花生脫殼機(jī)的主軸傳動(dòng)和電器控制設(shè)計(jì)

1、花生脫殼機(jī)的主軸傳動(dòng)和電器控制設(shè)計(jì) 摘 要 花生是食用植物油工業(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。花生在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行剝殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r(shí)，剝殼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)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、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)器來代替手工剝殼?；ㄉ鷦儦C(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方

2、法進(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了花生剝殼的效率?；ㄉ摎C(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(diǎn)決定了花生脫殼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)行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。刮板式花生去殼機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺(tái)機(jī)器就是一堆費(fèi)品。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)并對(duì)花生果進(jìn)行剝殼。因此，刮板式花生去殼機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為

3、重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便和實(shí)惠。關(guān)鍵詞 花生去殼機(jī)，機(jī)械化，高效生產(chǎn) PEANT SHELLER OF SPINDLE DRIVE AND ELECTRIC DESIGN ABSTRACT Peanuts are an important raw material of edible vegetable oil industry, the use of peanut oil can produce margarine, shortening, salad oil, cooking oil, also used as industrial raw materials. Peanu

4、ts can be eaten except by the simple processing, the processing can also be made by the nutrient-rich, color, smell, taste superb variety of food and health products.Peanuts during processing or as an export commodity, the need to peel processing. Preparation of peanut oil, the peel is designed to i

5、mprove the oil yield, increased crude oil and meal quality, conducive to the follow-up processes such as rolling the embryo and the husk of utilization. The traditional hand-shelling of human peel, hand peel only the fingers, fatigue, injuries, and the efficiency is very low, so I spent the majority

6、 of production areas, farmers urgently require machines to replace hand-sheller. The Birth of Peanut Sheller largely changed this situation, so that farmers in flower production areas do not have to peel the most primitive method of shelling, which greatly reduces the manual labor of farmers, but al

7、so improve the Peanut shelling efficiency. Peanut shelling machine is to remove the pod peanut shell and get the field operating machinery. Since its physiological characteristics of peanut peanut peanut shelling the field can not be joint operations with the harvest, but only the moisture content i

8、n the pod down to a certain extent, be carried out after the shelling. With the continuous development of planting peanuts, peanut shelling by hand have failed to meet the requirements of efficient production, the implementation of mechanical shelling is imminent. Shelled peanuts scraper machine ope

9、rating correctly, and read the design of the spindle drive mechanism, if poorly designed, the machine will not operate or can not operate, then the production out of this machine is a pile of consumer goods. Designed, the machine can operate on the normal and the peanut sheller. Therefore, shelled p

10、eanuts scraper design of main parts of machine in the whole design process is particularly important, reasonable design will provide users with more convenience and benefits.KEY WORDS：peanut shell machines, mechanized, efficient production目 錄前言.6第一章 緒論.81.1 花生脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀.81.2 目前花生脫殼機(jī)采用的脫殼原理.81.2.1 脫

11、殼原理.81.2.2 新型脫殼技術(shù).91.2.3 花生脫殼機(jī)械的工藝研究.91.2.4 花生脫殼機(jī)械存在的問題.101.3 花生脫殼機(jī)械研究重點(diǎn).101.3.1 提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性.101.3.2 提高機(jī)械脫殼率。降低破損率.101.3.3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展.101.4 花生脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望.11第二章 花生去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理.122.1 刮板式花生去殼機(jī)的結(jié)構(gòu).122.2 工作原理.12第三章 花生去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).143.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定.143.1.2 刮板所需功率計(jì)算.143.1.3 傳動(dòng)方案擬定.153.1.4 電動(dòng)機(jī)的選擇.163.1

12、.5 電氣控制的選擇.163.1.6 電路的設(shè)計(jì).173.1.7 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算.173.2 V帶傳動(dòng).183.3 軸.203.4 刮板結(jié)構(gòu).223.5 半柵籠.233.6 箱體.243.7 殼仁分離裝置.243.8 機(jī)架.243 .9 附件.24總結(jié).25致謝.26參考文獻(xiàn).27 前 言 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

