花生脱壳机的主轴传动和电器控制设计

花生脱壳机的主轴传动和电器控制设计摘要花生是食用植物油工业的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。花生除经简单加工就可食用外，经深加工还可以制成营养丰富，色、香、味俱佳的各种食品和保健品。花生在加工或作为出口商品时，需要进行剥壳加工。花生在制取油脂时，剥壳的目的是为了提高出油率，提高毛油和饼粕的质量，利于轧胚等后续工序的进行和皮壳的综合利用。传统的剥壳为人力手工剥壳，手工剥壳不仅手指易疲劳、受伤，而且工效很低，所以花生产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳。花生剥壳机的诞生在很大程度上改变了这种局面，使花生产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行剥壳，从而大大地减轻了农民的体力劳动，同时还提高了花生剥壳的效率。花生脱壳机是将花生荚果去掉外壳而得到花生仁的场上作业机械。由于花生本身的生理特点决定了花生脱壳不能与花生的田间收获一起进行联合作业，而只能在花生荚果的含水率降到一定程度后才能进行脱壳。随着花生种植业的不断发展，花生手工脱壳已无法满足高效生产的要求，实行脱壳机械化迫在眉睫。刮板式花生去壳机能否正常运转，看的是其主轴传动机构的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，刮板式花生去壳机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。关键词花生去壳机，机械化，高效生产27PEANTSHELLEROFSPINDLEDRIVEANDELECTRICDESIGNABSTRACTPeanutsareanimportantrawmaterialofediblevegetableoilindustry,theuseofpeanutoilcanproducemargarine,shortening,saladoil,cookingoil,alsousedasindustrialrawmaterials.Peanutscanbeeatenexceptbythesimpleprocessing,theprocessingcanalsobemadebythenutrient-rich,color,smell,tastesuperbvarietyoffoodandhealthproducts.Peanutsduringprocessingorasanexportcommodity,theneedtopeelprocessing.Preparationofpeanutoil,thepeelisdesignedtoimprovetheoilyield,increasedcrudeoilandmealquality,conducivetothefollow-upprocessessuchasrollingtheembryoandthehuskofutilization.Thetraditionalhand-shellingofhumanpeel,handpeelonlythefingers,fatigue,injuries,andtheefficiencyisverylow,soIspentthemajorityofproductionareas,farmersurgentlyrequiremachinestoreplacehand-sheller.TheBirthofPeanutShellerlargelychangedthissituation,sothatfarmersinflowerproductionareasdonothavetopeelthemostprimitivemethodofshelling,whichgreatlyreducesthemanuallaboroffarmers,butalsoimprovethePeanutshellingefficiency.Peanutshellingmachineistoremovethepodpeanutshellandgetthefieldoperatingmachinery.Sinceitsphysiologicalcharacteristicsofpeanutpeanutpeanutshellingthefieldcannotbejointoperationswiththeharvest,butonlythemoisturecontentinthepoddowntoacertainextent,becarriedoutaftertheshelling.Withthecontinuousdevelopmentofplantingpeanuts,peanutshellingbyhandhavefailedtomeettherequirementsofefficientproduction,theimplementationofmechanicalshellingisimminent.Shelledpeanutsscrapermachineoperatingcorrectly,andreadthedesignofthespindledrivemechanism,ifpoorlydesigned,themachinewillnotoperateorcannotoperate,thentheproductionoutofthismachineisapileofconsumergoods.Designed,themachinecanoperateonthenormalandthepeanutsheller.Therefore,shelledpeanutsscraperdesignofmainpartsofmachineinthewholedesignprocessisparticularlyimportant,reasonabledesignwillprovideuserswithmoreconvenienceandbenefits.KEYWORDS：peanutshellmachines,mechanized,efficientproduction前言6第一章绪论81.1 花生脱壳机械的研究应用现状81.2 目前花生脱壳机采用的脱壳原理81.2.1 1.2.1脱壳原理8122新型脱壳技术91.2.3 花生脱壳机械的工艺研究91.2.4 花生脱壳机械存在的问题101.3 花生脱壳机械研究重点101.3.1 提高花生脱壳机械的通用性和适应性101.3.2 提高机械脱壳率。降低破损率101.3.3 向自动控制和自动化方向发展101.4 花生脱壳机械应用前景展望11第二章花生去壳机的结构及工作原理122.1 刮板式花生去壳机的结构122.2 工作原理12第三章花生去壳机主要部件的结构设计143.1 设计前各项参数的确定143.1.2 刮板所需功率计算143.1.3 传动方案拟定153.1.4 电动机的选择163.1.5 电气控制的选择163.1.6 电路的设计173.1.7 传动装置的运动和参数计算173.2 V带传动183.3 轴203.4 刮板结构223.5 半栅笼233.6 箱体243.7 3.7壳仁分离装置243.8 机架243.9 .9附件24总结25致谢26参考文献27花生中富含脂肪和蛋白质，既是主要的食用植物油来源，而且又可提供丰富的植物蛋白质。利用花生或脱脂后的花生饼粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作为肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加剂。以花生蛋白粉为原料或添加剂制成的食品，既提高了蛋白质含量，又改善了其功能特性。花生蛋白粉还可以通过高压膨化制成蛋白肉。花生是食用植物油工业的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。花生除经简单加工就可食用外，经深加工还可以制成营养丰富，色、香、味俱佳的各种食品和保健品。花生加工副产品花生壳和花生饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。花生在制取油脂、制取花生蛋白、生产花生食品以及在花生贸易出口时，都需要对花生进行预处理加工。花生的预处理主要包括花生的剥壳和分级、破碎、轧胚和蒸炒等。花生在加工或作为出口商品时，需要进行剥壳加工。花生在制取油脂时，剥壳的目的是为了提高出油率，提高毛油和饼粕的质量，利于轧胚等后续工序的进行和皮壳的综合利用。传统的剥壳为人力手工剥壳，手工剥壳不仅手指易疲劳、受伤，而且工效很低，所以花生产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳。花生剥壳机的诞生在很大程度上改变了这种局面，使花生产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行剥壳，从而大大地减轻了农民的体力劳动，同时还提高了花生剥壳的效率。花生脱壳机是将花生荚果去掉外壳而得到花生仁的场上作业机械。由于花生本身的生理特点决定了花生脱壳不能与花生的田间收获一起进行联合作业，而只能在花生荚果的含水率降到一定程度后才能进行脱壳。随着花生种植业的不断发展，花生手工脱壳已无法满足高效生产的要求，实行脱壳机械化迫在眉睫。我国花生脱壳机的研制自196研原八机部下达花生脱壳机的研制课题以来，已有几十种花生脱壳机问世。只进行单一脱壳功能的花生脱壳机结构简单，价格便宜，以小型家用为主的花生脱壳机在我国一些地区广泛应用，能够完成脱壳、分离、清选和分级功能的较大型花生脱壳机在一些大批量花生加工的企业中应用较为普遍。国内现有的花生脱壳机种类很多，6B6BH-60a花生剥壳机、6BH-20B型花生剥壳机、6BH-20型花生脱壳机等，其作业效率为人工作业效率的2O-6师以上。锦州俏牌集团生产的TFHS150型花生除杂脱壳分选机组一次能实现花生原料的脱壳、除皮、分选，是一种比较先进的花生后期生产机械。伟民牌6BH-720a花生脱壳机带有复脱、分级装置，采用搓板式脱壳、风力初选、比重分离清选等装置，具有结构紧凑、操作灵活方便、脱净率高、消耗动力小等特点。6BK-22花生脱壳机是一种一次喂料就可完成花生脱壳工作的机械，经风力初选、风扇振动、分层分离、复脱清选分级后的花生仁可直接装袋入库。6BH-1800花生脱壳机械采用了三轧辗混合脱壳结构，能够进行二次脱壳。