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1、花生剝殼機機械系統(tǒng)分析 機械系統(tǒng)設(shè)計課程論文 姓名: 學號: 花生產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 花生是我國第二大油料作物和重要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品 , 也是我國重要的油料作物和優(yōu)質(zhì) 的 蛋白資源 。 花生種植 用種量大 , 我國每年約需 1300kt花生種子 , 約占花生 總產(chǎn)的 。 花生脫殼是花生制種的首要工 序 , 在我國主要以人工作業(yè)為主 , 作業(yè)勞動強度大 、 效率低 、 用工量大 , 且季節(jié)性非常強 , 用工矛盾日益 突出 , 已成為制約花生生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸 。 近年來 , 隨 著我國農(nóng)業(yè)勞動力用工成本不斷攀升 , 國內(nèi)對種用花 生脫殼技術(shù)設(shè)備需求日益迫切 。 因此 ,
2、種用花生機械 化脫殼已成為我國花生生產(chǎn)機械化的重點研究任務(wù)之一 。 我國花生的種植區(qū)域 國外花生脫殼機械的研究現(xiàn)狀 美國從 20 世紀 60 年代開始研究花生脫殼機械( Peanut Shelling Machines),其技術(shù)水平比較先進,在降 低脫殼破碎損傷的關(guān)鍵性問題上取得了較好的成果,并且 得到廣泛應(yīng)用。 不僅能夠在對物料尺寸分級的同時對其進 行破殼,而且可以通過精確的變形控制來引導物料向某特 定的方向運動。 Patel 曾經(jīng)嘗試用 激光來逐個切割果實 , 試驗結(jié)果顯示,用這種方法幾乎能夠達到 零損傷 的效果; Prussia 和 Verma 試圖通過碰撞的
3、機理來研制一種新型的花 生脫殼機械。 國內(nèi)花生脫殼機械的研究現(xiàn)狀 自 1965 年原八機部下達花生脫殼機械的研制課題 以來,我國已研制出近 10 種花生脫殼機械。按脫殼原理 、結(jié)構(gòu)和材料,基本可分為柵條凹板篩(以打擊、揉搓為 主的鋼紋桿滾筒)和橡膠浮動凹板篩(以擠壓、揉搓為主 的橡膠滾筒)兩大類,但脫殼質(zhì)量均不高,破碎率較大( 8% ),脫殼后的花生米只能用于榨油和食用,無法滿 足外貿(mào)出口和用于種子的要求,這對我國的經(jīng)濟發(fā)展與農(nóng) 民收入產(chǎn)生了嚴重的影響。 另外,除了用于油料加工的花 生采用機械脫殼外,其余均由人工完成,勞動強度大、效 率低。 各種各樣的花生剝殼機
4、 黑箱示意圖 工作工藝工程 目前花生脫殼機采用的脫殼結(jié)構(gòu)主要有:以打擊、揉 搓為主的鋼紋桿或鋼柵條凹板結(jié)構(gòu),以擠壓、揉搓為主的 橡膠滾筒或橡膠浮動凹板結(jié)構(gòu)兩大類。前者存在著花生破 碎率高的缺點,后者脫殼效率與脫凈率不高。 還有一種采用差速輥對滾的脫殼方式,具有破碎率低 ,生產(chǎn)率、脫凈率都能達到較好效果的特點。 下面主要講差速輥對滾的脫殼方式: 對花生脫殼率的影響因素 主要包括初始含雜, 形態(tài)特征, 質(zhì)構(gòu)、 含水率及力學特性, 飽 滿度。物料特性的差異均不同程度影響種用花生機械化脫殼質(zhì)量。 含水率過高果殼脆性降低而韌性增加
5、, 所需破殼力亦顯著增加, 不利于花生脫殼。但當含水率過低時, 果殼硬度大, 在脫殼過程中 與脫殼艙內(nèi)已脫出的果仁產(chǎn)生揉搓、 擠壓, 易使果仁紅衣破損, 嚴 重時造成果仁破碎。 異較大的莢果在脫殼時較大的莢果易破碎, 較小的莢果難以脫 殼 花生過于干癟時容易被風扇吹走,影響收成。 以上因素在花生脫殼機設(shè)計時都要考慮到。 花生脫殼機原理示意圖 動力系統(tǒng) 通過脫殼輥的相關(guān)參數(shù)計算得到總功率大 約在 3.5kw ,這里選擇功率為 4kw的三相異步電 機 清雜機 花生在脫殼之前,首先要去除混雜在里面的石 頭和土塊,這樣才更有利于脫殼處
6、理,而與脫 殼機配套使用的清雜機就剛好起到這個作用, 在這里不做詳細的介紹。 傳動系統(tǒng) 主要是運用了帶傳動和齒 輪傳動 電動機通過皮帶輪帶動快 速輥和慢速輥皮帶輪。 慢速輥皮帶輪通過皮帶 帶動振動篩曲軸。 與慢速輥皮帶輪同軸的 齒輪和慢速輥上的齒輪嚙合 達到換向。 脫殼裝置 動力從電動機皮帶輪 1傳出,快速 輥 3順時針轉(zhuǎn)動;在兩個換向齒輪 5、 7的換向作用下,慢速輥 6逆時針轉(zhuǎn)動 。這樣兩個轉(zhuǎn)速不一樣的滾筒就將花 生帶入間隙。由于間隙較小,因此對 花生有擠壓作用;而快慢輥的轉(zhuǎn)速不 一樣,就
7、產(chǎn)生對花生的撕搓作用。在 擠壓和撕搓的共同作用下,花生殼就 會被除去。兩個輥軸之間的距離可以 調(diào)節(jié)這樣就可以滿足不同顆粒大小的 花生脫殼。 振動篩振動系統(tǒng) 通過曲軸轉(zhuǎn)動帶動 的四桿機構(gòu)來達到左 右往復運動和上下的 振動。根據(jù)力學性能 的差異來分離。 分離裝置 主要是根據(jù)密度的差異,通過風 機將花生殼與花生仁的混合物分離并 吹出機外。由于花生每年的飽滿程度 是不同的。風扇風速的大小要能夠調(diào) 節(jié),該處需要一個調(diào)速裝置。 展望 為了更加環(huán)保和更加充分的利用資源,還需要添加一 個花生殼粉碎機。完全采用封閉式,可以避免灰塵影響環(huán) 境,粉碎的花生殼也可以作為飼料喂養(yǎng)動物。 可以采用壓強差的方式來去殼,在密閉的容器里抽干 氣體讓它膨脹脫殼,清潔、高效。 要加強對花生仁的精選、分級、干燥等后續(xù)處理。 花生種子對脫殼的要求更好,研究更好的脫殼機可以 直接用作種子就行播種。 花生剝殼機專利