13、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。 花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生食品以及在花生貿(mào)易出口時(shí)，都需要對(duì)花生進(jìn)行預(yù)處理加工。花生的預(yù)處理主要包括花生的剝殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。 花生在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行剝殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r(shí)，剝殼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)的剝殼為人力手

14、工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、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)器來代替手工剝殼。花生剝殼機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了花生剝殼的效率。 花生脫殼機(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(diǎn)決定了花生脫殼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)行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。 我國花生脫殼機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)花生脫殼機(jī)的研制課題以

15、來，已有幾十種花生脫殼機(jī)問世。只進(jìn)行單一脫殼功能的花生脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的花生脫殼機(jī)在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級(jí)功能的較大型花生脫殼機(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)有的花生脫殼機(jī)種類很多，如6BH-60型花生剝殼機(jī)、6BH-20B型花生剝殼機(jī)、6BH-20型花生脫殼機(jī)等，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型花生除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)花生原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的花生后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH-720型花生脫殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等

16、裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。6BK-22型花生脫殼機(jī)是一種一次喂料就可完成花生脫殼工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的花生仁可直接裝袋入庫。6BH-1800型花生脫殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫殼。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)械化脫殼程度將大幅提高，花生脫殼機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。 花生剝殼的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機(jī)械?；ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)的花生仁破碎率、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

17、生仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。八十年代以前的花生剝殼機(jī)械，破碎率一般都大于8%，有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為花生剝殼機(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，柵條凹板式花生剝殼機(jī)。自1983年以來，在已有的花生剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝殼部件，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。第1章 緒論1.1 花生脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀目前國內(nèi)花生脫殼機(jī)從其脫殼原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿鋼柵條凹板

18、 以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒橡膠浮動(dòng)凹板兩大類，但脫殼質(zhì)量均不高，破損率都大于8 %，剝出的花生米只能用于榨油和食用，滿足不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的脫殼原理是解決脫殼機(jī)現(xiàn)存問題的重要途徑。1.2 目前花生脫殼機(jī)采用的脫殼原理1.2.1 脫殼原理目前應(yīng)用比較廣泛的花生機(jī)械脫殼原理有以下幾種。撞擊法脫殼 撞擊法脫殼是物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)脫殼的目的。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殼機(jī)。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大，莢果外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)莢果離開壁面時(shí)，由于外殼具有

19、不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度，莢果所受到的彈性力較小，運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開，從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫殼機(jī)脫殼質(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(diǎn)等。碾搓法脫殼 花生莢果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)脫殼。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝殼機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中，動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，也使莢果與定磨片間產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時(shí)，磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂

20、，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)到脫殼的目的。該種方法影響因素有，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。剪切法脫殼 花生莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用，外殼被切裂并打開，實(shí)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殼機(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(shí)，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殼，剝殼效果較好。

21、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，原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。擠壓法脫殼 擠壓法脫殼是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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殼率高低的重要因素。搓撕法脫殼 搓撕法脫殼是利用相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輥筒對(duì)籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行脫殼的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥面之間存在一定的線速差，橡膠輥具有

22、一定的彈性其摩擦系數(shù)較大?；ㄉv果進(jìn)入膠輥工作區(qū)時(shí)，與兩輥面相接觸，如果此時(shí)莢果符合被輥?zhàn)訃氲臈l件，即嚙入角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩輥問此時(shí)莢果在被拉入輥間的同時(shí)，受到兩個(gè)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?zhàn)又行倪B線附近時(shí)法向擠壓力最大，莢果受壓產(chǎn)生彈性 塑性變形，此時(shí)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殼過程。影響脫殼性能的因素有，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。122 新型脫殼技術(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(shí)間，以使花生莢果內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，

