橡胶果壳仁分选机械设计

海南大学毕业论文（设计）题 目：橡胶果壳仁分选机械设计学 号：20150581310102姓 名：田海万年 级：2015级学 院：机电工程学院系 另U ：机械系专 业：机械设计制造及其自动化指导教师：王凌完成日期：2019 年5月 17 H第二章 分选机械方案确定及设计方法机械装置设计是否正确与合理，关乎机械的性能和质量，同时对装置的制造成本、后期维护保养费用影响非常大，所以机械装置的设计是机械设计中十分重要的部分。方案的选定为机械设计的重要环节，应在所有已知要素的基础之上进行择优选择。设计内容应包括1.系统功能设计；2.可靠性设计。设计主要思路为1.假象化机械装置；2.机械装置建模；3.机械装置分析；4.机械装置改进。设计的主要过程为；1.预算多种方案；2.对每种方案进行分析和反复确认；3.使用pro/e软件对每种方案一次进行建模；4.对建模出来的机械装置进行改进优化；5.选择最佳方案并进一步优化改良。2. 1方案的拟定方案设计是在对将要设计的机械装置功能结构分析的基础之上，通过不断地创新、思考、总结经验和优化改良最终得到的比较合理的工作原理方案。对产品的方案设计主要包括设计要求分析、系统功能分析、原理方案设计等几个方面。2.1.1确定几种可行方案根据目前从国内外学者身上所学到的知识，结合当前橡胶果分选机械的现状，本小节主要介绍两种橡胶果分选机械设计方案。2. 1. 1. 1方案一三位一体化橡胶果分选机械三位一体化橡胶果分选机械，如图2-1所示：它主要包括入料口、进料管、鼓风机、漏网筒、离心盘、电动机、排渣管、接渣盘、壳仁收集箱、支架等，其特征在于：入料口由机架上板卡住，进料管右侧固定鼓风机，左侧与排粉末管相连，进料管下端固接转向管，漏网筒两端通过轴承分别与转向管相连，漏网筒下方固定有倾斜接渣盘，下侧转向管正下方是离心盘，离心盘由传动轴与电动机啮合，离心盘的周围还有一圈挡板，离心盘正下侧固定有支架，满足离心盘的升降，电动机固定在机架右侧，机架左侧放置壳仁收集箱。本设计通过巧妙的连接，可以让橡胶果壳仁混合物连续完成壳仁分选，无需人工干涩，具有自动化程度高、操作简单、劳动强度少、安全性高、收集方便等特点。1图2-1三位一体化橡胶果分选机械1、入料口，2、进料管，3、鼓风机，4、加强筋，5、转向管，6、漏网筒，7、排尘管，8、轴承，9、法兰盘，10、离心挡板，11、离心盘，12、接渣盘，13、机架左侧挡板，14、支架，15、联轴器，16、壳仁收集箱，17、电动机，18、机架底板风选装置：进料管的右侧安装有小型鼓风机，通过垂直板用螺栓螺母连接，进料管左侧固定有排粉末管，拍粉末管可以直接将粉末排到接渣盘，鼓风机可完成粉末与壳仁的一级分离，进料管分别同入料口与转向管卡扣连接。过滤装置：漏网筒的左右两侧分别与转向管通过轴承连接，轴承连接是为了防止壳仁混合物经进料口出来冲击力过大损坏漏网筒，左侧转向管与进料口通过卡扣连接，右侧转向管下方固接有离心装置，漏网筒正下方与机架左挡板固接有接渣盘，接渣盘可以直接将壳渣排入壳仁收集箱。离心装置：离心盘通过传动轴与电动机连接，电动机通过螺栓螺母连接在机架地板上的一块竖直挡板上，离心盘的四周固定有离心挡板，防止壳仁混合物被甩出，离心挡板的左侧连接有出料口，直接将橡胶果仁排到壳仁收集箱，离心盘的下方安装有支架，以满足离心盘的升降，定期收集残留壳渣。收集装置：包括排粉末管、接渣盘、出料口和壳仁收集箱，排粉末管将粉末导向接渣盘，再由接渣盘将粉末与壳渣一同滑入壳仁收集箱的左侧壳收集箱，出料口将由离心装置甩出的橡胶果仁导入壳仁收集箱的右侧仁收集箱。工作过程：橡胶果壳仁混合物经入料口进入进料管，进料管左侧的鼓风机运转，进行一级分选，将壳仁混合物中细小的颗粒及其粉末分离，并通过排粉末管将其导入接渣盘；一级分选后的壳仁混合物经过转向管进入漏网筒进行二级分选，漏网筒倾斜60度，筒壁上排列有很多直径为1厘米的孔，橡胶果仁的直径基本为1.2-1. 6厘米之间，可以保证漏出较大的壳渣而使橡胶果仁留在其中，漏出的壳渣直接掉入接渣盘，接渣盘是倾斜的，可以直接将壳渣排入壳仁收集箱左侧；二级分选后的壳仁混合物再次经过转向管进入离心盘，在电动机的作用下，离心盘进行旋转，由于橡胶果仁的质量比橡胶果壳渣的质量大，在向心力的作用下，橡胶果仁被甩出离心盘，然后在离心盘周围挡板的阻挡下汇聚到出料口，滑入壳仁收集箱右侧，完成整个过程的分选。