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國內(nèi)花生脫殼裝置現(xiàn)狀 3127971.2.2國外花生脫殼裝置現(xiàn)狀 4258341.3我國常見花生脫殼裝置 5106241.4花生脫殼機械損傷研究概況 684901.4.1花生機械脫殼損傷分類 6139771.4.2花生機械損傷的危害及原因 6232841.5研究意義和研究內(nèi)容 7292141.5.1研究意義 7187821.5.2研究內(nèi)容 712567第2章磨盤式花生脫殼機的設(shè)計 898412.1磨盤式花生脫殼機進料斗 887032.2脫殼裝置 8145762.3風選裝置 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主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11116673.1磨盤的設(shè)計 11106933.2電機的選擇 12125393.3送料機構(gòu)的設(shè)計 13305073.3.1送料機構(gòu)的設(shè)計 13254923.3.2鏈傳動的設(shè)計 14107803.4本章小結(jié) 156449第4章磨盤式花生脫殼機其他部件 1646334.1送料斗 16272284.2殼仁分離裝置 1662224.3機架 1611061第5章工程額定概算 1865195.1磨盤式花生脫殼機制作過程的成本預(yù)算 1887645.1.1非標設(shè)備制作額定的說明 18296955.1.2磨盤式花生脫殼機制作定額的基價表 18180315.2磨盤式花生脫殼機制作過程的管理 195156結(jié)論 2018282參考文獻 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，也是我國重要的經(jīng)濟作物和油料作物之一?；ㄉ擞脕碚ビ?，據(jù)史料記載，中國早在一千年前就種植了花生。今天，花生仍然是我國不可缺少的油料作物，也承擔著我國主要出口農(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，中國早在一千年前就種植了花生。今天，花生仍然是我國不可缺少的油料作物。1.1花生生產(chǎn)概況1.1.1我國花生生產(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，從國家統(tǒng)計局2020年統(tǒng)計的結(jié)果可以看出，我國2020年花生種植面積為4600萬公頃，分布非常廣，全國各個省份都有種植，主要產(chǎn)地為華東地區(qū)。河南省花生種植面積占全國種植面積的22%，產(chǎn)量占全國的27%。山東省占全國花生種植面積的17%，產(chǎn)量占全國的21%。圖1.1我國花生產(chǎn)區(qū)種植面積比例圖圖1.2我國花生產(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)主要集中在中國和印度，中國是世界上最大的花生生產(chǎn)國，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。二者累計產(chǎn)量在全球的占比為51%，其次是美國、巴西等國家，其他單個國家的花生產(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，中國花生種植面積為4541514公頃。從花生單產(chǎn)水平上看，中國以單產(chǎn)3674.1kg/hm2位于第二位，和美國相比，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，所以中國的花生產(chǎn)量成為全球第一大花生生產(chǎn)國。1.2花生脫殼裝置現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)花生脫殼裝置現(xiàn)狀（1）國內(nèi)花生脫殼裝置發(fā)展現(xiàn)狀我國對于花生脫殼裝置的研究相對較早，但由于當時的社會問題，脫殼機的研究基本處于停滯的情況。在改革開放以前我國農(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花生莢果的損傷，但已經(jīng)遠遠滿足不了當時大規(guī)模花生脫殼的需求，因此后續(xù)就出現(xiàn)了以結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的為優(yōu)勢的花生脫殼機。從1995年以后，隨著經(jīng)濟快速發(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，對花生脫殼機的脫殼質(zhì)量和作業(yè)量都是一個新的挑戰(zhàn)。