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1、花生剝殼機(jī)機(jī)械系統(tǒng)分析 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文 姓名： 學(xué)號(hào)： 花生產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 花生是我國(guó)第二大油料作物和重要的創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品 ， 也是我國(guó)重要的油料作物和優(yōu)質(zhì) 的 蛋白資源 。 花生種植 用種量大 ， 我國(guó)每年約需 1300kt花生種子 ， 約占花生 總產(chǎn)的 。 花生脫殼是花生制種的首要工 序 ， 在我國(guó)主要以人工作業(yè)為主 ， 作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大 、 效率低 、 用工量大 ， 且季節(jié)性非常強(qiáng) ， 用工矛盾日益 突出 ， 已成為制約花生生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸 。 近年來(lái) ， 隨 著我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力用工成本不斷攀升 ， 國(guó)內(nèi)對(duì)種用花 生脫殼技術(shù)設(shè)備需求日益迫切 。 因此 ，

2、種用花生機(jī)械 化脫殼已成為我國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化的重點(diǎn)研究任務(wù)之一 。 我國(guó)花生的種植區(qū)域 國(guó)外花生脫殼機(jī)械的研究現(xiàn)狀 美國(guó)從 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始研究花生脫殼機(jī)械（ Peanut Shelling Machines），其技術(shù)水平比較先進(jìn)，在降 低脫殼破碎損傷的關(guān)鍵性問(wèn)題上取得了較好的成果，并且 得到廣泛應(yīng)用。 不僅能夠在對(duì)物料尺寸分級(jí)的同時(shí)對(duì)其進(jìn) 行破殼，而且可以通過(guò)精確的變形控制來(lái)引導(dǎo)物料向某特 定的方向運(yùn)動(dòng)。 Patel 曾經(jīng)嘗試用 激光來(lái)逐個(gè)切割果實(shí) ， 試驗(yàn)結(jié)果顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到 零損傷 的效果； Prussia 和 Verma 試圖通過(guò)碰撞的

3、機(jī)理來(lái)研制一種新型的花 生脫殼機(jī)械。 國(guó)內(nèi)花生脫殼機(jī)械的研究現(xiàn)狀 自 1965 年原八機(jī)部下達(dá)花生脫殼機(jī)械的研制課題 以來(lái)，我國(guó)已研制出近 10 種花生脫殼機(jī)械。按脫殼原理 、結(jié)構(gòu)和材料，基本可分為柵條凹板篩（以打擊、揉搓為 主的鋼紋桿滾筒）和橡膠浮動(dòng)凹板篩（以擠壓、揉搓為主 的橡膠滾筒）兩大類，但脫殼質(zhì)量均不高，破碎率較大（ 8% ），脫殼后的花生米只能用于榨油和食用，無(wú)法滿 足外貿(mào)出口和用于種子的要求，這對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng) 民收入產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。 另外，除了用于油料加工的花 生采用機(jī)械脫殼外，其余均由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效 率低。 各種各樣的花生剝殼機(jī)

4、 黑箱示意圖 工作工藝工程 目前花生脫殼機(jī)采用的脫殼結(jié)構(gòu)主要有：以打擊、揉 搓為主的鋼紋桿或鋼柵條凹板結(jié)構(gòu)，以擠壓、揉搓為主的 橡膠滾筒或橡膠浮動(dòng)凹板結(jié)構(gòu)兩大類。前者存在著花生破 碎率高的缺點(diǎn)，后者脫殼效率與脫凈率不高。 還有一種采用差速輥對(duì)滾的脫殼方式，具有破碎率低 ，生產(chǎn)率、脫凈率都能達(dá)到較好效果的特點(diǎn)。 下面主要講差速輥對(duì)滾的脫殼方式： 對(duì)花生脫殼率的影響因素 主要包括初始含雜， 形態(tài)特征， 質(zhì)構(gòu)、 含水率及力學(xué)特性， 飽 滿度。物料特性的差異均不同程度影響種用花生機(jī)械化脫殼質(zhì)量。 含水率過(guò)高果殼脆性降低而韌性增加

5、， 所需破殼力亦顯著增加， 不利于花生脫殼。但當(dāng)含水率過(guò)低時(shí)， 果殼硬度大， 在脫殼過(guò)程中 與脫殼艙內(nèi)已脫出的果仁產(chǎn)生揉搓、 擠壓， 易使果仁紅衣破損， 嚴(yán) 重時(shí)造成果仁破碎。 異較大的莢果在脫殼時(shí)較大的莢果易破碎， 較小的莢果難以脫 殼 花生過(guò)于干癟時(shí)容易被風(fēng)扇吹走，影響收成。 以上因素在花生脫殼機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)都要考慮到。 花生脫殼機(jī)原理示意圖 動(dòng)力系統(tǒng) 通過(guò)脫殼輥的相關(guān)參數(shù)計(jì)算得到總功率大 約在 3.5kw ，這里選擇功率為 4kw的三相異步電 機(jī) 清雜機(jī) 花生在脫殼之前，首先要去除混雜在里面的石 頭和土塊，這樣才更有利于脫殼處

6、理，而與脫 殼機(jī)配套使用的清雜機(jī)就剛好起到這個(gè)作用， 在這里不做詳細(xì)的介紹。 傳動(dòng)系統(tǒng) 主要是運(yùn)用了帶傳動(dòng)和齒 輪傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)快 速輥和慢速輥皮帶輪。 慢速輥皮帶輪通過(guò)皮帶 帶動(dòng)振動(dòng)篩曲軸。 與慢速輥皮帶輪同軸的 齒輪和慢速輥上的齒輪嚙合 達(dá)到換向。 脫殼裝置 動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)皮帶輪 1傳出，快速 輥 3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在兩個(gè)換向齒輪 5、 7的換向作用下，慢速輥 6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 。這樣兩個(gè)轉(zhuǎn)速不一樣的滾筒就將花 生帶入間隙。由于間隙較小，因此對(duì) 花生有擠壓作用；而快慢輥的轉(zhuǎn)速不 一樣，就

7、產(chǎn)生對(duì)花生的撕搓作用。在 擠壓和撕搓的共同作用下，花生殼就 會(huì)被除去。兩個(gè)輥軸之間的距離可以 調(diào)節(jié)這樣就可以滿足不同顆粒大小的 花生脫殼。 振動(dòng)篩振動(dòng)系統(tǒng) 通過(guò)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 的四桿機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到左 右往復(fù)運(yùn)動(dòng)和上下的 振動(dòng)。根據(jù)力學(xué)性能 的差異來(lái)分離。 分離裝置 主要是根據(jù)密度的差異，通過(guò)風(fēng) 機(jī)將花生殼與花生仁的混合物分離并 吹出機(jī)外。由于花生每年的飽滿程度 是不同的。風(fēng)扇風(fēng)速的大小要能夠調(diào) 節(jié)，該處需要一個(gè)調(diào)速裝置。 展望 為了更加環(huán)保和更加充分的利用資源，還需要添加一 個(gè)花生殼粉碎機(jī)。完全采用封閉式，可以避免灰塵影響環(huán) 境，粉碎的花生殼也可以作為飼料喂養(yǎng)動(dòng)物。 可以采用壓強(qiáng)差的方式來(lái)去殼，在密閉的容器里抽干 氣體讓它膨脹脫殼，清潔、高效。 要加強(qiáng)對(duì)花生仁的精選、分級(jí)、干燥等后續(xù)處理。 花生種子對(duì)脫殼的要求更好，研究更好的脫殼機(jī)可以 直接用作種子就行播種。 花生剝殼機(jī)專利