离心盘下方的支架是用于离心盘的升降的，离心盘工作一段时间后，可以通过传动轴的升缩进行升降，收集离心盘中残余的少量壳渣。优缺点：用该分选机械进行壳仁分选，三级分选可以一次性完成，避免了转移的麻烦，而且每次分选针对性较强，分选效率高，同时安全性高、可靠性好，可保障工作人员的人生安全问题。在收集的过程中也很方便，直接汇聚到一起，无需人工分开进行收集，大大减轻了工作人员的劳动强度。但是该方案分选的量不高，虽然分选效率很高，但是总体效率并不高，同时离心盘需要定期清理残余壳渣，造成一定的不方便。2. 1. 1.2方案二 振动型橡胶果分选机械141112图2-2振动型橡胶果分选机械1、入料口，2、入料口支撑臂，3、振动筛网，4、滑轮，5、滑轮导轨，6、接渣漏斗，7、曲柄摇杆机构，8、电动机，9、机架，10、传动皮带，11、传动轮，12、壳渣收集箱，13、曲柄摇杆机构底座，14、传动轴，15、卡片振动型橡胶果分选机械，如图2-2所示：它主要包括机架、入料口、入料口支撑臂、振动筛网、接渣盘、壳渣收集箱、曲柄摇杆、电动机、传动轴、皮带等，其特征在于：机架的两端通过螺栓螺母连接有入料口支撑臂，入料口支撑臂又与入料口通过螺栓螺母连接，入料口的正下方是振动筛网，振动筛网四个角装配有滑轮与机架上横梁上的导轨啮合，振动筛网下端固接有曲柄摇杆机构，摇杆机构底座与机架螺栓螺母连接，摇杆转动臂与支架固接，转动臂端部用皮带与传动轴的小传动轮连接，传动轴上的大传动轮用皮带与电动机连接，电动机固定在机架的底部，机架底部的另一端放置有壳渣收集箱，收集箱上方固接有接渣盘。本设计通过曲柄摇杆机构连接振动筛网，使振动筛网进行振动，完成壳仁分选，具有操作方便、安全性高、分选量大等特点。曲柄摇杆装置：曲柄摇杆主要包括横杆、摇杆、曲柄和底座等。振动筛网底部中间固接有横杆，横杆与竖直杆（摇杆）通过低副连接，竖直杆上安装有滑块，滑块与曲柄通过低副连接，曲柄与传动轴通过皮带连接，曲柄摇杆底座用螺栓螺母固定在机架上。传动装置：传动装置主要包括电动机、皮带、传动轴和传动轴等。电动机固定在机架上，电动机转轴与中型传动轮啮合，通过皮带与传动轴连接，传动轴又通过皮带连接曲柄，传动轴固定在机架两条臂上。筛选装置：筛选装置主要包括振动筛网、导轨、滑轮和螺栓等。导轨安装在机架的两条横梁上，振动筛网四个角装有滑轮，滑轮可以在导轨上进行往来运动。工作过程：橡胶果壳仁混合物从入料口进入振动筛网，然后启动电动机，电动机用合适的功率，电动机上通过键连接有中型传动轮，中型传动轮与大型传动轮用皮带连接，传动轮固定在传动轴上，通过传动轴带动曲做圆周运动，曲柄上连接有一滑块，滑块套在摇杆上，曲柄转动带动滑块移动，滑块移动导致摇杆左右摆动，在摇杆的来回摆动下又带动横杆左右运动，因为横杆用螺栓螺母固定在振动筛网上,所以振动筛网便通过滑轮在导轨上做左右移动，实现振动分选的目的。由于振动筛网的筛孔为1平方厘米的正方形，满足筛选出壳渣而保留橡胶果仁的条件，筛选出来的壳渣掉入接渣盘，接渣盘大致呈V型，并在V型中央有一长条形开口，壳渣可以直接掉入正下方的壳渣收集箱。优缺点：本橡胶果壳仁分选机械一次能分选大量的壳仁混合物，整体效率较高，而且操作方便、安全可靠，但是分选效率不是特别高，收集不方便，分选过后还需人工收集橡胶果仁。2. 1.2方案确定根据各个方案在现实生活生产中的实用性、经济性、安全性和可靠性，本次设计选取方案一为最终设计方案。2.1.3机械设计结构化在设计三位一体化橡胶果分选机械时，将其分成四个部分：风选部分、过滤部分、离心部分和收集部分。设计是从风选部分依次设计到收集部分，但是在设计小部件时，可以不必依次进行，这种先局部再整体的设计方法有利于对装置的装配，同时也有助于对机械的设计。在后期的修正改进中，也将更加方便快捷。2. 1.4本章小结本章节主要说明了分选机械应该具备的功能特性，并介绍了两种分选机械的结构、工作过程及其优缺点。然后根据各方面的指标要求，确定了本次设计的最佳方案，同时对设计率先分成了风选、过滤、离心和收集四部分，在设计过程当中起到了一定的简化结构的作用。本次设计方法直接点明了思路，找准了方向，并对机械的整体构造有了一个清晰地认知。