近十年，我國對花生脫殼機進行了深入研究，其中將脫殼后花生莢果的損傷放在重點研究問題，并獲得了一定的成果。在上世紀九十年代，張效鵬在深入研究了花生脫殼機的部件后，花生脫殼機的脫殼機構(gòu)由封閉式谷物輥和圓鋼格柵凹板組成，主要原理是對花生進行擠壓，采用摩擦脫殼的方法進行脫殼。脫殼率為10%左右。原策獻曾研究過花生脫殼機的性能，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作為脫殼部件，雖然破碎率低于由網(wǎng)格凹板和封閉式脫殼機組成的脫殼機谷物滾筒，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花生莢果進行非機械方法脫殼，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)計了一種基于準靜態(tài)壓縮試驗，沖擊試驗，疲勞試驗和花生莢果的物理特性研究的一個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，雙滾筒氣力循環(huán)花生脫殼機通過打擊、擠壓的方式進行脫殼，該設(shè)備的脫殼部分由兩個脫殼滾筒和兩個與之匹配的凹板篩組成我國花生脫殼機的發(fā)展從1965年開始，國家下達花生脫殼機的研究項目，已研制出數(shù)十臺花生脫殼機。具有單脫殼功能的花生脫殼機滿足了大多數(shù)用戶的簡單需求。小戶型花生剝殼機在我國部分地區(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雜的花生脫殼機，比如花生的清潔，烘干，分級等功能。從1983年起，我國以現(xiàn)有的花生脫殼部件入手，對此不斷創(chuàng)新突破，研制出多種不同機理的新型脫殼部件。使花生的脫殼率有了較大提高。國內(nèi)出現(xiàn)了閉式滾筒和篩網(wǎng)凹面花生脫殼機。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，花生脫殼機械化成為了我國花生農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。目前，刀籠式花生脫殼機和另一種由砂板滾壓機改進而成的花生脫殼機是我國市場上兩種常見的主要類型的花生脫殼機。在中國廣東、廣西等省區(qū)廣泛使用。在我國是花生生產(chǎn)大國，我國花生脫殼機械品種少、數(shù)量少的形勢下，我國開發(fā)和推廣性能良好的新型花生脫殼機械潛力巨大。國內(nèi)主要推廣使用的機型主要有：HT-340、6BH-300、6BH-400、6BH-570等，這些設(shè)備型號不同，但都屬于滾筒凹面搓網(wǎng)的工作原理。花生在脫皮機房內(nèi)通過滾筒的旋轉(zhuǎn)反復摩擦擠壓，把花生殼破碎，達到去皮的目的。脫殼后的花生繼續(xù)在脫殼機構(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損傷花生的果肉，這種花生仁達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。我國播種和出口的花生仁，只能用手工剝皮，就要耗費大量的勞動力和勞動強度。但在我國農(nóng)業(yè)政策與科技進步的推動下，花生產(chǎn)量逐年增加，花生機械化脫殼程度只會越來越好，花生脫殼機械裝置會有廣闊的市場。1.2.2國外花生脫殼裝置現(xiàn)狀 國外一些發(fā)達國家較早就開始了對花生脫殼機的研究，美國領(lǐng)先于其他國家走在世界的前列，在20世紀60年代，就開始了對花生脫殼機械的研究，美國生產(chǎn)出的花生脫殼機具有良好的特征，花生果殼破莢率高，而且花生還能保持完整，非常受市場的喜愛。同時美國就開始針對花生莢果在脫殼過程中的損傷問題進行研究，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。美國的披特曾經(jīng)嘗試使用激光對每個花生進行脫殼處理用這。在這之后的二十年，尤昂設(shè)計出了一種能夠在花生脫殼機開始運行之前，以花生果實的大小對花生進行分類，再對分好類的花生莢果進行處理的花生脫殼機，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，能夠完成精準脫殼。普魯士與威爾瑪發(fā)明出了一臺利用碰撞原理的花生脫殼機。除了機械底盤外，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整個花生果實進行預(yù)處理，并且用生物分解酵素對花生殼進行分解。使用生物學和化學技術(shù)來完成花生的殼切，花生的損傷率基本可以達到0%。但這種方法價格高昂，不推薦使用。國外一些技術(shù)先進的國家，機械化程度非常高，有專門的公司進行花生脫殼工作，這些公司都具有完整的脫殼設(shè)備，包括花生的清洗、分級步驟等。