目錄TOC\o"1-3"\h\u15836第1章緒論 2235511.1花生生產(chǎn)概況 2283661.1.1我國(guó)花生生產(chǎn)概況 2224781.1.2世界花生生產(chǎn)概況 3113841.2花生脫殼裝置現(xiàn)狀 3255121.2.1國(guó)內(nèi)花生脫殼裝置現(xiàn)狀 3127971.2.2國(guó)外花生脫殼裝置現(xiàn)狀 4258341.3我國(guó)常見花生脫殼裝置 5106241.4花生脫殼機(jī)械損傷研究概況 684901.4.1花生機(jī)械脫殼損傷分類 6139771.4.2花生機(jī)械損傷的危害及原因 6232841.5研究意義和研究?jī)?nèi)容 7292141.5.1研究意義 7187821.5.2研究?jī)?nèi)容 712567第2章磨盤式花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì) 898412.1磨盤式花生脫殼機(jī)進(jìn)料斗 887032.2脫殼裝置 8145762.3風(fēng)選裝置 9168922.4收集裝置 9156592.5本章小結(jié) 918649第3章磨盤式花生脫殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11116673.1磨盤的設(shè)計(jì) 11106933.2電機(jī)的選擇 12125393.3送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13305073.3.1送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13254923.3.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 14107803.4本章小結(jié) 156449第4章磨盤式花生脫殼機(jī)其他部件 1646334.1送料斗 16272284.2殼仁分離裝置 1662224.3機(jī)架 1611061第5章工程額定概算 1865195.1磨盤式花生脫殼機(jī)制作過程的成本預(yù)算 1887645.1.1非標(biāo)設(shè)備制作額定的說明 18296955.1.2磨盤式花生脫殼機(jī)制作定額的基價(jià)表 18180315.2磨盤式花生脫殼機(jī)制作過程的管理 195156結(jié)論 2018282參考文獻(xiàn) 2122045致謝 23第1章緒論花生是世界具有很高地位的農(nóng)產(chǎn)品，也是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物之一。花生除了用來榨油，據(jù)史料記載，中國(guó)早在一千年前就種植了花生。今天，花生仍然是我國(guó)不可缺少的油料作物，也承擔(dān)著我國(guó)主要出口農(nóng)產(chǎn)品的重任?；ㄉ粌H可以用來榨油，為我們提供蛋白質(zhì)和脂肪，還可以制成花生飲料、糖果等供人們食用的食品。據(jù)史料記載，中國(guó)早在一千年前就種植了花生。今天，花生仍然是我國(guó)不可缺少的油料作物。1.1花生生產(chǎn)概況1.1.1我國(guó)花生生產(chǎn)概況花生主要有食用油用、飼料及工業(yè)三種用途。在我國(guó)主要產(chǎn)油作物中，花生的種植面積僅次于大豆和菜籽，油用量花生大約占花生總產(chǎn)量的一半，從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2020年統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以看出，我國(guó)2020年花生種植面積為4600萬公頃，分布非常廣，全國(guó)各個(gè)省份都有種植，主要產(chǎn)地為華東地區(qū)。河南省花生種植面積占全國(guó)種植面積的22%，產(chǎn)量占全國(guó)的27%。山東省占全國(guó)花生種植面積的17%，產(chǎn)量占全國(guó)的21%。圖1.1我國(guó)花生產(chǎn)區(qū)種植面積比例圖圖1.2我國(guó)花生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量比例圖1.1.2世界花生生產(chǎn)概況巴西是有記載以來最早種植花生的地區(qū)。東南亞，北美洲，南美洲是世界上公認(rèn)重要的花生產(chǎn)地，也是產(chǎn)量最大的區(qū)域，占世界花生總產(chǎn)量的99%以上。全球花生生產(chǎn)主要集中在中國(guó)和印度，中國(guó)是世界上最大的花生生產(chǎn)國(guó)，每年的產(chǎn)量為16,685,915噸。印度排名第二，年產(chǎn)量為6,857,000噸。二者累計(jì)產(chǎn)量在全球的占比為51%，其次是美國(guó)、巴西等國(guó)家，其他單個(gè)國(guó)家的花生產(chǎn)量在全球的占比不超過10%。從花生的種植面積上看，印度種植面積為580000公頃位居首位，中國(guó)花生種植面積為4541514公頃。從花生單產(chǎn)水平上看，中國(guó)以單產(chǎn)3674.1kg/hm2位于第二位，和美國(guó)相比，低于466kg/hm2；從花生總產(chǎn)量上看，雖然印度種植面積最大，但單產(chǎn)量低，所以中國(guó)的花生產(chǎn)量成為全球第一大花生生產(chǎn)國(guó)。1.2花生脫殼裝置現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)花生脫殼裝置現(xiàn)狀（1）國(guó)內(nèi)花生脫殼裝置發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)于花生脫殼裝置的研究相對(duì)較早，但由于當(dāng)時(shí)的社會(huì)問題，脫殼機(jī)的研究基本處于停滯的情況。