第三章三位一体化橡胶果壳仁分选机械的设计根据收集到的数据资料，再结合前面两章总结的经验及其设计方法，初步得出整体的设计计划，即按照各个部分的功能进行先局部后整体的设计，同时分析计算每个零部件的尺寸参数、受力情况等。局部被设计出来之后，再将各个部分进行整体装配，并根据各种受力要求合理设计出必要的辅助支撑。必要时，对部分主要部件进行校核分析。3. 1方案原理工作原理：利用鼓风机除去壳仁混合物中的微小颗粒、粉末等，以免沾附在后面的设备上；利用漏网筒的间隙除去较大的壳渣，进行二级分选；利用离心装置甩出橡胶果仁，实现最终分选。3. 2分选机械整体结构设计3. 2. 1分选装置设计风选装置包括小型鼓风机、入料口、进料管、加强筋、螺栓和螺母等，鼓风机通过螺栓、螺母固定在加强筋上，加强筋又通过螺栓、螺母固定在进料管壁上，并在朝向鼓风机的位置开一个大孔，使鼓风机可以把风吹进进料管中。如下图所示：图3-1风选装置3. 2. 1. 1鼓风机设计鼓风机是风选装置的主要动力部分，振动较大，需要用螺栓螺母固定在加强筋上。鼓风机的转动叶片直径为46mm,共有7块叶片，叶片中心固定圆轴直径为15mm,风机支架高度为55mm,长度为8mm,宽度为5mm,风机底座的高度为5mm,长度为30iniii,宽度为2Omni,在底座上打四个直径为4iniii的孔，并对底座的四个角进行Inini的倒圆角。如下图所示：图3-2鼓风机3. 2. 1. 2加强筋设计加强筋的作用是连接鼓风机与进料管。加强筋是由两块呈直角的钢板组成，两个直角面各钻四个孔，一面用于固定鼓风机，另一面用于固定在进料管壁上。固定鼓风机的那块钢板长度为50mm,宽度为30mm,厚度为3mm,另一块钢板长度为52mm,宽度为50mm,厚度为5mm,孔的直径都是均为4mm。如下图所示：图3-3加强筋3. 2. 1. 3进料管设计进料管主要起传导作用，上接入料口，下接转向管。进料管的长度为84.53mm,宽度为84,53mm,高度为260mm,厚度为3.465mm。在进料管的其中一面打一个直径为54mm的大孔，在大孔下侧打四个直径为4mm的小孔，并在其对立面开一个排渣口。如下图所示：图3-4进料口3. 2. 2过滤装置设计过滤装置主要包括漏网筒、轴承和转向管等，漏网筒两端与转向管通过轴承连接，并且漏网筒倾斜60度。经过一级分选后的壳仁混合物顺着转向管滑到漏网筒，利用漏网筒的孔隙达到分选作用。如下图所示：3. 2. 2. 1漏网筒设计漏网筒主要起过滤作用，在圆筒的壁上有很多直径为10mm的孔，过滤较大的壳渣。漏网筒的外径为108mni,内径为96.84nmi,长度为328mni,在其筒壁上有228个直径为lOnim的孔。如下图所示：图3-6漏网筒3. 2. 2. 2轴承设计轴承主要起连接作用，连接漏网筒与转向管，并且具有一定的缓冲作用，防止壳仁混合物冲击下来损坏漏网筒。轴承外环的外径为104. 778mm,外环内侧凹槽的直径为8mm,中环的外径为94. 158mm,内径为90. 158mm,内环外侧凹槽的直径为8inni,内径为82mni,外环与内环之间含有18个直径为8mm的圆珠，轴承的高度为10mm。如下图所示：摘要一直以来，海南就作为中国的主要橡胶树种植地之一。尽管随着工业技术的不断进步，对橡胶树的利用率越来越高，但目前国内外学者对于橡胶果的利用几乎空白。其主要原因是因为橡胶果这类坚果脱壳以及壳仁分选困难，国内外学者经过多年对各种坚果的实验研究已经发明出颇多脱壳及分选设备，但脱壳率以及壳仁分选率仍然有待提高。针对目前国内外对橡胶果的壳仁分选效率不高等问题，本课题的主要研究目的是设计一款连续的分选机械装置，在尽可能减少人工操作的前提下，实现橡胶果的壳仁的壳仁分选。本设计共两套方案，第一套方案是先利用风机鼓吹壳仁混合物，去除橡胶果壳粉末，然后让壳仁混合物经过滤网桶滤掉小颗粒橡胶果壳渣，最后再利用离心装置甩出橡胶果仁，最终实现橡胶果的壳仁分选；第二套方案是利用曲柄摇杆机构产生振动对橡胶果壳仁混合物进行分选。通过对可行性、经济性和实用性的分析，最终选出合适的分选机械装置。关键词:橡胶果、壳仁分选、离心3. 2. 2. 3转向管设计转向管主要起连接和改变运动方向的作用，转向管两端分别连接进料口和漏网筒。转向管由一个边长为77. 6mm的正方形和两个直径为80mm的圆边界混合而成，厚度为2. 