本科畢業(yè)設(shè)計刮板式花生殼仁分離機.

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1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 作者姓名 學 號 2011205903 單 位 機械與汽車工程學院 指導(dǎo)教師 2015年5月 教務(wù)處編 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的學位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下， 獨立進行研究取得的成果。除文中已經(jīng)引用的內(nèi)容外，論文 中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為 獲得聊城大學或其他教育機構(gòu)的學位證書而使用過的材料。 對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均在文中以明確 的方式表明。本人承擔本聲明的相應(yīng)責任。 學位論文作者簽名： 日期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 摘要 中國花生

2、仁的出口量每年約在5萬噸左右，很多花生制品都需要對花生進行去 殼加工，人工去殼費時費力，花生去殼機械恰好能夠解放勞動力，使生產(chǎn)效率大 幅提高，有利于花生加工的快速發(fā)展?？墒顷P(guān)于花生去殼機械課題的研究在我國 進展緩慢，在花生的去殼率和破損率兩大重要指標方面沒能取得好的成績，花生 去殼機械的整體性能也徘徊不前。針對這一現(xiàn)狀，通過對我國已有的花生去殼原 理和相關(guān)機械結(jié)構(gòu)的學習總結(jié)，設(shè)計了刮板式花生殼仁分離機。此機械巧妙的將 刮板和去殼箱的設(shè)計整合，通過對花生摩擦、擠壓，破碎花生殼，實現(xiàn)花生去殼 的目的，并通過風機等分離裝置將花生殼與花生仁分別收集，大大提高了花生的 去殼率，降低了花生仁的破損率，提升

3、了花生去殼的經(jīng)濟效益。本機還具備操作 方便，價格便宜，環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞：刮板式去殼機驅(qū)動機構(gòu) Abstract The export volume of pea nut in China is about 50000 tons per year, a lot of pea nut products n eed to shell process ing pea nuts labor to shell time-c onsuming and laborious. Pea nut shell mach inery to the liberati on of the labor fo

4、rce, In crease product ion efficie ncy and it is con ducive to the rapid developme nt of pea nut process ing. But the research on the mecha ni cal problems of the pea nut hull is slow in China. And it did not get good results in the pea nut shell rate and damage rate of two importa nt in dicators. T

5、he overall performa nee of the pea nut shell mach inery is also hoveri ng become.So,The desig n of the scraper type pea nut shell and kernel separator,from stady ing the existi ng pea nut shell prin ciple and the related mecha ni cal structure in China. This mechanical ingenious will scraper and the

6、 design of the shell box to in tegrate. The purpose of pea nut shell by pea nut shell is pea nut by frict ion and extrusi on. The pea nut shell and pea nut kernel were collected by the separator device n ext. This improves the shell rate of pea nuts and reduc ing the breakage rate of pea nut kern el

7、. This machi ne also has the adva ntagesof easy operati on, cheap price, strong en vir onment adaptability and so on. Keywords： Scarper machine; Peeling machine Driving mechanism 目錄 摘要 Abstract II 1緒論 1. 1課題提出的背景 -1 - 1. 2花生脫殼機械的發(fā)展 -1 - 1. 3花生脫殼機械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 -2 - 1. 3. 1 總體現(xiàn)狀 -2 -

8、1. 3. 2多種多樣的去殼機械原理 -2 - 1. 4花生脫殼機械研究重點 -4 - 1. 5花生脫殼機械應(yīng)用前景展望 -4 - 2刮板式花生殼仁分離機的結(jié)構(gòu)及工作原理 -5 - 2. 1刮板式花生殼仁分離機的結(jié)構(gòu) -5 - 2. 2工作原理 -6 - 3刮板式花生殼仁分離機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 -8 - 3. 1重要部位參數(shù)的設(shè)計 -8 - 3. 1. 3確定傳動的方案 -10 - 3. 1. 4電動機的選擇 -10 - 3. 1. 5傳動裝置的運動和參數(shù)計算 -11 - 3.2電機與刮板轉(zhuǎn)子軸之間的 V帶傳動設(shè)計 -11 - 3. 2. 1

9、確定計算功率 -12 - 3. 2. 2選擇V帶帶型 -12 - 3. 2. 3帶輪基準直徑的確定 -12 - 3. 2. 4中心距a和帶的基準長度的計算 -13 - 3. 2. 5對主動輪上包角:1的驗算 -13 - 3. 2. 6預(yù)緊力Fo的計算 -14 - 3. 2. 7計算作用在軸上的壓軸力Fp - 14 - 3. 2. 8V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計算及選用 -14 - 3.3刮板結(jié)構(gòu) -16 - 3.4半圓形柵格籠 -17 - 3.5 機架 -17 - 3.6殼仁分離裝置 -18 - 4總結(jié) -18 - 參考文獻 -19 - 致謝 -19 - 1緒論