而随着我国花生产业的进一步调整，花生产量逐年增加，花生的机械化脱壳程度将大幅提高，花生脱壳机械将拥有广阔的发展前景。花生剥壳的原理很多，因此产生了很多种不同的花生剥壳机械。花生剥壳部件是花生剥壳机的关键工作部件，剥壳部件的技术水平决定了机具作业的花生仁破碎率、花生果一次剥净率及生产效率等重要的经济指标。在目前的生产销售中，花生仁破碎率是社会最为关心的主要指标。八十年代以前的花生剥壳机械，破碎率一般都大于8%有时高达15%以上。加工出的花生仁，只能用来榨油，不能作种用，也达不到出口标准。为了降低破碎率而探讨新的剥壳原理，研制新式剥壳部件，便成为花生剥壳机械的重要研究课题。从六十年代初，开始在我国出现了封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式花生剥壳机。自1983年以来，在已有的花生剥壳部件的研制基础上，我国又相继研制了多种不同结构型式的新式剥壳部件，其主要经济技术指标，特别是破壳率指标大有改善。第一章绪论1.1 花生脱壳机械的研究应用现状目前国内花生脱壳机从其脱壳原理、结构和材料上基本可分为以打击、揉搓为主的钢纹杆一一钢栅条凹板以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒一一橡胶浮动凹板两大类，但脱壳质量均不高，破损率都大于8%,剥出的花生米只能用于榨油和食用，满足不了外贸出口和作种子的要求。探索先进的脱壳原理是解决脱壳机现存问题的重要途径。1.2 目前花生脱壳机采用的脱壳原理1.2.1 脱壳原理目前应用比较广泛的花生机械脱壳原理有以下几种。撞击法脱壳撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力，使外壳破碎而实现脱壳的目的。具典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组成的离心脱壳机。甩料盘使花生荚果产生一个较大的离心力撞击壁面，只要撞击力足够大，荚果外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。当荚果离开壁面时，由于外壳具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，荚果所受到的弹性力较小，运动速度也不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。撞击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果。影响离心式脱壳机脱壳质量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构特点等。碾搓法脱壳花生荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使荚果的外壳被撕裂而实现脱壳。具典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆盘剥壳机。荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒沿径向向外运动，也使荚果与定磨片间产生方向相反的摩擦力；同时，磨片上的牙齿不断对外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并与壳仁脱离，达到脱壳的目的。该种方法影响因素有，荚果的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。剪切法脱壳花生荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作用，外壳被切裂并打开，实现外壳与果仁的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为主要工作部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板，刀板座呈凹形，带有调节机构，可根据花生荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转鼓旋转时，与刀板之间产生剪切作用，使物料外壳破裂和脱落。主要适用于棉籽，特别是带绒棉籽的剥壳，剥壳效果较好。由于其工作面较小，故易发生漏籽现象，重剥率较高。该种方法影响因素有，原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大小等。挤压法脱壳挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反，转速相等的圆柱辗，调整到适当间隙，使花生荚果通过间隙时受到辗的挤压而破壳。荚果能否顺利地进入两挤压辗的间隙，取决于挤压辗及与荚果接触的情况。要使荚果在两挤压辗间被挤压破壳，荚果首先必须被夹住，然后被卷入两辗间隙。两挤压辗间的间隙大小是影响籽粒破损率和脱壳率高低的重要因素。搓撕法脱壳搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辗筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的。