38mm,两侧分别设计圆形接口和方形接口，圆形接口外径为82mm,内径为80mm,高度为lOmm,方形接口外边长为84. 53nini,内边长为77. 6nmi,高度为25nini。如下图所示：图3-8转向管3. 2. 3离心装置设计离心装置主要包括电动机、离心盘、离心挡板和支架等，电动机和传动轴用联轴器连接，带动离心盘转动，控制好合理的转速，达到甩出果仁实现分选的效果。电动机通过螺栓螺母固定在机架地板上的垂直板上，离3. 2. 3.1电动机设计图方离心装置卅;:机为离心装置的动力设备实现整个离心装置的运转。电动机通3栓:;固定在机架底板上，上方与联轴器连接。电动机选用口型万，功率为4kw。厚度菸算底座呈人字形,长度为四,旬两I直任为16mm的孔。如下图所示：32. 3. 2离心盘设计图5电动机联轴看:是利用转速的大小来分离香蕉果壳与橡胶果仁的，下端直接与图3T1离心盘3 2.3.3离心挡板设计离心挡板围在离心盘外围,主要曰挡蛹斜面使离心后的橡胶果仁滑M宸胶果仁被甩飞,并利用禺心挡板为筒形，底板倾斜角度为:甘集箱万便收集。图3T2离心挡板的圆柱支撑，圆形挡板的直径为32；疽且底板由四根直径为i6m底板的距离为590叽如下图所示旱度为2叽离心挡板顶面距机架3. 2. 4收集装置设计收集装置主要包括壳仁收集箱、接渣盘、排渣管等，壳仁收集箱中间有一块挡板，左边收集壳渣，右边收集橡胶果仁，排渣管排风选出来的粉末，然后导通到接渣盘再滑入壳仁收集箱左侧，离心挡板将橡胶果仁导入壳仁收集箱右侧。如下图所示：图3-13收集装置3. 2. 4. 1壳仁收集箱设计壳仁收集箱是用来收集橡胶果壳渣与橡胶果仁的。壳仁收集箱形状为无盖的长方体，长度为360mm,宽度为260mm,高度400mm,厚度为2mm,中间挡板距两侧短边为177mm。如下图所示：3. 2.4. 2接渣盘设计接渣盘是为了收集排渣管排出的粉末和漏网筒过滤出来的壳渣并将其导入壳仁收集箱左侧箱。接渣盘盘身长度为360mm,宽度为150niin,高度为30mm,厚度为3mm,顶端和左侧开口。接渣盘较长两面通过直径为16mm的圆柱用螺钉连接在机架左侧板上，与接渣盘之间倾斜夹角为30度。如下图所示：3. 2. 5部分零部件设计3. 2. 5. 1联轴器设计联轴器用于连接电动机与离心盘。联轴器的直径为40nini,长度为125mmo如下图所示:3. 2. 5. 2机架挡板设计机架挡板是机架的一部分，用于固定部分入料口和接渣盘。机架挡板的长度为300mm,宽度为30mm,高度为1300mm,并在上下两侧各有5个口，长度为300nm,宽度为30nini。如下图所示：图3-17机架挡板3. 2. 5. 3法兰盘设计法兰盘主要用于固定接渣盘。法兰盘底座直径为50nm,厚度为15mm,有四个直径为6mm小孔。如下图所示：0图3-18法兰盘3. 3螺纹强度计算螺栓螺母选用的是同一种材料，只需计算一种材料即可，本文选用螺母进行计算。根据公式可得：牙根宽度b=0. 366P基本牙型高HlO. 5P_ F丁 7iD4bn Tp_ 3F%。7iD4b2n p经对螺母螺纹的计算分析以及校核，显然，螺栓螺母满足装置的使用要求。3.4支架强度校核支架需要支撑起整个离心盘以及离心后剩余的壳渣，会受到比较大的重力作用，便会产生压缩变形和弯曲变形，若变形过大将会影响离心盘的升降功能，对整个装置的功能均有影响，因此需对支架进行强度校核计算。根据公式：_ML _ Falda = 2Ei=2EIFa3Mb = 3EI估算出离心盘的质量，并查型钢表可以得到I的值，同时可以得到a、F、E、1的值，代入公式可得：3 =+ a x % = 0.982 x 10_3m 总体方案的拟定1.介绍橡胶果壳仁分选机械的研究背景、目的和意义，综述了分选机械的发展历程和研究现状，并阐述了进行分选机械设计研究的重要性;2. 在国内外学者研究的基础之上，在满足装置功能的前提之下，设计了2种方案：三位一体化橡胶果壳仁分选机械、振动型橡胶果壳仁分选机械;3. 对两种分选机械进行分析，综合考虑实用性、经济性和可行性，选出最优方案，并进行整体结构的设计拟定；4. 把整体结构分块化，把复杂结构拆分成几个较简单的结构；5. 使用pro/e三维造型软件画出分选机械的各个零部件，并完成装配；6. 