前言花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生果的含水率降低到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。花生脫殼機在減輕人們的勞動強度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進(jìn)了花生工業(yè)的發(fā)展。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已經(jīng)無法滿足高效生產(chǎn)要求，實行脫殼機械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機對花生破碎率和損傷率的指標(biāo)要求都比較高，超出種用籽和商品化針對花生果的物理特性本論文設(shè)計了一種刮板式花生脫殼裝置，該脫殼裝置功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實現(xiàn)了花生剝殼的機械化，應(yīng)用本機器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，為花生聯(lián)合生產(chǎn)設(shè)備的研究設(shè)計提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：花生；刮板；脫殼裝置目錄引言 1課題提出的背景 1目前花生脫殼機采用的脫殼原理 1花生脫殼機械存在的問題 2花生脫殼機研究重點 2花生脫殼機應(yīng)用前景展望 3刮板式花生脫殼機的工作原理及結(jié)構(gòu) 4刮板式花生脫殼機的工作原理 4刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu) 4刮板式花生脫殼機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5傳動裝置的設(shè)計 5V帶和帶輪的設(shè)計 5刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 7滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 8編織網(wǎng)凹板設(shè)計 10除雜裝置的設(shè)計 3.7機架 12致謝 14參考文獻(xiàn) 15PAGEPAGE15引言課題提出的背景]花生在制取油脂、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)行初級處理加工?；ㄉ某跫壧幚碇饕ɑㄉ膭儦ず头旨墶⑵扑?、軋胚和蒸炒等?；ㄉ诩庸せ蜃鳛槌隹谏唐窌r，需要進(jìn)行脫殼加工。花生在制取油脂時，剝殼的目的是為了提高手工剝殼，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)民迫切要求用機器來代替手工脫殼?；ㄉ鷦儦C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，同時還提高了花生剝殼的效率。在眉睫。目前花生脫殼機采用的脫殼原理目前應(yīng)用比較廣泛的花生機械脫殼原理有以下幾種：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。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，花生外殼就會產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)花生果離開壁面時，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運動速度，花生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而使其在裂縫處裂開，從而實現(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)特點等。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)鼓間受到相對運動著的刀板的剪切力的作用，外殼被轉(zhuǎn)鼓切裂并打開，實現(xiàn)外殼與果仁的分離。其設(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。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上都裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調(diào)節(jié)機構(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殼，剝殼效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。該種方法影響因素主要是，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直徑相同轉(zhuǎn)動方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，將兩輥的間隙調(diào)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。[3]?；ㄉ摎C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太大的突破提高。[3]由于機械脫殼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殼。脫殼機械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：①脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，損失大。②機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。③通用性差，利用率低。④作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機制造，制造的工藝水平較低，同時能量能及商品性等方面還存在不少問題?；ㄉ摎C研究重點WTO存在的優(yōu)點與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生脫殼機械在生產(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。提高花生脫殼機械的通用性和適應(yīng)性直接影響到花生脫殼機械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。提高機械脫殼率降低破損率前景。提高機械自動化程度向自動控制和自動化方向發(fā)展大多數(shù)機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)實現(xiàn)機組自動化操作，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。提高機械優(yōu)化程度[5][6]花生脫殼機應(yīng)用前景展望花生生產(chǎn)機械化是農(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)濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，花生機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會化服務(wù)規(guī)模不斷擴大，雖然目前低檔機械多、高性能機械少。在一些比較落后的偏遠(yuǎn)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，勞動生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國花生生產(chǎn)機械化開始了新的發(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)機械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產(chǎn)機械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟發(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)機械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農(nóng)民購買花生機械、開展花生機械作業(yè)服務(wù)的政策和措施，調(diào)動了農(nóng)民購買花生機械的積極性，使花生脫殼機的需求不斷提高。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，提高花生脫殼機械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉ摎C在提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度方2刮板式花生脫殼機的工作原理及結(jié)構(gòu)刮板式花生脫殼機的工作原理落，進(jìn)入到花生仁收集通道。刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu)刮板式花生脫殼機是借助軸上刮板與編織網(wǎng)凹板的碾壓搓脫作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-1孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。2.3.4.5.6.7.8.9.進(jìn)料斗2-1花生莢果進(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)，花生莢果落入到編織網(wǎng)凹板上，由于編織網(wǎng)凹板頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個花生莢果，因此花生莢仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。刮板式花生脫殼機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動裝置的設(shè)計電機的選擇本設(shè)計采用電動機作為機器動力來源，通過V帶傳動帶動滾筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作-單機傳動，簡單可行。電動機類型的選擇：根據(jù)電源及工作機工作條件，選用Y系列三相異步電動機電動機功率的選擇：由于刮板式花生脫殼機的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達(dá)到n 382.2rmin2本設(shè)計選用Y90L-4型電動機則傳動裝置的運動和參數(shù)計算如下：軸的轉(zhuǎn)速 n1

