在 上述相反方向撕搓力的作用下完成脫皮過程。影響脫皮性能的因素有，線速差、膠壓 輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。1. 3. 2新型脫皮技術(shù)壓力膨脹法 原理是先使一定壓力的氣體進(jìn)入花生殼內(nèi)，維持一段時間，以使花生 莢果內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，內(nèi)外壓力平衡打破，殼體內(nèi)氣體在高壓作用

18、 下產(chǎn)生巨大的爆破力而沖破殼體，從而達(dá)到脫皮的目的。主要影響因素有，充氣壓力、 穩(wěn)定壓力維持時間、籽粒的含水率等。真空法將花生莢果放在真空爆殼機(jī)中，在真空條件下，將具有相當(dāng)水分的莢果加 熱到一定溫度，在真空泵的抽吸下，莢果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其 韌性與強(qiáng)度降低，脆性大大增加；真空作用又使殼外壓力降低，殼內(nèi)部相對處于較高 壓力狀態(tài)。殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時，就會使外殼爆裂。激光法 用激光逐個切割堅果外殼。試驗顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到100 9 / 6的整仁率，但因其費用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。1. 3. 3花生紅衣脫除機(jī)械的工藝研究在脫皮技術(shù)方面，除了在原理和設(shè)備

19、上進(jìn)行研究外，人們還在工藝上進(jìn)行了研究 以提高籽粒的脫皮率及脫皮質(zhì)量。分級處理 物料的粒度范圍大，必須先按大小分級，再進(jìn)行脫皮，才能提高脫皮 率，減少破損率。水分含量 花生莢果的含水率對脫皮效果有很大的影響，含水率大，則外殼的韌 性增加；含水率小，則果仁的粉末度大。因此應(yīng)使花生莢果盡量保持最適當(dāng)?shù)暮剩?以保證外殼和果仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異，即外殼含水率低到使其具有 最大的脆性，脫皮時能被充分破裂，同時又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使 果仁在外力作用下粉末度太大，可減少果仁破損率。1. 3. 4花生紅衣脫除機(jī)械存在的問題目前我國在花生脫皮技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投

20、入也不足，脫皮部 件的研制仍在2O世紀(jì)90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫皮性能上并沒有很大的提 高。由于機(jī)械脫皮時對花生仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的花生仁至今仍 是手工剝皮。脫皮機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：脫皮率低，脫皮后的果仁破損率高，損失大。 機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。 通用性差，利用率低。 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機(jī)制造，制造的工藝水平較低，同時能耗較高。有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能 及商品性等方面還存在不少問題。1. 4花生紅衣脫除機(jī)械研究重點我國加入WT以來，國內(nèi)外關(guān)于花生紅衣脫除機(jī)械的開發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針

21、 對現(xiàn)有花生紅衣脫除機(jī)械存在的優(yōu)點與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生紅衣脫除 機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。1. 4. 1提高花生紅衣脫除機(jī)械的通用性和適應(yīng)性提高花生紅衣脫除機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一目前，許 多花生紅衣脫除機(jī)械只是針對某一花生品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設(shè)計，其通用性、 兼容性和適應(yīng)性較差。提高花生紅衣脫除機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的花生紅衣 脫除機(jī)械通過更換主要部件能夠同時對其他帶殼物料進(jìn)行脫皮加工。研制通過變換主 要工作部件即能滿足不同堅果脫皮作業(yè)需要的脫皮機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低 制造成本，以適應(yīng)不同加

22、工企業(yè)的需要?；ㄉt衣脫除機(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢， 將直接影響到花生紅衣脫除機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。1. 4. 2提高機(jī)械脫皮率。降低破損率對花生紅衣脫除機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究 新的脫皮機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計；同時在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高脫皮率， 降低籽仁破損率。目前國內(nèi)外的花生紅衣脫除機(jī)械均存在脫皮率和破損率之間的矛盾， 處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到花生紅衣脫除機(jī)械的發(fā)展前景。1. 4. 3向自動控制和自動化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位， 影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過機(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計自動喂料、自動 定位脫皮裝置，

23、保證均勻喂料與有效定位，實現(xiàn)機(jī)組自動化操作，進(jìn)一步提高作業(yè)精 確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開 拓國內(nèi)和國外市場。新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于花生機(jī)械的研制開發(fā)中，隨著液 壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動 力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡化操作， 減少輔助工作時間，延長使用壽命，降低勞動使用費用等將作為主要設(shè)計目標(biāo)應(yīng)用于 脫皮機(jī)械的設(shè)計制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好 的應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，也是目前花生紅衣脫除機(jī)械需要盡快解決的問題。1.