对关键部位进行强度校核，然后完善装置7. 对未来展望4. 2研究展望由于本人水平有限，此次设计的橡胶果壳仁分选机械在很多方面存在不足。分选机械还只是机械壳体，还需要把整个装置进行电气安装。三位一体化橡胶果壳仁分选机械还有很多地方需要改进，诸如进行一次分选的橡胶果壳仁混合物的量太少，离心过后的壳渣收集不便等。未来的分选机械一定是在三个方面进行改进：一是分选效率，未来的分选效率一定会越来越高；二是智能化，人工干涉将会越来越少，以后可能会实现全自动化，大大减少人工劳动力；三是材料，优质的材料不仅使用的时间长而且经济，甚至可能更加方便、实用。ABSTRACTHainan has always been one of the main rubber plantations in China.Although with the continuous progress of industrial technology, the utilizationrate of rubber trees is getting higher and higher, but at present, the use of rubberfruits by domestic and foreign scholars is almost blank. The main reason is thatit is difficult to shell and separate nuts such as rubber nuts. After many years ofexperimental research on various nuts, scholars at home and abroad haveinvented a lot of shelling and separation equipment, but the shelling rate and theseparation rate of shell and kernel still need to be improved. Aiming at theinefficiency of husk and kernel sorting of rubber nut at home and abroad, themain puipose of this research is to design a continuous sorting machine, whichcan realize husk and kernel sorting of rubber nut under the premise ofminimizing manual operation. There are two schemes in this design. The firstone is to use the blower to blow the mixture of shell and kernel, remove thepowder of rubber shell, then let the mixture of shell and kernel filter the smallrubber shell residue through the filter barrel, and then use the centrifugal deviceto throw out the mbber nut, finally realize the separation of rubber nut shell andkernel; the second one is to use the crank rocker mechanism to producevibration to mix rubber nut shell and kernel. Material is sorted. Through theanalysis of feasibility, economy and practicability, the suitable sortingmechanism is finally selected.Key words: rubber nut, shell kernel sorting, centrifugation致谢这篇毕业设计论文能够顺利完成，离不开指导老师王涛老师的帮助和针对性指导。