2824 花生紅衣脫皮機的設計

2824 花生紅衣脫皮機的設計,花生,紅衣,脫皮,設計 塔里木大學畢業(yè)設計11緒論1.1課題研究的意義隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料, 也可配制在其他原料中作風味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質等營養(yǎng)素都集中在籽仁中 [1]。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關鍵工序之一 [2]。為此，我們需要設計與試制一種花生脫紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準備。1.2國內外花生紅衣脫皮機的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國內花生紅衣脫皮機的發(fā)展狀況目前, 國內大多數(shù)花生脫紅衣設備的脫皮原理主要采用一對輾輥或皮帶相互間的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓 [3]。其中輾輥輾搓方式是一對輾輥反向差速旋轉來搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落皮帶輾搓方式是摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū) [4][5], 利用兩膠帶的擠壓力和剪切力的綜合搓撕作用, 將花生紅衣與籽仁分離 [6]。按碾輥所用材料可分為: 橡膠輥和金屬基體的表面采用樹脂并粘有石英砂的脫皮輥等。1.2.2國外花生紅衣脫皮機的發(fā)展狀況國外類似產(chǎn)品的脫皮機有三種類型: 鼓式、盤式和輥式。雖然形式各異, 但工作原理是相同的,都是通過轉鼓與襯板, 圓盤與擋板以及輥- 輥(壁)之間的相對運動而達到脫皮的目的。鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平, 靠起伏的鈍齒對物料的摩擦把表皮除掉, 從而分離出果仁。如一種用于咖啡豆的輥筒脫皮機 [7], 可以作為花生脫紅衣機設計參考。其主要部分是一個固定的、帶孔的機體, 內部是帶突齒的輥筒。進料斗的下面是螺旋推進器, 使物料向前運動。水經(jīng)輥筒的中心引入,對物料起清洗作用。操作時, 物料進入機器后, 受到輥筒與外殼的摩擦, 首先將果皮脫去, 排出機體。物料繼續(xù)受到摩擦力作用, 同時受到水的沖洗, 到排出口時, 塵雜等亦被全部除去 [8]。1.3國內外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點1.3.1國內花生紅衣脫皮機存在的問題分析歸納市場上現(xiàn)有的花生機械脫紅衣設備, 主要存在以下幾個問題: 由于現(xiàn)有設備大都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100～200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低； 受輾輥材料、對輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大； 現(xiàn)有機械脫皮設備多為針對某種原料特定加工設計的, 故其通用性和配套性較差 [7]。1.3.2國外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點使用這種設備可得到優(yōu)質、不受損傷的果仁, 但對操作調試的精細度要求很高, 機器耗用的動力較大。該脫皮機要配18. 4 kW的動力, 主要優(yōu)點是: 處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉速較低。而一般盤式脫皮機只需配2. 2～2. 9 kW 的動力 [9]。1.4花生紅衣脫皮機的研制及發(fā)展前景1.4.1花生紅衣脫皮機的研制根據(jù)目前國內與國外的花生紅衣脫皮機械的對比可以看出國內的花生紅衣脫皮機械簡單、實用、價格低，但是由于現(xiàn)有設備大都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100 ~ 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低； 受輾輥材料、對輥間隙等因素影響 , 所加工的花生仁整仁率低、破損較大； 現(xiàn)有機械脫皮設備多為針對某種原料特定加工設計的, 故其通用性和配套性較差。