10、 1. 1課題提出的背景 中國花生仁的出口量每年約在 5萬噸左右，脂肪與蛋白質(zhì)在花生中含量很高，其中蛋白 質(zhì)約占比例為百分之二十五，而脂質(zhì)占接近一半，使得花生成為植物蛋白質(zhì)重要的提作物， 花生還同時在生產(chǎn)植物油方面舉足輕重?；ㄉ徒?jīng)花生粗加工后花生渣中的蛋白質(zhì)，能夠制 造食品添加劑和脂肪、蛋白制品的原料，也可以直接使用。花生仁的用途很廣，既是主要干 果食品又是制做食品、糖果、榨油的主要原料。國內(nèi)外均有廣闊的消費市場。通過花生制成 的蛋白粉做添加劑或做原料生產(chǎn)的食物，不但大大提升蛋白質(zhì)含有量，也對其整體起到了質(zhì) 的提升。同時花生還是食用植物油在工業(yè)的生產(chǎn)原料，它是多種油類的制造原材料，在工業(yè)

11、上用途很多?；ㄉ麑嵵兴械膬翰杷?、賴氨酸對人體起抗老化的作用?；ㄉ麑?、花生 油是腫瘤疾病的天然化學預(yù)防劑，能降低血小板聚集，預(yù)防和治療動脈粥樣硬化、心腦血管 疾病。傳統(tǒng)的花生去殼途徑為人力脫殼，無論是在效率還是在用工方面都在很大程度上制約 著經(jīng)濟效益。由于以上因素外加花生種植面積以及生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，迫切需要花生去殼機來 代替手工操作。 1. 2花生脫殼機械的發(fā)展 針對花生殼仁分離機械這一課題的研制，在中國要起源于 20世紀60年代， 自從那次的首次研制以來，全國此類機械的研制從未停止，取得了不錯的成果。 在我國使用較廣的花生殼仁分離機主要是小型的，它沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)操作方便， 而那些

12、具備殼仁分離和篩選性能的殼仁分離機械只在工廠或企業(yè)中應(yīng)用較廣。我 國目前擁有較多類型的獲勝殼仁分離機械，如： 6BH — 20型花生脫殼機、6BH— 20B型花生剝殼機、6BH — 60型花生剝殼機等，總體工作效率遠超人工工作效率， 達20?60倍以上。偉民牌6BH — 720型花生殼仁分離機帶有復(fù)脫、分級裝置，采 用搓板式脫殼、風力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、脫 殼率高、能耗小等特點。錦州俏牌集團生產(chǎn)的TFHS150C型花生除雜脫殼分選機組 能一次實現(xiàn)花生原料的脫殼、除皮、分選，此生產(chǎn)機械總體性能優(yōu)良。6BH一 1800 型花生殼仁分離機械巧妙設(shè)計了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)

13、，完成二次去殼。 6BK一 22 型花生殼仁分離機具有一次性可完成花生脫殼工作的機械，通過吹風篩選、偏心 抖動、篩選分級、二次脫殼分級后的花生仁可確保脫殼完全?；ㄉ鳛槲覈匾?的糧食產(chǎn)物，產(chǎn)量呈遞增趨勢，相應(yīng)的花生殼仁分離機械的需求也將增加，花生 殼仁分離機械的發(fā)展必將迎來好的發(fā)展時機。 花生殼仁分離機械擁有眾多類型型號， 它們的去殼原理也多種多樣。 現(xiàn)如今, 關(guān)于此類產(chǎn)品的特性，人們主要關(guān)注的是花生仁的完整率。而花生仁的完整率主 要取決于花生殼仁分離機械中的殼仁分離結(jié)構(gòu)，花生殼仁分離機的殼仁分離機構(gòu) 直接影響花生人的完整率、生產(chǎn)效率等。 為了解決花生殼仁分離機械的花生破損率問題，對花

