花生剥壳机的设计-去壳机-刮板式【三维SW】
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花生剥壳机的设计
杨新荷
(塔里木大学机械电气化工程学院,新疆 阿拉尔 843300)
摘 要:花生脱壳机是将花生荚果去掉外壳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田间收获一起进行联合作业,而只能在花生果的含水率降低到一定程度后才能进行脱壳。花生脱壳机在减轻人们的劳动强度、提高生产率方面起到了积极作用,促进了花生工业的发展。随着花生种植业的不断发展,花生手工脱壳已经无法满足高效生产要求,实行脱壳机械花迫在眉睫。但是,目前国内外花生脱壳机对花生破碎率和损伤率的指标要求都比较高,超出种用籽和商品化的标准,限制了使用范围。因此,降低花生脱壳机的破碎率和损伤率仍是研制花生脱壳机的关键问题。针对花生果的物理特性本论文设计了一种刮板式花生脱壳装置,该脱壳装置功能单一,结构简单,价格便宜,满足小型规模的生产需求,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,为花生联合生产设备的研究设计提供理论依据。
0 引言
花生在制取油脂、制取花生蛋白、生产花生仪器以及在花生贸易出口时,都需要对花生进行初级处理加工。花生的初级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,需要进行脱壳加工。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脱壳。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同时进行工作,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。
关键词:花生;刮板;脱壳装置
本设计的花生脱壳机的脱壳工作原理为:花生果从上料斗进入到剥壳箱,受到刮板和编制网孔凹板的碾压搓脱后,被剥出的花生穿过编制网孔凹板的网孔往下落,那些未被剥除的花生仍留在剥壳箱内,继续剥壳。花生在下落过程中,设计一个风机的吹入口,其作用是将花生壳与花生仁进行分离,重量稍轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道,而重量稍重的花生仁不被吹走继续下落,进入到花生仁收集通道。
1 刮板式花生脱壳机的结构
刮板式花生脱壳机是借助轴上刮板与编织网凹板的碾压搓脱作用,将花生果外壳破碎的一种机械设备,其特点是结构简单、操作方便。其结构如图2-1所示。它主要由动力装置、刮板装置、编织网孔凹板、去杂装置和机架几部分组成。
花生荚果进入存料斗后,经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内,花生荚果落入到编织网凹板上,由于编织网凹板顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个花生荚果,因此花生荚果落入编织网凹板被刮板碾压搓脱,从而使这些花生荚果的果壳被压碎。剥壳后的仁与壳通过编织网凹板间的间隙落下,同时,受到风机吹来的气流作用,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。
2 电动机选择
本设计采用电动机作为机器动力来源,通过V带传动带动滚筒轴实现预期工作-单机传动,简单可行。
电动机类型的选择:
根据电源及工作机工作条件,选用Y系列三相异步电动机
电动机功率的选择:
由于刮板式花生脱壳机的工作轴转速较高,达到
本设计选用Y90L-4型电动机
则传动装置的运动和参数计算如下:
轴的转速
轴的输入功率
kW
轴的转矩
N·m
3 滚筒轴的设计与校核
轴的转速
轴的输入功率
=1.35kW
轴的转矩
N·mm
初步确定轴的最小直径:
先按经验公式算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理。
查表选取 [8]
于是得
(3-13)
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3-2所示装配方案
图3-2 轴的示意图
4 刮板结构的设计
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。此结构采用四根支撑架十字交叉固定在旋转筒架上,其结构如图3-1所示。
图3-1 刮板结构示意图
因为刮板的长度较长,受力面积较大,所以对刮板的强度有一定要求,采用的材料是45号钢,而且刮板的表面进行处理,表面渗碳1-1.5mm,热处理硬度HRC56-62。刮板选用四条圆形钢柱,刮板外缘距旋转中心距离238mm。刮板固定支架长度为500mm,截面尺寸60mm´10mm。
刮板中间有一个圆形滚筒,避免花生在工作过程中聚集到中间不与刮板进行搓擦。
5 编织网凹板的设计
编织网凹板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”。编织网凹板的每一个网格都只能容许一个花生仁大小的物体通过,花生仁刚好可以穿过网格,而花生果因为太大,无法通过网格,将被阻挡在剥壳箱内,继续进行剥壳直到其外壳破碎为止。大花生果如海花一号参数数据平均为:长34.30mm,宽14.98mm,厚16.34mm。花生仁的平均尺寸为:长18.20mm,宽9.82mm,厚8.81mm。小花生果1016为:长29.65mm,宽13.36mm厚14.44mm,花生仁平均尺寸为:长15.30mm,宽9.61mm,厚8.76mm[11]。因此,编织网的间隙可取10~15mm,其结构如图3-4所示:
图3-4 编织网凹板结构示意图
编织网是利用两块凹板对两端进行固定的,凹板材料为HT200,编织网材料为20号钢。编织网采用圆截面网状,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。编织网的两头装砌在凹板的圆形槽内,组成半圆网笼,网格间距为10mm,这样可使剥出的花生仁能通过网格,而未剥壳的刚不能通过。由于编织网和内、外两凹板分离。
6 除杂装置的设计
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。
7 结论
(1)该机械能在地面平整的情况下,先将花生从进料斗喂入,通过刮板和
参考文献
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