在改革開放以前我國(guó)農(nóng)業(yè)解決的問題主要是溫飽問題，采用過集體生產(chǎn)制，但是花生種植面積小且比較分散，而且產(chǎn)量有限，花生剝殼只能靠手工去完成。1980年到1995年，隨著經(jīng)濟(jì)體制的逐漸改革，溫飽問題基本得到了解決，花生的種植面積以及生產(chǎn)產(chǎn)量也逐漸升高，但是采用手工剝殼，雖然在一定程度上可以減少對(duì)花生莢果的損傷，但已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了當(dāng)時(shí)大規(guī)?；ㄉ摎さ男枨螅虼撕罄m(xù)就出現(xiàn)了以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的為優(yōu)勢(shì)的花生脫殼機(jī)。從1995年以后，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，花生迅速發(fā)展為一種產(chǎn)業(yè)，無論花生是出口還是加工食用，需求量都直接上升，在這樣的情況下，對(duì)花生脫殼機(jī)的脫殼質(zhì)量和作業(yè)量都是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。近十年，我國(guó)對(duì)花生脫殼機(jī)進(jìn)行了深入研究，其中將脫殼后花生莢果的損傷放在重點(diǎn)研究問題，并獲得了一定的成果。在上世紀(jì)九十年代，張效鵬在深入研究了花生脫殼機(jī)的部件后，花生脫殼機(jī)的脫殼機(jī)構(gòu)由封閉式谷物輥和圓鋼格柵凹板組成，主要原理是對(duì)花生進(jìn)行擠壓，采用摩擦脫殼的方法進(jìn)行脫殼。脫殼率為10%左右。原策獻(xiàn)曾研究過花生脫殼機(jī)的性能，但所使用的脫殼部件不同，主要采用垂直彈性膠板和柔性膠輥?zhàn)鳛槊摎げ考m然破碎率低于由網(wǎng)格凹板和封閉式脫殼機(jī)組成的脫殼機(jī)谷物滾筒，但還是不足一半，為了增加花生莢果的一次脫殼率王延耀等曾嘗試了一種對(duì)花生莢果進(jìn)行非機(jī)械方法脫殼，也就是現(xiàn)在所說的壓力膨脹法，雖然可以保證整仁率和破損率，但脫殼率過低。2009年，高連興，鄭賢和杜新設(shè)計(jì)了一種基于準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，沖擊試驗(yàn)，疲勞試驗(yàn)和花生莢果的物理特性研究的一個(gè)垂直錐體輥花生脫殼設(shè)備。2011年杜鑫、高連興等人研制出了雙滾筒氣力循環(huán)花生脫殼機(jī)，雙滾筒氣力循環(huán)花生脫殼機(jī)通過打擊、擠壓的方式進(jìn)行脫殼，該設(shè)備的脫殼部分由兩個(gè)脫殼滾筒和兩個(gè)與之匹配的凹板篩組成我國(guó)花生脫殼機(jī)的發(fā)展從1965年開始，國(guó)家下達(dá)花生脫殼機(jī)的研究項(xiàng)目，已研制出數(shù)十臺(tái)花生脫殼機(jī)。具有單脫殼功能的花生脫殼機(jī)滿足了大多數(shù)用戶的簡(jiǎn)單需求。小戶型花生剝殼機(jī)在我國(guó)部分地區(qū)得到非常好的反響。而一些大型的加工企業(yè)則使用具有多種功能的復(fù)雜的花生脫殼機(jī)，比如花生的清潔，烘干，分級(jí)等功能。從1983年起，我國(guó)以現(xiàn)有的花生脫殼部件入手，對(duì)此不斷創(chuàng)新突破，研制出多種不同機(jī)理的新型脫殼部件。使花生的脫殼率有了較大提高。國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了閉式滾筒和篩網(wǎng)凹面花生脫殼機(jī)。在越來越高的花生需求量下，人力脫殼的方法十分落后，已滿足不了農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的需要，花生脫殼機(jī)械化成為了我國(guó)花生農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。目前，刀籠式花生脫殼機(jī)和另一種由砂板滾壓機(jī)改進(jìn)而成的花生脫殼機(jī)是我國(guó)市場(chǎng)上兩種常見的主要類型的花生脫殼機(jī)。在中國(guó)廣東、廣西等省區(qū)廣泛使用。在我國(guó)是花生生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)花生脫殼機(jī)械品種少、數(shù)量少的形勢(shì)下，我國(guó)開發(fā)和推廣性能良好的新型花生脫殼機(jī)械潛力巨大。國(guó)內(nèi)主要推廣使用的機(jī)型主要有：HT-340、6BH-300、6BH-400、6BH-570等，這些設(shè)備型號(hào)不同，但都屬于滾筒凹面搓網(wǎng)的工作原理。花生在脫皮機(jī)房?jī)?nèi)通過滾筒的旋轉(zhuǎn)反復(fù)摩擦擠壓，把花生殼破碎，達(dá)到去皮的目的。脫殼后的花生繼續(xù)在脫殼機(jī)構(gòu)中與花生殼一起翻滾摩擦，不能使果殼與果仁分離，造成花生仁破損率較高。此外，摩擦擠壓造成的擠壓傷會(huì)損傷花生的果肉，這種花生仁達(dá)不到做成種子的要求，只能用坐食品或者榨油，不能滿足出口要求。我國(guó)播種和出口的花生仁，只能用手工剝皮，就要耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力和勞動(dòng)強(qiáng)度。但在我國(guó)農(nóng)業(yè)政策與科技進(jìn)步的推動(dòng)下，花生產(chǎn)量逐年增加，花生機(jī)械化脫殼程度只會(huì)越來越好，花生脫殼機(jī)械裝置會(huì)有廣闊的市場(chǎng)。