两只胶辗水平放置，分别以不同转速相对转动，辗面之间存在一定的线速差，橡胶辗具有一定的弹性.其摩擦系数较大。花生荚果进入胶辗工作区时，与两辗面相接触，如果此时荚果符合被辗子啮入的条件，即啮入角小于摩擦角，就能顺利进入两辗问.此时荚果在被拉入辗间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，荚果又受到两辗面的法向挤压力的作用，当荚果到达子中心连线附近时法向挤压力最大，荚果受压产生弹性一一塑性变形，此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。影响脱壳性能的因素有，线速差、胶压辗的硬度、轧入角、轧辗半径、轧辗问间隙等。1.2.2新型脱壳技术压力膨胀法原理是先使一定压力的气体进入花生壳内，维持一段时间，以使花生荚果内外达到气压平衡，然后瞬间卸压，内外压力平衡打破，壳体内气体在高压作用下产生巨大的爆破力而冲破壳体，从而达到脱壳的目的。主要影响因素有，充气压力、稳定压力维持时间、籽粒的含水率等。真空法将花生荚果放在真空爆壳机中，在真空条件下，将具有相当水分的荚果加热到一定温度，在真空泵的抽吸下，荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除，其韧性与强度降低，脆性大大增加；真空作用又使壳外压力降低，壳内部相对处于较高压力状态。壳内的压力达到一定数值时，就会使外壳爆裂。激光法用激光逐个切割坚果外壳。试验显示，用这种方法几乎能够达到96%效整仁率，但因其费用昂贵、效率低下等原因，很难得到推广。1.2.3花生脱壳机械的工艺研究在脱壳技术方面，除了在原理和设备上进行研究外，人们还在工艺上进行了研究以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量分级处理物料的粒度范围大，必须先按大小分级，再进行脱壳，才能提高脱壳率，减少破损率。水分含量花生荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响，含水率大，则外壳的韧性增加；含水率小，则果仁的粉末度大。因此应使花生荚果尽量保持最适当的含水率，以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异，即外壳含水率低到使其具有最大的脆性，脱壳时能被充分破裂，同时又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大，可减少果仁破损率。1. 2.4花生脱壳机械存在的问题目前我国在花生脱壳技术研究方面一直没有大的突破，资金投入也不足，脱壳部件的研制仍在2加纪90年代初的技术水平上徘徊，所以在脱壳性能上并没有很大的提高。由于机械脱壳时对花生仁的损伤率偏高，用于种子和较长期贮存的花生仁至今仍是手工剥壳。脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题：脱壳率低，脱壳后的果仁破损率高，损失大。机具性能不稳定，适应性差。通用性差，利用率低。作业成本偏高，多数是单机制造，制造的工艺水平较低，同时能耗较高。有些产品仅进行了样机试制或少量试生产，未进行大量生产性考核和示范应用，作业性能及商品性等方面还存在不少问题。1.3花生脱壳机械研究重点我国加入WT3来，国内外关于花生脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现有花生脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对花生脱壳机械在生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。1. 3.1提高花生脱壳机械的通用性和适应性提高花生脱壳机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前，许多花生脱壳机械只是针对某一花生品种和所在地区的生长环境来设计，其通用性、兼容性和适应性较差。提高花生脱壳机械的通用性和兼容性，使研制的花生脱壳机械通过更换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工。研制通过变换主要工作部件即能满足不同坚果脱壳作业需要的脱壳机具，并提高制造工艺水平，降低制造成本，以适应不同加工企业的需要。花生脱壳机械能否适应这种发展趋势，将直接影响到花生脱壳机械能否更好的推广应用与健康发展。1. 3.2提高机械脱壳率。降低破损率对花生脱壳机械的关键技术与工作部件进行重点攻关，改革传统结构，研究新的脱壳机理，优化结构设计；同时在整体配置上进一步改进和完善，提高脱壳率，降低籽仁破损率。目前国内外的花生脱壳机械均存在脱壳率和破损率之间的矛盾，处理好这一关键技术将关系到花生脱壳机械的发展前景。1.3.3向自动控制和自动化方向发展大多数机具目前仍依赖人工喂料或定位，影响了作业速度和作业质量。因此应通过机电一体化手段，开发设计自动喂料、自动定位脱壳装置，保证均匀喂料与有效定位，实现机组自动化操作，进一步提高作业精确性和作业速度，提高产品质量与生产率，满足部分大、中型加工企业的需要，以开拓国内和国外市场。