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巴 旦 木 脫 青 皮 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 陳 艷 敏 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院 阿拉爾 843300 摘要 巴旦木脫青皮機(jī)是對(duì)帶青皮的巴旦木進(jìn)行脫皮 本機(jī)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)眼下巴旦木產(chǎn)地的人工 去青皮作業(yè)勞動(dòng)工期長(zhǎng) 用工量大等問(wèn)題 該機(jī)是采用螺旋篩筒式分離篩 螺旋形的脫皮葉片 可一次完 成巴旦木的脫青皮與果皮分離作業(yè) 巴旦木的栽植著重位于喀什等地 種植史具有上千年 但是出于 它的種植規(guī)模較小 就此它的發(fā)展沒(méi)有得到注重 巴旦木在生產(chǎn)長(zhǎng)河中的首要問(wèn)題就是巴旦木脫青皮 目 前主要的傳統(tǒng)剝青皮的手段是人工脫青皮 但人工脫青皮具有很大的弊端 首要的就是增加了勞動(dòng)強(qiáng)度 人們?cè)陂L(zhǎng)期的工作過(guò)程中就會(huì)感到很累 而且長(zhǎng)期剝皮會(huì)對(duì)人體造成很大的傷害 手指會(huì)變得很臟 而且 指甲會(huì)感到疼痛等 而且人工剝皮的作業(yè)工期長(zhǎng) 用工量較大 同時(shí)使生產(chǎn)成本變高 不能滿足機(jī)械化生 產(chǎn) 因此設(shè)計(jì)一款合理的巴旦木脫青皮具有重要意義 根據(jù)巴旦木外形特征及脫皮特性進(jìn)行力學(xué)分析與結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 最終得出巴旦木脫青皮機(jī)合理可行的設(shè)計(jì)方案及參數(shù) 關(guān)鍵詞 巴旦木 脫青皮 分離裝置 脫皮特性 中圖分類號(hào) TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 0 引言 作為全球四大著名堅(jiān)果之一的巴旦木 也叫巴旦杏 其擁有非常高的補(bǔ)養(yǎng)值 全部 堅(jiān)果中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的就是巴旦木 它的營(yíng) 養(yǎng)值是同份量牛肉的 6 倍 巴旦木歸因于它 得天獨(dú)厚的滋養(yǎng)價(jià)值和豐富的 18 種微量素將 成為林果中的桂林一枝 1 然而眼下我 國(guó)的巴旦木深加工技術(shù)還未得到一定的發(fā)展 巴旦木在生產(chǎn)長(zhǎng)河中的首要問(wèn)題就是巴旦木 脫青皮 目前的主要手段仍然是采用人工進(jìn) 行脫青皮處理 然而巴旦木的成熟期是勞動(dòng) 密集型工期 人力成本高 且工作效率極低 還不能滿足巴旦木機(jī)械化生產(chǎn)的需求 因此 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的巴旦木脫青皮機(jī)勢(shì)在必行 2 以便解決當(dāng)前巴旦木人工脫青皮的 一些問(wèn)題 如 勞動(dòng)強(qiáng)度大 工作周期長(zhǎng) 用工量大等 因此研發(fā)了一款巴旦木脫青皮 機(jī) 本機(jī)使用螺旋篩筒式的間隙設(shè)計(jì) 可一下 實(shí)現(xiàn)青皮和果皮分開(kāi)作業(yè) 3 再者拆卸替換 易損件十分方便 還添加了活門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)解決 堵塞等問(wèn)題 通過(guò)對(duì)巴旦木外形性狀與脫皮 特性進(jìn)行力學(xué)分析和構(gòu)造設(shè)計(jì) 最終可得到合 理的參數(shù)和可行的設(shè)計(jì)方案的巴旦木脫青皮 機(jī) 3 5 1 巴旦木脫青皮機(jī)的設(shè)計(jì) 1 1 整機(jī)的工作原理 作業(yè)時(shí)由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)帶 動(dòng)脫皮葉片轉(zhuǎn)動(dòng) 從喂料斗落入送料腔的帶 青皮巴旦木送人青皮分離篩與脫皮葉片構(gòu)成 的脫皮空間內(nèi) 帶青皮的巴旦木在脫皮葉片 的帶動(dòng)下相互揉搓摩擦同時(shí)與青皮分離篩內(nèi) 壁和脫皮葉片摩擦 致使表面青皮剝離 剝 離下來(lái) 的青皮從青皮分離篩的篩孔或縫隙中排出 脫皮后的巴旦木從出料口排出 1 2 巴旦木脫青皮機(jī)的傳動(dòng)原理 電機(jī)與皮帶及皮帶輪組成本機(jī)的傳動(dòng)系 統(tǒng) 電機(jī)的選擇主要是依據(jù)傳動(dòng)過(guò)程中所需 要的傳動(dòng)需求以及生產(chǎn)過(guò)程中是否具有節(jié)約 成本的理念來(lái)進(jìn)行選取的 在傳動(dòng)比精度要 