剝殼效率較高，如美國生產(chǎn)的‘5728型’五滾筒剝殼機，一小時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，易導致在摩擦剝殼的時候花生破損，破損率一般在8%~15%，不能做種子和長期存放。隨著水力技術(shù)，電子技術(shù)，控制技術(shù)，化學工業(yè)，冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，復雜的機械機構(gòu)，動力傳輸，體積高的材料，許多后方過程逐漸被取代。機器輕便簡單化成為了發(fā)展趨勢，使輔助操作時間減少，增加機器的使用壽命，降低故障率，減少使用成本，是當今脫殼機械設(shè)計和制造的主要設(shè)計目標。如何利用好現(xiàn)在的科技力量，更有效的用在花生的實際生產(chǎn)當中去，也是花生脫殼機發(fā)展的重中之重。1.3我國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。目前國內(nèi)外主要以傳統(tǒng)脫殼法為主，因為新型脫殼技術(shù)對脫殼環(huán)境及脫殼精度有很高的要求，脫殼技術(shù)尚不成熟，且脫殼機造價較高，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行分析。1.3.1脫殼裝置基本原理我國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行高速運動，在物料運動時收到阻礙，撞擊使外殼碎裂，達到脫殼的效果。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，從而實現(xiàn)脫殼，這種脫殼方式的脫凈率低。擠壓式脫殼原理是當花生莢果進入兩個圓柱輥之間的間隙時，由于它們的轉(zhuǎn)速不同，并且旋轉(zhuǎn)方向相反，受到擠壓作用進而脫殼。碾搓式脫殼原理是通過磨片間的碾搓作用進行脫殼。經(jīng)過反復的碾搓，花生莢果外殼破裂，同時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行脫殼，它的脫殼機構(gòu)是一對相對轉(zhuǎn)動的橡膠棍筒。由于輥是由橡膠制成，具有彈性性質(zhì)，而且他們之間轉(zhuǎn)動的速度也不相同，利用橡膠輥本身的彈性和相對轉(zhuǎn)動的線速度差，當花生進入兩輥之間時，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)，當達到平衡時，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花生脫殼機械損傷研究概況花生米的機械損傷，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^程中提供主要動力，但是同時也會對花生造成很強的機械損傷，所以，降低花生的機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花生機械脫殼損傷分類采用機械脫殼時，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花生米的外部機械損傷形式1.4.2花生機械損傷的危害及原因機械損傷的花生米容易產(chǎn)生黃曲霉素，不易貯存，嚴重影響花生米的食用價值和花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。內(nèi)部機械損傷的花生米不易察覺，如果作為種子播種到田間，不僅浪費種子，造成經(jīng)濟損失，還會造成缺苗，導致減產(chǎn)。因此，新型花生脫殼裝置的研究重點為盡量減少花生米的機械損傷，為花生產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)?；ㄉ讬C械損傷主要有三個因素。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單一的品種，不同品種、不同生長條件的花生莢果，就難以滿足脫殼條件，其適應(yīng)性、通用性差。1.5研究意義和研究內(nèi)容1.5.1研究意義現(xiàn)在我國現(xiàn)有的花生脫殼機都存在著自己的缺點，滾筒式花生剝殼機受滾筒間隙的限制。如果間隙太大，花生不能去殼。如果中間的縫隙過小，則會對花生顆粒造成擠壓損壞。氣爆花生剝殼機對花生果實的破壞率較低，但同時這種脫殼機的工作效率也不太理想，脫殼率只有30%。因為花生殼的密度不均，氣爆裝置不能做到完全破殼在脫殼過程中，要手動更換凹板篩。磨盤式花生脫殼機使用的是碾搓的方法脫殼，這種方法可以使花生充分的進行脫殼而不會損傷花生仁，原理簡單，生產(chǎn)成本低，裝置的優(yōu)點是可以在設(shè)備中對不同外觀尺寸的花生進行脫殼，能有效提高花生的脫殼率，降低花生的破損率。目前市場上鮮有這種機器。磨盤式花生剝殼機通用性強，能適應(yīng)各種形狀的花生莢。研究粉碎機式花生脫殼機具有很強的現(xiàn)實意義。