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小白杏杏核破殼機(jī)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
學(xué)生姓名 xxxx
學(xué) 號(hào) 8011208212
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師 xxxx
日 期 2012.06
xxxx大學(xué)教務(wù)處制
前 言
杏核具有極大的食用價(jià)值和藥用價(jià)值，隨著生活水平的提高，人們對(duì)其需求量日益增長(zhǎng)，除暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，還遠(yuǎn)銷(xiāo)日本、東南亞及歐美等國(guó)還是制造酒精和機(jī)械用油的工業(yè)原料。在河南省的三門(mén)峽等地有大面積的杏樹(shù)種植。目前我國(guó)杏仁加工企業(yè)均采用傳統(tǒng)的手工作坊形式，使杏仁產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益受到影響。所以說(shuō)有必要研制一系列的杏核加工設(shè)備。在杏核破殼取仁過(guò)程中，要求杏仁破碎率要低，破殼效率要高?，F(xiàn)有的簡(jiǎn)易破殼機(jī)對(duì)杏核破殼時(shí)，使杏核在厚度方向上受擠壓而破碎，通常要破殼多次，即第一次破殼后篩去碎殼和杏仁，改變破殼間隙再次進(jìn)行第二次破殼，以同樣方式進(jìn)行第三次至第六次的破殼，此種方式進(jìn)行杏核破殼加工，杏仁的破碎率高達(dá)15%-30%，降低了杏仁質(zhì)量，因而造成很大損失，并且加工效率也很低。因此有必要研究杏核和杏仁厚度尺寸，杏核和杏仁之間的間隙等分布規(guī)律和杏核破殼時(shí)的變形情況，以尋求一種高效低破碎率的破殼方法。
小白杏杏核中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來(lái)源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用小白杏杏核或脫脂后的小白杏杏核餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以小白杏杏核蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質(zhì)含量，又改善了其功能特性。小白杏杏核蛋白粉還可以通過(guò)高壓膨化制成蛋白肉。小白杏杏核是食用植物油工業(yè)的重要原料，利用小白杏杏核油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等，也可用作工業(yè)原料。小白杏杏核除經(jīng)簡(jiǎn)單加工就可食用外，經(jīng)深加工還可以制成營(yíng)養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品。小白杏杏核加工副產(chǎn)品小白杏杏核殼和小白杏杏核餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟(jì)效益。
小白杏杏核在制取油脂、制取小白杏杏核蛋白、生產(chǎn)小白杏杏核儀器以及在小白杏杏核貿(mào)易出口時(shí)，都需要對(duì)小白杏杏核進(jìn)行預(yù)處理加工。小白杏杏核的預(yù)處理主要包括小白杏杏核的去殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。
小白杏杏核在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行去殼加工。小白杏杏核在制取油脂時(shí)，去殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的去殼為人力手工去殼，手工去殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以小白杏杏核產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來(lái)代替手工去殼。小白杏杏核去殼機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使小白杏杏核產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的去殼方法進(jìn)行去殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了小白杏杏核去殼的效率。
小白杏杏核脫殼機(jī)是將小白杏杏核莢果去掉外殼而得到小白杏杏核仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于小白杏杏核本身的生理特點(diǎn)決定了小白杏杏核脫殼不能與小白杏杏核的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在小白杏杏核莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著小白杏杏核種植業(yè)的不斷發(fā)展，小白杏杏核手工脫殼已無(wú)法滿(mǎn)足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
目 錄
1 緒論 4
1．1 課題提出的背景 4
1．2 小白杏杏核脫殼機(jī)械的發(fā)展 4
1．3 小白杏杏核脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 8
1．3．1 目前小白杏杏核脫殼機(jī)采用的脫殼原理 8
1．3．2 新型脫殼技術(shù) 9
1．3．3 小白杏杏核脫殼機(jī)械的工藝研究 9
1．3．4 小白杏杏核脫殼機(jī)械存在的問(wèn)題 10
1．4 小白杏杏核脫殼機(jī)械研究重點(diǎn) 10
1．4．1 提高小白杏杏核脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 10
1．4．2 提高機(jī)械脫殼率和降低破損率 10
1.5小白杏杏核脫殼機(jī)械應(yīng)用前景 11
2 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 11
2．1 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的結(jié)構(gòu) 11
2．2 工作原理 11
3 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
3．1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 13
3．1．1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定 13
3．1．2 刮板所需功率計(jì)算 13
3．1．3 傳動(dòng)方案擬定 15
3．1．4 電動(dòng)機(jī)的選擇 15
3．1．5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算 15
3．2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 15
3.3 軸的設(shè)計(jì) 19
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 21
3.3.2 軸的強(qiáng)度條件： 21
3.4 刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
3.5 半柵籠的設(shè)計(jì) 23
3.6 箱體的設(shè)計(jì) 23
3.7 殼仁分離裝置的設(shè)計(jì) 24
3.8 機(jī)架的設(shè)計(jì) 24
3.9 附件 24
總 結(jié) 25
致 謝 26
參考文獻(xiàn) 27
3
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1．1 課題提出的背景