國外的花生紅衣脫皮機械處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉速較低。而一般盤式脫皮機只需配2. 2~ 2. 9kW 的動力。但是結構復雜、成本高、更換零件麻煩。因此這就繼續(xù)我們研制出一種結構簡單塔里木大學畢業(yè)設計2成本低而且效率高、紅衣脫皮效果好的花生紅衣脫皮機械。該課題的主要研究內容有：根據(jù)現(xiàn)有花生紅衣脫皮機的特點，設計出一種成本低結構簡單效率高地花生紅衣脫皮機械，并利現(xiàn)有的軟件對其進行強度分析和優(yōu)化設計 [10]。設計花生紅衣脫皮機械的整體結構，主要由電動機、減速器、活動與固定膠帶、平面運動篩、皮帶、動力傳動裝置和轉向裝置等組成。電動機提供動力，通過聯(lián)軸器與減速器連接，分別為活動的膠帶和平面運動篩提供動力。工作部件由e和平面運動篩組成。e花生紅衣脫皮機械的基礎參數(shù)，參考國內和國外紅衣脫皮機械的參數(shù)，要盡量減小功率消耗。根據(jù)選定的有關參數(shù)，由經(jīng)驗公式計算出花生紅衣脫皮機械所需的功率，根據(jù)該功率選擇電動機型號。該課題應用的研究方法：理論設計、繪制模擬樣機并進行仿真模擬。1.4.2花生紅衣脫皮機的發(fā)展前景花生目前較多地用于制作各種風味的花生仁、花生糖、花生醬和蛋白粉等?；ㄉ?jīng)剝殼后，去掉花生仁面上的紅衣，則是制作上訴食品及原料過程中不可缺少的工序。國內已有個別廠家生產(chǎn)花生脫紅衣機，但需經(jīng)水泡后才能脫去紅衣，這不能滿足經(jīng)烘烤后脫去紅衣再生產(chǎn)各種食品的要求。為此，我們需設計與試制一種新型的花生脫紅衣機。此新型花生紅衣脫皮機是干法脫去紅衣因此可以滿足經(jīng)烘烤后脫去紅衣再生產(chǎn)各種食品的要求,生產(chǎn)效率高，脫凈率高，勞動強度低。可以廣泛的應用于花生紅衣的脫去中。1.5預期目標（1）整機結構簡單，質量輕，尺寸小，機動性好。（2）電動機為動力源，造價低、可靠性高、使用簡便。（3）適于不同大小的花生粒的脫皮，有利于減輕勞動強度，提高工作效率和生產(chǎn)率，對提高花生紅衣脫皮機械化作業(yè)的水平有一定的價值。1.6重點研究的關鍵問題及解決思路該機動力源電源，通過電動機通過聯(lián)軸器以及減速器，減速器連接傳動機構工作，花生紅衣脫皮機械應該能對不同大小的花生粒進行脫紅皮（1）選擇動力,設計傳動裝置和膠輥工作裝置的位置來實現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。（2）通過分析，設計脫完紅衣的花生仁和紅衣的分離裝置。根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同利用負壓的原理把花生仁和紅衣分離開來。（3） 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（4） 運用三維設計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。1.7工作條件及解決方法塔里木大學位于南疆中心位置，花生種植有一定的面積，而且在農大小市場或者超市出售花生的很多，這為項目開展提供了便利的原材料。這是本項目順利實施應具備的良好外部科研環(huán)境。塔里木大學機械電氣化工程學院擁有先進的實驗室和加工設備，校內擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境和雄厚的師資力量這些都為課題的實施提供了保障。本課題的主要動力來源是電動機，經(jīng)過傳動部分，從減速器中輸出的圓周運動來帶動皮帶輪，通過皮帶輪的傳動帶動摩擦膠帶的轉動。利用活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風機轉動時產(chǎn)生的負壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會落到振動篩上，通過振動篩的振動，少量的破碎花生仁會穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當滑到花生仁和紅衣的分離管時，花生仁和紅衣進行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導與第一次被分離出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原理來制作干法花生紅衣脫皮機，以此來實現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的。