1.5.2研究內(nèi)容（1）確定磨盤式花生脫殼機的設(shè)計方案，并對磨盤進行設(shè)計。（2）使用SolidWorks建立磨盤式花生脫殼機的三維模型，完成脫殼機構(gòu)，收集機構(gòu)等零部件的裝配體，并進行總裝配，最后完成建模。第2章磨盤式花生脫殼機的設(shè)計2.1磨盤式花生脫殼機進料斗根據(jù)磨盤式花生脫殼機的工作原理，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，進料斗是一個倒立的圓臺形設(shè)計，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)計更高級的送料裝置，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，以達到完全包裹、不泄露物料的作用。圖2.1進料斗2.2脫殼裝置同時在脫殼箱內(nèi)設(shè)計由可旋轉(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)的磨盤與整個箱體之間有一定的間隙，當花生經(jīng)過送料裝置落入到去殼箱內(nèi)時，同時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。當旋轉(zhuǎn)速度夠大，擠壓力以及撞擊力足以將花生殼打碎時，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。圖2.2脫殼裝置2.3風選裝置而花生仁進入去殼機的下一個重要部件，即位于剝殼箱底部的送料槽?？紤]到機構(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?，此時在送料槽的側(cè)方開設(shè)通風口，在此處設(shè)計一個風機，風力分選比較常見，原理簡單，價格低廉，風機提供一定強度的風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，在風機鼓吹的過程中，花生仁由于質(zhì)量較重，運動軌跡受風向影響較小，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，進行殼體回收。圖2.3風選裝置2.4收集裝置花生米延滑道繼續(xù)向下滑落，整個花生脫殼過程結(jié)束。整個機構(gòu)安裝在機架上，機架對于送料裝置、去殼裝置、電機、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、風機、花生殼回收裝置、電機等傳動裝置。2.5本章小結(jié)簡單闡述了花生脫殼機的工作原理，對磨盤式花生脫殼機的方案進行了粗略的描述。第3章磨盤式花生脫殼機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1磨盤的設(shè)計磨盤式花生脫殼機的脫殼機構(gòu)為一組磨盤，固定磨盤面的傾斜角度要大于轉(zhuǎn)動磨盤的傾斜角度。1.擋板2.固定磨盤3.轉(zhuǎn)動磨盤圖3.1脫殼結(jié)構(gòu)設(shè)計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，加工時會使加工成本提高。若直徑小會降低花生脫殼率。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架上的孔，通過螺栓固定。a為轉(zhuǎn)動磨盤的傾角，b為固定磨盤傾角，h1為兩個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)計出主要的脫殼機構(gòu)磨盤。轉(zhuǎn)動磨盤傾角a的設(shè)計在磨盤不轉(zhuǎn)動的情況下，花生會自由滑落，為使花生能夠在受重力的情況下沿著轉(zhuǎn)動磨盤向磨盤邊緣移動，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)動磨盤與固定磨盤最小間隙h2的設(shè)計在磨盤的大小設(shè)計中，為滿足花生果實能進入脫殼裝置，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構(gòu)中被甩出，應(yīng)滿足h2≥d2。所以這四個參數(shù)的大小關(guān)系為h1≥d1≥h2≥d2，因為兩盤之間存在傾角差，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)計為10mm。因為h1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)動磨盤的共同作用的結(jié)果。在這個復雜的過程中，空氣阻力對摩擦影響較大，同時對能源的消耗較大即影響機構(gòu)功率。因此脫殼功率需考慮多方面因素。