新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于花生机械的研制开发中，随着液压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展，许多复杂的机械机构、动力传递、笨重的材料和落后的工艺将逐渐被取代。减轻重量，减少阻力,简化操作，减少辅助工作时间，延长使用寿命，降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于脱壳机械的设计制造。随着国内外高新技术的进一步发展，如何将这些高新技术更好的应用到实际生产中，也是目前花生脱壳机械需要尽快解决的问题。1.4花生脱壳机械应用前景展望花生生产机械化是农业现代化的重要组成部分，是农业和农村经济持续快速发展的重要保证，近年来，花生机械装备总量不断稳步增长，作业水平进一步提高，社会化服务规模不断扩大，虽然目前花生脱壳机械化水平较高，但是多应用于经济发达地区与示范推广区，并且小型机械多、大型机械少，低档机械多、高性能机械少。在一些地区，用作种子和特殊用途的花生仁仍采用传统的手工剥壳，劳动生产率低，区域性发展不平衡。进入21世纪，我国花生生产机械化开始了新的发展阶段，农业结构调整发生了新的变化，也对花生机械的发展产生了积极而深远的影响，不仅拉动了新的有效需求，而且构筑了适合花生生产机械化发展的新舞台，为花生生产机械化真正成为农村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件。在一些地区推进花生生产机械化的过程中，相继出台了鼓励和扶持农民购买花生机械、开展花生机械作业服务的优惠政策和措施，调动了农民购买花生机械的积极性，形成了新的市场需求。随着花生种植业的不断发展，国内外对花生深加工产品的需求不断增大，提高花生脱壳机械化作业水平成为必然。花生脱壳机在提高劳动生产率，减轻劳动强度方面起到了积极的作用，促进了花生加工业的科技进步，为花生脱壳机械的发展提供了空间。第二章花生脱壳机的结构及工作原理2.1 刮板式花生脱壳机的结构根据刮板式花生脱壳机的剥壳原理可知道，花生是从上至下依次经过集料斗、剥壳箱、栅格、下箱出口、分选口，花生仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构的依据就出来了。设计过程是从上往下，从花生的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱，集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，花生必须经过刮板的撞击和挤压作用才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。花生经过刮板的撞击和挤压进行剥壳后，要经过位于剥壳箱底部的栅格，于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼，将其固定在剥壳箱的下半箱内。花生穿过栅格后经过剥壳箱底部的出口往下落，在下落过程中，设计一个风机的吹入口，其作用是将经过剥壳的花生壳与花生仁进行分离，重量稍重的不被风吹走，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道，通道的底部设计成一定角度。经过分离的花生仁往下落，落入花生仁收集通道，将此通道与花生壳收集通道的底面设计成一个整体，这样的设计可以让被风吹走的花生仁通过自身的重量往下回滚到花仁收集通道。为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图2-1所示。2.2 工作原理刮板式花生脱壳机以前也称为刀笼剥壳机，是借助转动轴上的刮板与笼栅的挤压和打击作用，将花生果外壳破碎的一种机械设备，具特点是结构简单、操作方便。其结构如图2-2所示。它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。图2-2花生果进入存料斗后，经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内，与高速旋转的刮板相互碰撞，在刮板的锤击下，花生壳发生破裂，从而进行第一次剥壳。部分花生果在下落过程中没有与刮板发生碰撞，有些发生碰撞了而花生壳却未撞裂,这部分花生落入到由圆钢棒排列成的栅格上，由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个花生果，因此花生果将在落入栅格的同时被刮板再次锤击和挤压，从而使这些花生果的果壳也被压碎。剥壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下，在下落的同时，受到风机吹来的经调节好的气流作用，果壳因重量轻而被气流送入集壳通道，而花生仁因重量大，继续往下落，从而达到了壳仁分离的目的。第三章花生去壳机主要部件的结构设计刮板式花生去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，刮板式花生去壳机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。