23、內(nèi)外壓力平衡打破，殼體內(nèi)氣體在高壓作用下產(chǎn)生巨大的爆破力而沖破殼體，從而達(dá)到脫殼的目的。主要影響因素有，充氣壓力、穩(wěn)定壓力維持時(shí)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(duì)處于較高壓力狀態(tài)。殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)使外殼爆裂。激光法 用激光逐個(gè)切割堅(jiān)果外殼。試驗(yàn)顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到96%的整仁率，但因其費(fèi)用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。123 花生脫殼機(jī)械的工藝研究在脫殼技術(shù)方面，除了在原

24、理和設(shè)備上進(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殼率及脫殼質(zhì)量。分級(jí)處理 物料的粒度范圍大，必須先按大小分級(jí)，再進(jìn)行脫殼，才能提高脫殼率，減少破損率。水分含量 花生莢果的含水率對(duì)脫殼效果有很大的影響，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?，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，脫殼時(shí)能被充分破裂，同時(shí)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。124 花生脫殼機(jī)械存在的問題目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，脫殼

25、部件的研制仍在2O世紀(jì)90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫殼性能上并沒有很大的提高。由于機(jī)械脫殼時(shí)對(duì)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殼。脫殼機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題： 脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，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(shí)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。1.3 花生脫殼機(jī)械研究重點(diǎn)我國加入WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于花生脫殼機(jī)械的開發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針對(duì)現(xiàn)有花生脫殼機(jī)械存在的

26、優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來的發(fā)展過程中，對(duì)花生脫殼機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)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。131 提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性提高花生脫殼機(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，許多花生脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一花生品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高花生脫殼機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的花生脫殼機(jī)械通過更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅(jiān)果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要?；ㄉ摎C(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，將直接影響到花生脫殼機(jī)械

27、能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。132 提高機(jī)械脫殼率。降低破損率對(duì)花生脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的脫殼機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內(nèi)外的花生脫殼機(jī)械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到花生脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。133 向自動(dòng)控制和自動(dòng)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(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)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

28、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(dòng)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(shí)間，延長使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)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(shí)際生產(chǎn)中，也是目前花生脫殼機(jī)械需要盡快解決的問題。14 花生脫殼機(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

29、斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前花生脫殼機(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)的手工剝殼，勞動(dòng)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(duì)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(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái)，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(dòng)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(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購買花生

30、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(dòng)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(duì)花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高花生脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉ摎C(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)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，為花生脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。第二章 花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 刮板式花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)根據(jù)刮板式花生脫殼機(jī)的剝殼原理可知道，花生是從上至下依次經(jīng)過集料斗、剝殼箱、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(jì)剝殼機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來了。設(shè)計(jì)過程是從上往下，從花生的裝集開始，最上面是集料斗，

31、集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在剝殼箱內(nèi)，花生必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能進(jìn)行剝殼，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在剝殼箱內(nèi)?；ㄉ?jīng)過刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝殼后，要經(jīng)過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內(nèi)?；ㄉ┻^柵格后經(jīng)過剝殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝殼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(jì)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(jì)成一個(gè)整體，這樣的設(shè)計(jì)可以讓

32、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(jì)一個(gè)機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝殼機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。圖2-12.2 工作原理刮板式花生脫殼機(jī)以前也稱為刀籠剝殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。圖2-2花生果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)入剝殼箱內(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)行第一次剝殼

33、。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(gè)花生果，因此花生果將在落入柵格的同時(shí)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。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，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，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。第三章 花生去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刮板式花生去殼機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺(tái)機(jī)器就是一堆

34、費(fèi)品。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)并對(duì)花生果進(jìn)行剝殼。因此，刮板式花生去殼機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便和實(shí)惠。3.1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定311 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(duì)速度達(dá)到5時(shí)，可使花生殼破碎而不會(huì)破壞到花生仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。如圖3-1所示，花生下落位置在之間，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑為計(jì)算半徑 （3-1）取半徑R=250mm，則n=382.2r/min 結(jié)論：R=250mm， 圖3-1n=382.2r/min 312 刮板所需功率計(jì)算根據(jù)公式可計(jì)算出刮板所需

