油棕內(nèi)果破碎分離機(jī)設(shè)計(jì)PAGEPAGE21油棕內(nèi)果加工機(jī)械目錄1引言 21.1本課題選題的背景、目的及意義 21.2本課題的研究內(nèi)容 22棕果破碎分離機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 32.1設(shè)計(jì)要求 32.2棕果破碎分離機(jī)設(shè)計(jì)方案 32.2.1傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.2.2內(nèi)棕果破碎分離機(jī)工作原理 42.3核心工作部件設(shè)計(jì) 42.3.1篩子振幅、振動頻率的確定 42.3.2電動機(jī)的選取 42.3.3帶傳動設(shè)計(jì) 52.3.4傳動軸的設(shè)計(jì) 82.3.5篩子的設(shè)計(jì) 122.3.6傳動連桿的設(shè)計(jì) 163結(jié)束語 18致謝 19參考文獻(xiàn) 201引言1.1本課題選題的背景、目的及意義油棕亦稱棕櫚，屬于棕櫚科多年生木本油料。油棕果實(shí)包括鮮果肉（干基含油45%-50%）和棕仁（干基含48%-55%）兩部分，素有“世界油王”之稱。油棕果仁制油的特點(diǎn)是采用兩次提取法，即先從鮮果肉上榨取得皮油而后再從棕仁中制取仁油。兩者精煉后皆可食用。棕仁油含有80%以上的飽和脂肪酸，皮油也含50%以上的飽和脂肪酸，兩者都屬于半固體脂，穩(wěn)定性好、煙點(diǎn)高、儲藏性良好且營養(yǎng)價值高（富含維生素E、維生素A以及谷甾醇和磷脂等）。棕仁油味美，除直接食用和制造人造奶油外，還用于制造高級肥皂、香皂和各種化妝品。但目前我國的棕櫚油一般多為進(jìn)口，且最近幾年進(jìn)口量都呈逐年上升趨勢。在能源日益緊張的形勢下，發(fā)展國內(nèi)食用油的自身加工能力和水平，對緩解我國食用油進(jìn)口壓力有積極意義。海南于20世紀(jì)初引入棕櫚種植，在上世紀(jì)中期時棕櫚種植面積達(dá)到最大，但后來因?yàn)橹T多因素的制約，棕櫚種植面積開始逐年下降，到目前為止，海南棕櫚的種植面積已經(jīng)下降至不足萬畝。隨著食用油用量的劇增，種植和發(fā)展棕櫚的議題又開始提上議程，加上中國熱帶科學(xué)院的積極引種，目前海南的棕櫚種植和棕櫚油加工又進(jìn)入一個新的階段。同時發(fā)展油棕產(chǎn)業(yè)也是國家能源和農(nóng)業(yè)政策扶持的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是世界廣泛認(rèn)可的綠色能源產(chǎn)業(yè)，是一個能給我國帶來顯著社會效益的新型產(chǎn)業(yè)。棕油機(jī)械化加工方法在工藝流程上，分為預(yù)處理階段、果肉壓榨階段、棕仁壓榨階段和澄油提油階段。果肉壓榨階段盡量保證壓榨后能得到完整的棕仁。在進(jìn)行棕仁壓榨之前，需要對棕仁進(jìn)行干燥烘干預(yù)處理，并對其殼仁進(jìn)行破碎、分離的工作，以提高棕仁壓榨階段的出油率，本課題就是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行棕仁破碎與分離機(jī)的設(shè)計(jì)。課題的順利開展將為今后為小型油棕加工廠的建立提供必要的理論依據(jù)。1.2本課題的研究內(nèi)容油棕內(nèi)果加工機(jī)械包括殼仁破碎，殼仁分離兩部分。所以本課題主要是設(shè)計(jì)一臺能使油棕內(nèi)果（棕仁）在壓榨之前得到殼仁破碎并分離的機(jī)器。使得下一步的油棕仁壓榨能夠更完全。據(jù)此，擬完成以下的研究內(nèi)容：（1）采摘油棕，處理得干燥程度適宜的油棕仁。（2）設(shè)計(jì)一臺對已經(jīng)預(yù)處理的內(nèi)棕果進(jìn)行破碎分離的機(jī)器，主要包括計(jì)算確定主要運(yùn)動參數(shù)，繪制各個主要部件的圖紙和裝配圖并撰寫設(shè)計(jì)說明書；（3）對各個主要關(guān)鍵部件進(jìn)行三維建模和仿真。2棕果破碎分離機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)要求本課題設(shè)計(jì)的油棕內(nèi)果加工機(jī)械主要應(yīng)用于小型加工廠，根據(jù)食用油具體的提取工藝要求，本機(jī)的設(shè)計(jì)擬滿足以下要求：（1）設(shè)計(jì)實(shí)用，結(jié)構(gòu)簡單；（2）操作方便，成本低，便于推廣；（3）提高生產(chǎn)效率。