2基本結構、原理及主要技術參數(shù)經(jīng)過反復的考慮、研究和討論，確定花生紅衣脫皮機的總體機構，包括動力機構、動力傳送系統(tǒng)、分離機構、調節(jié)機構、紅衣收集機構及控制機構等。2.1花生紅衣脫皮機結構花生紅衣脫皮機的總體方案圖如圖2-1所示塔里木大學畢業(yè)設計3圖 2-1 花生紅衣脫皮機的總體方案圖花生紅衣脫皮機是一種組合式設備。它實質上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng)；機械傳動系統(tǒng)及機架等組成。紅衣與花生仁分離裝置, 由活動摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調節(jié)機構、活動摩擦帶托輥裝置和張緊調節(jié)機構組成?；顒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成?；ㄉ逝c胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動曲柄連桿機構,彈性吊桿及減震機構組成。紅衣收集及除塵風網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風機、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側風罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側風罩、篩下物出口側風罩、旋風除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。機械傳動系統(tǒng), 主要由電機、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動篩共用一個動力系統(tǒng), 故結構緊湊?；ㄉt衣脫皮機機構如圖2-2所示。塔里木大學畢業(yè)設計4圖2-2 花生紅衣脫皮機1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離裝置4、風機 5、紅衣收集管道 6、振動篩主動輪7、變速箱 8、電機 9、紅衣收集裝置10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口2.2花生紅衣脫皮機工作原理花生紅衣脫皮機的工作原理如圖2-3所示圖 2-3 花生紅衣脫皮機工作原理經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進入料斗內, 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調節(jié)料門即可調節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進入固定與活動摩擦膠帶形成的楔塔里木大學畢業(yè)設計5形區(qū), 在活動膠帶的帶動下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動摩擦膠帶的間隙大小進行調整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風吸走。由于篩面上物料呈下行體制運動, 因而, 篩上物既花生仁從振動篩出口進入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。風網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風機的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風機排出, 再經(jīng)旋風除塵器最后得到收集。風網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個側吸罩和一個傘形罩, 右支管中的兩側吸罩的捕吸速度, 可調整風門開啟大小進行調節(jié)；左、右支管中的風速和風量可由兩旋閥進行調節(jié)。2.3主要技術參數(shù)根據(jù)設計要求和設計思路，主要技術參數(shù)如表1所示。