刮板式花生脫殼機脫殼裝置的設(shè)計含開題及10張CAD圖
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開題報告
畢業(yè)論文(設(shè)計)題目
花生脫殼機脫殼裝置的設(shè)計
選題類型
課題來源
自選項目
學(xué) 院
專 業(yè)
導(dǎo)師
職 稱
姓 名
年 級
學(xué) 號
1選題依據(jù)與意義
我國是花生量產(chǎn)大國,花生又是我國主要的食用油料之一,花生生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分?;ㄉ?jīng)簡單加工就可以食用,深加工還可以制成營養(yǎng)豐富的食品和保健品。以花生蛋白粉為原料制成的食品,既提高了蛋白質(zhì)含量,又改善了其功能特性?;ㄉ鷼た捎糜谏锇l(fā)電做燃料代替煤炭,還可以綜合利用深加工增值。近幾年,隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,我國花生種植面積不斷擴大,花生產(chǎn)量逐年增加。花生在進行榨油、深加工及作為出口商品時,花生莢果需要進行脫殼加工,花生脫殼機的應(yīng)用逐年增加[1]。花生脫殼機是重要的加工機械,花生脫殼機的性能直接影響到加工出的花生仁的質(zhì)量,因此研制出性能良好的花生脫殼機具有重要的價值和現(xiàn)實意義。
花生脫殼裝置是花生脫殼機械的關(guān)鍵工作部件。脫殼裝置的技術(shù)水平?jīng)Q定了機具作業(yè)時的花生仁破碎率,花生仁一次脫凈率及生產(chǎn)效率等重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(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)。對花生脫殼機械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進行重點攻關(guān),改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),研究新的脫殼機理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,同時在整體配置上進一步改進和完善,提高脫殼率,降低花生仁破碎率。目前國內(nèi)外的花生脫殼機械均存在脫殼率和破碎率之間的矛盾,處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到花生脫殼機械的發(fā)展前景。
隨著控制技術(shù)以及化工業(yè)的發(fā)展,許多復(fù)雜的機械機構(gòu),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)用于花生脫殼機械的設(shè)計制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進一步發(fā)展,如何把這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用于實際生產(chǎn)中,也是目前花生脫殼機械需要盡快解決的問題。
2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
2.1國內(nèi)現(xiàn)狀
我國普遍采用的花生脫殼機基本上有兩種類型:一種是刀籠式的花生脫殼機;另一種是用砂盤碾谷機改進而成的花生脫殼機[2]。面對我國是花生的量產(chǎn)大國以及我國花生脫殼機械的種類和數(shù)量都少的情況下,目前國內(nèi)研制和推廣性能良好的新型花生脫殼機械極具潛力。
國內(nèi)現(xiàn)有的花生脫殼機種類很多,如6HB-6型花生脫殼機,6HB-20型花生脫殼機,6HB-2型花生脫殼機等,其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的20-60倍以上。只進行單一脫殼功能的花生脫殼機結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、以小型家用為主的花生脫殼機在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用;能夠完成脫殼、分離、清選和分級功能的較大型花生脫殼機在一些大批量花生加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。
八十年代以前的花生脫殼機械,破碎率一般都大于8%有時高達15%以上。加工出的花生仁,只能用來榨油,不能作種用.也達到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的脫殼原理,研制新式脫殼裝置,便成為花生脫殼機械的重要研究課題。我國目前做種和出口花生仁主要是手工脫殼,占用了大量勞動力而且勞動強度也較大。隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進一步調(diào)整,花生產(chǎn)量逐年增加,花生的機械化脫殼程度也將大幅提高,花生脫殼機將擁有廣闊的發(fā)展前景。
2.2國外現(xiàn)狀
國外技術(shù)先進的國家,如美國,他們的花生脫殼已經(jīng)實現(xiàn)了機械化,在降低脫殼破碎損傷的關(guān)鍵性問題上取得了較好的成果,并且得到廣泛應(yīng)用。美國卡特公司生產(chǎn)的‘5728型’花生脫殼機,每小時可脫殼7000~9000kg?;ㄉ实那鍧嵍群头旨壘鶆蛐砸脖容^好,可以滿足食用和榨油要求。
美國的UANG研制出一種新型的花生脫殼機械,能夠在對物料尺寸分級的同時對其進行破殼[3],而且可以通過精確的變形控制來引導(dǎo)物料向某特定的方向運動;Patel曾經(jīng)嘗試用激光來逐個切割果實,試驗結(jié)果顯示,用這種方法幾乎能夠達到零損傷的效果;Prussia和Verma試圖通過碰撞的機理來研制一種新型的花生脫殼機械。為了達到節(jié)省人工成本、控制花生儲藏質(zhì)量、保證商品花生中的破損花生達到標(biāo)準(zhǔn)要求和滿足生物損傷檢測要求的目的,美國農(nóng)業(yè)工程師們在研究新型花生脫殼機械的同時,加大了對花生脫殼加工在線檢測、預(yù)測等方面的研究。