3.1设计前各项参数的确定3.1.1刮板的半径及转速初定刮板的旋转必须确保能将部分花生壳撞碎，当花生果与钢质物体相对速度达到5m/s时，可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。如图3-1所示，花生下落位置在RtR之间，设计时采用最小碰撞半径为22计算半径图3-1v=2mr(3-1)取半径R=250mm贝Un=382.2r/min结论：R=250mmn=382.2r/min3.1.2刮板所需功率计算根据公式P=Q可计算出刮板所需的功率t刮板对花生做功Q=Ek+Ep(3-2)Ek:刮板改变花生的动能Ep:刮板改变花生的势能1 212/cc、Ek=E1+E2=mv1+mv2(3-3)2 2Ep=mgh=mgR(3-3)一122,二Q=(vi+V2+gR)(3-4)2mQ1m22,、P=；=E-(v1+v2+gR)(3-5)根据所给产量要求1500kg/h,即0.417kg/s,此为花生仁的产量，折合花生果产量为0.417/纯仁率，根据国家标准，湖南所处地理位置可取花生的纯仁率为69%折合花生果产量为0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量。花生接触刮板时初速度设为1m/s,方向向下，脱离刮板时速度为15m/s,方向向左,脱离刮板时相对初位置高度为500mmt=1sm=0.604kg/sv1=1m/sv2=15m/sR=0.5mP=Q=1m(v12v2gR)=(0.302+67.95+2.96)W=71.212w加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量，P也不会超过500w。为计算电动机的所需工率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设，、。2分别为滚动轴承和V带传动的效率，于是有=122=-0.8668电动机所需功率Pd=Pw不会超过700W然后查表，选择合适的电动机。3.1.3传动方案拟定由于刮板式花生去壳机的工作轴旋转速度较高，达到n2=382.2r/min可有两种选择，第一种是采用一级V带传动，第二种是采用两级混合传动，而很明显的，若采用两级传动方案，将会致使机器的结构复杂，而且成本升高，所以选用一级传动。3.1.4电动机的选择根据所给的功率及同步转速，可选用的电机型号有两种Y90L-4型和Y100L-6型根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比，现将此两种电动机的数据和传动比列于下表表31口力杀万电机型号额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min总传动比i1Y100L-61.510009402.4592Y90L-41.5150014003.663由上表可知：方案1总传动比虽小，转速低，但价格高，作为家用机械的电机不是太合算，故选择方案2,即电机型号为Y90L-4。查表得此种电动机的中心高H=90mm外伸轴径为24mm轴的外伸长度为50mm3.1.5电气控制的选择花生脱壳机的电气设备只有一台电动机，根据其工作的状态，电动机可以分为起动、持续运转和停止三种状态。能让电动机实现这三种状态的方法有很多种，目前最常用的主要有传统的接触器、继电气控制和PLC控制，而这个有自己的优缺点。下面我们来进行一下比较：表3-2传统的接触器和继电气控制PLC控制优点结构简单、价格低廉1编程方法简单易学2可靠性高，抗干扰能力强3通用性强4系统的设计、安装、调试工作量少5维修工作量小，维修方便6体积小，能耗低缺点灵活性差、可靠性低1 .主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的2 .编程语言虽多数是梯形图，但组态、寻址、语言结构均不一致3 .成本较局通过比较可知二者各有自己的优劣势，但都能实现满足电动机三种状态的需要。而花生脱壳机不是什么精密度仪器，工作时对它的反应快慢和精度要求不高，只要能达到工作目的就行了，用传统的接触器和继电器控制完全可以满足需要，而且价格比较低，有利于降低机器的成本。PLC控制和传统的接触器、继电气控制相比虽然有很多优点，但由于这里的电气控制很简单，用PLC控制会造成严重的资源浪费。因此，在这里选用传统的接触器、继电器自动化控制。3.1.6电路的设计因为花生脱壳机的电动机只有三种状态：起动、持续运转和停止。因此这里选用最基本的起保停控制线路。电路图如下所示:KM的主触头吸合，电动机主线路通电，电动机运转，同时KM的常开触点闭合，形成自锁，能使电动机持续运转。按下开关SB（花生脱壳机的“关”按钮）控制电路形成断路，接触器KM的线圈失电，KM的主触头断开，电动机停止运转，同时KM的常开触点复位，机器停止运转。3.1.7传动装置的运动和参数计算轴的转速n1=1400r/min5=ni/i=382.2r/min轴的输入功率22P2=Pd22=1.50.952=1.35kw轴的转矩T2-9550P2/n2=33.732N.m3. 2V带传动首先列出设计的基本条件电机型号：Y90L-4额定功率：1.5kw转速：n1=1400r/min传动比：i=3.6631 设每天运转时间t10h2 .