机械系统设计课程论文-花生剥壳机机械系统分析.ppt

花生剥壳机机械系统分析 机械系统设计课程论文 姓名： 学号： 花生产业的现状 花生是我国第二大油料作物和重要的创汇农产品 ， 也是我国重要的油料作物和优质 的 蛋白资源 。 花生种植 用种量大 ， 我国每年约需 1300kt花生种子 ， 约占花生 总产的 。 花生脱壳是花生制种的首要工 序 ， 在我国主要以人工作业为主 ， 作业劳动强度大 、 效率低 、 用工量大 ， 且季节性非常强 ， 用工矛盾日益 突出 ， 已成为制约花生生产的技术瓶颈 。 近年来 ， 随 着我国农业劳动力用工成本不断攀升 ， 国内对种用花 生脱壳技术设备需求日益迫切 。 因此 ， 种用花生机械 化脱壳已成为我国花生生产机械化的重点研究任务之一 。 我国花生的种植区域 国外花生脱壳机械的研究现状 美国从 20 世纪 60 年代开始研究花生脱壳机械（ Peanut Shelling Machines），其技术水平比较先进，在降 低脱壳破碎损伤的关键性问题上取得了较好的成果，并且 得到广泛应用。 不仅能够在对物料尺寸分级的同时对其进 行破壳，而且可以通过精确的变形控制来引导物料向某特 定的方向运动。 Patel 曾经尝试用 激光来逐个切割果实 ， 试验结果显示，用这种方法几乎能够达到 零损伤 的效果； Prussia 和 Verma 试图通过碰撞的机理来研制一种新型的花 生脱壳机械。 国内花生脱壳机械的研究现状 自 1965 年原八机部下达花生脱壳机械的研制课题 以来，我国已研制出近 10 种花生脱壳机械。按脱壳原理 、结构和材料，基本可分为栅条凹板筛（以打击、揉搓为 主的钢纹杆滚筒）和橡胶浮动凹板筛（以挤压、揉搓为主 的橡胶滚筒）两大类，但脱壳质量均不高，破碎率较大（ 8% ），脱壳后的花生米只能用于榨油和食用，无法满 足外贸出口和用于种子的要求，这对我国的经济发展与农 民收入产生了严重的影响。 另外，除了用于油料加工的花 生采用机械脱壳外，其余均由人工完成，劳动强度大、效 率低。 各种各样的花生剥壳机 黑箱示意图 工作工艺工程 目前花生脱壳机采用的脱壳结构主要有：以打击、揉 搓为主的钢纹杆或钢栅条凹板结构，以挤压、揉搓为主的 橡胶滚筒或橡胶浮动凹板结构两大类。前者存在着花生破 碎率高的缺点，后者脱壳效率与脱净率不高。 还有一种采用差速辊对滚的脱壳方式，具有破碎率低 ，生产率、脱净率都能达到较好效果的特点。 下面主要讲差速辊对滚的脱壳方式： 对花生脱壳率的影响因素 主要包括初始含杂， 形态特征， 质构、 含水率及力学特性， 饱 满度。物料特性的差异均不同程度影响种用花生机械化脱壳质量。 含水率过高果壳脆性降低而韧性增加， 所需破壳力亦显著增加， 不利于花生脱壳。但当含水率过低时， 果壳硬度大， 在脱壳过程中 与脱壳舱内已脱出的果仁产生揉搓、 挤压， 易使果仁红衣破损， 严 重时造成果仁破碎。 异较大的荚果在脱壳时较大的荚果易破碎， 较小的荚果难以脱 壳 花生过于干瘪时容易被风扇吹走，影响收成。 以上因素在花生脱壳机设计时都要考虑到。 花生脱壳机原理示意图 动力系统 通过脱壳辊的相关参数计算得到总功率大 约在 3.5kw ，这里选择功率为 4kw的三相异步电 机 清杂机 花生在脱壳之前，首先要去除混杂在里面的石 头和土块，这样才更有利于脱壳处理，而与脱 壳机配套使用的清杂机就刚好起到这个作用， 在这里不做详细的介绍。 传动系统 主要是运用了带传动和齿 轮传动 电动机通过皮带轮带动快 速辊和慢速辊皮带轮。 慢速辊皮带轮通过皮带 带动振动筛曲轴。 与慢速辊皮带轮同轴的 齿轮和慢速辊上的齿轮啮合 达到换向。 脱壳装置 动力从电动机皮带轮 1传出，快速 辊 3顺时针转动；在两个换向齿轮 5、 7的换向作用下，慢速辊 6逆时针转动 。这样两个转速不一样的滚筒就将花 生带入间隙。由于间隙较小，因此对 花生有挤压作用；而快慢辊的转速不 一样，就产生对花生的撕搓作用。在 挤压和撕搓的共同作用下，花生壳就 会被除去。两个辊轴之间的距离可以 调节这样就可以满足不同颗粒大小的 花生脱壳。 振动筛振动系统 通过曲轴转动带动 的四杆机构来达到左 右往复运动和上下的 振动。根据力学性能 的差异来分离。 分离装置 主要是根据密度的差异，通过风 机将花生壳与花生仁的混合物分离并 吹出机外。由于花生每年的饱满程度 是不同的。风扇风速的大小要能够调 节，该处需要一个调速装置。 展望 为了更加环保和更加充分的利用资源，还需要添加一 个花生壳粉碎机。完全采用封闭式，可以避免灰尘影响环 境，粉碎的花生壳也可以作为饲料喂养动物。 可以采用压强差的方式来去壳，在密闭的容器里抽干 气体让它膨胀脱壳，清洁、高效。 要加强对花生仁的精选、分级、干燥等后续处理。 花生种子对脱壳的要求更好，研究更好的脱壳机可以 直接用作种子就行播种。 花生剥壳机专利