2.2棕果破碎分離機(jī)設(shè)計(jì)方案2.2.1傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)分離部分傳動裝置由電動機(jī)、V帶輪、傳動軸、傳動連桿組成。具體示意見圖1。圖1傳動系統(tǒng)2.2.2內(nèi)棕果破碎分離機(jī)工作原理油棕內(nèi)果加工機(jī)械由軋輥破碎部分和篩網(wǎng)分離兩部分組成。從進(jìn)料口進(jìn)入箱體的油棕籽在軋輥間受到擠壓，破碎。破碎物經(jīng)過V形滑板落到篩網(wǎng)上。油棕殼從篩子底下掉出，篩子的篩上物便是完整油棕仁。2.3核心工作部件設(shè)計(jì)2.3.1篩子振幅、振動頻率的確定影響平面篩工作質(zhì)量的因素有振幅、頻率、傾角、振動方向、被篩物的物理機(jī)械性質(zhì)、篩子的結(jié)構(gòu)和尺寸。設(shè)計(jì)平面振動篩時，正確地選擇振幅和頻率具有重要意義。前蘇聯(lián)學(xué)者采秦諾夫斯基對高速和低速振動篩進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，并建議采用以下經(jīng)驗(yàn)公式選擇篩子的振幅和頻率：式中——振動頻率（每分鐘振動次數(shù)）——振幅（）由試驗(yàn)測量得出棕仁的幾何尺寸的平均值為長度為14.38mm，寬度為12.88mm，厚度為10.92mm。根據(jù)脫殼后得到的油棕仁試驗(yàn)尺寸，初步確定篩子的振幅A=1，則振動頻率=300hz。2.3.2電動機(jī)的選取參考篩網(wǎng)振動的示意圖可得，傳動軸每轉(zhuǎn)一圈，篩子來回振動一次，所以。電動機(jī)通過帶輪帶動傳動軸，并考慮到帶動篩子需要的功率較小，經(jīng)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊查表知，可初步選取電動機(jī)功率，其轉(zhuǎn)速。圖2電動機(jī)的尺寸圖表1電動機(jī)的有關(guān)參數(shù)電機(jī)型號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/minADEFGHLAB90S0.759601402450820903151802.3.3帶傳動設(shè)計(jì)一、方案確定電動機(jī)通過大帶輪帶動傳動軸，采用普通V帶。1）帶和帶輪的參數(shù)設(shè)計(jì)（1）V帶型號的選取和帶輪直徑的確定工作情況系數(shù)：由機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)設(shè)計(jì)資料查得計(jì)算功率：則選擇型號為Z型小帶輪直徑：查表查得=50大帶輪直徑：（設(shè)）取(2)帶長的計(jì)算求：求：0.55(50+160)+6≤≤2（50+160）初取中心距：帶長：基準(zhǔn)長度圓整(3)帶輪的中心距及小輪包角的計(jì)算中心距：小輪包角：(4)V帶根數(shù)的計(jì)算帶速：傳動比：帶根數(shù)：由設(shè)計(jì)手冊得，，得取z=7(5)大帶輪傳動軸的軸上載荷計(jì)算張緊力：（）軸上載荷：(6)大帶輪輪輻的設(shè)計(jì)帶輪由三部分組成：輪緣（用以安裝傳動帶）；輪轂（用以安裝在軸上）；輪輻（聯(lián)接輪緣和輪轂）。因?yàn)閹л喫俣?，所以用HT200制造。在結(jié)構(gòu)上，大帶輪常采用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪輻截面為橢圓形，其長軸與回轉(zhuǎn)平面重合。輪輻數(shù)目根據(jù)帶輪直徑選取，因?yàn)榇髱л喼睆?，所以選。帶輪輪輻尺寸：與輪轂連結(jié)處的寬度：與輪轂連結(jié)處的厚度：與輪緣連結(jié)處的寬度：與輪轂連結(jié)處的厚度：帶輪輪緣尺寸：查表得：基準(zhǔn)寬度：基準(zhǔn)線下上槽深：基準(zhǔn)線下下槽深：槽間距：最小輪緣：帶輪寬：輪槽角：帶輪輪轂尺寸：軸徑：輪轂長度：取輪轂厚度：圖3帶輪的結(jié)構(gòu)圖及三維造型圖2.3.4傳動軸的設(shè)計(jì)一、傳動軸方案從軸的左端至右端，依次裝配的部分為軸承、帶輪、軸承及傳動桿。