14、生去殼原理以及相應(yīng)結(jié) 構(gòu)的研究，成為花生殼仁分離機械的急需解決的課題。在1990年以前花生殼仁分 離機械，破損率往往達到甚至超過 15%去殼后的花生仁無法達到種用水平，更 無法出口，只可以做榨油來用。至1960年開始，國內(nèi)逐漸研制出封閉式紋桿滾筒， 柵條凹板式花生剝殼機。從二十世紀八十年代開始，通過對已有研究成果的學習 創(chuàng)新，陸續(xù)研制出多種原理和結(jié)構(gòu)樣式的新型花生殼仁分離機械，將花生破損率 大幅度降低。 1 ? 3花生脫殼機械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 1. 3. 1總體現(xiàn)狀 現(xiàn)在我國的花生去殼機械種類繁多，無論在去殼原理還是結(jié)構(gòu)上都有較 大差異，但是這類機械的共同點都是無法保證花生去殼的質(zhì)量，以

15、及無法保 證低破損率。這種種因素直接導(dǎo)致去殼后的花生無法走出國門走向世界，而 僅僅是用來榨油以及使用。借鑒外國花生去殼機械的發(fā)展經(jīng)驗，研究新的花 生去殼機械顯得尤為重要。 1. 3. 2多種多樣的去殼機械原理 花生去殼機械的去殼原理有很多，下面介紹一下普及率較高的幾種花生去 殼原理。 撞擊法去殼 此類方法巧妙地運用了物體的慣性，首先將花生加速，在花生 達到一定速度后瞬間給它一個較大的阻力，花生在阻力作用下外殼得到變形而 發(fā)生破裂達到花生去殼的效果。這類離心去殼機械通常由給花生提供速度的加 速圓盤和圓盤四周帶有棱角的四壁組成。當花生在加速圓盤提供的離心力作用 下以高速撞擊四壁，在速度適中

16、時花生殼因力的作用發(fā)生形變導(dǎo)致破裂。在花 生與四壁碰撞分開后，高彈性形變的外殼發(fā)生破裂，且無法保持高速向外移動， 而花生仁獲得的彈力不大，受損較小，從外殼裂縫中自然彈出，完成花生的去 殼。此類去殼機械適用于花生這種花生殼與仁粘結(jié)度不大間隙較大的作物的去 殼作業(yè)。 碾搓法去殼這類花生去殼原理是利用上下兩個帶有棱角的圓盤相互運 動，對放入其中間的花生進行摩擦擠壓，使花生殼破碎來進行花生去殼的。 一般采用轉(zhuǎn)動圓盤和固定圓盤相配合的方式進行設(shè)計。機械運轉(zhuǎn)時，將花生 從圓盤中心處送入兩圓盤之間的狹窄間隙，轉(zhuǎn)動的圓盤會提供花生一個離心 力，在離心力的作用下，花生向圓盤邊緣移動，同時受到來自固定圓盤和轉(zhuǎn)

17、動圓盤上棱角的摩擦、擠壓，使得花生殼破碎，達到花生殼仁分離。這類機 械受花生含水量的影響較大，對圓盤的大小、間距和棱角的要求比較嚴格。 剪切法去殼 這種去殼原理是利用多組刀面和刀刃相互運動，對其間的花 生產(chǎn)生剪切力致使花生殼破裂，來完成花生去殼。此類機械的主要機構(gòu)部件 一般是帶有刀塊的刀塊座和帶有刀塊的轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成。刀塊底座往往設(shè)計為 凹形結(jié)構(gòu)，并具備一定調(diào)節(jié)功能，目的是適應(yīng)不同大小的花生，使刀塊之間 的距離更合理。機械運轉(zhuǎn)時，帶有刀塊的轉(zhuǎn)動機構(gòu)開始旋轉(zhuǎn)，刀塊與刀塊間 進行剪切，把花生殼剪碎，分離花生殼與仁。值得關(guān)注的是這類機械往往會 對花生仁造成較大的損傷，生產(chǎn)的花生仁破損率較高，刀塊與刀

18、塊的相對位 置難于設(shè)計，有待改善。 擠壓法去殼 這種花生去殼原理較為簡單，采用兩個平行放置、旋轉(zhuǎn)反向 且保持一定間隙的圓柱輥設(shè)計，機械運轉(zhuǎn)時，花生送入并通過兩個圓柱輥的 間隙，在間隙處被擠壓使得外殼破碎，達到花生去殼效果。此類機械的設(shè)計 重點在于保證花生很好的通過兩圓柱輥間隙，同時使得花生被擠壓的力度恰 到好處，所以兩圓柱輥間隙的設(shè)計影響著花生去殼的效率和質(zhì)量。 搓撕法去殼這種花生去殼原理為把花生送入具有一定彈性且相對運動 的輥筒間隙，通過擠壓和搓撕實現(xiàn)花生去殼。對輥筒的要求如下，輥筒需要 水平安裝，兩個輥筒選用不同轉(zhuǎn)速，在輥筒表面形成線速度差，輥筒采用有 較好彈性性能和較大摩擦系數(shù)的橡膠