1.2.2國(guó)外花生脫殼裝置現(xiàn)狀 國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家較早就開始了對(duì)花生脫殼機(jī)的研究，美國(guó)領(lǐng)先于其他國(guó)家走在世界的前列，在20世紀(jì)60年代，就開始了對(duì)花生脫殼機(jī)械的研究，美國(guó)生產(chǎn)出的花生脫殼機(jī)具有良好的特征，花生果殼破莢率高，而且花生還能保持完整，非常受市場(chǎng)的喜愛。同時(shí)美國(guó)就開始針對(duì)花生莢果在脫殼過程中的損傷問題進(jìn)行研究，并取得了很好的成果，不但降低花生莢果的損傷，而且還能節(jié)約人工挑選成品。美國(guó)的披特曾經(jīng)嘗試使用激光對(duì)每個(gè)花生進(jìn)行脫殼處理用這。在這之后的二十年，尤昂設(shè)計(jì)出了一種能夠在花生脫殼機(jī)開始運(yùn)行之前，以花生果實(shí)的大小對(duì)花生進(jìn)行分類，再對(duì)分好類的花生莢果進(jìn)行處理的花生脫殼機(jī)，完成脫殼后，利用變形控制技術(shù)控制完成脫殼后的花生向指定的收集裝置移動(dòng)，能夠完成精準(zhǔn)脫殼。普魯士與威爾瑪發(fā)明出了一臺(tái)利用碰撞原理的花生脫殼機(jī)。除了機(jī)械底盤外，Gulevitch還使用了特殊的天然沸石作為催化劑，以完成花生殼的熱分解。alaro等人為了分解花生殼而利用了生物技術(shù)。首先，用微波輔助熱稀釋堿對(duì)整個(gè)花生果實(shí)進(jìn)行預(yù)處理，并且用生物分解酵素對(duì)花生殼進(jìn)行分解。使用生物學(xué)和化學(xué)技術(shù)來完成花生的殼切，花生的損傷率基本可以達(dá)到0%。但這種方法價(jià)格高昂，不推薦使用。國(guó)外一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，機(jī)械化程度非常高，有專門的公司進(jìn)行花生脫殼工作，這些公司都具有完整的脫殼設(shè)備，包括花生的清洗、分級(jí)步驟等。剝殼效率較高，如美國(guó)生產(chǎn)的‘5728型’五滾筒剝殼機(jī)，一小時(shí)可以完成近十噸的工作量，完成脫殼的花生也十分干凈，可以用來做成食品，但是由于用滾筒凹板作為脫殼裝置，易導(dǎo)致在摩擦剝殼的時(shí)候花生破損，破損率一般在8%~15%，不能做種子和長(zhǎng)期存放。隨著水力技術(shù)，電子技術(shù)，控制技術(shù)，化學(xué)工業(yè)，冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳輸，體積高的材料，許多后方過程逐漸被取代。機(jī)器輕便簡(jiǎn)單化成為了發(fā)展趨勢(shì)，使輔助操作時(shí)間減少，增加機(jī)器的使用壽命，降低故障率，減少使用成本，是當(dāng)今脫殼機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。如何利用好現(xiàn)在的科技力量，更有效的用在花生的實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去，也是花生脫殼機(jī)發(fā)展的重中之重。1.3我國(guó)常見花生脫殼裝置花生脫殼裝置的原理從結(jié)構(gòu)上分主要有兩大類：一類是以打擊揉搓為原理的紋桿柵條凹板式；另一類是以擠壓揉搓為原理的滾筒凹版式。從時(shí)間上分也主要有兩類：一種是以傳統(tǒng)的物理原理的脫殼方法，包括：撞擊脫殼法、擠壓脫殼法、碾搓脫殼法、剪切脫殼法、搓撕脫殼法和氣吸脫殼法等；另一類利用科技手段的新型的脫殼技術(shù)，包括：氣爆脫殼法、真空脫殼法、激光脫殼法等。目前國(guó)內(nèi)外主要以傳統(tǒng)脫殼法為主，因?yàn)樾滦兔摎ぜ夹g(shù)對(duì)脫殼環(huán)境及脫殼精度有很高的要求，脫殼技術(shù)尚不成熟，且脫殼機(jī)造價(jià)較高，制造難度較大，不適合中小型企業(yè)和以戶為單位的農(nóng)民使用?，F(xiàn)從幾種典型的花生脫殼裝置進(jìn)行分析。1.3.1脫殼裝置基本原理我國(guó)花生脫殼裝置按脫殼原理可以分為：撞擊式、擠壓式、碾搓式、剪切式、搓撕式、氣吸式等，其主要工作原理分析如下：撞擊式脫殼原理是先使物料進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)，在物料運(yùn)動(dòng)時(shí)收到阻礙，撞擊使外殼碎裂，達(dá)到脫殼的效果。主要工作部件為甩料盤，利用物體繞中心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向心力的原理，將甩料盤與壁面進(jìn)行刮磨，利用物體之間摩擦產(chǎn)生的摩擦力迫使花生殼破碎，從而實(shí)現(xiàn)脫殼，這種脫殼方式的脫凈率低。擠壓式脫殼原理是當(dāng)花生莢果進(jìn)入兩個(gè)圓柱輥之間的間隙時(shí)，由于它們的轉(zhuǎn)速不同，并且旋轉(zhuǎn)方向相反，受到擠壓作用進(jìn)而脫殼。碾搓式脫殼原理是通過磨片間的碾搓作用進(jìn)行脫殼。經(jīng)過反復(fù)的碾搓，花生莢果外殼破裂，同時(shí)花生米的破損情況也加重。這種脫殼原理的易被花生的含水量，磨片間的間隙、轉(zhuǎn)速的大小等所影響。搓撕法脫殼原理是通過撕搓作用進(jìn)行脫殼，它的脫殼機(jī)構(gòu)是一對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠棍筒。由于輥是由橡膠制成，具有彈性性質(zhì)，而且他們之間轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也不相同，利用橡膠輥本身的彈性和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度差，當(dāng)花生進(jìn)入兩輥之間時(shí)，受到摩擦力和擠壓力，完成脫殼。氣吸式脫殼原理是利用壓力膨脹法，由于花生莢果的外殼是氣孔的，將一定壓力的氣體注入花生殼內(nèi)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，突然卸壓到大氣壓或者以下，使殼內(nèi)氣體突破花生殼，從而脫殼。