圖4傳動軸的結(jié)構(gòu)圖及三維造型圖二、軸的設(shè)計(jì)參數(shù)1）段安裝軸承，滾動軸承6208，軸承規(guī)格如圖5所示圖56208軸承三維造型圖取內(nèi)徑寬度（2）軸承右端定位采用軸肩定位,肩高度h=5mm。帶輪與軸承的距離不應(yīng)太短，所以（3）帶輪左端定位采用軸肩定位，軸肩高度h=5mm，寬度，所以（4）段安裝帶輪，帶輪輪轂寬度B=90mm，軸徑d=60mm。帶輪軸向定位采用圓螺母和圓螺母止動墊圈定位。圓螺母的外形見圖6，圖6圓螺母M60三維造型止動墊圈規(guī)格?。?）帶輪與軸承間距不應(yīng)太短，設(shè)計(jì)（6）段安裝軸承，滾動軸承6208，軸承規(guī)格及三維造型圖見上。軸承軸向定位，采用圓螺母和圓螺母止動墊圈定位。圓螺母外形見圖七。圖7圓螺母M40三維造型止動墊圈規(guī)格取。（7）為使軸承與帶輪間距不太短，設(shè)計(jì)（8）軸端與傳動連桿連接的設(shè)計(jì)：在軸端設(shè)計(jì)一個伸出項(xiàng)，直徑為12mm，長為39mm，如圖8所示。圖8偏心軸三維造型圖其中，與傳動連桿連接的用到軸承，軸承選用滾動軸承6201，見圖9.；所以設(shè)計(jì)長為20mm，內(nèi)徑為12mm，外徑為16mm的軸套（圖10所示）及圓螺母（見圖11）和圓螺母止動墊圈進(jìn)行軸承的軸向定位。圖96201軸承三維圖圖10軸套三維圖圖11圓螺母M12三維造型止動墊圈取。三軸的校核按彎扭合成校核，進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力=28.29Mpa，前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[12]表15—1查得=60MPa，因此〈，故安全。）四鍵的設(shè)計(jì)帶輪徑向定位，采用鍵定位。鍵的規(guī)格：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得采用普通平鍵，其規(guī)格2.3.5篩子的設(shè)計(jì)一方案確定篩網(wǎng)的篩孔采用長方孔。長孔篩的篩孔有長度和寬度兩個量度，一般篩孔長度均大于種子長度，故限制因素只有長孔的寬度。凡種子的厚度大于篩孔寬度的均不能通過篩孔。長孔篩不能按種子長度和寬度分選，因?yàn)槿魏畏N子豎起來都可以通過篩孔；同時，種子的寬度比厚度大，所以不可能按寬度分選。種子的尺寸愈接近篩孔的尺寸，其通過的機(jī)會愈小。兩者尺寸相等時不能通過，必須使篩孔尺寸略大于被篩物尺寸。為使篩上物順利滑落，篩子與水平面成一角度。二篩子的材料篩子直接與棕仁接觸，應(yīng)考慮到食用油的防污染問題，故選擇不銹鋼材料。三篩子的設(shè)計(jì)參數(shù)篩上物油棕仁的尺寸如下表2所示。油棕仁長度厚度寬度第一組14.410.313.2第二組141111.4第三組14.710.2213.26第四組14.6811.2211.98第五組13.9210.1212.56第六組15.2611.3213.86第七組16.0212.2414.08第八組13.8810.1412.04第九組13.9810.3412.8第十組14.4411.813.42第十一組12.389.6611.24第十二組14.410.7212.42第十三組14.6812.2814.2第十四組14.5412.114.12第十五組14.4610.3212.68均值14.3810.9212.88表2油棕仁尺寸長方孔的工作尺寸是篩孔的寬度。篩孔的長度用表示。設(shè)為孔長和種子一般長度的比值，（指種子長度）。一般采用=4-5，即=（2-2.5）。根據(jù)油棕仁的尺寸表取=14.38，那么=28.76-35.95，取=35。篩孔的寬度應(yīng)小于油棕仁的厚度，確保油棕仁不能通過篩孔，則,取。從強(qiáng)度觀點(diǎn)來看，當(dāng)篩面上受均勻載荷時，直線型篩孔的孔間部分受拉伸，承擔(dān)載荷的大部分，因而篩孔不易變形。從分離效果來看，在布置篩子時應(yīng)使種子在篩面上運(yùn)動方向和長孔方向一致，以便更有效地分離種子。為了提高長孔的強(qiáng)度，必須將長孔兩端制成圓弧形，以免應(yīng)力集中在銳角處破裂。為了提高篩網(wǎng)的強(qiáng)度，長方孔的橫向間隙取15mm，縱向間隙取6mm。綜上篩網(wǎng)尺寸選取845mm×468mm，具體參數(shù)如表3所示。