王涛老师非常认真负责，在选题之初便集合我们小组进行设计经验分享，并在此后每周抽出一天对我们的设计做指导。王涛老师朴实的作风、严谨的学术态度和认真负责的工作态度深深地感染了我，并让我对那个年代的知识分子肃然起敬。在此对王涛老师表示衷心的感谢！同时感谢各位老师在毕设期间提供的帮助以及大学四年生活里的教诲,感谢我的同学和朋友在我做毕业设计期间给予的无私帮助，感谢这篇论文所涉及到的各位学者，没有各位的帮助，完成这篇论文对于我而言将会更加困难。最后，我再一次对所有帮助和关心过我的老师、朋友及同学表示感谢！参考文献潘善甫，郑联合.食用橡胶籽油的开发利用研究J .中国油脂，2000, 25 (6):114一115RAMADHAS A SJAYARAJ S,MURALEEDHARAN C,et al.Biodiesel production fromhigh FFA rubber seed oilJ.Fuel,2005,84(4):335-340.3】BALKOSE D, EGBUCHUNAM T O, OKIEIMEN F E.Thermal behaviour ofmetal soaps from biodegradable rubber seed oilJ.Journal of Thermal Analysis andCalorimetry, 2010, 101 (2) :795-799.赵婀，王涛，何焯亮.橡胶果脱壳装置的设计J.食品与机械,2016, 32(03) : 119-121.李建华，王春燕，蒋菊生，等.天然橡胶树的综合开发利用现状，问题及对策分析J .热带农业科学，2013, 33 (6) : 71-74.6】范海燕，王涛，吴迪，等.橡胶果碾搓式脱壳试验机设计J .食品与机械，2016, 32(11) :64-67.彭艳，范武波，孙娟.关于橡胶籽综合利用情况的研究报告J.中国热带农业，2012 (47) :6-7.陈勇.15万吨橡胶果何时能变废为宝？N.海南农垦报，200611 11 (001.团李晓霞，郭玉明.带壳物料脱壳方法及脱壳装备现状与分析J.农产品加工学刊，2007(4) :83-86.陶树德.花生剥壳仁壳分离工艺宜采用负压风选技术J.中国油脂，1991(03):51-52+58.切游应德.花生剥壳仁壳分离工艺的改进J.中国油脂,1989(03) :41-42.【12】田智辉，王亚妮，王维，卢军党，邹超，刘冬琴，王佩核桃破壳-壳仁分离生产线的研究开发J .农业技术与装备,2016(04):79-81+84.【13李勇，张宏，郝忠诚.温185薄壳核桃破壳取仁试验研究J.农机化研究,2014, 36(07) : 174-177.回董远德，张学军,史建新.核桃壳仁风选机的设计与试验研究J.农业机械,2012(24) : 156-158.汪天宇，曹成茂,谢承健，李正.基于模糊聚类算法的山核桃壳仁分选系统设计J.食品与机械，2018, 34(06) : 110-114+157.Si朱占江，刘奎，李忠新，阿布里孜巴斯提，刘佳，杨忠强,崔宽波，买合木江.短风道核桃壳仁分选机研制J .农业工程,2014,4(04):79-81.【17吐鲁洪吐尔迪，杨会民，阿依木妮莎拜克热.巴旦木壳仁分离机的试验研究J.农机化研究,2018, 40 (04) : 167-171.网郭贵生.油菜籽破壳分选技术与设备的研究D.西北农林科技大学,2010.功韩文忠.盐水比重法分选壳仁技术的试验J.中国林副特产,1993(02) :9-10.201 Journal of Researches in Mechanics of Agricultural Machinery; 2017. 6(l):Pel3-Pe21.13 ref.l2,JJournal of Jilin Agricultural University; 1999. 21(2):70-72, 85. 3 ref22b.Y Lim et al. / Industrial Crops and Products 85 (2016) 125-138.231Akpobi J A , Omoregie M J . Design and Fabrication of a Palm Kernel Nut andShell Separating MachineJ. Advanced Materials Research, 2013, 824:262-271.