19、材料。機械運轉(zhuǎn)時，花生被送如去殼部 位，當花生與輥筒接觸時，保證其嚙入角比摩擦角小時，花生可以在輥筒間 通過，花生在經(jīng)過輥筒區(qū)域時受到輥筒的摩擦力，產(chǎn)生搓撕作用?；ㄉ谳?筒區(qū)域時同時還會受到擠壓作用，搓撕力和擠壓力共同作用于花生，使得花 生殼發(fā)生塑性變形而破裂，完成花生的去殼工作，同時橡膠材質(zhì)的輥筒有效 的保護了花生仁的完整性和低破損率。這類機械的設(shè)計重點在于輥筒材質(zhì)的 選取、軋入角和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)計。 1 ? 4花生脫殼機械研究重點 自從中國成為世界貿(mào)易組織的一員以來，受外界影響，我國對花生去殼 機械的研究課題逐漸上升，現(xiàn)在花生去殼機械種類繁多，但存在著這樣那樣 的不足，需要結(jié)合此類機械

20、在實際生產(chǎn)中的需要總結(jié)經(jīng)驗、吸取教訓，優(yōu)化 花生去殼機械的功能，尤其是機械的適應(yīng)性、去殼率和破損率急需得到改善, 使花生去殼機械良性化發(fā)展。 1 ? 5花生脫殼機械應(yīng)用前景展望 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)大幅度的提升 了農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益。有關(guān)花生的機械也應(yīng)運而生，并勢頭猛進，每年花生機 械的銷售總量持續(xù)上升，機械化程度穩(wěn)步提升，社會的需求量也逐年增長， 但是花生去殼類機械卻沒能得到較好的普及，現(xiàn)在大多數(shù)的花生去殼機械都 分布在較發(fā)達省份，并且機械化水平參差不一，總體上是小型的和抵擋的機 械較多而大型的和高性能的機械較少。在部分區(qū)域，種用花生仁甚至還在靠 人力去殼，不能

21、保證高的勞動生產(chǎn)率，是花生去殼機械地理分布不平衡的明 顯表現(xiàn)。2000年以來，隨著花生需求的增加，產(chǎn)量的提高，花生機械化水平 也上了一個臺階，國家對農(nóng)業(yè)的高度重視給花生機械的研究注入了新的力量。 為了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和解放勞動力，花生去殼機械的研制得到了國家的支持, 同時國家對購買花生機械提供補貼，目的是幫助農(nóng)民尤其是不發(fā)達地區(qū)農(nóng)民 購買花生機械，擴大市場需求，提高花生去殼機械在農(nóng)業(yè)上的使用率，打破 花生去殼機械地區(qū)發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。事實證明，國家這一政策很好的調(diào)動 了農(nóng)民對花生去殼機械的購買興趣，花生去殼機械水平正在逐漸提升，面對 高需求的花生去殼加工現(xiàn)狀，花生去殼機械化無疑會在客觀上降低人力

22、勞動 量，提升勞動經(jīng)濟效益，為花生去殼機械的不斷發(fā)展創(chuàng)新提供了源源不斷的 動力。 2刮板式花生殼仁分離機的結(jié)構(gòu)及工作原理 2. 1刮板式花生殼仁分離機的結(jié)構(gòu) 首先，通過刮板式花生殼仁分離機的作業(yè)原理，我們知道花生通過此機械的各個結(jié)構(gòu)， 它們依次為集料斗、去殼箱、柵格、下箱出口、比重分選篩、分選口、花生仁收集斗。下面 將圍繞這一流程進行設(shè)計。 設(shè)計時將按照花生通過此刮板式花生殼仁分離機的順序進行。位于此機械頂端的為集料 斗，而去殼箱緊接與集料斗的下面，為了裝備方便，把這兩個結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計。刮板顯然要 安裝在去殼箱里面，刮板是用來完成花生去殼的主要結(jié)構(gòu)， 花生去殼后要經(jīng)過柵格向下流轉(zhuǎn),