求不太高的地方 鑒于皮帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)比較 簡(jiǎn)易 傳動(dòng)比較平穩(wěn) 同時(shí)造價(jià)比較低與緩 沖吸振的好處 因此 可首要選則皮帶進(jìn)行 傳動(dòng) 在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下 巴旦木脫青皮的機(jī)的 動(dòng)力進(jìn)行傳遞 電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng) 然后將動(dòng)力傳遞到軸上 依此來(lái)帶動(dòng)葉片旋 轉(zhuǎn) 即完成巴旦木脫青皮機(jī)的傳動(dòng) 最終實(shí) 現(xiàn)脫去巴旦木的青皮 1 3 巴旦木脫青皮機(jī)整機(jī)圖 1 行走輪 2 機(jī)架 3 電動(dòng)機(jī) 4 主動(dòng)皮帶輪 5 皮帶 6 從動(dòng)皮 7 料斗 8 分離篩擋板 9 螺旋脫皮葉片 10 青皮分離篩 11 出料口 圖 1 1 巴旦木脫青皮機(jī) 2 主要部件的設(shè)計(jì) 2 1 螺旋脫皮葉片與篩筒壁間隙的設(shè)計(jì) 利用揉搓和擠壓的原理可以讓巴旦木空 腔間進(jìn)行受理 進(jìn)而使青皮脫落 因此此的 間距的大小可以根據(jù)所要分離巴旦木的尺寸 大小來(lái)確定 其中間距要按照巴旦木的三維 尺寸的最小尺寸為準(zhǔn) 如果脫皮部件和篩筒壁的間隙過(guò)大時(shí) 青皮將不能夠進(jìn)行有效剝離 如果是過(guò)小的 間距時(shí) 將會(huì)導(dǎo)致巴旦木仁的破損率增大 造成很大的經(jīng)濟(jì)損失 故而設(shè)計(jì)一個(gè)合理的 間距是十分重要的 帶青皮的巴旦木外形大 小和去青皮的巴旦木的外形尺寸大小 及理 論的青皮厚度值是確定此間距大小的依據(jù) 通過(guò)相關(guān)資料可知 該數(shù)據(jù)為一個(gè)區(qū)間值 d 10mm 20mm 圖 2 1 分離篩與脫皮葉片間距圖 2 2 分離篩的設(shè)計(jì) 柵條間距是影響巴旦木含雜率的一個(gè)重 要參數(shù) 不合適的間距將會(huì)就會(huì)造成巴旦木 與青皮不能夠有效的分開(kāi) 巴旦木果實(shí)也很 有可能會(huì)從縫隙中掉下來(lái) 根據(jù)資料查詢和 試驗(yàn)結(jié)果表明 青皮厚度是 5 9mm 所以柵 條間距以 5 9mm 為宜 通過(guò)資料查詢 最后確定了篩筒柵條的 間距為 7mm 圖 2 2 分離篩 2 3 脫皮葉片的設(shè)計(jì) 在巴旦木脫青皮的過(guò)程中 要有適宜的強(qiáng) 度 硬度 而且還需要一點(diǎn)的彈性 否則就 會(huì)造成脫皮不凈 脫皮破損率高等問(wèn)題 同 時(shí)剝好的巴旦木從出料口出來(lái) 因此將葉片 設(shè)計(jì)成 螺旋形的葉片 外部要有3cm 厚度的橡膠材 料 1 橡膠葉片 2 45 鋼葉片 3 主軸 4 鍵 圖 2 3 軸及脫皮葉片 3 巴旦木脫青皮機(jī)傳動(dòng)部件的設(shè) 計(jì) 3 1 電機(jī)的選擇 通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量和資料查找可得出巴旦木 脫青皮所需要的力約為 5N 破巴旦木仁所需 要的力約為 7N 一顆帶青皮的巴旦木的重量 大約是 18g 22g 在這里取平均值為 20g 通過(guò) 資料查找可知 每個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片之間的間距約 9 11cm 在這里選取間距為 10cm 由于巴旦木脫青皮時(shí)受力比較復(fù)雜 所 以取理想情況 根據(jù)動(dòng)能定理 則有 4 SFmv 021 1 4 60 Dnv 2 上式中 m 一單個(gè)帶青皮巴旦木平均質(zhì) 量 kg v 一葉片線速度 m s n 葉片轉(zhuǎn)速 r min D 葉片直徑 m F 葉片對(duì)巴旦木的打擊力 N S 一巴旦木受葉片沖擊相對(duì)位移 m 根據(jù)巴旦木的破殼條件 F 破青皮力 F F 破仁力 可以計(jì)算得出巴旦木脫青皮所需要的葉 片的轉(zhuǎn)速約為 270 320r min 因此可選取取 主軸的轉(zhuǎn)速是 290r min 因此單個(gè)巴旦木脫青皮所需要的功率為 4 FvP 3 由公式 4 2 可得葉片的線速度 v 4 sm Dnv 59 7605 14 32 4 所以功率為 4 wFvP95 37 5 5 參考相關(guān)資料可知道該機(jī)具的生產(chǎn)率為 400kg h 可以得出該脫青皮機(jī)單位時(shí)間可對(duì) 0 11Kg 的巴旦木進(jìn)行脫青皮 所以一次可破 約 6 顆巴旦木 則所需總功率 P 總 4 kwp23 07 695 總 6 查閱相關(guān)資料可得出 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 范圍為 4 6 