24、 5花生紅衣脫除機(jī)械應(yīng)用前景展望花生生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展 的重要保證，近年來，花生機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會 化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前花生紅衣脫除機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā) 達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。 在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的花生仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝皮，勞動生產(chǎn)率低， 區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì)，我國花生生產(chǎn)機(jī)械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對花生機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動了 新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機(jī)

25、械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產(chǎn)機(jī)械化真 正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)花生生產(chǎn) 機(jī)械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農(nóng)民購買花生機(jī)械、開展花生機(jī)械作業(yè)服務(wù) 的優(yōu)惠政策和措施，調(diào)動了農(nóng)民購買花生機(jī)械的積極性，形成了新的市場需求。隨著 花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高花生紅衣脫 除機(jī)械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉt衣脫除機(jī)在提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度方面 起到了積極的作用，促進(jìn)了花生加工業(yè)的科技進(jìn)步，為花生紅衣脫除機(jī)械的發(fā)展提供 了空間。142花生去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2. 1花生去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)根據(jù)花生去皮機(jī)的剝皮原理可知道，花生是從上

26、至下依次經(jīng)過集料斗、剝皮箱、柵 格、下箱出口、分選口，花生仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計剝皮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù) 就出來了。設(shè)計過程是從上往下，從花生的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝皮箱, 集料斗可與剝皮箱設(shè)計為一個整體。在剝皮箱內(nèi)，花生必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用 才能進(jìn)行剝皮，因此，將刮板設(shè)計置在剝皮箱內(nèi)?；ㄉ?jīng)過刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝皮 后，要經(jīng)過位于剝皮箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計成一個半圓柵籠，將其固定在 剝皮箱的下半箱內(nèi)?；ㄉ┻^柵格后經(jīng)過剝皮箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè) 計一個風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝皮的花生殼與花生仁進(jìn)行分離，重量稍重的不 被風(fēng)吹走，而重

27、量較輕的花生殼將被風(fēng)機(jī)吹來的氣流帶入到花生殼收集通道，通道的底 部設(shè)計成一定角度。經(jīng)過分離的花生仁往下落，落入花生仁收集通道，將此通道與花生 殼收集通道的底面設(shè)計成一個整體，這樣的設(shè)計可以讓被風(fēng)吹走的花生仁通過自身的重 量往下回滾到花仁收集通道。為保證整機(jī)的各部分的安裝，需設(shè)計一個機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個部分的支承、定 位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝皮機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2-1所示。15圖2-12. 2工作原理花生去皮機(jī)以前也稱為刀籠剝皮機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外皮剝掉的一種機(jī)械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。它主

28、要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝皮機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成?；ㄉM(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流洛下來進(jìn)入剝皮箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的 刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，花生殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝皮。部分花生果在 下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而花生殼卻未撞裂，這部分花生落入到 由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個花生 果，因此花生果將在落入柵格的同時被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些花生果的果殼也 被壓碎。剝皮后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風(fēng)機(jī)吹來的經(jīng)調(diào)節(jié) 好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而花生仁因重量大，繼續(xù)往下落

29、，從而達(dá)到了殼仁分離的目的173花生去皮機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計花生去皮機(jī)能否正常運轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計，如果設(shè)計不合理，機(jī)器就不 能正常運轉(zhuǎn)或者說不能運轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺機(jī)器就是一堆費品。設(shè)計合理，機(jī)器 就能正常的運轉(zhuǎn)對并對花生果進(jìn)行剝皮。因此，花生去皮機(jī)的主要部件的設(shè)計在整個設(shè) 計過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計將提供給使用者更多的方便和實惠。3. 1設(shè)計前各項參數(shù)的確定3. 1. 1刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分花生殼撞碎，當(dāng)花生果與鋼質(zhì)物體相對速度達(dá)到 5m/ s時，可使花生殼破碎而不會破壞到花生仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。如圖3-1所示，花生下落位置在

30、-? R之間，設(shè)計時采用最小碰撞半徑-為計算半2 2徑v = 2pnr取半徑 R=250mm，則 n=382.2r/min結(jié)論：R=250mm，n=382.2r/min圖3-13. 1. 2刮板所需功率計算根據(jù)公式P= Q可計算出刮板所需的功率t刮板對花生做功Q = Ek + E pEk :刮板改變花生的動能Ep :刮板改變花生的勢能12 12E k = E1 + E2 = 一 mv1 + 一 mv22 2Ep = mgh = mgR1 2 2Q =(vi + V2 + gR)2mQ 1m z 22 fP =(v1 + v2 + gR)t 2t根據(jù)所給產(chǎn)量要求1500kg/h,即0.417kg