表1 主要技術參數(shù)參數(shù)項目 數(shù)據(jù)外形尺寸（長×寬×高）（mm） 1611×1280×2412生產(chǎn)量（kg） 250活動膠帶速度（m/s） 0.9振動篩頻率（r/min） 254振動篩振幅（mm） 5風網(wǎng)系統(tǒng)風量（m 3/h） 1300風壓（kPa） 1.96脫皮裝置寬度（mm） 451動力額定轉速（r/min） 15002.4活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結構與分布活動摩擦膠帶固定在兩個圓柱形的滾筒上，滾筒的直徑為182mm ?；顒幽Σ聊z帶的周長為914mm，寬為451mm?；顒幽Σ聊z帶繞在兩個滾筒上，并將活動摩擦膠帶張緊。兩個滾筒的中心固定在一根軸上，軸的兩端裝有滾動軸承，軸承固定在箱體上，這樣兩個滾筒就可以繞著中心旋轉，并且?guī)踊顒幽Σ聊z帶順時針旋轉。固定摩擦膠帶固定在箱體上。固定摩擦膠帶的上方有間隙調節(jié)裝置，可以調整固定摩擦膠帶與滑動摩擦膠帶之間的距離?；瑒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶之間的縫隙是楔形狀，這樣花生可以由大到小的進入脫皮去，使脫皮效果更好。滑動摩擦膠帶的表面不是光滑的，而是設計成具有凸凹的表面，這樣是為了增加滑動摩擦膠帶的摩擦系數(shù)，以增大摩擦力，使脫皮效果更顯著。2.5楔形區(qū)大小的確定花生米的平均大小長×最大處直徑為：15mm×9mm。所以楔形曲的最小距離應略小于9mm。經(jīng)計算最小距離設定為6mm。由于花生米從進料裝置處進入，花生米的排列可能會重疊，所以最大處的距離設定為花生米最大直徑的2.5倍即22mm 。2.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速 的確定wU經(jīng)過查閱相關文獻，并根據(jù)花生脫紅衣機的生產(chǎn)量計算出花生仁在活動膠帶上的平均流速 。wU計算平均流速的公式為： WKqB????式中： ——花生仁在活動膠帶上的平均流速W——物料通過兩膠帶楔形區(qū)不均勻系數(shù)K——帶紅衣花生粒密度（ ）?3kg/m——固定與活動膠帶間隙（ ）?——固定膠帶寬度（ ）B——機器生產(chǎn)量（ ）q/h經(jīng)過測量與查閱資料可得：=0.0125 =1.1 =0.014 =0.451 =250K?3kg?Bmqkg/h塔里木大學畢業(yè)設計6將數(shù)據(jù)帶入公式得: 20.1250.45m/s4WU???2.7活動摩擦膠帶線速度 的確定d花生仁在固定摩擦膠帶與活動摩擦膠帶間最小間隙處的平均流量 與活動摩擦膠帶wU摩擦工作面上的線速度 的關系如圖2-4所示圖2-4 物料流速與活動膠帶線速度的關系根據(jù)對上圖的的分析，可得知花生仁在固定與活動摩擦膠帶間最小間隙處的平均流速與活動膠帶摩擦工作面上的線速度 的關系成兩倍關系。WUdU即： =2 =0.9Wm/s由此知道了活動摩擦膠帶的線速度。在活動摩擦膠帶與滾筒接觸的地方的速度相同，因此此時的活動摩擦膠帶的線速度就是滾筒的線速度 。g即 =0.9 。又因為滾筒的線速度 等于滾筒的角速度乘于滾筒的半徑。即gm/sg。滾筒的半徑 =0.081 。r???gr即可得知滾筒的角速度 。0.91.8rad/sgU??由 可得滾筒的轉速 。2n?604rmin23.n???2.8滾筒轉速和振動篩曲柄軸轉速的確定根據(jù)承載能力、所需轉速以及脫紅衣的條件共同確定滾筒轉速和振動篩曲柄軸轉速。為了使該機器機構緊湊，紅衣與花生仁分離裝置和振動篩采用一個電機驅動，經(jīng)減速器將動力傳至花生紅衣分離裝置的主動輪和振動篩的曲柄軸，傳動的布置如圖2-5塔里木大學畢業(yè)設計7圖2-5 傳動裝置上圖為皮帶傳動的關系圖，根據(jù)如圖所示可知三個大的皮帶輪的直徑相同，直徑為162mm。小的皮帶輪直徑為82mm。由滾筒的轉速可得知從減速箱輸出的輸出軸轉速: 104r/mincgn?式中: ——減速箱輸出軸轉速cn——滾筒轉速g圖中小皮帶輪為振動篩的主動輪，其直徑為大皮帶輪的二分之一。因此可根據(jù)大帶輪的速度計算出振動篩主動帶輪的轉速 ：zn810425r/ingzr???式中： ——振動篩主動輪轉速zn——振動篩主動輪半徑r——滾筒的半徑g2.9振動篩主要參數(shù)的確定此花生紅衣脫皮機在工作的時候會把紅衣從花生仁上脫下來，但是會有部分的花生仁在脫紅衣的過程中被擠碎并且含有胚芽，此時經(jīng)過脫花生紅衣裝置的花生仁會變?yōu)榧t衣、破碎的花生仁、胚芽、脫完紅衣的花生仁。為了得到品質較高的花生仁需破碎的花生仁和胚芽從中分離出來，這就需要振動篩將他們分離開。