目录第一章绪论51.1本课题的背景、目的和意义51. 2国内外研究概况与发展趋势51.2. 1国内研究概况61.2.2国外研究概况61. 3课题研究的主要内容及研究方法71.3. 1课题研究的主要内容71.3.2课题研究的方法81. 4本章小结8第二章分选机械方案确定及设计方案92. 1方案的拟定92. 1. 1确定几种可行方案92. 1. 1. 1方案一三位一体化橡胶果分选机械92. 1. 1. 2方案二振动型橡胶果分选机械122. 1.2方案确定132. 1.3机械设计结构化132. 1. 4本章小结14第三章三位一体化橡胶果壳仁分选机械的设计153. 1方案原理153. 2分选机械整体结构设计153. 2.1分选装置设计153. 2. 1. 1鼓风机设计153. 2. 1.2加强筋设计163. 2. 1.3进料管设计173. 2. 2过滤装置设计173. 2. 2. 1漏网筒设计183. 2.2.2轴承设计183. 2.2.3转向管设计193.2.3离心装置设计193. 2. 3. 1电动机设计203. 2. 3. 2离心盘设计203. 2. 3. 3离心挡板设计213.2.4收集装置设计223. 2.4. 1壳仁收集箱设计223. 2.4.2接渣盘设计223.2.5部分零部件设计233. 2. 5.1联轴器设计233. 2. 5. 2机架挡板设计233.2. 5. 3法兰盘设计243. 3螺纹强度计算243. 4支架强度校核253. 5部分零部件材料选择25第四章文章的总结与未来展望274. 1本文总结274. 2研究展望28致谢29参考文献30第一章绪论本章主要简单阐述此次设计研究的目的和意义，设计背景，设计研究的方法和思路，同时对相关研究理论做出简单介绍。1.1本课题的背景、目的和意义在中国，橡胶树主要种植在南方，海南、云南和两广地区为中国的主要橡胶种植地。橡胶果是橡胶树的种子，有关学者研究发现，橡胶果有三层果皮，内果皮在幼果时期很薄，以后逐渐增厚并木质化，形成坚硬的木质外壳，通常呈球形，含种子三粒左右。橡胶果由种壳和种仁组成，种仁含油率约为50%。其果仁压榨取油后的饼粕中粗蛋白含量可达25%30%，是一种高品质饲料蛋白源，在农牧业中具有极高的利用价值。橡胶果油也可以开发成工业用油，代替目前的部分化石能源，国外学者还提出橡胶果油还是制造金属香皂的优质原始材料。萃取过程产生的废渣，还可以为果农、菜农提供肥料。每年海南的橡胶果产量大约为15万 吨，而橡胶果又含有毒素，所以绝大部分橡胶果直接腐烂在橡胶园里压6气只有极少数用于育苗。单海南就白白浪费如此之多的橡胶果，全国每年浪费的橡胶果更是不可估量。造成此现象的主要原因是目前国内大部分橡胶加工产业对橡胶果的脱壳处理仍以人工为主要方式，难以满足当前橡胶果加工市场的迫切需求，而机加工又鲜有契合橡胶果的分选机械，坚果类作物普遍存在破壳率低，果仁完整率低，分选困难等问题，难以满足壳仁正常分离，所以研究橡胶果的壳仁分选机械相当有必要。分选是坚果类加工的重要工序，实现果仁与杂质的分离。橡胶果属于坚果类，在破壳后需要安排分选工序将橡胶果仁与橡胶果壳分离，以获取橡胶果仁。目前国内外学者对橡胶果壳仁分选的研究并不多，但对其他坚果类的脱壳及其壳仁分选的研究还是颇为丰富，尤其是对于花生眼、核桃软能可等的研究。1. 2国内外研究概况及发展趋势1.2. 1内研究概况目前国内外学者针对坚果难以壳仁分离的情况，设计出很多分选机械,大大改善了壳仁分选困难德的难题。汪天宇等，发现山核桃经过破壳后,壳仁混合物料难以分选，于是在研究山核桃壳仁分选的过程中，在L ab v i e w虚拟仪器技术的基础之上并结合应用模糊C 均值聚类算法,同时利用纹理和颜色两个物理指标作为分选的特征，设计出了一种可以从山核桃壳仁混合物料中筛选出核桃仁的分选系统，分选正确率能达到83%以上。朱占江等，在核桃破壳后，将壳仁混合物经振动给料机进入风选腔，利用核桃仁悬浮速度大于同等级核桃壳悬浮速度，只要风选腔内风速大于核桃壳悬浮速度而小于核桃仁悬浮速度时，核桃仁便会在重力作用下沉降收集，核桃壳则在气流作用下被吸入沉降箱。