31、/s,此為花生仁的產(chǎn)量，折合花生果產(chǎn)量 為0.417/純?nèi)事?根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取花生的純?nèi)事蕿?9%,折合花生果產(chǎn)量為0.604kg/s,此即每秒進(jìn)入剝皮箱內(nèi)被破碎的花生果的重量。花生接觸刮板時初 速度設(shè)為1m/s，方向向下，脫離刮板時速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時相對初位置高度為500mmt=1sm=0.604kg/sv1 =1m/sv2=15m/sR=0.5mQ 1m / 22P =(V1 + V2 + gR) =(0.302+67.95+2.96)W=71.212w加上刮板與花生在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會超過500w。為計算電動機(jī)的所需工率Pd，先要確定從

32、電動機(jī)到工作機(jī)之間的總效率h。設(shè)h1、h 2分別為滾動軸承和 V帶傳動的效率，于是有2 2h =h 1 + h 2 =-0.8668電動機(jī)所需功率Fd = Pw不會超過700W，由于給定電動機(jī)的功率為1.5kW，遠(yuǎn)大于此計h算值，故所給電動機(jī)的功率完全符合要求。3. 1. 3傳動方案擬定由于花生去皮機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到n2 =382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級V帶傳動，第二種是采用兩級混合傳動，而很明顯的，若采用兩級傳動方案， 將會致使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本升高，所以選用一級V帶傳動。3. 1. 4電動機(jī)的選擇根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用的電機(jī)型號有兩種Y90L-

33、4 型 禾口 Y100L-6 型根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動比，現(xiàn)將此兩種電動機(jī)的數(shù)據(jù)和傳 動比列于下表方案號電機(jī)型號額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動比i1Y100L-61. 510009402. 4592Y90L-41. 5150014003. 663由上表可知：方案1總傳動比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價格高，作為家用機(jī)械的電機(jī)不是 太合算，故選擇方案 2,即電機(jī)型號為 Y90L-4。查表得此種電動機(jī)的中心高H=90mm外伸軸徑為24mm軸的外伸長度為 50mm3. 1. 5傳動裝置的運動和參數(shù)計算軸的轉(zhuǎn)速m = 1400r / minn2 = n / i = 38

34、2.2r / min軸的輸入功率2 2P2 二 Pd ' h 2 = 1.5 ' 0.95 =1.35kw軸的轉(zhuǎn)矩T2 = 9550P2 / n2 = 33.732N .m3. 2 V帶傳動首先列出設(shè)計的基本條件電機(jī)型號：Y90L-4額定功率：1.5kw轉(zhuǎn)速：m = 1400r/min傳動比：i =3.663假設(shè)每天運轉(zhuǎn)時間t<10h1. 確定計算功率Pca查表得工作情況系數(shù)K A =1.1Pca = K A P =1.1 X 1.5=1.65(kw)2. 選擇V帶帶型根據(jù)Pca、n1查得最適合的帶型為 A型3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由主動輪基準(zhǔn)直徑系中選取d d1 = 75

35、mm，從動輪基準(zhǔn)直徑為驗算帶的速度d d2 = i ' d d 1 = 3.663 ' 75mm = 274.725mmpdd1 n1p '75 '1400 /匚“ v =m / s = 5.498m / s60 '1000 60'1000 v=5.498m/ s < vmax = 25m/ s因此所選帶的速度合適4. 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)0.7(ddj + dd2) < a0 < 2(dd1 + dd2 )初步確定中心距 a0 = 700mm ,計算帶的基準(zhǔn)長 度2l' d = 2a0 + P(dd1 + d

36、d2 ) + ( "2 - ddl)=1972.36mm24a°由V帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度Ld = 2000mma = a0 +Ld - L ' d2計算實際中心距a=(700 + 19Z226)mm = 713.82mm25. 驗算主動輪上的包角a ia 1 =180°- 280 - 75 ' 57.5o = 160.68° > 120o713.82主動輪包角合適6.計算V帶的根數(shù)zPCaz =9( P0 + DP0 )kak i由 m = 1400r / min , d d1 = 75mm , i =3.663 查表得P0