小白杏杏核中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來(lái)源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用小白杏杏核或脫脂后的小白杏杏核餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以小白杏杏核蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質(zhì)含量，又改善了其功能特性。小白杏杏核蛋白粉還可以通過(guò)高壓膨化制成蛋白肉。小白杏杏核是食用植物油工業(yè)的重要原料，利用小白杏杏核油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等，也可用作工業(yè)原料。小白杏杏核除經(jīng)簡(jiǎn)單加工就可食用外，經(jīng)深加工還可以制成營(yíng)養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品。小白杏杏核加工副產(chǎn)品小白杏杏核殼和小白杏杏核餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟(jì)效益。
小白杏杏核在制取油脂、制取小白杏杏核蛋白、生產(chǎn)小白杏杏核儀器以及在小白杏杏核貿(mào)易出口時(shí)，都需要對(duì)小白杏杏核進(jìn)行預(yù)處理加工。小白杏杏核的預(yù)處理主要包括小白杏杏核的去殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。
小白杏杏核在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行去殼加工。小白杏杏核在制取油脂時(shí)，去殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的去殼為人力手工去殼，手工去殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以小白杏杏核產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來(lái)代替手工去殼。小白杏杏核去殼機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使小白杏杏核產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的去殼方法進(jìn)行去殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了小白杏杏核去殼的效率。
小白杏杏核脫殼機(jī)是將小白杏杏核莢果去掉外殼而得到小白杏杏核仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于小白杏杏核本身的生理特點(diǎn)決定了小白杏杏核脫殼不能與小白杏杏核的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在小白杏杏核莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著小白杏杏核種植業(yè)的不斷發(fā)展，小白杏杏核手工脫殼已無(wú)法滿(mǎn)足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
1．2 小白杏杏核脫殼機(jī)械的發(fā)展
我國(guó)小白杏杏核脫殼機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)小白杏杏核脫殼機(jī)的研制課題以來(lái)，已有幾十種小白杏杏核脫殼機(jī)問(wèn)世。只進(jìn)行單一脫殼功能的小白杏杏核脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的小白杏杏核脫殼機(jī)在我國(guó)一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級(jí)功能的較大型小白杏杏核脫殼機(jī)在一些大批量小白杏杏核加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的小白杏杏核脫殼機(jī)種類(lèi)很多，如6BH一60型小白杏杏核去殼機(jī)、6BH一20B型小白杏杏核去殼機(jī)、6BH一20型小白杏杏核脫殼機(jī)等(技術(shù)參數(shù)見(jiàn)附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型小白杏杏核除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)小白杏杏核原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的小白杏杏核后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型小白杏杏核脫殼機(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)。6BK一22型小白杏杏核脫殼機(jī)是一種一次喂料就可完成小白杏杏核脫殼工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的小白杏杏核仁可直接裝袋入庫(kù)。6BH一1800型小白杏杏核脫殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫殼。而隨著我國(guó)小白杏杏核產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，小白杏杏核產(chǎn)量逐年增加，小白杏杏核的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，小白杏杏核脫殼機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景[1]。
小白杏杏核去殼的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的小白杏杏核去殼機(jī)械。小白杏杏核去殼部件是小白杏杏核去殼機(jī)的關(guān)鍵工作部件，去殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛小白杏杏核仁破碎率、小白杏杏核果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷(xiāo)售中，小白杏杏核仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。
八十年代以前的小白杏杏核去殼機(jī)械，破碎率一般都大于8%，有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的小白杏杏核仁，只能用來(lái)榨油，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的去殼原理，研制新式去殼部件，便成為小白杏杏核去殼機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開(kāi)始在我國(guó)出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式小白杏杏核去殼機(jī)。自1983年以來(lái)，在已有的小白杏杏核去殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國(guó)又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式去殼部件，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)幾種主要的小白杏杏核去殼部件：
1．封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式小白杏杏核去殼部件
圖1-1 封閉式紋桿滾筒去殼機(jī)構(gòu)
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TH-340型小白杏杏核去殼機(jī)，其去殼部件是在一個(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[3]。如圖1-1所示。
在該機(jī)構(gòu)中小白杏杏核進(jìn)口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時(shí)，小白杏杏核果在滾筒的推動(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，小白杏杏核受列去殼機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制脫殼，故破碎率高。去殼時(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％。為了將混在一起的小白杏杏核仁和未脫果分離開(kāi)來(lái)，采用柵條式凹板的去殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)研制并生產(chǎn)的TH-47O型，6 BH-570型等型式的去殼機(jī)，結(jié)構(gòu)與其大同小異，去殼質(zhì)量均不理想。