對其進行相應(yīng)功率計算：（3-1）式中：Q——脫殼機的加工量（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)計要求Q=1500kg/h；Rd根據(jù)文獻資料對比，取Rd=300N.m/kg；取A=1.4;取η=0.7；取K=2;代入式(2)計算得P=0.5KW。所以磨盤式去殼機正常工作的功率只要大于0.5KW就可以。轉(zhuǎn)動磨盤的截面是一個等腰梯形如圖所示，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)動磨盤截面在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動過程的轉(zhuǎn)動慣量為空載電機轉(zhuǎn)矩取則要使轉(zhuǎn)盤空轉(zhuǎn)時所需要的電機轉(zhuǎn)矩為1.16N·m?；ㄉ鷼ぴ跀D壓碾破時，所需要的力的大小約為50N,假設(shè)同時有三個花生原料進行脫殼，則工作轉(zhuǎn)矩為則需要輸出轉(zhuǎn)矩若電動機轉(zhuǎn)速為1500r/min，減速機效率為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。3.3送料機構(gòu)的設(shè)計3.3.1送料機構(gòu)的設(shè)計送料機構(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.傳動鏈4.運料斗5.鏈輪圖3.3送料機構(gòu)此處選取鏈傳動的理由有如下三個：常規(guī)的齒輪傳動不能很好地解決遠距離運輸?shù)膯栴}，鏈傳動運輸距離長帶傳動雖然也可以遠距離運輸，但是會存在彈性滑動的問題，在運輸過程中會打滑，產(chǎn)生不必要的磨損，降低工作效率，V帶也會被磨損，并且在相同的條件下，鏈傳動結(jié)構(gòu)比較緊湊，為了滿足花生進料速率的穩(wěn)定性，所以在添加原料的送料裝置處使用鏈傳動。鏈傳動還有安裝成本低，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及頻繁的轉(zhuǎn)向變化，傳輸速度小于13m/s。經(jīng)以上三個因素考慮此處選用鏈傳動。3.3.2鏈傳動的設(shè)計送料裝置通過鏈傳動來運輸物料，初步預(yù)測鏈的線速度為0.5m/s，傳動鏈的速度比較低，但是為了使鏈與鏈輪齒輪之間減少磨損，同時為了防止鏈傳動的不均勻運動和附加載荷的加大，取鏈輪齒數(shù)Z1=Z2=20,傳動比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)因為載荷平穩(wěn)，因此工作情況系數(shù)KA=1.0多排鏈系數(shù)因為此處選擇了雙排鏈設(shè)計，查表得Km=1.7（3）計算額定功率鏈節(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)量實際中心距取=1900mm（4）驗算鏈速與預(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)計了磨盤式花生脫殼機的磨盤和送料裝置，主要是磨盤直徑300mm，磨盤傾角為20°。選擇的驅(qū)動電機為IMB14H56-90通用電機。對花生脫殼機的送料機構(gòu)進行設(shè)計，傳輸方式選用鏈傳動，并且通過計算確定了鏈輪齒數(shù)為20，傳動比為1:1，兩鏈輪中心距為1900mm，選擇08A滾子鏈，雙排鏈置的鏈傳動。第4章磨盤式花生脫殼機其他部件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)計更高級的送料裝置，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。能夠為其他零件起到支撐保護的作用，同時將脫殼機構(gòu)與機架固定，電機安裝在機架里面。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機，風機提供一定強度的風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，在風機鼓吹的過程中，花生碎殼由于質(zhì)量小，易受到風力的影響，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，進行殼體回收?；ㄉ视捎谫|(zhì)量較重，運動軌跡受風向影響較小，直接調(diào)入下一部分，花生仁順著滑道向下進入準備好的容器內(nèi)。4.3機架箱體的材料選用HT200，鑄造成型。能夠為其他零件起到支撐保護的作用，同時將脫殼機構(gòu)與機架固定，電機安裝在機架里面。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機架第5章工程額定概算5.1磨盤式花生脫殼機制作過程的成本預(yù)算5.1.1非標設(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，則另加額外的費用。