23、所以將柵格設(shè)計在去殼箱的底部， 為了方便花生下落，柵格采用弧形結(jié)構(gòu)固定在去殼箱底端, 通過柵格后的花生需要進行花生仁與殼的分離，本設(shè)計采用揚場機原理，安裝一個風機對從 柵格下落的花生殼與仁進行吹風，目的是把風阻較大，質(zhì)量較輕的花生殼吹到設(shè)計好的花生 殼收集通道，同時已經(jīng)去殼的花生下落到比重分選篩，通過比重分選篩把花生仁斜向上送入 花生仁收集箱，把去殼不完全的花生斜向下送入再次去殼通道。通過風機把它們吹如集料斗 再次去殼，使得所有花生在完成殼仁分離后，花生仁統(tǒng)一收集在花生仁收集箱內(nèi)。 在主要結(jié)構(gòu)以外，還要合理設(shè)計相應(yīng)的連接、支撐、定位結(jié)構(gòu)，方便并保證花生殼仁分離 機的穩(wěn)定運行，大體結(jié)構(gòu)簡圖如

24、圖 2.1所示。 料斗 2. 2工作原理 刮板式花生殼仁分離機的前身是刀籠去殼機， 它的原理很簡單，為利用去殼箱內(nèi)的刮板和 柵格對花生的摩擦與擠壓，使得花生殼碎裂而得到花生殼仁分離的機械， 它具有結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、 便于操作的優(yōu)點。其組成部分有進料裝置、去殼裝置、分級裝置以及支撐機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖 2.2所示 圖22刮板式花生殼仁分離機 花生從集料斗放入，然后通過底部狹窄的入口向去殼箱滑落，滑落同時和飛速運轉(zhuǎn)中 的刮板摩擦擠壓，使得花生外殼受損，完成了花生的首次去殼。與此同時，還有一些花生 從去殼箱到柵格過程中并沒有和刮板摩擦，或者是擠壓不夠強烈，當這些花生掉到空間更

25、為狹窄并且狹窄到柵格和刮板外徑之間小到不大于一個完整花生的距離的柵格上時，空間 的狹窄加上花生向下運動的趨勢導(dǎo)致花生又一次被摩擦與碰撞，最終使得這部分先前沒有 去殼的花生也得到了一定程度的去殼。經(jīng)過去殼的花生殼和花生仁分別由柵格處掉落，掉 落期間，它們被風機提供的適宜風力水平吹動，使得風阻大且質(zhì)量輕的花生殼吹到花生殼 收集處，同時風阻小且質(zhì)量大的花生仁落入比重分選篩表面，通過比重分選篩的花生仁將 斜向上送入花生仁收集箱，而沒有完全去殼的花生斜向下滑進再次去殼通道，通過風力適 中風機將其送入集料斗進行再次殼仁分離，這樣以來能夠明顯提高花生的去殼率。

26、 3刮板式花生殼仁分離機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 刮板式花生殼仁分離機重要部件設(shè)計的合理性關(guān)系到本機械的整體運行狀 態(tài)，設(shè)計的好才能高效的進行花生去殼作業(yè)，設(shè)計標準的降低很有可能導(dǎo)致整 個機械的癱瘓，高標準、高要求，目的就是設(shè)計出高性能、高效率的刮板式花 生殼仁分離機。 3. 1重要部位參數(shù)的設(shè)計 3. 1. 1刮板半徑和轉(zhuǎn)速設(shè)計 對刮板轉(zhuǎn)速的要求是既能保證花生外殼碾碎，同時也必須保證花生仁的完 好。而在花生和金屬之間相對速度保持在 5m/s左右時能夠很好的保證對刮板 的要求，刮板的半徑和轉(zhuǎn)速將以此來設(shè)計 如圖3.1所示，R > R是花生的下落距離， 衛(wèi)是最小碰撞半徑，將其設(shè) 2 2

27、 計為計算半徑 v = 2二 nr v -二nR 當半徑R=250mm, 由式（3.1）得n = 5 ■: 0.25 =6.37r / s 二 382.2r / min 求得：R=250mm，n=382.2r/min 3. 1. 2計算刮板的功率 由公式P =Q計算得到刮板相應(yīng)的功率 t 刮板對花生做的功 設(shè)計產(chǎn)量給定為二十到三十千克每分鐘