1.4花生脫殼機(jī)械損傷研究概況花生米的機(jī)械損傷，主要是由于脫殼部件的沖擊和碰撞。目前主要采用滾筒凹板和紋桿柵條式脫殼裝置，脫殼原件分別為滾筒和紋桿，前者主要是以擠壓揉搓為主，后者主要以打擊揉搓為主，它們?yōu)榛ㄉ诿摎み^程中提供主要?jiǎng)恿?，但是同時(shí)也會(huì)對(duì)花生造成很強(qiáng)的機(jī)械損傷，所以，降低花生的機(jī)械損傷的主要方法就是要盡量減少花生莢果在脫殼過程中的擠壓和打擊次數(shù)。1.4.1花生機(jī)械脫殼損傷分類采用機(jī)械脫殼時(shí)，造成花生的損傷大致分為兩類，一類是花生米外部造成的損傷，其中包括花生米的破碎、破瓣和裂皮如圖1.3等；另外一類為花生米的內(nèi)部機(jī)械損傷，這類損傷是肉眼無法觀察到的，需要借助一定的試驗(yàn)設(shè)備和方法才能觀察得到，其中包括子葉的裂紋、胚的損傷等。a裂皮b破碎c破瓣圖1.3花生米的外部機(jī)械損傷形式1.4.2花生機(jī)械損傷的危害及原因機(jī)械損傷的花生米容易產(chǎn)生黃曲霉素，不易貯存，嚴(yán)重影響花生米的食用價(jià)值和花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。內(nèi)部機(jī)械損傷的花生米不易察覺，如果作為種子播種到田間，不僅浪費(fèi)種子，造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成缺苗，導(dǎo)致減產(chǎn)。因此，新型花生脫殼裝置的研究重點(diǎn)為盡量減少花生米的機(jī)械損傷，為花生產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。花生米機(jī)械損傷主要有三個(gè)因素。第一，花生脫殼裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整不合理，如紋桿的個(gè)數(shù)、排列方式、轉(zhuǎn)速，柵條的間隙，喂入量的多少等；第二，花生莢果的本身物理特性，如含水率、莢果的尺寸等；第三，現(xiàn)階段大多數(shù)的花生脫殼裝置都是針對(duì)單一的品種，不同品種、不同生長(zhǎng)條件的花生莢果，就難以滿足脫殼條件，其適應(yīng)性、通用性差。1.5研究意義和研究?jī)?nèi)容1.5.1研究意義現(xiàn)在我國(guó)現(xiàn)有的花生脫殼機(jī)都存在著自己的缺點(diǎn)，滾筒式花生剝殼機(jī)受滾筒間隙的限制。如果間隙太大，花生不能去殼。如果中間的縫隙過小，則會(huì)對(duì)花生顆粒造成擠壓損壞。氣爆花生剝殼機(jī)對(duì)花生果實(shí)的破壞率較低，但同時(shí)這種脫殼機(jī)的工作效率也不太理想，脫殼率只有30%。因?yàn)榛ㄉ鷼さ拿芏炔痪瑲獗b置不能做到完全破殼在脫殼過程中，要手動(dòng)更換凹板篩。磨盤式花生脫殼機(jī)使用的是碾搓的方法脫殼，這種方法可以使花生充分的進(jìn)行脫殼而不會(huì)損傷花生仁，原理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以在設(shè)備中對(duì)不同外觀尺寸的花生進(jìn)行脫殼，能有效提高花生的脫殼率，降低花生的破損率。目前市場(chǎng)上鮮有這種機(jī)器。磨盤式花生剝殼機(jī)通用性強(qiáng)，能適應(yīng)各種形狀的花生莢。研究粉碎機(jī)式花生脫殼機(jī)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。1.5.2研究?jī)?nèi)容（1）確定磨盤式花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)磨盤進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）使用SolidWorks建立磨盤式花生脫殼機(jī)的三維模型，完成脫殼機(jī)構(gòu)，收集機(jī)構(gòu)等零部件的裝配體，并進(jìn)行總裝配，最后完成建模。第2章磨盤式花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)2.1磨盤式花生脫殼機(jī)進(jìn)料斗根據(jù)磨盤式花生脫殼機(jī)的工作原理，可以畫出其結(jié)構(gòu)圖具體的工作過程如下圖2.1所示：最上方為送料裝置，進(jìn)料斗是一個(gè)倒立的圓臺(tái)形設(shè)計(jì)，脫殼裝置通過螺栓連接固定在脫殼箱內(nèi)，入料口具有傾斜角度，方便添加花生原料。將經(jīng)過處理（如晾曬、除潮等預(yù)處理）符合去殼的花生集中放入該裝置。在該裝置中可設(shè)計(jì)更高級(jí)的送料裝置，如可分段送料，輸送速度可調(diào)送料等。在送料裝置的下方是去殼機(jī)的核心裝置，即為花生集中剝殼箱，該裝置緊緊與送料裝置相連，為保證花生不會(huì)從間隙露出，可將送料裝置的下出口部分設(shè)置在剝殼箱的內(nèi)部，以達(dá)到完全包裹、不泄露物料的作用。圖2.1進(jìn)料斗2.2脫殼裝置同時(shí)在脫殼箱內(nèi)設(shè)計(jì)由可旋轉(zhuǎn)的磨盤，該磨盤繞著垂直于送料裝置的上平面的中心軸1旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的磨盤與整個(gè)箱體之間有一定的間隙，當(dāng)花生經(jīng)過送料裝置落入到去殼箱內(nèi)時(shí)，同時(shí)受到磨盤的碾搓作用，以及磨盤與磨盤的擠壓作用。也就是說花生在掉落的過程中受到橫向和縱向的合力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度夠大，擠壓力以及撞擊力足以將花生殼打碎時(shí)，花生殼自然破開，花生仁從殼中掉出。由于重力以及自身的向心力影響，花生仁和花生殼在離心力的作用下脫離磨盤式花生脫殼機(jī)。