【正文】 書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 8 1． 4 花生脫殼機(jī)械研究重點(diǎn) 我國加入 WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于花生脫殼機(jī)械的開發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針對(duì)現(xiàn)有花生脫殼機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來的發(fā)展過程中，對(duì)花生脫殼機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié) ，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。② 機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。因此 應(yīng)使花生莢果盡量保持最適當(dāng)?shù)暮剩员ＷC外殼和果仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異，即外殼含水率低到使其具有最大的脆性，脫殼時(shí)能被充分破裂，同時(shí)又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大，可減少果仁破損率。試驗(yàn)顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到 100 9／ 6的整仁率，但因其費(fèi)用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。主要影響因素有，充氣壓力、穩(wěn)定壓力維持時(shí)間、籽粒的含水率等。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥面之間存在一定 的線速差，橡膠輥具有一定的彈性．其摩擦系數(shù)較大。莢果能否順利地進(jìn)入兩擠壓輥的間隙，取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的剝殼，剝殼效果較好。 剪切法脫殼 花生莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用，外殼被切裂并打開，實(shí)現(xiàn)外殼與果仁的分離。 碾搓法脫殼 花生莢果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用，使莢果的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)脫殼。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大，莢果外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。探索先進(jìn)的脫殼原理是解決脫殼機(jī)現(xiàn)存問題的重要途徑。作業(yè)時(shí)，花生果在 扁 條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之 間 形 圖 5 成一個(gè)活動(dòng)層，花生果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。 圖 4 在剝殼室內(nèi)，花生果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦 ， 從而 達(dá)到剝殼的目的，此方花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 5 法 系柔性揉搓剝殼。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使花生經(jīng)多次擠壓脫殼， 致使 機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價(jià)較高。為了將混在一起的花生仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配 置 分離機(jī)構(gòu)。自 1983年以來，在已有的花生剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國又相繼研制了 多 種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝殼部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特 別 是破 殼 率指標(biāo)大有改善。 八十年代以前的花生剝殼機(jī)械，破碎率一般都大于 8%，有時(shí)高達(dá) l5%以上。而隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，花生產(chǎn)量逐年增加，花生的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，花生脫殼機(jī)械將擁有廣 闊的發(fā)展前景。花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 2 錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的 TFHS1500型花生除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)花生原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的花生后期生產(chǎn)機(jī)械。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器 來代替手工剝殼。 花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時(shí)，都需要對(duì)花生進(jìn)行預(yù)處理加工?；ㄉ鞍追圻€可以通過高壓膨化制成蛋白肉?；ㄉC(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1 1 引言 1． 1 課題提出 的背景 花生中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)?；ㄉ鞘秤弥参镉凸I(yè)的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等，也可用作工業(yè)原料?；ㄉ念A(yù)處理主要包括花生的剝殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等?；ㄉ鷦儦C(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了花生剝殼的效率。 1． 2 花生 脫 殼機(jī)械的發(fā)展 我國花生脫殼機(jī)的研制自 1965年原八 機(jī)部下達(dá)花生脫殼機(jī)的研制課題以來，已有幾十種花生脫殼機(jī)問世。偉民牌 6BH一 720型花生脫殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。 花生剝殼的原理很多， 因 此產(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機(jī)械。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。 以下介紹一下 我 國 上個(gè)世紀(jì) 幾種主要的花生 剝 殼部件 1．封閉式紋桿滾筒， 柵條凹板式花生剝殼部件 圖 1 花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 3 六十年代初， 我國在吸收國外 技術(shù) 的基礎(chǔ)上，研制了 TH340型花生剝殼機(jī)，其 剝殼部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若 干 根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖 1所示。后來研制并生產(chǎn)的 TH47O型， 6 BH570型等型式的剝殼機(jī)，結(jié) 構(gòu) 與其 大 同小異，剝殼質(zhì)量均不理想。 