然后因为沉降箱相对于风选腔气流流通面积显著增大，使得沉降箱内气流速度急剧下降，导致核桃壳受到的气流浮力不足以克服其自身重力，于是下滑进入带有旋转叶片的闭风器，最终被排出收集。吐鲁洪吐尔迪m等，利用壳仁密度及空气动力特性存在的显著差异，采用比重式风选方法和气力式风选方法将壳仁分离。郭贵生结合几何特征、空气动力学特征和振动特性的原理设计了油菜籽壳仁分选机，利用几何特性和振动特性筛选分离出粉末和碎仁，然后再通过空气动力学特性得到整粒油菜籽，完成分选。韩文忠根据液体力学原理和果实构造的物理特性，对杏、文冠果进行了盐水比重法壳仁分选实验，得到了较高的分离率，但是核果类壳仁的质地不匀一，不同产地，不同湿度都要重新配置盐水。国内学者在分选机械的研究上可谓是百花齐放，方法种类很多，但研究重心主要还是在花生、核桃等常见含壳类植物，不过分选装置针对性不是特别强，通用性较高。1.2.2国外研究概况国外Ebrahimi, R河等，对杏仁壳与杏仁壳进行气动分离，研究了气流速度、混合料进料速度、混合料进料距离、混合料进料角度和重复操作次数对分离效率的影响。Pan ZhiGangt21等，针对传统沙棘籽油加工存在的问题，提出了沙棘籽仁和籽壳的分离加工工艺，发现第一筛上的籽粒和籽壳的最佳分离浮速为4. 1 m/s,其损失率为7. 5%,籽粒壳损失率为12. 0%oLim,BY等,研究了一台多级麻风树果实脱壳机(PI201570163),机器设计部署了由振动筛和鼓风机组成的多级分离机构，完成壳仁分选以生产更清洁的谷粒。设计的试验机在不同的风机风速和水果含水量下进行了试验。发现最佳风速和水果含水量分别为9. 8+/-0. 4 m s (-1)和5. 7%w.b.,在这种情况下，可以去除果壳，而不会造成较高的果核损失，能去除99%的壳，同时控制内核损失在5%左右。Akpobi, J.A.等，设计了一种新型的棕桐仁螺母壳分离机，以提高分离的效率和整体效率。对输入和分离的螺母和壳体进行了七次重复测量，作为计算平均值和效率的基础。采用他们独特的制造方法，从当地现有材料出发，设计制造了核壳分离机的零部件。进行了适当的试验，机器的输入容量为29. 42千克，平均分离时间为50. 75秒，总效率为96. 59%。国外学者对壳仁分选机械的研究种类很广，不局限于植物，分选效率也较高，但针对性十分强，通用性不高。从国内外对分选机械的研究趋势来看，未来的分选机械将更趋于高效率、分选效率高、空间占用率低、使用方便、自动化和成本低等方向发展。以后壳仁分选将会告别人工分离，而且分选精度会无限接近于人工，一台机器可能不限于一种产品的壳仁分选，将实现一机多用。1. 3课题研究的主要内容及研究方法1.3.1课题研究的主要内容本课题设计的橡胶果壳仁分选机械主要应用于橡胶果脱壳后对壳仁混合物的分离，本机的设计应满足以下要求：(1) 综述国内外分选机械的发展和研究现状，阐述对橡胶果壳仁分选机械进行设计、分析和研究的重要性；(2) 仔细分析研究橡胶果壳仁分选机械的目的及意义，会对目前的现状产生什么样的影响；(3) 从实际出发，综合考虑分选机械的功能，构思出几种不同的分选方案，并分析各个方案的原理及其工作过程；(4) 阐述橡胶果壳仁分选机械主要性能、功能指标的设计要点，设计时的注意事项；（5）对设计的分选机械进行建模，并针对分选机械部分部件进行应力应变分析，并通过计算校核零件的强度。1. 3. 2课题研究的方法1. 检索文献，寻找有关课题的中外文献并对其进行整理学习；2. 对分选机械装置进行详细的分析，并把复杂部件分块化，简化各个装置；3. 对影响分选机械主要性能的因素进行汇总，然后细致地探讨分析并针对性地提出应对策略；4. 使用PRO/E三维造型软件绘制出分选机械立体图，导出其装配图、三视图以及零件图，并对其主要受力部分进行受力分析；5. 对分选机械整体结构进行分析，并对主要受力零部件进行应变力分析。1.4本章小结本章主要通过分析探讨国内外学者设计的分选机构，介绍不同种类的分选机械以及其分选原理，指出了他们所存在的优缺点，并对目前分选机械在国内外的发展概况做了简要的归纳和总结。在国内外学者研究的分选机械原理基础之上，做出了本次毕业设计，并阐述了本次设计的目的、意义以及设计研究方式方法。