振動篩的作用是使已脫去紅衣的花生仁與胚芽和破碎的花生仁實現(xiàn)分離，物料在篩面上擬呈下行運動體制，其振動篩面為平振傾斜振動面型式。如圖2-6所示。振動面傾向 ,振動面的振動方向角 。10???90???圖2-6 平面振動篩運動分析圖2.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉速。連接篩面的曲柄的轉速應該大于物料相對篩面下滑的臨界轉速并且小于物料相對篩面上滑的臨界轉速。若連接篩面的曲柄的轉速不能滿足這個條件就無法正常的進行篩選。第一個條件已經(jīng)滿足，第二個條件需要計算。振動篩曲柄軸轉速 應大于物料相對篩面下滑的臨界轉速 ,小于物料相對篩面上滑qnxn的臨界轉速 。通過查閱相關的文獻并經(jīng)過計算求出上滑的臨界轉速 和下滑的臨界轉速s s。xn計算下滑臨界轉速的公式： [11]??sinx qgr???????塔里木大學畢業(yè)設計8??sins qgr???????式中： ——物料相對篩面下滑的臨界轉速( )xn/mi——物料相對篩面上滑的臨界轉速( )s——振動篩曲柄軸轉速( )q r/in——振動面傾角（度）?——振動面振動方向角（度）?——物料與篩面的摩擦角（度）?——重力加速度( )g2m/s——振動篩曲柄半徑( )qr經(jīng)過測量與查閱相關資料可得知：=10° =90° =20° =10 =0.041???g2m/sqr將數(shù)據(jù)代入公式可得： ??sin201018r/in9.4x???????si 35r/in1020.s若需要篩上物呈下行體制運動，振動篩曲柄軸轉速 需大于物料相對篩面下滑的臨界qn轉速 小于物料相對篩面上滑的臨界轉速 。xns即： xqs?所以 218r/mi354r/i當振動篩曲柄軸的轉速在以上計算出的結果里時，篩上物就會呈現(xiàn)下滑的運動體制。實現(xiàn)了振動篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。2.11風網(wǎng)風量的計算該紅衣收集和除塵風網(wǎng)結構如圖2-7和表2。風機的吸氣道上共設了3個側面吸風罩、一個傘形上吸罩和一個直管上吸進口。塔里木大學畢業(yè)設計9圖2-7 紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng)表2 花生脫紅衣機風網(wǎng)系統(tǒng)壓損計算表設備名稱或管段序號Q( )3m/hU( )/s??2v???( )aP2vlD?( )a壓損累計( )aP左支 ○1 338 2.5 0.36 1.4左支管 ○2 338 7.3 0.022 4.3左支管匯流三通○3 631 6.3 0.65 15.3左支管下旋閥 ○4風機吸口匯流三通 ○51123 17.6 0.53 117.6 風網(wǎng)吸氣右支管上旋閥 ○6 部分最大右支管彎管 ○7 492 15.6 0.89 130.3 壓損右支管漸擴管 ○8 492 10.8 0.11 9.8 喂 =229PaH右支管匯流三通○9 492 10.8 0.59 41.2右支管匯流三通○10 229 5.9 0.14 2.0右支管 ○11 113 2.5 0 3.7右支管進口 ○12 113 2.5 1 0.8 3.7風機出口漸擴管○13 1123 19.3 96 風網(wǎng)壓氣部分彎頭 ○14 1123 10 0.43 29.4 最大壓力旋風除塵器 ○15 1123 936 壓 =1058PaH由各吸風口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風量。風網(wǎng)的總風量為： ??12345QKQ???取 .即： 31.59368129m/h?塔里木大學畢業(yè)設計10取 310m/hQ?2.12風網(wǎng)風壓和風機的確定花生仁經(jīng)過花生紅衣脫皮機時花生仁上的紅衣會通過搓擦的原理脫落，此時的產(chǎn)物有花生仁、紅衣、胚芽和少量破碎的花生仁，因此要將這些產(chǎn)物分離開來。首先要分離的是紅衣，此次的分離原理就是根據(jù)花生紅衣和剩下的產(chǎn)物的比重的不同來分離的。該花生紅衣脫皮機中的風機可以產(chǎn)生負壓，當脫完紅衣的花生仁和紅衣從主動輪上的活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶之間滑落下來時會有在空中停留的時間，此時風機產(chǎn)生的負壓會將空氣吸入風機的入口，這樣就會產(chǎn)生一個回流的空氣流，由于花生紅衣和花生仁的比重不同，回流的空氣流就會把比重較小的花生紅衣帶走，這樣就實現(xiàn)了紅衣和花生仁的分離了。