3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式花生剝殼部件 剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，其結(jié) 構(gòu)如圖 3所示 花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 4 圖 3 作業(yè)時(shí)，花生果在滾筒的推動(dòng) 下 ，受擠壓揉搓脫殼，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，花生果受到 開式 滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有 柔 性，故其破碎率較低，可控制在 3%5% 。實(shí)踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在 3％ 以下 。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是花生搓花生，系柔性 剝 殼，故破碎率較低， 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率 (破碎率 +損傷率 )為 0． 91。 1． 3． 1 目前花生脫殼機(jī)采用的脫殼原理 目前應(yīng)用比較廣泛的花生機(jī)械脫殼原理有以下幾種。當(dāng)莢果離開壁面時(shí)，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度，莢果所受到的彈性力較小，運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開，從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝殼機(jī)。其典型設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主要工作部件的刀板剝殼機(jī)。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破殼，莢果首先必須被夾住，然后被卷入兩輥間隙?；ㄉv果進(jìn)入膠輥工作區(qū)時(shí)，與兩輥面相接觸，如果此時(shí)莢果符合被輥?zhàn)訃说臈l件，即嚙人角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩輥問．此時(shí)莢果在被拉人輥間的同時(shí)，受到兩個(gè)不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，莢果又受到兩輥面的法向擠壓力的作用，當(dāng)莢果到達(dá)輥?zhàn)又行倪B線附近時(shí)法向擠壓力最大，莢果受壓產(chǎn)生彈性 —— 塑性變形，此時(shí)莢果的外殼也將在擠壓作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脫殼過程。 真空法 將花生莢果放在真空爆殼機(jī)中，在真空條件下，將具有相當(dāng)水分的莢果加熱到一定溫度，在真空泵的抽吸下，莢果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其韌性與強(qiáng)度降低，脆性大大增加；真空作用又使殼外壓力降低，殼內(nèi)部相對(duì)處于較高壓力狀態(tài)。 1． 3． 3 花生脫殼機(jī)械的工藝研究 在脫殼技術(shù)方面，除了在原理和設(shè)備上進(jìn)行研究外，人們還在工藝上進(jìn)行了研究以提高籽粒的脫殼率及脫殼質(zhì)量。 1． 3． 4 花生脫殼機(jī)械存在的問題 目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，脫殼部件的研制仍在 2O世紀(jì) 90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫殼性能上并沒有很大的提高。③ 通用性差，利用率低。 1． 4． 1 提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一目前，許多花生脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一花生品種和所在地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境來設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。 1． 4． 2 提高機(jī)械脫殼率。因此應(yīng)通過機(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位 脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作，進(jìn)一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內(nèi)和國外市場(chǎng)。 1． 5 花生脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望 花生生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，花生機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9 化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前花生脫殼機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對(duì)花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高花生脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。在剝殼箱內(nèi)，花生必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能 進(jìn)行剝殼，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在剝殼箱內(nèi)。 為保證整機(jī)的各部分的安裝，需設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝殼機(jī)安裝在機(jī)架的上方。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。 花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12 3 刮板式花生去殼機(jī) 主要部件 的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刮板式花生去殼機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 看 的是其主要部件的設(shè)計(jì)， 如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺(tái)機(jī)器就是一堆費(fèi)品。 如圖 31 所示，花生下落位置在 RR?2 之間，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑 2R 為計(jì)算半徑 nrv ?2? 取半徑 R=250mm， 則 n= 結(jié)論： R=250mm， n= 圖 31 3． 1． 2 刮板所需功率 計(jì)算 根據(jù)公式 tQP? 可計(jì)算出刮板所需的功率 刮板對(duì)花生做功 pk EEQ ?? kE ：刮板改變花生的動(dòng)能 Ep ：刮板改變花生的勢(shì)能 222121 2121 mvmvEEE k ???? mgRmghEp ?? ? )(21 2221 gRvvmQ ??? 花生去殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書 _大學(xué)課程設(shè)計(jì) 13 )(21 2221 gRvvtmtQP ???? 根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即 ,此為花生仁的產(chǎn)量，折合花生果產(chǎn)量為