28、 ,換算為0.417kg/s,即花生純?nèi)? Q 二 Ek Ep Ep :刮板導(dǎo)致花生勢能的變量 Ek :刮板導(dǎo)致花生動能的變量 1 2 1 2 Ek = Ei E2 mvi mv2 2 2 Ep 二mg hmgR 式中巳一一花生果的初動能（J） E2 ――花生果的末動能（J） W ――花生果的初速度（m/s） V2 ――花生果地末速度（m/s） Q 二討儀；v； 2gR） p = Q 2 . v； ■ gR) t 2t 2 出產(chǎn)量，換算為花生果出產(chǎn)量是0.417/純?nèi)事?根據(jù)國家標準，一般地區(qū)得到的 花生純?nèi)事蕿榘俜种?換算為花生果出產(chǎn)量是 0.604kg

29、/s,這就是在去殼 箱中每秒碾碎的花生果的重量?；ㄉ鷱呐龅焦伟宓诫x開刮板時速率由每秒一米 變?yōu)槊棵胧迕?，速度方向有垂直向下變?yōu)樗较蜃螅?離開刮板的高度設(shè)為500 毫米 t=1s m=0.604kg/s v^i = 1m/s v2 = 15m/s R=0.5m 式(3.4) 1m 2 2 (w v2 gR) 2t 仆 0.604 2 2 P (1 15 9.8 0.5)=0.302 230.9 =69.73W 2 x1 將花生在刮板和柵格之間摩擦的能量計算到 P中，P始終小于500W。設(shè)!、 2 分別是滾動軸承和V帶傳動的效率，從電動機到工作機之間的總效率 ，得

30、 =0.8851 式(3.5) 設(shè)電動機所需功率為 Pd，得Pd =Pw小于700W，已知提供的電動機功率是 n 15000W，1500W>>700W，所以提供的電動機功率完全符合要求。 3. 1. 3確定傳動的方案 刮板式花生殼仁分離機正常運轉(zhuǎn)時工作軸旋轉(zhuǎn)速度大致為每分鐘 382.2轉(zhuǎn)， 可選擇的傳動方案有2種，一個是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本較高的兩級混合傳動方案， 另一種是一級V帶傳動方案，相比較之下，選擇結(jié)構(gòu)簡單，性價比高的一級 V帶 傳動方案。 3. 1. 4電動機的選擇 由提供的電動機同步轉(zhuǎn)速和電動機功率，適宜電機型號為以下兩種 Y90L-4 型 與 Y100L-6 型

31、 計算傳動比(通過電動機的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出)，這兩種電動機的 數(shù)據(jù)和傳動比列如下表3.1所示 表3.1電動機的數(shù)據(jù)和傳動比 萬案 號 電機型 號 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r/min 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 總傳動比 1 Y100L-6 1. 5 1000 940 2. 459 2 Y90L-4 1. 5 1500 1400 3. 663 由上表可知：方案1擁有低轉(zhuǎn)速，較小的總傳動比，缺點是價格過高，不 適合本機械的電機選用，所以選擇第二個方案，即電機型號為 丫90L-4。 通過查表知道這種電動機的外伸軸徑是 24毫米，中心高H為90

32、毫米，軸 的外伸長度為50毫米 3. 1. 5傳動裝置的運動和參數(shù)計算 軸的轉(zhuǎn)速 小=1400r /min n2 = m / i 二 382.2r / min i /n2 =1400/382.2 =3.663 軸的輸入功率 P2 = Fd 2 =1.5 0.952 =1.35kw 軸的轉(zhuǎn)矩 T2 = 9 5 5F0/ n2 1 35 382.2 式中F2 ——軸的輸入功率(kw) T2――軸的轉(zhuǎn)矩(N.m) 3.2電機與刮板轉(zhuǎn)子軸之間的V帶傳動設(shè)計 基本設(shè)計參數(shù)的羅列 電機型號：Y90L-4 額定功率：1.5kw 轉(zhuǎn)速：n1=1400r/mi n 傳

33、動比：i =3.663 設(shè)計每天工作時間小于10小時，即t<10h 3. 2. 1確定計算功率Pca Pea 二 KaP 式(3.7) 式中Pea ――計算功率(kw) P——傳遞的額定功率(例如電機的額定功率 kW Ka ――工作情況系數(shù) 由文獻［13］表14.1-12查得Ka=1.1 Pea=KAP=1.1 1.5=1.65(kw) 3 . 2. 2選擇V帶帶型 根據(jù)Pca、n1查文獻［13］,由表14.1-3確定帶型為A型 3. 2. 3帶輪基準直徑的確定 查文獻［13］,由表14.1 — 18和表14.1 - 19在主動輪基準直徑系中選取 dd1 = 75mm