圖2.2脫殼裝置2.3風(fēng)選裝置而花生仁進(jìn)入去殼機(jī)的下一個(gè)重要部件，即位于剝殼箱底部的送料槽?？紤]到機(jī)構(gòu)的自重以及脫殼效率等因素。它處于剝殼箱的最下部分內(nèi)?；ㄉ捎谥亓Φ淖饔孟蛳碌袈洌藭r(shí)在送料槽的側(cè)方開設(shè)通風(fēng)口，在此處設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)，風(fēng)力分選比較常見，原理簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，風(fēng)機(jī)提供一定強(qiáng)度的風(fēng)力吹向掉落的花生殼和花生仁。由于花生仁和花生殼本身自重不同，在風(fēng)機(jī)鼓吹的過程中，花生仁由于質(zhì)量較重，運(yùn)動(dòng)軌跡受風(fēng)向影響較小，直接調(diào)入下一部分?；ㄉ鷼び捎谫|(zhì)量小，易受到風(fēng)力的影響，將花生殼吹向一側(cè)，而在此側(cè)可開設(shè)花生殼回收裝置，進(jìn)行殼體回收。圖2.3風(fēng)選裝置2.4收集裝置花生米延滑道繼續(xù)向下滑落，整個(gè)花生脫殼過程結(jié)束。整個(gè)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上，機(jī)架對(duì)于送料裝置、去殼裝置、電機(jī)、等裝置起到支撐、定位、連接作用。從上至下以此為送料裝置、旋轉(zhuǎn)磨盤、風(fēng)機(jī)、花生殼回收裝置、電機(jī)等傳動(dòng)裝置。2.5本章小結(jié)簡(jiǎn)單闡述了花生脫殼機(jī)的工作原理，對(duì)磨盤式花生脫殼機(jī)的方案進(jìn)行了粗略的描述。第3章磨盤式花生脫殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1磨盤的設(shè)計(jì)磨盤式花生脫殼機(jī)的脫殼機(jī)構(gòu)為一組磨盤，固定磨盤面的傾斜角度要大于轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤的傾斜角度。1.擋板2.固定磨盤3.轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤圖3.1脫殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)磨盤需要考慮磨盤直徑的大小，和磨盤的傾斜角度。在磨盤直徑大的情況下，加工時(shí)會(huì)使加工成本提高。若直徑小會(huì)降低花生脫殼率。經(jīng)過考量之后，固定磨盤的直徑確定為300mm。磨盤上有能夠讓磨盤固定在機(jī)架上的孔，通過螺栓固定。a為轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤的傾角，b為固定磨盤傾角，h1為兩個(gè)磨盤之間的最大間隙，h2為磨盤之間的最小間隙，在這里只需確定a和h2的數(shù)值，即可設(shè)計(jì)出主要的脫殼機(jī)構(gòu)磨盤。轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤傾角a的設(shè)計(jì)在磨盤不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，花生會(huì)自由滑落，為使花生能夠在受重力的情況下沿著轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤向磨盤邊緣移動(dòng)，要滿足滿足花生所受重力在盤面方向上的分力大于與磨盤之間受到的摩擦力。mgsinα≥μmgcosαtanα≥μ這里的μ取0.35，得出α≥19.3°，所以α為20°。轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤與固定磨盤最小間隙h2的設(shè)計(jì)在磨盤的大小設(shè)計(jì)中，為滿足花生果實(shí)能進(jìn)入脫殼裝置，應(yīng)滿足h1≥d1的條件，為了使花生原料能夠在磨盤的作用下成功脫殼，應(yīng)該滿足d1≥h2，為滿足已經(jīng)完成脫殼的花生顆粒能夠完整的從磨盤機(jī)構(gòu)中被甩出，應(yīng)滿足h2≥d2。所以這四個(gè)參數(shù)的大小關(guān)系為h1≥d1≥h2≥d2，因?yàn)閮杀P之間存在傾角差，所以h1必然大于h2，且花生殼尺寸必然大于花生顆粒尺寸，所以d1大于d2，d2大小取8mm，所以h2設(shè)計(jì)為10mm。因?yàn)閔1大小可以通過固定轉(zhuǎn)盤傾角b來決定，h1只需要大于花生顆粒直徑，理論上能夠無限大，但考慮到實(shí)際需求與設(shè)備緊湊性的需要，所以取固定轉(zhuǎn)盤b的傾角為30°，h1大小約為45mm。3.2電機(jī)的選擇脫殼過程包含著打擊、碰撞、摩擦、碾搓、剪切和擠壓等多重作用。打擊過程反復(fù)多次，碰撞過程涉及到碾搓、剪切和擠壓是固定磨盤與轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤的共同作用的結(jié)果。在這個(gè)復(fù)雜的過程中，空氣阻力對(duì)摩擦影響較大，同時(shí)對(duì)能源的消耗較大即影響機(jī)構(gòu)功率。因此脫殼功率需考慮多方面因素。對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)功率計(jì)算：（3-1）式中：Q——脫殼機(jī)的加工量（kg/h）Rd——完成單位物料加工所做的功（N·m/kg）A——空氣所消耗的功率系數(shù)η——機(jī)械效率K——花生與磨盤摩擦消耗的功率系數(shù)此處，根據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=1500kg/h；Rd根據(jù)文獻(xiàn)資料對(duì)比，取Rd=300N.m/kg；取A=1.4;取η=0.7；取K=2;代入式(2)計(jì)算得P=0.5KW。