因此風機產(chǎn)生的負壓得要能將紅衣吸到風機口處并帶走，還不能把花生仁吸走。在這過程當中還有彎頭拐角會消耗風機產(chǎn)生的負壓。這就要求選擇的風機能滿足以上的目的。經(jīng)過查閱相關文獻可得知該花生紅衣脫皮機風網(wǎng)系統(tǒng)壓損，計算結果見表2(表中風網(wǎng)設備或管段名稱代號見圖2-1和圖2-2) 。由計算結果可得知，風機吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損大， 右 =299HaP。風網(wǎng)壓氣段壓損 壓 =1058 ，其風網(wǎng)總壓損 =1375 。HaPHaP為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風網(wǎng)系統(tǒng)風壓 =1960 。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可選擇風機的型號。經(jīng)過查閱相關手冊，確定風機的型號為C6-48-3。其主要參數(shù)如表3所示。表3 C6-48-3型風機參數(shù)風機型號 轉速( )r/min全壓（ ）Pa流量( )3m/h電機功率（ ）kWC6-48-3 1600～3510 1980～360 696～3352 0.75～33電動機、減速箱的選取3.1電動機的確定電機的確定是通過電機的載荷來選取的，為此應當計算出花生紅衣脫皮機在工作過程中受到的所有外力和功率的大小?；ㄉt衣脫皮機在工作的過程中消耗動力的部件有花生紅衣脫皮裝置、振動篩及篩上物。首先確定花生紅衣脫皮裝置在工作過程中所受的力和損耗的功率。該部分在工作過程中主要是克服花生仁在兩膠帶間的摩擦力。紅衣脫皮裝置的長度為461mm ，寬度為451mm，花生米的尺寸長×最大處直徑為15×9mm。按照一次通過脫皮裝置最多花生米，即花生仁的長度方向與摩擦膠帶的長度方向一致計算，一次通過最多花生仁個。經(jīng)過查閱相關資料橡膠帶的摩擦系數(shù) 為0.4，要使一個4615341959?? ?花生仁的紅衣從花生仁上脫離下來所需要的壓力 為300g，即3N。G所以一個花生仁在脫紅衣過程中受到的阻力為： 0.431.2NF????脫紅衣裝置在工作時受到的阻力 總 為：總 139567活動摩擦膠帶的運行速度為0.9 。則功率 為：m/spP6740.15.WpPv取 為1510 。pPW花生紅衣脫皮機在工作過程中振動篩和篩上物也消耗了動力和功率?，F(xiàn)計算振動篩和篩上物所消耗的功率。振動篩如圖3-1所示。塔里木大學畢業(yè)設計11圖3-1 振動篩計算振動篩的功率需知道其運動速度和受到的外力。振動篩總質量的計算。振動篩的一個篩孔的大小如圖3-2所示圖3-2 篩孔在通過紅衣脫皮機的時候，花生仁會一分為二，最大處直徑會變?yōu)?.5mm ，所以篩孔的寬要比4.5mm略小，長比花生仁的長小。這樣一分為二的花生仁就不會從篩孔通過，通過的是破碎的花生仁。這樣就起到了過濾破碎花生仁的目的。振動篩的尺寸長×寬×高為396×451×1mm，材質為鋼。振動篩上有1715個篩孔。所以振動篩的質量 為：m1mv????式中： ——鋼的密度（ ）?3kg/——振動篩體積（ ）v——篩孔總體積（ ）1經(jīng)過測量與查閱資料可得： 38.01kg/???94339645.0mv??5178將數(shù)據(jù)代入公式可得： 3438.0.0.1.1.6kgm?????由此可知振動篩的重量 為：G560Ng??當振動篩曲柄運動到最遠的時候，連接振動篩和機架的連桿與豎直線的夾角為20°。這時振動篩曲柄受到的水平分力F為13.6N。塔里木大學畢業(yè)設計12振動篩曲柄軸的轉速為254 ，曲柄半徑為0.041m 。所以振動篩曲柄軸的線速度r/min為：qv223.1450. .m/s660qv?????所以振動篩所消耗的功率 為：sP.WFv?則振動篩和篩上物所消耗的功率 為： 15025ps?由此可以計算尺總功率。它由活動摩擦膠帶的功率和振動篩及篩上物的功率構成。則總功率 總P總 =P3P?動力在傳輸過程中會有功率的損耗，因此得把這部分損耗掉的功率加上。經(jīng)過計算，軸承有7個，皮帶有3個，聯(lián)軸器有1個齒輪嚙合有2個，效率分別為0.98、0.95、0.99和0.97。所以總的工作效率為0.6525因此電動機的功率 為:d總P?10.652?34651W.?功率選為 。470W根據(jù)以上的計算可以得知，電動機功率的選取應至少大于4700w。經(jīng)過查閱機械設計實用手冊，選取Y132S—4型電動機。