34、 , dd1 =75mm 從動輪基準直徑為 式(3.8) dd2 dd1 =2.333 75mm = 174.975mm 按表圓整得 dd2 =175mm 驗算帶的速度 二dd1 rh 60 1000 二 75 1400 60 1000 m/s 二 5.498m/s 式(3.9) 5m/ s ： v = 5.498m/s ： 25m/s 所以選擇的帶的速度合適 3. 2. 4中心距a和帶的基準長度的計算 初取中心距 a2 =350mm 2 (dd 2 dd 1) Ld 式(3.10) 二 2ao (ddi dd2) 2 4a° Ld

35、 亠 350 2(75 175) (175-75)2 4 350 =999.2mm 查文獻［13］由表14.1-7選擇帶的基準長度 Ld =1000mm 計算實際中心距a a=a° 5 X =(350 ■^[mm = 350.04mm 式(3.11) 2 2 3. 2. 5對主動輪上包角:'1的驗算 ：1 =180 -57.3 (dd2 -*1)=163.63 120 式(3.12) a 主動輪包角合適 式(3.13) Pca 侃 R)k：K 式中K -――包角系數(shù) K l ――長度系數(shù) p。一一單根V帶的基本額定功率 ■■■^0 ――單根V帶的

36、額定功率的增量 由 n^1400r/min , dd^75mm , i =2.333 查文獻［13］表 14.1 - 17d 和表 14.1-13 得 Po -0.68kw， :Po =0.17kw , K,嚴0.95, K^ 0.89 代入數(shù)值，計算 = 2.3 1.65 (0.68 0.17)0.95 0.89 取z=3 3. 2. 6預(yù)緊力F。的計算 查文獻［13］表 14.1- 14 得::q = 1.1kg/m F0 =500PcaG2.^ -1) qv2 式(3.14) vz K： 1.65 2.5 2 F。=500 ( 1) 1.1 5.498

37、-84.630N 3 5.498 0.95 3. 2. 7計算作用在軸上的壓軸力Fp Fp = 2zF0sin ' 1 2 式(3.15) 式中 Fq 單根帶的預(yù)緊力 N Z——帶的根數(shù) ：1 ――主動輪的包角（° ） 代入數(shù)值計算得 163.63° Fp =2 3 84.630 sin 502.6N p 2 3. 2. 8V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計算及選用 帶輪材料選用HT200 帶輪種類的選用主要看基準直徑，大、小徑的帶輪一般分別選擇輪輻式和 實心式帶輪，它們的結(jié)構(gòu)尺寸見下表 3.2 3.2電機與比重分選篩間傳動帶輪參數(shù)表 單位：mm 尺寸類型 小帶輪

38、 大帶輪 dd 75 175 基準寬度bd 11.0 11.0 基準線上槽深hamin 2.75 2.75 基準線下槽深hfm^ 8.7 8.7 槽間距e 15 ± 0.3 15± 0.3 第一槽對稱面至端面距離 f 10： 10： 輪緣厚5 12 12 帶輪寬B 40 40 外徑da 85.5 185.5 輪槽角? 38 ： 38： 極限偏差 ±1 : ±1: 孔徑d0 24 26 輪轂長 50 35 di 32 輪輻厚b1 8 hi 20 h2 16 D 200.5

39、 3.3刮板結(jié)構(gòu) 作為刮板式殼仁分離機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，刮板結(jié)構(gòu)的功能為實現(xiàn)花生去殼。刮 板結(jié)構(gòu)的設(shè)計為將4塊鋼板以垂直分布安裝在轉(zhuǎn)動的軸上，它的結(jié)構(gòu)簡圖如下 圖3.2所示 圖3.2刮板結(jié)構(gòu)簡圖 刮板選用的是45號鋼，能夠保證刮板的強度，完成通過摩擦與擠壓來對花生 進行去殼的目的，此外刮板還要經(jīng)過表面滲碳處理，滲碳厚度為 1到1.5毫米， 熱處理的硬度要求為HRC56-62,刮板的4塊鋼板厚度為8.5毫米，長500毫米， 寬130毫米，刮板末端和軸中心相距二百五十毫米，連接刮板用的圓筒內(nèi)外徑分 別為26毫米和120毫米，刮板連接支架長140毫米，其截面長40毫米、寬20 毫米，