37、 = 0.68 kw , DP0 = 0.17kw , K a =0.95 , K l =1.03代入數(shù)值，經(jīng)計算Z=1.984取z=27. 計算預(yù)緊力F。F0 = 500 卻 K5 - 1)+qv 2=125.436N22#計算作用在軸上的壓軸力Fp23代入數(shù)值計算得Fp = 2 zF0 sinaiF p =482.7N8. V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計算及選用帶輪材料選用HT200mm根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實心式，大徑帶輪采用輪 輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如下單位:尺寸類型小帶輪大帶輪dd75280基準(zhǔn)寬度bd11.011.0基準(zhǔn)線上槽深ha min2.752.75基準(zhǔn)線下槽深h

38、 f min8.78.7槽間距e15± 0.315± 0.3第一槽對稱面至端面距離 f10+210+2輪緣厚d1212帶輪寬B3535外徑d a80.5285.5輪槽角j38o38。極限偏差±1。± 0孔徑d02616輪轂長5035d14832輪輻厚b18h120h216D 1230.5具體結(jié)構(gòu)設(shè)計見零件圖3.3軸軸的轉(zhuǎn)速n2 = n1 / i = 382.2r / min軸的輸入功率巳二 Pd ' h 2 = 1.5 ' 0.952 =1.35kw軸的轉(zhuǎn)矩T2 = 9550P2 / n2 = 33.732N .m1初步確定軸的最小直徑先

39、按經(jīng)驗公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取A0 =105，于是得|pp i 35dmin = A0 3 b = 105訂一-=15.99mm'n2, 382.22擬定軸上零件的裝配方案通過對各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案/ Q 3 滬 S 6圖3-23根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩，故取 2-3段直徑d23=22mm， 左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2段長度取為1伐=32mm（2）初步選擇滾

40、動軸承因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d23 = 22mm，初步選取深溝球軸承 6205，其基本參數(shù)如下表6204基本尺寸安裝尺寸極限轉(zhuǎn)速aDBs mind aD aas脂潤滑油潤滑2552151314611200016000（3） 安裝刮板架段軸直徑 d45 = 60mm。刮板架段安裝寬度取145二542mm，（4）軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離|二40mm，故 取 l23 = 60mm（5）取刮板距箱體內(nèi)壁 a = 20mm，取 l34 = 40mm，|56 = 26mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。（6）軸上零件的周向固定V帶輪

41、與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊得平鍵截面如下d12 = 16mmb'h =5'5長度l取22mmV帶輪與軸的配合為H 7 / n6，滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此 處選軸的直徑尺寸公差為 k6。（7）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角2'45°，各軸肩處圓角半徑見零件圖3.4刮板結(jié)構(gòu)刮板結(jié)構(gòu)是整個機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進(jìn)行剝皮。此結(jié)構(gòu)采用四鋼板十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示圖3-3因為采用的是打擊和擠壓兩種方式配合進(jìn)行剝皮，所以對刮板的強(qiáng)度有一定要求，米用材料是 45號鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面

42、滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長寬=500mm'129mm，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距 離250mm。固定刮板的筒架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為26mm，外徑120m m，刮板固定支架長度為140mm，截面尺寸40mm '20mm，每塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。3.5半柵籠半柵籠在機(jī)器中的作用是讓已經(jīng)被剝皮的花生與未被剝皮的花生進(jìn)行分離，其分離 的原理就是“小個通過，大個不過”。半柵籠的每一個柵格都只能容許一個花生仁大小的 物體通過，被剝皮的花生由于花生殼的破裂，被變成破碎的花生殼和整粒的花生仁，花 生仁的大小剛好可以穿過柵格，而

43、花生果因為太大，無法通過柵格，將被阻擋在剝皮箱 內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行剝皮直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。27圖3-4柵條是利用兩塊墻板對兩端進(jìn)行固定的，墻板材料為HT200,柵條材料為20號鋼。柵條采用f 10圓截面長條，長度為 538mm,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。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內(nèi)，組成半 圓柵籠，柵條間距為10mm，這樣可使剝出的花生仁能通過柵格，而未剝皮的剛不能通過。裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動。半柵籠內(nèi)徑為f 516mm。3.6箱體箱體的作用是提供給刮板一個封閉的剝皮環(huán)境，并對相關(guān)結(jié)構(gòu)起到支承和定位作用。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體的材料 選用HT200,鑄造成型。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計見零件圖。3.7殼仁分離裝置殼仁分離裝置分為兩個部分，一個是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，另一端安裝在箱體 的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下