确定计算功率Pca查表得工作情况系数Ka=1.1Pca=KAP=1.1X1.5=1.65(kw)3 .选择V带带型根据Ra、n1查得最适合的带型为A型4 .确定带轮基准直径由主动轮基准直径系中选取dd1=75mm,从动轮基准直径为dd2=idd1=3.66375mm=274.725mm验算带的速度二dd1nl二751400vm/s=5.498m/s601000601000v=5.498m/svmax=25m/s因此所选带的速度合适4,确定中心距a和带的基准长度根据0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)M步确定中心距a0=700mm,计算带的基准长度2Ld=2a0-(dd1dd2)-=1972.36mm24a0由V带的基准长度系中选取基准长度Ld=2000mm计算实际中心距aLd -Lda = a0 二(70021972.36、)mm = 713.82mm25 .验算主动轮上的包角”二二180 一280 -75 57.5 =160.68120713.82主动轮包角合适6 .计算V带的根数z9(P：P0)k：K(3-6)由n1=1400r/min,dd1=75mm,i=3.663查表得Po=0.68kw,&P0=0.17kw,K0t=0.95,Ki=1.03代入数值，经计算Z=1.984取z=27 .计算预紧力FoPcc25oFo=500*(-1)qv2-125.436NvzK:8 .计算作用在轴上的压轴力Fpp_IFp=2zF0sin(3-7)p2代入数值计算得Fp=482.7N9 .V带轮的结构尺寸计算及选用带轮材料选用HT200大径带轮采根据基准直径的大小选用不同的带轮类型，小径带轮采用实心式,用轮辐式，主要结构尺寸如下表33单位：mm尺寸类型小带轮大带轮dd75280基准宽度bd11.011.0基准线上槽深hamin2.752.75基准线卜槽深hfmin8.78.7槽间距e150.3150.3A槽对称面至端面距离f101101轮缘厚61212带轮宽B3535外径da80.5285.5轮槽角邛极限偏差38二1二38：士1,孔径d02616轮毂长5035di4832轮辐厚b18hi20h216Di230.53.3轴轴的转速n2=n1/i=382.2r/min轴的输入功率P”Pd2=1.50.952=1.35kw轴的转矩T2-9550P2/n2=33.732N.m1初步确定轴的最小直径先按经验公式算邮轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。查表选取A0=105,于是得dmin=人03|包=10531.35=15.99mm:n2:382.22拟定轴上零件的装配方案通过对各种方案的比较，现选用图3-3所示装配方案图3-33根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(1)为满足V带轮的轴向定位，1-2轴右端制一轴肩，故取2-3段直径d23=22mm左端用轴端挡圈定位，取直径D=22mmV带轮与轴配合的毂孔长试为35mm为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，故1-2段长度取为l12=32mm(2)初步选择滚动轴承因轴承只承受径向力，故先用深沟球轴承。参照工作要求并根据d23=22mm,初步选取深沟球轴承6205，其基本参数如下表表3-46204基本尺寸安装尺寸极限转速CtDBrsmindaDaras脂润滑油润滑2552151314611200016000(3)安装刮板架段轴直径d45=60mm。刮板架段安装宽度取l45=542mm,(4)轴承端盖总厚度20mm取端盖外端与V带轮右端面间的距离l=40mm,故取l23=60mm(5)取刮板距箱体内壁a=20mm,取l34=40mm,l56=26mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。(6)轴上零件的周向固定V带轮与轴的周向定位采用平键联接，按其直径查手册得平键截面如下表3-5d12=16mm/卜=5/5长度l取22mmV带轮与轴的配合为H7/n6,滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k60(7)确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角2M45:各轴肩处圆角半径见零件图3.4 刮板结构刮板结构是整个机器的关键部分，它的作用就是对花生果进行剥壳。此结构采用四钢板十字交叉固定在旋转筒架上，具结构如图3-4所示图3-4因为采用的是打击和挤压两种方式配合进行剥壳，所以对刮板的强度有一定要求，采用材料是45号钢，而且刮板的表面必须进行处理，表面渗碳1-1.5mm,热处理硬度HRC56-62刮板选用四块8mnS钢板，长父宽=500mm129mm刮板外缘距旋转中心距离250mm固定刮板的筒架结构，其内径为26mm外径120mm刮板周定支架长度为140mm截面尺寸40mm20mm每块刮板由两根固定支架固定，两者间采用M10螺栓联接。3.5 半栅笼半栅笼在机器中的作用是让已经被剥壳的花生与未被剥壳的花生进行分离，其分离的原理就是“小个通过，大个不过”。