2．封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式去殼部件
該機(jī)的去殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，去殼原理系擠壓式，如圖1-2所示。作業(yè)時(shí)，小白杏杏核果在膠輥的推動(dòng)下，通過(guò)去殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開(kāi)了去殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于去殼間隙的小果未經(jīng)去殼便被分離出來(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)，以使小白杏杏核經(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。
圖1-2 封閉橡膠板滾筒去殼機(jī)構(gòu)
作業(yè)時(shí)，小白杏杏核果在膠輥的推動(dòng)下，通過(guò)去殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開(kāi)了去殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于去殼間隙的小果未經(jīng)去殼便被分離出來(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)，以使小白杏杏核經(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(kāi)式紋桿滾筒，編織凹板式小白杏杏核去殼部件
去殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開(kāi)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1-3所示。
作業(yè)時(shí)，小白杏杏核果在滾筒的推動(dòng)下，受擠壓揉搓脫殼，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，小白杏杏核果受到開(kāi)式滾筒的攪拌作用，去殼力帶有柔性，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，去殼時(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)，仍被去殼，故剝凈率較高。
圖1-3 開(kāi)式紋桿滾筒去殼機(jī)構(gòu)
4．立式去殼機(jī)構(gòu)
去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，該去殼部件如圖1-4所示。
圖1-4 立式去殼機(jī)構(gòu)
在去殼室內(nèi)，小白杏杏核果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦，從而達(dá)到去殼的目的，此方法系柔性揉搓去殼。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。
5．開(kāi)式扁條滾筒，編織凹板式小白杏杏核去殼部件
采用了由三根扁鋼條制成的開(kāi)式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖1-5所示。作業(yè)時(shí)，小白杏杏核果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之間形成一個(gè)活動(dòng)層，小白杏杏核果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開(kāi)了去殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是小白杏杏核搓小白杏杏核，系柔性去殼，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。
圖1-5 開(kāi)式扁條滾筒去殼機(jī)構(gòu)
1．3 小白杏杏核脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)小白杏杏核脫殼機(jī)從其脫殼原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿——鋼柵條凹板 以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動(dòng)凹板兩大類(lèi)，但脫殼質(zhì)量均不高，破損率都大于8 %，剝出的小白杏杏核米只能用于榨油和食用，滿(mǎn)足不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的脫殼原理是解決脫殼機(jī)現(xiàn)存問(wèn)題的重要途徑。
1．3．1 目前小白杏杏核脫殼機(jī)采用的脫殼原理
目前應(yīng)用比較廣泛的小白杏杏核機(jī)械脫殼原理有以下幾種[2]。
撞擊法脫殼 撞擊法脫殼是物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)脫殼的目的[2]。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤(pán)及固定在甩料盤(pán)周?chē)拇植诒诎褰M成的離心脫殼機(jī)。甩料盤(pán)使小白杏杏核莢果產(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。當(dāng)莢果離開(kāi)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(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫殼機(jī)脫殼質(zhì)量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤(pán)的轉(zhuǎn)速、甩料盤(pán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。
碾搓法脫殼 小白杏杏核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。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤(pán)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)組成的圓盤(pán)去殼機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中，動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，也使莢果與定磨片問(wèn)產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時(shí)，磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂，在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并與殼仁脫離，達(dá)到脫殼的目的。該種方法影響因素有，莢果的水分含量、圓盤(pán)的直經(jīng)、轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。
剪切法脫殼 小白杏杏核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(kāi)，實(shí)現(xiàn)外殼與果仁的分離。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去殼機(jī)。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)小白杏杏核莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，與刀板之間產(chǎn)生剪切作用，使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的去殼，去殼效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。該種方法影響因素有，原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。