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的合理范圍為 4 min 160291rinn 滾 筒電 機(jī) 7 4 in 140296rinn 滾 筒電 機(jī) 8 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 4 版可查出符合此 條件的電機(jī)型號(hào)為 YC8014 4 結(jié) 論 本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品 巴旦木脫 青皮機(jī)的設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)了巴旦木脫青皮的機(jī)械 化 此機(jī)器使用后 改變了以前人工勞動(dòng)強(qiáng) 度大 效率低的缺點(diǎn) 同時(shí)節(jié)約了廣大農(nóng)民 群眾的勞動(dòng)時(shí)間 并增加了生產(chǎn)率與生產(chǎn)質(zhì) 量 此巴旦木脫青皮機(jī)的研制滿足了大部分 用戶的需要 該機(jī)器脫青皮率高 果仁的破 碎率低 也解放了勞動(dòng)力 可實(shí)現(xiàn)去青皮的 過(guò)程 該機(jī)的關(guān)鍵部分是螺旋脫皮葉片結(jié)構(gòu)與 青皮分離篩結(jié)構(gòu) 因?yàn)榘偷┠久撉嗥さ恼麄€(gè) 過(guò)程都是由這兩部分完成的 剝出來(lái)的巴旦 木能不能符合要求 完全是看螺旋脫皮葉片 與青皮分離篩的性能能不能達(dá)到要求 經(jīng)理 論分析 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的結(jié)果主要有 1 在本機(jī)具的設(shè)計(jì)的過(guò)程中 把葉 片設(shè)計(jì)成了螺旋的形狀 可以實(shí)現(xiàn)一邊剝皮 一邊輸送的作用 同時(shí)脫皮葉片的最外端加 了一層橡膠的材料 可以使巴旦木脫青皮后 的破損率較低 2 本機(jī)具在設(shè)計(jì)分離篩和葉片與分 離篩形成的脫皮空間時(shí) 根據(jù)巴旦木的三圍 尺寸和青皮的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)篩筒的大小 來(lái)實(shí) 現(xiàn)脫青皮的工作等 3 該裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理 剝青皮效 果好 使用方便 生產(chǎn)效率高 降低了成產(chǎn) 成本等 參考文獻(xiàn) 1 李疆 扁桃的栽培及研究概況 J 果樹(shù)學(xué)報(bào) 2002 19 5 346 350 2 吐魯洪 吐?tīng)柕?吐遜 等 6BD 150 型巴旦木破殼 機(jī)的研制 J 農(nóng)機(jī)化 2009 3 36 38 3 喬圓圓 郭兆峰 牛長(zhǎng)河 等 6TB 400 型巴旦木脫 青皮機(jī)的優(yōu)化 J 農(nóng)機(jī)化 2014 1 21 30 4 樊濤油茶果脫青皮機(jī)的設(shè)計(jì)林業(yè)機(jī)械與木工設(shè) 備 2011 10 10 35 36 5 成健紅 候平 巴旦杏的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及其研究進(jìn)展 J 干旱區(qū)研究 2000 17 1 32 37 6 蘭彥平 巴旦杏的研究現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)利用前景 J 林業(yè)科學(xué)研究 2004 17 5 674 769 7 張林泉 龔麗 剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法 的探討 J 食品與機(jī)械 2006 4 72 74 8 郭琪琴 劉竹麗 新型食用杏核脫殼裝置 J 機(jī)械 設(shè)計(jì)與研究 2004 20 83 84 9 袁巧霞 劉濤生 干燥和冷凍處理對(duì)銀杏核脫殼 效果的影響 J 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2002 2 88 90 10 辛動(dòng)軍 史建新 核桃剝殼機(jī)導(dǎo)向裝置實(shí)驗(yàn)研究 J 農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2001 24 2 79 82 15 趙小廣 宗力 堅(jiān)果類物料脫殼技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展 現(xiàn)狀 J 農(nóng)機(jī)化 2005 6 29 32 16 楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M 高等 教育出版社 206 226 17 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版 高等教 育出版社 56 183