半栅笼的每一个栅格都只能容许一个花生仁大小的物体通过，被剥壳的花生由于花生壳的破裂，被变成破碎的花生壳和整粒的花生仁，花生仁的大小刚好可以穿过栅格，而花生果因为太大，无法通过栅格，将被阻挡在剥壳箱内，继续进行剥壳直到其外壳破碎为止。其结构如图3-5所示。图3-5栅条是利用两块墙板对两端进行固定的，墙板材料为HT20Q栅条材料为20号钢。栅条采用啊0圆截面长条，长度为538mm因其特殊的作用，还需对其进行表面处理，要求渗碳1-1.5mm,热处理硬度HRC56-62栅条的两头装砌在墙板的圆形槽内，组成半圆栅笼，栅条间距为10mm这样可使剥出的花生仁能通过栅格，而未剥壳的刚不能通过。装砌完成后要太上锁紧条，防止栅条松动。半栅笼内径为帕16mm。3.6 箱体箱体的作用是提供给刮板一个封闭的剥壳环境，并对相关结构起到支承和定位作用。为了便于轴系部件的安装和拆卸，将箱体做成剖分式，箱由箱座和箱盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。箱座和箱盖采用普通螺栓联接，用圆锥销定位。箱体的材料选用HT20Q铸造成型。3.7 壳仁分离装置壳仁分离装置分为两个部分，一个是气流通道，它的一端接风机，另一端安装在箱体的下方，还有就是壳与仁的收集板，它同样也安装在箱体下方。花生经过箱体内的剥壳过程后，将由此装置对其进行壳仁分离，分离的基本原理是利用花生壳与花生仁的重量及受力面积的不同，用气流对其进行分离。重量稍重的不被气流吹走，直接下落到花生仁收集通道，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道。3.8 机架整个机架采用L63*63*6角钢焊接而成，起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面。剥壳机安装在机架上面，联接采用普通螺栓联接。3.9 附件刮板式花生去壳的附件包括装料斗，轴承盖，风量调节装置。总结本文是围绕农用机械产品一一花生去壳机的设计，实现了花生剥壳的机械化，应用本机器后，可使广大农民群众大大节省劳动量，提高生产效率和生产质量。该机的关键部分是刮板结构与半栅笼结构，因为花生剥壳的整个过程都是由这两部分完成的，剥出来的花生能不能符合要求，完全是看刮板与半栅笼的性能能不能达到要求。本文也介绍了目前各种花生剥壳原理及装备，并对花生剥壳机械的发展现状以及发展前景作出了简明的概括和分析。本次设计是对我的的大学生活做出的总结，同时为将来工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己解分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。从这次设计也可以看出一些问题：1 .心态：应该保持认真的态度，坚持冷静独立的解决问题2 .基本：认真学好基本知识，扎实自己的基本知识，使面对问题时不会遇到很多挫折,从而打击自己的信心，结果使自己很浮躁，越来越不想搞这设计，故应该好好学习基本知识，一步一步的来，不要急功近利！3 .树立自己的良好形象，乐观的面对生活，坚持自己的想法和意识总的说来，虽然在这次设计中自己学到了很多的东西，取得一定的成绩，但同时也存在一定的不足和缺陷，我想这都是这次设计的价值所在，以后的日子以后自己应该更加努力认真，以冷静沉着的心态去办好每一件事情！在本次设计过程中，我得到了指导老师的悉心指导。胡老师认真的育人态度，严谨的治学作风，令我感到十分敬佩。通过这次设计我知道了我要对我写下的每句话中的每一个字和在图纸上画上的每一笔负责，胡老师的这句话我将永远铭记于心。正是这句话指导了我整个的设计过程，使我系统地学到了丰富的知识，并锻炼了我独立工作的能力，为我毕业以后更好的工作打下了坚实的基础。在此，我要对胡老师说声，“老师，您辛苦了，谢谢您,，”。在此，也向给予我帮助的机械系的老师们表示衷心的感谢！最后，感谢在百忙中批阅我的论文的老师！并祝您们身体健康，万事如意！参考文献1周瑞宝花生加工技术M北京：化学工业出版社2003.112-152段淑芬，胡文广，李秀平，等.世界花生生产现状分析J.花生学报，1999,(增刊)32-503孟宪珍.花生脱壳机的设计和试验J.国外农机。1980.36-604尚书旗，刘曙光，王方燕.花生生产机械的应用现状与进展分析J.花生学报，2003,(增刊)10-135张效鹏，张嘉玉.花生脱壳机的不同部件对花生脱壳性能的影响J.莱阳农学院学报，1990,7(1)25-306王延耀，张岩，尚书旗，等.气爆式花生脱壳性能的试验研究J.农业工程学报，1998,14(1)50-617王智才.我国农机市场需求及发展前景J.农机质量与监督，2002,(5)5-88石一兵食品机械与设备M北京：中国商业出版社1992.6100-1029肖旭霖食品机械与设备M北京：科学出版社，200641-5410中国标准出版社第一编辑室中国食品工业标准汇编M北京：中国标准出版社，200435-4011唐增宝，何永然，刘安俊机械设计课程设计M武汉：华中理工大学出版社1999.330-4412濮良贵，纪名刚机械设计M北京：高等教育出版社，200130-3713成大先机械设计手册.单行本.机械传动M北京：化学工业出版社2004.133-45