擠壓法脫殼 擠壓法脫殼是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，調(diào)整到適當(dāng)間隙，使小白杏杏核莢果通過(guò)間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。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。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。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒破損率和脫殼率高低的重要因素。
搓撕法脫殼 搓撕法脫殼是利用相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輥筒對(duì)籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行脫殼的。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。小白杏杏核莢果進(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(wèn)．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(guò)程。影響脫殼性能的因素有，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。
1．3．2 新型脫殼技術(shù)
壓力膨脹法 原理是先使一定壓力的氣體進(jìn)入小白杏杏核殼內(nèi)，維持一段時(shí)間，以使小白杏杏核莢果內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，內(nèi)外壓力平衡打破，殼體內(nèi)氣體在高壓作用下產(chǎn)生巨大的爆破力而沖破殼體，從而達(dá)到脫殼的目的。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。
真空法 將小白杏杏核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)。殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)使外殼爆裂。
激光法 用激光逐個(gè)切割堅(jiān)果外殼。試驗(yàn)顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到96%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。
1．3．3 小白杏杏核脫殼機(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。
分級(jí)處理 物料的粒度范圍大，必須先按大小分級(jí)，再進(jìn)行脫殼，才能提高脫殼率，減少破損率。
水分含量 小白杏杏核莢果的含水率對(duì)脫殼效果有很大的影響，含水率大，則外殼的韌性增加；含水率小，則果仁的粉末度大。因此應(yīng)使小白杏杏核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[3]。
1．3．4 小白杏杏核脫殼機(jī)械存在的問(wèn)題
目前我國(guó)在小白杏杏核脫殼技術(shù)研究方面一直沒(méi)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(méi)有很大的提高。由于機(jī)械脫殼時(shí)對(duì)小白杏杏核仁的損傷率偏高，用于種子和較長(zhǎng)期貯存的小白杏杏核仁至今仍是手工去殼。脫殼機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問(wèn)題：① 脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，損失大。② 機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。③ 通用性差，利用率低。④ 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機(jī)制造，制造的工藝水平較低，同時(shí)能耗較高。⑤ 有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問(wèn)題[8]。
1．4 小白杏杏核脫殼機(jī)械研究重點(diǎn)
我國(guó)加入WTO以來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于小白杏杏核脫殼機(jī)械的開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針對(duì)現(xiàn)有小白杏杏核脫殼機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，對(duì)小白杏杏核脫殼機(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。
1．4．1 提高小白杏杏核脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性
提高小白杏杏核脫殼機(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，許多小白杏杏核脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一小白杏杏核品種和所在地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高小白杏杏核脫殼機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的小白杏杏核脫殼機(jī)械通過(guò)更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過(guò)變換主要工作部件即能滿(mǎn)足不同堅(jiān)果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要。小白杏杏核脫殼機(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，將直接影響到小白杏杏核脫殼機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。
1．4．2 提高機(jī)械脫殼率和降低破損率
對(duì)小白杏杏核脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)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)外的小白杏杏核脫殼機(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)系到小白杏杏核脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。
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(lài)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(kāi)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(mǎn)足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開(kāi)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)用于小白杏杏核機(jī)械的研制開(kāi)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，也是目前小
1.5小白杏杏核脫殼機(jī)械應(yīng)用前景