所以磨盤式去殼機(jī)正常工作的功率只要大于0.5KW就可以。轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤的截面是一個(gè)等腰梯形如圖所示，頂面半徑為R1，底面半徑為R2，高為h，腰與底面的夾角為α，質(zhì)量為m，密度為ρ。圖3.2轉(zhuǎn)動(dòng)磨盤截面在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)過程的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為空載電機(jī)轉(zhuǎn)矩取則要使轉(zhuǎn)盤空轉(zhuǎn)時(shí)所需要的電機(jī)轉(zhuǎn)矩為1.16N·m?；ㄉ鷼ぴ跀D壓碾破時(shí)，所需要的力的大小約為50N,假設(shè)同時(shí)有三個(gè)花生原料進(jìn)行脫殼，則工作轉(zhuǎn)矩為則需要輸出轉(zhuǎn)矩若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，減速機(jī)效率為90%，則此處輸出轉(zhuǎn)速為300r/min，轉(zhuǎn)速比i約為5。取安全系數(shù)為1.2綜上選擇IMB14H56-90通用電機(jī)。3.3送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.3.1送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)主要零件為一組鏈輪，其結(jié)構(gòu)如圖所示1.花生存放槽2.花生3.傳動(dòng)鏈4.運(yùn)料斗5.鏈輪圖3.3送料機(jī)構(gòu)此處選取鏈傳動(dòng)的理由有如下三個(gè)：常規(guī)的齒輪傳動(dòng)不能很好地解決遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)膯栴}，鏈傳動(dòng)運(yùn)輸距離長(zhǎng)帶傳動(dòng)雖然也可以遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，但是會(huì)存在彈性滑動(dòng)的問題，在運(yùn)輸過程中會(huì)打滑，產(chǎn)生不必要的磨損，降低工作效率，V帶也會(huì)被磨損，并且在相同的條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較緊湊，為了滿足花生進(jìn)料速率的穩(wěn)定性，所以在添加原料的送料裝置處使用鏈傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)還有安裝成本低，制造安裝都比較方便，并且花生重量小，此處不具有較大的載荷變動(dòng)及頻繁的轉(zhuǎn)向變化，傳輸速度小于13m/s。經(jīng)以上三個(gè)因素考慮此處選用鏈傳動(dòng)。3.3.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)送料裝置通過鏈傳動(dòng)來運(yùn)輸物料，初步預(yù)測(cè)鏈的線速度為0.5m/s，傳動(dòng)鏈的速度比較低，但是為了使鏈與鏈輪齒輪之間減少磨損，同時(shí)為了防止鏈傳動(dòng)的不均勻運(yùn)動(dòng)和附加載荷的加大，取鏈輪齒數(shù)Z1=Z2=20,傳動(dòng)比i=1。（1）初定中心距a0=160p鏈節(jié)數(shù)L=2C/P+(Z+z)/2+KP/CL=340取鏈節(jié)數(shù)為340節(jié)（2）相關(guān)系數(shù)選取工作情況系數(shù)因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，因此工作情況系數(shù)KA=1.0多排鏈系數(shù)因?yàn)榇颂庍x擇了雙排鏈設(shè)計(jì)，查表得Km=1.7（3）計(jì)算額定功率鏈節(jié)距根據(jù)P0以及轉(zhuǎn)速n選08A滾子鏈，查表得p=12.70mm理論中心距a=1905mm中心距調(diào)節(jié)量實(shí)際中心距取=1900mm（4）驗(yàn)算鏈速與預(yù)估鏈速度相符合綜上所述，選擇的鏈輪齒數(shù)為20，傳動(dòng)比為1:1，兩鏈輪中心距為1900mm，選用08A型滾子鏈，并選用雙排鏈布置。3.4本章小結(jié)設(shè)計(jì)了磨盤式花生脫殼機(jī)的磨盤和送料裝置，主要是磨盤直徑300mm，磨盤傾角為20°。選擇的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為IMB14H56-90通用電機(jī)。對(duì)花生脫殼機(jī)的送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，傳輸方式選用鏈傳動(dòng)，并且通過計(jì)算確定了鏈輪齒數(shù)為20，傳動(dòng)比為1:1，兩鏈輪中心距為1900mm，選擇08A滾子鏈，雙排鏈置的鏈傳動(dòng)。第4章磨盤式花生脫殼機(jī)其他部件4.1送料斗最上方為送料裝置，將經(jīng)過處理符合去殼的花生集中放入該裝置。在該裝置中可設(shè)計(jì)更高級(jí)的送料裝置，如可分段送料，輸送速度可調(diào)送料等。在送料裝置的下方是去殼機(jī)的核心裝置，即為花生集中剝殼箱，該裝置緊緊與送料裝置相連，為保證花生不會(huì)從間隙露出，可將送料裝置的下出口部分設(shè)置在剝殼箱的內(nèi)部，以達(dá)到完全包裹、不泄露物料的作用。箱體的材料選用HT200，鑄造成型。能夠?yàn)槠渌慵鸬街伪Ｗo(hù)的作用，同時(shí)將脫殼機(jī)構(gòu)與機(jī)架固定，電機(jī)安裝在機(jī)架里面。聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見零件圖。4.2殼仁分離裝置殼仁分離裝置包含滑道和風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)提供一定強(qiáng)度的風(fēng)力吹向掉落的花生殼和花生仁。由于花生殼和花生仁自重不同，在風(fēng)機(jī)鼓吹的過程中，花生碎殼由于質(zhì)量小，易受到風(fēng)力的影響，將花生殼吹向一側(cè)，而在此側(cè)可開設(shè)花生殼回收裝置，進(jìn)行殼體回收。花生仁由于質(zhì)量較重，運(yùn)動(dòng)軌跡受風(fēng)向影響較小，直接調(diào)入下一部分，花生仁順著滑道向下進(jìn)入準(zhǔn)備好的容器內(nèi)。4.3機(jī)架箱體的材料選用HT200，鑄造成型。能夠?yàn)槠渌慵鸬街伪Ｗo(hù)的作用，同時(shí)將脫殼機(jī)構(gòu)與機(jī)架固定，電機(jī)安裝在機(jī)架里面。聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見零件圖。圖4.1機(jī)架第5章工程額定概算5.1磨盤式花生脫殼機(jī)制作過程的成本預(yù)算5.1.1非標(biāo)設(shè)備制作額定的說明主材鋼板通常所使用的是45#鋼，如果不是此材料，則另加額外的費(fèi)用。對(duì)于外購(gòu)件和協(xié)作構(gòu)件不被包括在定額中的，它們的用量按照?qǐng)D紙來計(jì)算，價(jià)格按照采購(gòu)或者協(xié)同合同的價(jià)格計(jì)算。2、關(guān)于機(jī)械定額中對(duì)計(jì)價(jià)影響較小的小型零件，不列出，合并為其他機(jī)械費(fèi)，以“元”加入計(jì)價(jià)。3、定額中關(guān)于“各種零件檢測(cè)、齒輪膠合承載、承壓承載、零部件刷油”等，僅僅在編制非標(biāo)設(shè)備制作預(yù)算中可以適用。4、有關(guān)費(fèi)用系數(shù)的計(jì)算制造時(shí)使用的零件（上錐盤，下錐盤，進(jìn)料斗，鈑金，整體機(jī)架等）的攤銷費(fèi)，按制作費(fèi)（基價(jià)工程量）的1%計(jì)取。儀器的拆裝等費(fèi)用按照定額人工費(fèi)的8%計(jì)算，其中，人工的工資占25%。如果在對(duì)身體有害的環(huán)境下制作的非標(biāo)設(shè)備還需要增加額外的施工降效費(fèi)用，按照定額人工費(fèi)用的10%計(jì)算。齒形帶和齒輪的制作和手段用料攤銷費(fèi)以直接費(fèi)（包括主材費(fèi)用）為基礎(chǔ)，按照表5-1所給的百分比計(jì)算。表5-1攤銷費(fèi)百分比設(shè)備重量（t）＜1＜2＜4＜7＜10＜16＜1＜1＜1＜1碳鋼（%）8.256.105.955.304.854.704.30不銹鋼（%）1.561.501.301.301.281.201.14制作零件的廢物損失計(jì)為直接費(fèi)的1%根據(jù)質(zhì)量監(jiān)督部門的監(jiān)督，檢查的費(fèi)用按照直接費(fèi)用的5%計(jì)算。5.1.2磨盤式花生脫殼機(jī)制作定額的基價(jià)表表5-2花生脫殼機(jī)各部件總報(bào)價(jià)表項(xiàng)目數(shù)量材料費(fèi)用（元）加工費(fèi)用（元）總價(jià)（元）上錐盤164150214下錐盤150150200入料口168200268滑道145180225從動(dòng)軸120200220鈑金-X135100135栓接結(jié)構(gòu)用大六角螺母B級(jí)，10級(jí)M20210020鈑金-11375087IMB14H56-90通用電機(jī)13600360鈑金-214680126十字槽盤頭自攻螺釘刮削端ST4.2×10945045GY型凸緣聯(lián)軸器YB124×52／YA24×52130030六角頭螺栓A級(jí)和B級(jí)M8×80410010六角螺母C級(jí)M304404T形槽用螺栓M30×260410010六角頭螺桿帶孔螺栓M20×65240040高度232系列前傾式離心風(fēng)機(jī)TXF232S-146LX213520352合計(jì)2,346由表5-2可知，加工制作磨盤式花生脫殼機(jī)所需各部件的總體花費(fèi)為2346元。5.2磨盤式花生脫殼機(jī)制作過程的管理5.2.1磨盤式花生脫殼機(jī)制作時(shí)間的安排在剛開始的一個(gè)月里，進(jìn)行了資料收集，整理文獻(xiàn)，翻譯外文等工作。對(duì)花生脫殼機(jī)的發(fā)展過程和花生脫殼的基本原理有了初步的了解，開始對(duì)自己想要設(shè)計(jì)的磨盤式花生脫殼機(jī)有了初步的想法，并且同時(shí)用solidworks軟件進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)。接下來的一個(gè)月，逐步完善磨盤式花生脫殼機(jī)的整體方案，對(duì)一些重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)主要的機(jī)構(gòu)裝置。并進(jìn)行總體裝配。5.2.2磨盤式花生脫殼機(jī)的質(zhì)量保證在整個(gè)花生脫殼機(jī)的制作與設(shè)計(jì)過程中，查閱書籍資料，選擇常見的適合的材料進(jìn)行制作，嚴(yán)格的按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行，在使用過程中完全可以得到保障。結(jié)論本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外花生生產(chǎn)概況的分析，在閱讀了資料的情況下，總結(jié)了目前我國(guó)主要的花生脫殼機(jī)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外花生脫殼機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行優(yōu)化選擇，分析了各種花生脫殼機(jī)的特征和工作原理，針對(duì)這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種制造成本低、結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)的磨盤式花生脫殼機(jī)。