1400rmin軸的輸入功率

n n2

i382.2rmin

(3-1)軸的轉(zhuǎn)矩

PP2

2

1.50.9521.35kW

(3-2)V帶和帶輪的設(shè)計V帶的設(shè)計以每天工作時間10h進(jìn)行設(shè)計確定計算功率：

T 9550P n2 2

33.732N·m

(3-3)查表得工作情況系[12] KA=1.1AP =KAca

P=1.1×1.5=1.65(kW)

(3-4)選擇V帶帶型：Pca

n查

最適合的帶型為A型確定帶輪基準(zhǔn)直徑：由主動輪基準(zhǔn)直徑系中選取從動輪基準(zhǔn)直徑為

d 75mmd1驗算帶的速度

d id 3.66375mm274.725mmd2 d1 (3-5)n 751400v 11 m/s5.498m/s (3-6)601000 601000因此所選帶的速度合適確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度：根據(jù)：

v=5.498m/s<

=25m/smax0.7(dd dd)a 2(dd dd)1 2 0 1 2a 700mm初步確定中心距 0計算帶的基準(zhǔn)長度

dd)2L'd2a0

(dd2

dd2

) 2 1 4a

(3-7)V計算實際中心距a

0Ld2000mmaa0

Ld2

(7001972.36)mm713.82mm2

(3-8)驗算主動輪上的包角1：1主動輪包角合適計算V帶的根數(shù)z：

28075180 57.5160.68713.82Pz ca

120

(3-9)9(P0

P0

)kkl

(3-10)由 n 1400r/min1d 75mmd1i=3.663查表得P0.68kW0P0.17kW0K0.95K 1.03l代入數(shù)值，經(jīng)計算 Z=1.984取z=2計算預(yù)緊力F0：P2.5F 500ca( qv2125.436N (3-11)P2.50計算作用在軸上的壓軸力F：p

vz KF 2zF

sin1

(3-12)代入數(shù)值計算得

p 0 2V帶輪的設(shè)計帶輪材料選用HT200

F=482.7Np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。刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進(jìn)行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1刮板結(jié)構(gòu)示意圖因為刮板的長度較長，受力面積較大，所以對刮板的強度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62238mm60mm10mm。刮板中間有一個圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進(jìn)行搓擦。軸的轉(zhuǎn)速軸的輸入功率

n n2

/i382.2r/min軸的轉(zhuǎn)矩

P P2

22

1.50.952=1.35kW初步確定軸的最小直徑：

T 9550P/n2 2

33732N·mm先按經(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。查表選取于是得

dmin

A 1050P3n22A P3n220

1.35382.2

15.99mm (3-13)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3-2軸的示意圖[]為滿足V3-4段直徑