對于外購件和協(xié)作構(gòu)件不被包括在定額中的，它們的用量按照圖紙來計算，價格按照采購或者協(xié)同合同的價格計算。2、關(guān)于機械定額中對計價影響較小的小型零件，不列出，合并為其他機械費，以“元”加入計價。3、定額中關(guān)于“各種零件檢測、齒輪膠合承載、承壓承載、零部件刷油”等，僅僅在編制非標設(shè)備制作預(yù)算中可以適用。4、有關(guān)費用系數(shù)的計算制造時使用的零件（上錐盤，下錐盤，進料斗，鈑金，整體機架等）的攤銷費，按制作費（基價工程量）的1%計取。儀器的拆裝等費用按照定額人工費的8%計算，其中，人工的工資占25%。如果在對身體有害的環(huán)境下制作的非標設(shè)備還需要增加額外的施工降效費用，按照定額人工費用的10%計算。齒形帶和齒輪的制作和手段用料攤銷費以直接費（包括主材費用）為基礎(chǔ)，按照表5-1所給的百分比計算。表5-1攤銷費百分比設(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為直接費的1%根據(jù)質(zhì)量監(jiān)督部門的監(jiān)督，檢查的費用按照直接費用的5%計算。5.1.2磨盤式花生脫殼機制作定額的基價表表5-2花生脫殼機各部件總報價表項目數(shù)量材料費用（元）加工費用（元）總價（元）上錐盤164150214下錐盤150150200入料口168200268滑道145180225從動軸120200220鈑金-X135100135栓接結(jié)構(gòu)用大六角螺母B級，10級M20210020鈑金-11375087IMB14H56-90通用電機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級和B級M8×80410010六角螺母C級M304404T形槽用螺栓M30×260410010六角頭螺桿帶孔螺栓M20×65240040高度232系列前傾式離心風機TXF232S-146LX213520352合計2,346由表5-2可知，加工制作磨盤式花生脫殼機所需各部件的總體花費為2346元。5.2磨盤式花生脫殼機制作過程的管理5.2.1磨盤式花生脫殼機制作時間的安排在剛開始的一個月里，進行了資料收集，整理文獻，翻譯外文等工作。對花生脫殼機的發(fā)展過程和花生脫殼的基本原理有了初步的了解，開始對自己想要設(shè)計的磨盤式花生脫殼機有了初步的想法，并且同時用solidworks軟件進行零部件的設(shè)計。接下來的一個月，逐步完善磨盤式花生脫殼機的整體方案，對一些重要的數(shù)據(jù)進行計算，設(shè)計主要的機構(gòu)裝置。并進行總體裝配。5.2.2磨盤式花生脫殼機的質(zhì)量保證在整個花生脫殼機的制作與設(shè)計過程中，查閱書籍資料，選擇常見的適合的材料進行制作，嚴格的按照國家標準規(guī)定執(zhí)行，在使用過程中完全可以得到保障。結(jié)論本文通過對國內(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)了目前我國主要的花生脫殼機，結(jié)合國內(nèi)外花生脫殼機械發(fā)展趨勢，進行優(yōu)化選擇，分析了各種花生脫殼機的特征和工作原理，針對這一點，設(shè)計了一種制造成本低、結(jié)構(gòu)原理簡單、適用性強的磨盤式花生脫殼機。同時總結(jié)了花生在脫殼時破損的原因，以及花生機械損傷的危害。整機采用SolidWorks建模，確定花生剝殼機的整體結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計中，磨盤的半徑為300mm，磨盤傾角為20°，電機選用IMB14H56-90通用電機。花生脫殼機的送料機構(gòu)采用鏈傳動，鏈輪齒數(shù)為20，傳動比為1:1，兩鏈輪中心距為1900mm，選擇08A滾子鏈，雙排鏈置。該機械在增大花生脫殼率的同時，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)計上可以設(shè)計出根據(jù)花生原料的尺寸自動調(diào)整磨盤間間距的伸縮彈性裝置，進一步加強花生脫殼機的適用性，能夠達到精準脫殼。本機械的設(shè)計只采取了單一的驗證，并未對脫殼率進行對比分析，還需對脫殼率、故障率等對比，驗證脫殼效果。該機為探索性設(shè)計，目的是滿足對試驗的需要，因此應(yīng)根據(jù)本文所得結(jié)論，對該機進一步研究。參考文獻[1]張賀斌.磨盤式花生脫殼機的設(shè)計及優(yōu)化[D].河北:河北農(nóng)業(yè)大學,2019.[2]陸榮,高連興,劉志俠,等.中國花生脫殼機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報,202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