同時(shí)總結(jié)了花生在脫殼時(shí)破損的原因，以及花生機(jī)械損傷的危害。整機(jī)采用SolidWorks建模，確定花生剝殼機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中，磨盤的半徑為300mm，磨盤傾角為20°，電機(jī)選用IMB14H56-90通用電機(jī)?；ㄉ摎C(jī)的送料機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，鏈輪齒數(shù)為20，傳動(dòng)比為1:1，兩鏈輪中心距為1900mm，選擇08A滾子鏈，雙排鏈置。該機(jī)械在增大花生脫殼率的同時(shí)，有效的減少了花生的破損率。使花生仁的利用更加多元化。在磨盤的設(shè)計(jì)上可以設(shè)計(jì)出根據(jù)花生原料的尺寸自動(dòng)調(diào)整磨盤間間距的伸縮彈性裝置，進(jìn)一步加強(qiáng)花生脫殼機(jī)的適用性，能夠達(dá)到精準(zhǔn)脫殼。本機(jī)械的設(shè)計(jì)只采取了單一的驗(yàn)證，并未對(duì)脫殼率進(jìn)行對(duì)比分析，還需對(duì)脫殼率、故障率等對(duì)比，驗(yàn)證脫殼效果。該機(jī)為探索性設(shè)計(jì)，目的是滿足對(duì)試驗(yàn)的需要，因此應(yīng)根據(jù)本文所得結(jié)論，對(duì)該機(jī)進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)[1]張賀斌.磨盤式花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D].河北:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2019.[2]陸榮,高連興,劉志俠,等.中國(guó)花生脫殼機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,51(5):631-640.DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2020.05.016.[3]陸榮,劉志俠,高連興,等.美國(guó)花生脫殼機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,39(2):170-180.DOI:10.13300/ki.hnlkxb.2020.02.021.[4]申江濤,高鄧升,慕軍營(yíng).擠壓揉搓式花生脫殼機(jī)專利技術(shù)綜述[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2016,36(22):62.DOI:10.11974/nyyjs.20161132048.[5]劉娟,湯豐收,張俊,等.國(guó)內(nèi)花生生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2017,33(22):13-18.[6]王延耀.氣爆式花生脫殼性能的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1998(1):222-227.DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.1998.01.046.[7]高連興,杜鑫,張文,等.雙滾筒氣力循環(huán)式花生脫殼機(jī)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2011,42(10):68-73.DOI:10.3969/j.issn.1000-1298.2011.10.013.[8]劉明國(guó).立錐式花生脫殼裝置結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2012(9):24-26,30.DOI:10.3969/j.issn.1674-1161.2012.09.012.[9]那雪姣,劉明國(guó),張文,等.機(jī)械脫殼時(shí)花生仁損傷特征及規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(5):117-121.DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2010.05.020.錢巍.螺旋式花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2020(5):42-43.DOI:10.3969/j.issn.1673-887X.2020.05.018.ZhangX,ChenW,HWang,etal.IntelligentShellerforPeanutandSunflowerSeeds[J].LightIndustryMachinery,2019.HongmeiXu,ShuipingYan,andQiHuangCollegeofEngineering,HuazhongAgricultureUniversity,Wuhan430070,China.ResearchontheEffectsofMechanicalandPhysicalCharacteristicsonPeanutShucking[A].ChinaAgriculturalUniversity、TheIFIPTC5SpecialInterestGroup(SIG)onAdvancedInformationProcessingforAgriculture(AIPA)、Nationa