=22mm，取直徑D=22m，34V帶輪與軸配合的轂孔長初取為32mm，最后一段長度取為l12

32mm初步選擇滾動軸承 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)d 22mm62053-2所示：23表3-2滾動軸承參數(shù)表型號 基本尺寸 安裝尺寸 極限轉(zhuǎn)速sminaaas2552sminaaas2552151314611200016000

d D r

脂潤滑

油潤滑45安裝刮板的軸直徑d 60mm。刮板安裝寬度取l 542mm，454523V帶輪右端面間的距離l40mm23

60mm取刮板距箱體內(nèi)壁a20mm，取

40mm l 26mm3456 。34至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角2滾筒軸的校核：

，各軸肩處圓角半徑見零件圖滾筒軸的校核采用《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）]軸的校核設(shè)計如下：軸的總體設(shè)計信息如下軸的工作情況：無腐蝕條件軸的轉(zhuǎn)速：382.2軸的功率：1.35kW軸的轉(zhuǎn)矩：33732N·mm所設(shè)計的軸式實心軸硬度（HB）：230抗拉強度：650MPa屈服點：360MPa彎曲疲勞極限：270MPa許用靜應(yīng)力：260MPa確定軸的最小直徑A值定為：115許用剪力的范圍：25~45MPa滿足設(shè)計的最小軸徑：22mm軸的總長度：730mm軸的段數(shù)：5彎曲應(yīng)力校核危險截面的x坐標(biāo)：684mm直徑25mm危險截面的彎矩M106000N·m扭矩T：33.732N·m截面的計算過左應(yīng)力：16.56MPa許用疲勞應(yīng)力：180MPa684mm處彎曲應(yīng)力校核通過結(jié)論：彎曲應(yīng)力校核通過編織網(wǎng)凹板設(shè)計編織網(wǎng)凹板在機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“小個通過，大個不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)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。大花生果如海花一號參數(shù)數(shù)據(jù)平均為：長34.30mm，寬14.98mm，厚16.34mm8.81mm101613.36mm厚14.44mm15.30mm，寬9.61mm，厚10～15mm，其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示：

因此，編織網(wǎng)的間隙可取編織網(wǎng)編織網(wǎng)圖3-4編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)示意圖編織網(wǎng)是利用兩塊凹板對兩端進(jìn)行固定的，凹板材料為HT200，編織網(wǎng)材料為20號鋼。編織網(wǎng)采用10圓截面網(wǎng)狀，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HRC56-6210mm花生仁能通過網(wǎng)格，而未剝殼的剛不能通過。由于編織網(wǎng)和內(nèi)、外兩凹板分離，這樣就可以對編織。除雜裝置的設(shè)計流帶入到花生殼收集通道。3.4.1風(fēng)機的選擇所需風(fēng)量計算：風(fēng)選氣流的風(fēng)量，理論上可根據(jù)喂入的物料、應(yīng)清楚的雜質(zhì)量確定。Q3600()/()式中：—機器的喂入量：0.24kg/s—風(fēng)選出的雜質(zhì)占喂入量的百分比：20%—空氣密度：1.237g/m3—攜帶雜質(zhì)氣流混合濃度比：0.1計算得：Q=1357m3h風(fēng)壓計算：風(fēng)壓是以下壓力之和：即

HH H H動 阻 谷 (3-14)式中：—風(fēng)選氣流速度：Rm—比摩阻：Rm=8Pa/mi—局阻阻力參數(shù)之和：i=1.26L—沿程參數(shù)，當(dāng)時取ko=0.75—混合濃度比：=0.10計算得：H=854Pa

v2H=1/2

1/2(RLi）（1+k )2m m

(3-15)1357m3/h1235Pa故本機風(fēng)選機構(gòu)采用離心式風(fēng)機風(fēng)選，外形為切角矩形，這樣能使氣流沿出口寬度方向的不均勻DZ160m（Pa）、轉(zhuǎn)速2850（r/min）。機架

/h900-1700整個機架采用L63*63*6角鋼焊接而成，起到其它幾個部分的支承、定位、連接作用，并將電機