40、分別用2根支架連接固定1塊刮板，刮板和支架為螺栓連接，螺栓型號為 M10。 3.4半圓形柵格籠 半圓形柵格籠是一種選擇性通過的篩選裝置，只有經(jīng)過去殼的花生才能通過 它下落，而沒有被去殼的花生則不能通過，即小于柵格間距的物質(zhì)能夠通過， 同時大于柵格間距的物質(zhì)不能通過。半圓形柵格籠的柵格間距恰恰允許單個花 生仁一樣大的物品通過，通過去殼的花生變?yōu)橥暾幕ㄉ逝c不完整的花生殼 的混合物，花生仁順利的通過柵格向下掉落，同時未去殼的花生和去殼不充分 的花生不能通過柵格，它們繼續(xù)留在去殼箱中，反復(fù)被刮板和去殼箱擠壓直至 去殼充分。其結(jié)構(gòu)簡圖如下圖3.3所示。 圖3.3半圓形柵格籠 半圓形柵

41、格籠由柵條和墻板組成，墻板對柵條起固定作用， 柵條的材料選擇 20號 鋼，墻板的材料選擇為 HT200。柵條設(shè)計長度是538毫米，其截面為10，由 于對柵條的表面及硬度要求特殊，柵條的表面需有滲碳處理，滲碳厚度為 1到 1.5毫米，對其的熱處理硬度為 HRC56-62,每根柵條保持十個毫米的長度，并 將其安裝固定到墻板中， 半圓形柵格籠的內(nèi)徑設(shè)計成 516毫米，這樣半圓形柵格籠就 組裝完成了。另外對半圓形柵格籠柵條的裝備設(shè)計可行范圍的位移浮動，保證花生在去殼 時受到過度擠壓摩擦造成花生仁的破壞。 3.5機架 機架不直接參與花生去殼的加工，但它的作用是對刮板式花生殼仁分離機的 各重要

42、機構(gòu)提供連接、支撐與定位?？紤]到刮板式花生殼仁分離機的裝備情況， 把機架設(shè)計成兩部分：機架座與機架蓋，材料均為 HT200,采用鑄造成型工藝， 它們之間用螺栓進行連接，采用圓錐銷定位。 3.6殼仁分離裝置 花生殼仁分離裝置是將花生殼與花生仁分類的裝置， 由氣流通道與花生殼和 仁的收集箱組成。氣流通道的一側(cè)安裝風機，另一側(cè)連接收集箱。此裝置是對通 過去殼箱去殼后的花生的分離裝置，主要是通過氣流把風阻較大、 質(zhì)量較輕的花 生殼吹入花生殼收集通道，把風阻較小、質(zhì)量較大的花生仁吹落到花生仁收集通 道的裝置。 4總結(jié) 現(xiàn)如今，花生去殼的原理和設(shè)備各式各樣，本文對此作了一定的介紹，同時 也對

43、花生去殼類機械的發(fā)展方向表明了自己的見解和分析。刮板式花生殼仁分離 機的設(shè)計屬于花生去殼機的設(shè)計，刮板式花生殼仁分離機解放了勞動力，將花生 手工去殼方式機械化為機器去殼，無論是在對花生去殼的生產(chǎn)效率上還是在花生 去殼的質(zhì)量上都有了大幅的提高。本刮板式花生殼仁分離機的設(shè)計重點為刮板的 結(jié)構(gòu)和半圓形柵格籠的結(jié)構(gòu)，這也是此款花生去殼機的特點。經(jīng)刮板式花生殼仁 分離機去殼的花生的破損率的保證是難點，經(jīng)過對刮板、半圓形柵格籠和去殼箱 的反復(fù)研究計算驗證，最終成功突破這一難點，保證了刮板式花生殼仁分離機的 整體性能。 這次畢業(yè)設(shè)計不僅是對我四年大學的檢驗，也是一次鍛煉的機會，我從中提 升了分析解決問題的

44、能力。我會將從中學到的所有都謹記在心，將從中認識到的 不足都在以后努力改正，而這一切的一切都將成為我成長道路上的寶貴財富，加 油！ 參考文獻 [1] 劉天模，徐辛梓?工程材料[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2011:123-160. [2] 郭宏亮，孫志宏.機械原理[M].北京：北京大學出版社， 2011:6-30. [3] 馮清秀，鄧星鐘.機電傳動控制[M].武漢：華中科技大學出版社， 2013:49-90. [4] 臧勇.現(xiàn)代機械設(shè)計方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2013:200-251. ⑸ 孟憲珍.花生脫殼機的設(shè)計和試驗 [J].國外農(nóng)機，1980，3( 1):15-

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