35、的功率刮板對(duì)花生做功 （3-2）：刮板改變花生的動(dòng)能：刮板改變花生的勢能 （3-3） （3-3） （3-4） （3-5）根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即0.417kg/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)入剝殼箱內(nèi)被破碎的花生果的重量?；ㄉ佑|刮板時(shí)初速度設(shè)為1m/s，方向向下，脫離刮板時(shí)速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時(shí)相對(duì)初位置高度為500mmt=1sm=0.604kg/s=1m/s=15m/sR=0.5m=(0.302+67.95+2.96)W=71.21

36、2w加上刮板與花生在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會(huì)超過500w。為計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需工率Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率。設(shè)、分別為滾動(dòng)軸承和V帶傳動(dòng)的效率，于是有=-0.8668電動(dòng)機(jī)所需功率不會(huì)超過700W，然后查表，選擇合適的電動(dòng)機(jī)。313 傳動(dòng)方案擬定由于刮板式花生去殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到=382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級(jí)V帶傳動(dòng)，第二種是采用兩級(jí)混合傳動(dòng)，而很明顯的，若采用兩級(jí)傳動(dòng)方案，將會(huì)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(jí)V帶傳動(dòng)。314 電動(dòng)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(hào)有兩種 Y90L-4型 和 Y100L-6

37、型根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比，現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列于下表 表31方案號(hào)電機(jī)型號(hào)額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動(dòng)比 i1Y100L-615100094024592Y90L-415150014003663由上表可知：方案1總傳動(dòng)比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價(jià)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(hào)為Y90L-4。查表得此種電動(dòng)機(jī)的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長度為50mm。3.1.5 電氣控制的選擇花生脫殼機(jī)的電氣設(shè)備只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，根據(jù)其工作的狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)可以分為起動(dòng)、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和停止三種狀態(tài)。能讓電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)這三種狀

38、態(tài)的方法有很多種，目前最常用的主要有傳統(tǒng)的接觸器、繼電氣控制和PLC控制，而這個(gè)有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。下面我們來進(jìn)行一下比較：傳統(tǒng)的接觸器和繼電氣控制PLC控制優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉1編程方法簡單易學(xué)2可靠性高,抗干擾能力強(qiáng) 3通用性強(qiáng)4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 5維修工作量小，維修方便6體積小，能耗低 缺點(diǎn)靈活性差、可靠性低1. 主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的2. 編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致3. 成本較高表3-2通過比較可知二者各有自己的優(yōu)劣勢，但都能實(shí)現(xiàn)滿足電動(dòng)機(jī)三種狀態(tài)的需要。而花生脫殼機(jī)不是什么精密度儀器，工作時(shí)對(duì)它的反應(yīng)快慢和精度要求不高

39、，只要能達(dá)到工作目的就行了，用傳統(tǒng)的接觸器和繼電器控制完全可以滿足需要，而且價(jià)格比較低，有利于降低機(jī)器的成本。PLC控制和傳統(tǒng)的接觸器、繼電氣控制相比雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于這里的電氣控制很簡單，用PLC控制會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。因此，在這里選用傳統(tǒng)的接觸器、繼電器自動(dòng)化控制。3.1.6 電路的設(shè)計(jì) 因?yàn)榛ㄉ摎C(jī)的電動(dòng)機(jī)只有三種狀態(tài)：起動(dòng)、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和停止。因此這里選用最基本的起保停控制線路。電路圖如下所示：U QS FU1VW FU2 FR SB1 KM SB2 KM FR PE 3M 圖32電路圖解析：按下開關(guān)SB2(花生脫殼機(jī)的“開”按鈕），接觸器KM的線圈的電，KM的主觸頭吸合，電動(dòng)機(jī)主