表3篩網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)篩長篩寬篩孔長篩孔寬篩孔橫向間隙篩孔縱向間隙篩網(wǎng)的材質(zhì)845468359156不銹鋼圖12篩網(wǎng)的分布造型圖篩子兩長邊邊緣尺寸各為12mm，篩子兩端邊緣尺寸各為30mm，篩網(wǎng)的厚度為5mm。圖13篩子的邊緣造型圖四篩子邊緣的擋板和傳動板塊尺寸的設(shè)計(jì)為防止物料從篩子兩邊掉出，篩子兩長邊設(shè)置突出的邊板，邊板高度尺寸為25mm，邊板頂端厚度為3mm，底端為10mm。（如圖14所示）和傳動連桿連結(jié)的網(wǎng)端設(shè)置一個突出的呈長方體的板塊，尺寸為：。板塊一端焊接在篩網(wǎng)一端上，板塊另一端打一圓孔，直徑為24mm，用來與傳動連桿連接。為加強(qiáng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)有肋板。（如圖15所示）圖14篩子的邊緣擋板的造型圖圖15篩子與連桿鉸接端傳動板塊的三維造型圖五滑板設(shè)計(jì)在篩子的底端設(shè)計(jì)一塊滑板，并與篩子保持在同一平面上?；逶O(shè)計(jì)成V形。上端寬度下端寬度長度2.3.6傳動連桿的設(shè)計(jì)一方案確定軸與篩子的連接通過一根傳動桿。軸端的伸出項(xiàng)是一段偏心軸，傳動桿通過一個滾動軸承與軸鉸接，傳動桿與篩子的連接通過一個連接件鉸接。（如圖16所示）圖16傳動桿與軸、篩子的鉸接三維造型圖二傳動桿材料傳動桿的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。三傳動桿參數(shù)設(shè)計(jì)傳動連桿總長為700mm，開叉口端長100mm，中間直桿長為500mm，尾端長100mm。圖17傳動連桿結(jié)構(gòu)圖與軸鉸接端設(shè)計(jì)成長為100，寬為36，厚度為20的矩形，中間設(shè)計(jì)一個階梯孔，用以安裝軸承6201。開叉口連接在篩網(wǎng)上。另一端與傳動軸連接，尾端大圓孔直徑為30mm，小圓孔直徑為20。開叉口端的圓孔直徑為20mm。通過一個連接件把篩子和傳動軸鉸接在一起。連接件的長度為80mm，做成螺釘形式，頭部寬10mm，尾部螺紋長度為10mm。3結(jié)束語本課題設(shè)計(jì)油棕內(nèi)果加工機(jī)械，其加工的對象是油棕果，主要應(yīng)用與小型油棕加工廠廠，因此所需要零件的精度要求不高，但輥筒的成本比較高，為了提高搗碎機(jī)的工作壽命，要求配合精度高一些。為了保證本次設(shè)計(jì)的正確性和增加課題的技術(shù)含量，本人在查閱大量的相關(guān)書籍和資料的同時，多次向老師和其他專業(yè)同學(xué)請教，設(shè)計(jì)計(jì)算中的每個公式和數(shù)據(jù)都做到有據(jù)可依。在樣機(jī)的三維造型過程中，能夠充分運(yùn)用自己學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、三維造型技術(shù)等知識，對四年專業(yè)知識的學(xué)習(xí)有了一定的鞏固，同時自己在專業(yè)方面的計(jì)算、推理、測試、實(shí)際操作能力得到了進(jìn)一步提高。通過本次設(shè)計(jì)，我們培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，提高了生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固加深和擴(kuò)展了有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。致謝首先要衷心感謝我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和熱忱幫助，半年多來我取得的點(diǎn)滴進(jìn)步無不凝聚著導(dǎo)師的教誨和關(guān)心。值此論文完成之即，特向?qū)煴硎疚易钪孕牡母兄x和最崇高的敬意。感謝機(jī)械系各位老師幫助；感謝學(xué)院老師的關(guān)懷；感謝同班同學(xué)的支持與鼓勵；還有共處一室的各位室友，與她們的相處給了我很多的快樂，將一生難忘。還要感謝參與我論文評審和答辯的各位老師，感謝他們在百忙之中給我的指導(dǎo)和建議最后，再次向所有幫助和關(guān)心過我的人表示衷心的感謝，祝愿他們一生幸福、安康。參考