電動機的參數(shù)如表4所示。表4 Y132S-4 型電動機參數(shù) [12]電動機型號 額定功率( )k同步轉速( )r/min滿載轉速( )r/in電動機質量（ kg）Y132S—4 5.5 1500 1440 683.2減速箱的確定根據(jù)要求所選取的電動機的額定轉速為1500 ,而經(jīng)過計算得知帶動活動摩擦膠帶r/i轉動的滾筒的轉速為104 。減速箱輸出軸所連接皮帶輪的直徑和帶動活動摩擦膠帶轉r/in動的滾筒的直徑相同，這說明減速箱的輸出軸的轉速也為104 。因此需要減速箱來減r/in速。要選用的減速箱的傳動比 為： 1504.i?因此選擇減速比為15的減速箱。由于傳動比為15，而且二級減速器的傳動比范圍在之間，因此選擇二級減速器。8~404軸和皮帶的校核4.1帶動活動摩擦膠帶轉動的滾筒的軸的校核。帶動滾筒轉動的軸如圖4-1所示。圖4-1 主動滾筒軸在工作過程中，主動滾筒軸承受的力有滾筒的自重和花生仁在脫紅衣過程中花生仁對摩擦塔里木大學畢業(yè)設計13膠帶的反作用力。軸的兩端有深溝球軸承承擔這些徑向力，現(xiàn)在 計算主動滾筒的最小直徑。經(jīng)過查閱相關文獻可得知計算軸的最小直徑的公式。軸的最下直徑 為：d[13]??6339.5102pdcn????式中： ——主動滾筒最小直徑（ ）m——軸的許用扭切應力（ ）?MPa——傳遞的功率（ ）pkW——軸的轉速（ ）nr/in——軸的材料和承載情況確定的常數(shù)c由電動機產(chǎn)生的功率經(jīng)過一系列的損耗，最終傳到了主動滾筒軸上。在這傳遞的過程中經(jīng)過了一個聯(lián)軸器，兩個齒輪嚙合，三個軸承和兩個皮帶傳動，其功率分別為0.99、0.97、0.98和0.95。所以傳遞到主動滾筒軸上的功率為 32p0.980.97.5d??經(jīng)過計算和查閱相關文獻可得：c=10p37814r/min?將數(shù)據(jù)代入公式得 3.d6??所以主動滾筒最小處的直徑為36 。由于花生紅衣脫皮機的主動滾筒的受力很小，m根據(jù)前面的計算脫紅衣機一次性最多能脫45個花生仁，而脫去一個花生仁的紅衣所受的力為3N，也就是說主動滾筒軸的一端也就只受到了 的垂直向下的力。此軸所457.N2?選取的材料為45號鋼，抗拉強度 屈服強度 。因此此軸滿足受力要求60MPa?3Pa?，能夠正常的工作。根據(jù)主動滾筒最小處的直徑選擇配套的軸承。由于主動滾筒軸只承受了徑向力，所以選擇深溝球軸承，根據(jù)最小的直徑選擇的軸承型號為6007型。 [14]4.2皮帶的校核該機器中的皮帶是用來傳遞電動機產(chǎn)生的動力的，所以所選取的皮帶的型號得能承受的住傳遞的動力。已知電動機的動力，動力傳遞到皮帶上通過了減速箱的輸入軸、齒輪和輸出軸，這中間會有功率的消耗，由此可以算出從電動機里出來的動力傳遞到皮帶上時的動力會有多大。傳遞到皮帶上的功率 為：p23pdlcz???式中： ——傳遞到皮帶上的功率( )kW——電動機的功率（ ）d——聯(lián)軸器的傳遞效率l?——齒輪的傳遞效率c——軸承的傳遞效率z經(jīng)過查閱相關文獻和已知可得數(shù)據(jù)：5.kdp?0.9l?.7c?0.98z?將數(shù)據(jù)代入公式得： 23=...841W?經(jīng)過計算得到從電動機里傳遞出的功率通過減速箱后的功率為 ，也就是傳遞帶皮2帶上功率為 。由此可以選取合適的皮帶來完成動力的傳遞。4120W塔里木大學畢業(yè)設計14查閱相關文獻，根據(jù)V帶傳動的設計方法和步驟 [15]可知可以通過皮帶傳遞的功率和皮帶輪的轉速來確定皮帶。皮帶傳遞的功率為 ，皮帶輪轉速為104 ，根據(jù)V帶4120Wr/min傳動的設計方法和步驟可以選出皮帶的型號，最終型號確定為普通V帶的B型帶。其參數(shù)如表5所示。表5 普通V帶B型帶參數(shù) [15]截型 節(jié)寬 頂寬 高度 楔角 單位帶長質量 kg/普通V帶B型帶 14.0 17.0 11.0 40° 0.175結論此花生紅衣脫皮機的使用，改變了以前人工勞動強度大、效率低的缺點。同時也解決了以往花生紅衣脫皮機耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點。此花生紅衣脫皮機的研制滿足了大部分的需要。由于該機脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進行深加工的工廠的后盾，同時也解放了勞動力，可實現(xiàn)自動化去皮的全過程。