40、線路通電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)KM的常開觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，能使電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下開關(guān)SB1(花生脫殼機(jī)的“關(guān)”按鈕）控制電路形成斷路，接觸器KM的線圈失電，KM的主觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)KM的常開觸點(diǎn)復(fù)位，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。317 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算軸的轉(zhuǎn)速軸的輸入功率=1.35kw軸的轉(zhuǎn)矩32 V帶傳動(dòng)首先列出設(shè)計(jì)的基本條件電機(jī)型號(hào)：Y90L-4額定功率：1.5kw轉(zhuǎn)速：=1400r/min傳動(dòng)比：=3.663假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t10h1.確定計(jì)算功率查表得工作情況系數(shù) =1.1=1.11.5=1.65(kw)2選擇V帶帶型根據(jù)、查得最適合的帶型為A型3確定帶輪基準(zhǔn)直徑由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直

41、徑系中選取，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為驗(yàn)算帶的速度v=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)初步確定中心距，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度=1972.36mm由V帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度計(jì)算實(shí)際中心距a5驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角主動(dòng)輪包角合適6計(jì)算V帶的根數(shù)z （3-6）由,=3.663查表得，代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算Z=1.984取z=27.計(jì)算預(yù)緊力8計(jì)算作用在軸上的壓軸力 （3-7）代入數(shù)值計(jì)算得=482.7N9.V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用帶輪材料選用HT200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(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表33單位：mm尺寸類型小帶輪大帶輪75280基準(zhǔn)寬度

42、11.011.0基準(zhǔn)線上槽深2.752.75基準(zhǔn)線下槽深8.78.7槽間距e150.3150.3第一槽對(duì)稱面至端面距離f輪緣厚d1212帶輪寬B3535外徑80.5285.5輪槽角極限偏差孔徑2616輪轂長50354832輪輻厚82016230.53.3 軸軸的轉(zhuǎn)速軸的輸入功率=1.35kw軸的轉(zhuǎn)矩1 初步確定軸的最小直徑先按經(jīng)驗(yàn)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，于是得2擬定軸上零件的裝配方案通過對(duì)各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-3所示裝配方案圖3-33 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=22

43、mm，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（2）初步選擇滾動(dòng)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)，初步選取深溝球軸承6205,其基本參數(shù)如下表表3-46204基本尺寸安裝尺寸極限轉(zhuǎn)速DB脂潤滑油潤滑2552151314611200016000（3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取，（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，故?。?）取刮板距箱體內(nèi)壁，取，。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帶輪與軸的周向定

44、位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊(cè)得平鍵截面如下 表3-5長度取22mmV帶輪與軸的配合為，滾動(dòng)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。（7）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角，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(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)花生果進(jìn)行剝殼。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3-4所示圖3-4因?yàn)椴捎玫氖谴驌艉蛿D壓兩種方式配合進(jìn)行剝殼，所以對(duì)刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用材料是45號(hào)鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長寬=500mm129mm，刮板

45、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120mm，刮板固定支架長度為140mm，截面尺寸40mm20mm，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“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。半柵籠的每一個(gè)柵格都只能容許一個(gè)花生仁大小的物體通過，被剝殼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，而花生果因?yàn)樘?，無法通過柵格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行剝殼直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。圖3-5柵條是利用兩塊墻板對(duì)兩端

46、進(jìn)行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號(hào)鋼。柵條采用圓截面長條，長度為538mm，因其特殊的作用，還需對(duì)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，而未剝殼的剛不能通過。裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動(dòng)。半柵籠內(nèi)徑為。3.6 箱體箱體的作用是提供給刮板一個(gè)封閉的剝殼環(huán)境，并對(duì)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。3.7 殼仁分離裝置殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)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方?；ㄉ?jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對(duì)其進(jìn)行殼仁分離，分離的基本原理是利用花生殼與花生仁的重量及受力面積的不同，用