3研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)
3.1研究內(nèi)容
1.花生脫殼機脫殼裝置總體方案設(shè)計。我設(shè)計的花生脫殼機脫殼裝置,是基于刮板式花生脫殼機的設(shè)計[4-5],刮板式花生脫殼機結(jié)合了打擊式脫殼和擠搓式脫殼的特點,更能簡單高效的完成花生脫殼。
2.對刮板和轉(zhuǎn)動軸進行理論分析計算[6]。得出合理的參數(shù),保證設(shè)計的脫殼裝置能有效的進行花生脫殼。
3.對脫殼滾筒和凹板篩進行結(jié)構(gòu)設(shè)計[7-8]。采用開式脫殼滾筒和柵條凹板篩。
4.繪制零部件工程結(jié)構(gòu)圖,花生脫殼機脫殼裝置總裝圖。先對零部件作圖,用CAD畫出關(guān)鍵部件,刮板、轉(zhuǎn)動軸[9]、滾筒以及半柵籠的結(jié)構(gòu)圖;然后對設(shè)計的花生脫殼機脫殼裝置進行裝配,完成其總裝圖[10]。
3.2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
該花生脫殼機脫殼裝置主要由刮板、半柵籠、轉(zhuǎn)動軸和脫殼滾筒組成。如圖1所示。
7
5
6
4
3
2
1
1.料斗 2.刮板 3.刮板架 4.轉(zhuǎn)軸 5.柵條固定板 6.柵條 7.柵條鎖緊板
圖1 花生脫殼機脫殼裝置花生下落簡圖
花生自入料斗進入脫殼室內(nèi),與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞,在刮板的打擊下,花生殼發(fā)生破裂[11]。部分花生在下落的過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞,有些發(fā)生了碰撞但花生殼未撞裂,這部分花生落入由圓鋼棒排列成的柵格上[12],花生將在落入柵格的同時被刮板再次打擊和擠壓,從而使這些花生的果殼也被壓碎,脫殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下。
3.3預(yù)期目標(biāo)
設(shè)計出刮板式花生脫殼機脫殼裝置,使花生脫殼機滿足工作要求,有很高的脫殼效率,脫殼后的花生仁要干凈,破碎率要低?;ㄉ诿摎な抑惺艿焦伟宓淖矒襞c擠壓[13],花生殼與花生仁分離,通過半柵籠后經(jīng)脫殼室底部的出口往下落,從而做到脫殼。
4研究方法與步驟
4.1研究方法
用CAD畫出裝置結(jié)構(gòu)圖,裝配圖
閱讀并查閱資料和文獻
確定花生脫殼機脫殼裝置總體設(shè)計方案
參考國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計
理論分析計算各項數(shù)據(jù)及重要參數(shù)
脫殼滾筒和凹板篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計
撰寫畢業(yè)論文
依據(jù)不同工作原理的花生脫殼機,有多種脫殼方案供選擇。在這里,我參考比較了四種脫殼方案,分別有打擊式脫殼、擠搓式脫殼、搓撕式脫殼和氣爆式脫殼[14]。綜合考慮上述脫殼方式,采用有打擊式脫殼和擠搓式脫殼特點的刮板式脫殼。
封閉式和開式滾筒是刮板式花生脫殼機最常見的兩種脫殼滾筒。相較于封閉式滾筒,開式滾筒的優(yōu)點是成本低、耗材少、整體質(zhì)量輕[15],因此選用開式滾筒。
凹板篩通常有編織篩、圓孔篩和柵條凹板篩,綜合比較三種凹板篩,編織篩很便宜,但是采用的話,生產(chǎn)率低,破速率高,故不采用。圓孔篩比編織篩貴,而且不易購買,生產(chǎn)率和破碎率沒有很大的改善,故也不采用。柵條凹板篩,價格最貴,但是破碎率低,可以保證較高生產(chǎn)率,生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)堵篩現(xiàn)象[16],故采用柵條凹板篩。
4.2研究步驟
(1)收集有關(guān)資料,進行結(jié)構(gòu)分析和比較,確定總體設(shè)計方案。
(2)進行必要的設(shè)計計算,確定重要參數(shù),保證設(shè)計的合理性。
(3)完成結(jié)構(gòu)設(shè)計,選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
(4)繪制總體布置圖,部件圖,零件圖若干張。
(5)撰寫畢業(yè)論文,接受指導(dǎo)教師的點評,完成修改。
5論文進度安排
表1 論文進度安排
日期
內(nèi)容
2016年11月 ~ 2017年4月
查找資料,了解設(shè)計內(nèi)容,撰寫修改開題報告、文獻綜述
2017年5月~ 2017年7月
選擇總體方案,用合理的方法進行結(jié)構(gòu)設(shè)計
2017年8月~ 2017年10月
理論計算和分析脫殼裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)
2017年11月~ 2018年1月
繪制CAD工程圖,含零件圖和裝配圖
2018年2月~ 2018年5月
撰寫并修改畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯
6參考文獻
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導(dǎo)師意見
導(dǎo)師簽名:
年 月 日
注:1. 選題類型:基礎(chǔ)型、應(yīng)用基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、調(diào)研型;
2. 課題來源:國家級項目、省部級項目、橫向合作項目、校級項目、自選項目;
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