當然此機器也存在不足的地方，其中有一個就是花生仁進料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調節(jié)進料口的大小，但是不能實現(xiàn)自動化。因此可以在進料斗的下方放一個振動裝置，此振動裝置可以使花生仁均勻的進入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進料口。小 結通過本次課程設計，我深深體會到自己在理論知識方面的欠缺，同時也感到自己在知識的運用上也不夠靈活，這也說明我在學習知識的過程中存在著一些缺點，知識掌握不夠透徹?？偨Y有以下幾點：(1)在開始的計算中，傳動比不會計算，不會設計變速箱。(2)在變速箱的總體結構選擇上不太靈活，結構布置不是很合理。(3)尺寸標注方面，上偏差下偏差不會標注。以上幾點不足，由于時間的倉促，未能及時彌補。但是也有一些優(yōu)點，總的來看有以下幾點：(1)作為一種產(chǎn)品，外觀的設計也是很關鍵的，我認為，這一點我已作到。(2)圖紙的布局也合理，美觀。(3)通過此次課程設計，使自己的毅力和耐心得到了鍛煉。使我在復習本專業(yè)課的同時也復習了文獻檢索，對以后的工作和學習具有重大幫助?？傮w來說，此次課程設計，收獲了很多，課程設計就是要在無數(shù)次試驗、計算之后，理論與實際相結合，不只是憑空想像，紙上談兵。既鍛煉了我的動手能力也磨練了我的意志。要完成設計就得要與現(xiàn)實生活相結合，更不能懶惰，不懂的和不清楚的模糊的知識點要趕快查閱資料或是向其他同學請教。要敢于接受錯誤，發(fā)現(xiàn)錯誤及時改正。在生活中要多接觸和農業(yè)機械化有關的農業(yè)機具。平時在學知識的時候，認為用不到，不重要的知識點，在此次設計中，都用到了，非常感謝學校在我們組織的這次畢業(yè)設計，讓我們把大學四年學習到的知識在畢業(yè)設計中表現(xiàn)的林淋漓盡致。做畢業(yè)設計我才發(fā)現(xiàn)原來的專業(yè)知識這么淺薄。在這么短的時間內要把我大學四年的專業(yè)知識全部都補上來是不可能的，所以才導致設計改了一遍又一遍。問題仍然存在，希望各位老師指出我的不足之處，來更加完善我的畢業(yè)設計。塔里木大學畢業(yè)設計15致 謝對于這次課程設計的完成，首先感謝母校---塔里木大學的辛勤培育，感謝學校給我提供了如此難得的學習環(huán)境和機會。這次畢業(yè)設計使我學到了許多新的知識，知道了學習的可貴與獲取知識的辛苦。承蒙老師的耐心指導，使我順利完成了我的畢業(yè)設計。在此，深深感謝我的指導老師范修文老師。他對我的整體方案的設計提出了建設性的意見。給予了我耐心的指導，表現(xiàn)了他對工作高度負責的精神。在整個設計的過程中，有了老師的耐心指導，才使我的設計順利完成，同時也感謝在這幾年中給予我知識的各科老師?？傮w來說，此次課程設計，收獲了很多，課程設計就是要在無數(shù)次試驗、計算之后，理論與實際相結合，不只是憑空想像，紙上談兵。既鍛煉了我的動手能力也磨練了我的意志。要完成設計就得要與現(xiàn)實生活相結合，更不能懶惰，不懂的和不清楚的模糊的知識點要趕快查閱資料或是向其他同學請教。要敢于接受錯誤，發(fā)現(xiàn)錯誤及時改正。在生活中要多接觸和農業(yè)機械化有關的農業(yè)機具。平時在學知識的時候，認為用不到，不重要的知識點，在此次設計中，都用到了，非常感謝學校在我們組織的這次畢業(yè)設計，讓我們把大學四年學習到的知識在畢業(yè)設計中表現(xiàn)的林淋漓盡致。做畢業(yè)設計我才發(fā)現(xiàn)原來的專業(yè)知識這么淺薄。在這么短的時間內要把我大學四年的專業(yè)知識全部都補上來是不可能的，所以才導致設計改了一遍又一遍。問題仍然存在，希望各位老師指出我的不足之處，來更加完善我的畢業(yè)設計。最后，一次衷心的感謝在大學四年中曾給予我知識，給予我?guī)椭乃欣蠋?，他們傳遞給我的知識會使我受用一生，同時也會在以后的工作中會起到很大的作用！塔里木大學畢業(yè)設計16參考文獻[1]周瑞寶.花生加工技術.化學工業(yè)出版社,2003:1[2]袁金生.花生紅衣脫除機的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01)[3]王群.農產(chǎn)品加工機械使用維護與故障排除.金盾出版社,1999:44[4]袁金生.花生紅衣脫除機的研制[J].現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)[5]譚體升.花生紅衣脫皮機的設計與開發(fā)[J]. 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