【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)，研究新的脫殼機理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計；同時在整體配置上進一步改進和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內(nèi)外的蠶豆脫殼機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)系到蠶豆脫殼機械的發(fā)展前景。 綜合的提高科技應用水 平 向自動控制和自動化方向發(fā)展大多數(shù)機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。因此應通過機電一體化手段，開發(fā)設(shè)計自動喂料、自動定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實現(xiàn)機組自動化操作，進一步提高作業(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。 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應用于蠶豆機械的研制開發(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，許多復雜的機械機構(gòu)、動力傳遞、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，簡化操作，減少輔助工作張國慶：蠶豆脫殼機設(shè)計 8 時間，延長使用壽命，降低勞動使用費用等將作為主要設(shè)計目標應用于脫殼機械的設(shè)計制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應用到實際生產(chǎn)中，也是目前蠶豆脫殼機械需要盡快解決的問題。 2 技術(shù)任務書（ JR） 產(chǎn)品設(shè)計的依據(jù) 八十年代以前的蠶豆剝殼機械，破碎率一般都大于 8%，有時高達 l5%以上。加工出的蠶豆仁，只能用來榨油，不能作種用，也達不到出口標準。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為蠶豆剝殼機械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國 出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼機。自 1983年以來，在已有的蠶豆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)濟技術(shù)指標，特別是破殼率指標大有改善。 以下介紹一下我國上個世紀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， 我國在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了 TH340型蠶豆剝殼機，其剝殼部件是在一個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)大學工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 圖 在該機構(gòu)中蠶豆進口 大 (3O50毫米 )，出口小 (1O25毫米 )，工作時，蠶豆果在滾筒的推動下由進口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，蠶豆受列剝殼機的直接搓擦作用，系強制脫殼，故破碎率高。剝殼時， 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，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，采用柵條式凹板的剝殼機一般要配置分離機構(gòu)。后來研制并生產(chǎn)的 TH47O型， 6 BH570型等型式的剝殼機，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 張國慶：蠶豆脫殼機設(shè)計 10 作業(yè)時，蠶豆果在膠輥的推動下，通過剝殼間隙 (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，故一次剝凈率很低，只有 30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機構(gòu)，以使蠶豆經(jīng)多次擠壓脫殼，致使機器結(jié)構(gòu)復雜、龐大，造價較高。 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，蠶豆果在滾筒的推動下，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，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，雙粒長果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。 4． 立式剝殼機構(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)大學工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 圖 在 剝殼室內(nèi)，蠶豆果受立式轉(zhuǎn)子的推動而相互磨擦，從而達到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實踐證明，該機破碎率較低，可控制在 3％以下。其缺點是由于采用立式傳動， 故傳動機構(gòu)較為復雜。 ，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，蠶豆果在扁條的推動下隨滾筒轉(zhuǎn)動，在滾筒和凹板之間形 圖 成一個活動層，蠶豆果在該活動層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機構(gòu)中，避開了剝殼張國慶：蠶豆脫殼機設(shè)計 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， 該機鑒定時實測破傷率 (破碎率 +損傷率 )為 0． 91。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標亦較理想 產(chǎn)品的用途及使用范圍 產(chǎn)品設(shè)計主要是用于有硬皮殼的作物脫殼，從而實現(xiàn)蠶豆脫殼的機械化，為農(nóng)民的提前收獲蠶豆做了充分準備。還有小商小販，對農(nóng)民征收蠶豆進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 蠶豆脫殼機以前 也稱為刀籠剝殼機，是借助轉(zhuǎn)動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械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。它主要由進料機構(gòu)、剝殼機構(gòu)和支承機構(gòu)等部分組成。 山西農(nóng)業(yè)大學工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 圖 蠶豆果進入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內(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，從而進行第一次剝殼。部分蠶豆果在下落過程中沒有與刮板發(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蠶豆果，因此蠶豆果將在落入柵格的同時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柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風機吹來的經(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)蠶豆脫殼機的剝殼原理可知道，蠶豆是從上至下依次經(jīng)過集料斗、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)計剝殼機的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來了。 設(shè)計過程是從上往下，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)計為一個整體。在剝殼箱內(nèi)，蠶豆必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能進行剝殼，因此，將刮板設(shè)計置在剝殼箱內(nèi)。蠶豆經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓進行剝殼后，要經(jīng)過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計成一個半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內(nèi)。蠶豆穿過柵格后經(jīng)過剝殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè)計一個風張國慶：蠶豆脫殼機設(shè)計 14 機的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝殼的蠶豆殼與蠶豆仁進行分離，重量稍重的不被風吹走，而重量較輕的蠶豆殼將被風機吹來的氣流帶入到蠶豆殼 收集通道，通道的底部設(shè)計成一定角度。經(jīng)過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)計成一個整體，這樣的設(shè)計可以讓被風吹走的蠶豆仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。 為保證整機的各部分的安裝，需設(shè)計一個機架，機架起到其它幾個部分的支承、定位、連接作用，并將電機安裝在機架里面，剝殼機安裝在機架的上方。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。 圖 3 設(shè)計計算說明書（ SM） 設(shè)計前各項參數(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，當蠶豆果與鋼質(zhì)物體 相對速度達到 5 sm/時，可使蠶豆殼破碎而不會破壞到蠶豆仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。 山西農(nóng)業(yè)大學工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 如圖 所示，蠶豆下落位置在 RR?2 之間，設(shè)計時采用最小碰撞半徑 2R 為計算半徑 圖 nrv ?2? 取半徑 R=250mm，則 n=結(jié)論： R=250mm， n= 3． 1． 2 刮板所需功率計算 根據(jù)公式 tQP? 可計算出刮板所需的功率 刮板對蠶豆做功 pk EEQ ?? kE ：刮板改變蠶豆的動能 Ep ：刮板改變蠶豆的勢能 222121 2121 mvmvEEE k ???? mgRmghEp ?? ? )(21 2221 gRvvmQ ??? 張國慶：蠶豆脫殼機設(shè)計 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)國家標準，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)