【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)，研究新的脫殼機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國(guó)內(nèi)外的蠶豆脫殼機(jī)械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到蠶豆脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。 綜合的提高科技應(yīng)用水 平 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過(guò)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(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于蠶豆機(jī)械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻 力，簡(jiǎn)化操作，減少輔助工作張國(guó)慶：蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 8 時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，也是目前蠶豆脫殼機(jī)械需要盡快解決的問(wèn)題。 2 技術(shù)任務(wù)書（ JR） 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù) 八十年代以前的蠶豆剝殼機(jī)械，破碎率一般都大于 8%，有時(shí)高達(dá) l5%以上。加工出的蠶豆仁，只能用來(lái)榨油，不能作種用，也達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為蠶豆剝殼機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國(guó) 出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼機(jī)。自 1983年以來(lái)，在已有的蠶豆剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國(guó)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。 以下介紹一下我國(guó)上個(gè)世紀(jì)幾種主要的蠶豆剝殼部件 ，柵條凹板式蠶豆剝殼部件 六十年代初， 我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了 TH340型蠶豆剝殼機(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 。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 圖 在該機(jī)構(gòu)中蠶豆進(jìn)口 大 (3O50毫米 )，出口小 (1O25毫米 )，工作時(shí)，蠶豆果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng)，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，蠶豆受列剝殼機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制脫殼，故破碎率高。剝殼時(shí)， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來(lái)，所以一次剝凈率低，最高 80％。為了將混在一起的蠶豆仁和未脫果分離開來(lái)，采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)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。 2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板 式剝殼部件 該機(jī)的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖 圖 張國(guó)慶：蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 10 作業(yè)時(shí)，蠶豆果在膠輥的推動(dòng)下，通過(guò)剝殼間隙 (5— 20毫米 )，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用 ,破碎率有所降低，但仍在 5％以上。另外，因直徑小于剝殼間隙的小果未經(jīng)剝殼便被分離出來(lái)，故一次剝凈率很低，只有 30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使蠶豆經(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。 3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式蠶豆剝殼部件 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 圖 作業(yè)時(shí)，蠶豆果在滾筒的推動(dòng)下，受擠壓揉搓脫殼，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，蠶豆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% 。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝殼時(shí)，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網(wǎng)孔分離，雙粒長(zhǎng)果則漏不出來(lái)，仍被剝殼，故剝凈率較高。 4． 立式剝殼機(jī)構(gòu) 剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩，該剝殼部件如圖 。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 圖 在 剝殼室內(nèi)，蠶豆果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦，從而達(dá)到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實(shí)踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在 3％以下。其缺點(diǎn)是由于采用立式傳動(dòng)， 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 ，編織凹板式蠶豆剝殼部件 采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖 所示。作業(yè)時(shí)，蠶豆果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之間形 圖 成一個(gè)活動(dòng)層，蠶豆果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝殼張國(guó)慶：蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 12 部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是蠶豆搓蠶豆，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。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理想 產(chǎn)品的用途及使用范圍 產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是用于有硬皮殼的作物脫殼，從而實(shí)現(xiàn)蠶豆脫殼的機(jī)械化，為農(nóng)民的提前收獲蠶豆做了充分準(zhǔn)備。還有小商小販，對(duì)農(nóng)民征收蠶豆進(jìn)行加工提供了有力的條件 。 表 主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 結(jié)構(gòu)尺寸 1230 1180 1600 重量 kg 15 物料含水量 % 5 軸的功率 kw 主要工作原理 蠶豆脫殼機(jī)以前 也稱為刀籠剝殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將蠶豆果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。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。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 圖 蠶豆果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來(lái)進(jìn)入剝殼箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，蠶豆殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝殼。部分蠶豆果在下落過(guò)程中沒(méi)有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而蠶豆殼卻未撞裂，這部分蠶豆落入到由圓鋼棒排 列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個(gè)蠶豆果，因此蠶豆果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些蠶豆果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過(guò)柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，受到風(fēng)機(jī)吹來(lái)的經(jīng)調(diào)節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而蠶豆仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。 總體結(jié)構(gòu)概述 根據(jù)蠶豆脫殼機(jī)的剝殼原理可知道，蠶豆是從上至下依次經(jīng)過(guò)集料斗、剝殼箱、柵格、下箱出口、分選口，蠶豆仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計(jì)剝殼機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來(lái)了。 設(shè)計(jì)過(guò)程是從上往下，從蠶豆的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在剝殼箱內(nèi)，蠶豆必須經(jīng)過(guò)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)。蠶豆經(jīng)過(guò)刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝殼后，要經(jīng)過(guò)位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內(nèi)。蠶豆穿過(guò)柵格后經(jīng)過(guò)剝殼箱底部的出口往下落，在下落過(guò)程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)張國(guó)慶：蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 14 機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過(guò)剝殼的蠶豆殼與蠶豆仁進(jìn)行分離，重量稍重的不被風(fēng)吹走，而重量較輕的蠶豆殼將被風(fēng)機(jī)吹來(lái)的氣流帶入到蠶豆殼 收集通道，通道的底部設(shè)計(jì)成一定角度。經(jīng)過(guò)分離的蠶豆仁往下落，落入蠶豆仁收集通道，將此通道與蠶豆殼收集通道的底面設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，這樣的設(shè)計(jì)可以讓被風(fēng)吹走的蠶豆仁通過(guò)自身的重量往下回滾到花仁收集通道。 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。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 所示。 圖 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（ SM） 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 3． 1． 1 刮板的初定 刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分蠶豆殼撞碎，當(dāng)蠶豆果與鋼質(zhì)物體 相對(duì)速度達(dá)到 5 sm/時(shí)，可使蠶豆殼破碎而不會(huì)破壞到蠶豆仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 如圖 所示，蠶豆下落位置在 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 圖 nrv ?2? 取半徑 R=250mm，則 n=結(jié)論： R=250mm， n= 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)蠶豆做功 pk EEQ ?? kE ：刮板改變蠶豆的動(dòng)能 Ep ：刮板改變蠶豆的勢(shì)能 222121 2121 mvmvEEE k ???? mgRmghEp ?? ? )(21 2221 gRvvmQ ??? 張國(guó)慶：蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì) 16 )(21 2221 gRvvtmtQP ???? 根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即 ,此為蠶豆仁的產(chǎn)量，折合蠶豆果產(chǎn)量為,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取蠶豆的純?nèi)事蕿?69%,折合蠶豆果產(chǎn)