小白杏杏核生產(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(lái)，小白杏杏核機(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)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前小白杏杏核脫殼機(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。在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的小白杏杏核仁仍采用傳統(tǒng)的手工去殼，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡[7]。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)小白杏杏核生產(chǎn)機(jī)械化開(kāi)始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對(duì)小白杏杏核機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合小白杏杏核生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái)，為小白杏杏核生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)小白杏杏核生產(chǎn)機(jī)械化的過(guò)程中，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)小白杏杏核機(jī)械、開(kāi)展小白杏杏核機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)小白杏杏核機(jī)械的積極性，形成了新的市場(chǎng)需求。隨著小白杏杏核種植業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)小白杏杏核深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高小白杏杏核脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。小白杏杏核脫殼機(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用，促進(jìn)了小白杏杏核加工業(yè)的科技進(jìn)步，為小白杏杏核脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。
2 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
2．1 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)
根據(jù)刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的去殼原理可知道，小白杏杏核是從上至下依次經(jīng)過(guò)集料斗、去殼箱、柵格、下箱出口、分選口，小白杏杏核仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計(jì)去殼機(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，從小白杏杏核的裝集開(kāi)始，最上面是集料斗，集料斗下方是去殼箱，集料斗可與去殼箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在去殼箱內(nèi)，小白杏杏核必須經(jīng)過(guò)刮板的撞擊和擠壓作用才能進(jìn)行去殼，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在去殼箱內(nèi)。小白杏杏核經(jīng)過(guò)刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行去殼后，要經(jīng)過(guò)位于去殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在去殼箱的下半箱內(nèi)。小白杏杏核穿過(guò)柵格后經(jīng)過(guò)去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)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過(guò)去殼的小白杏杏核殼與小白杏杏核仁進(jìn)行分離，重量稍重的不被風(fēng)吹走，而重量較輕的小白杏杏核殼將被風(fēng)機(jī)吹來(lái)的氣流帶入到小白杏杏核殼收集通道，通道的底部設(shè)計(jì)成一定角度。經(jīng)過(guò)分離的小白杏杏核仁往下落，落入小白杏杏核仁收集通道，將此通道與小白杏杏核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)吹走的小白杏杏核仁通過(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，去殼機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示。
2．2 工作原理
刮板式小白杏杏核去殼機(jī)以前也稱(chēng)為刀籠去殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板3與籠柵4的擠壓和打擊作用，將小白杏杏核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2-1所示。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、去殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。小白杏杏核果進(jìn)入存料斗1后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來(lái)進(jìn)入去殼箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板3相互碰撞，在刮板的錘擊下，小白杏杏核殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次去殼。部分小白杏杏核果在下落過(guò)程中沒(méi)有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而小白杏杏核殼卻未撞裂，這部分小白杏杏核落入到由圓鋼棒排列成的柵格4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)小白杏杏核果，因此小白杏杏核果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些小白杏杏核果的果殼也被壓碎。去殼后的仁與殼通過(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，而小白杏杏核仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。
破碎后的杏核和杏仁在下落過(guò)程中，受到風(fēng)的沖擊后，改變了原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。將杏殼和杏仁收集通道設(shè)計(jì)成一定角度，這樣方便杏殼和破碎后的杏仁的收集。由于破碎后的杏殼的質(zhì)量較小，會(huì)隨著斜向通道方向向上移，從而被吹出，而杏仁的質(zhì)量與破碎后的杏殼相比要重一些，則杏仁會(huì)繼續(xù)向下落到杏仁手機(jī)裝置中。從而實(shí)現(xiàn)杏仁與杏殼的分離。可以調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)杏仁與杏殼的分離程度。
圖2-1 去殼機(jī)工作原理
1—集料斗 2—去殼機(jī)構(gòu) 3—刮板 4—籠柵 5—電機(jī) 6—機(jī)架
3 刮板式小白杏杏核去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
刮板式小白杏杏核去殼機(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(shuō)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來(lái)的這臺(tái)機(jī)器就是一堆費(fèi)品。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)并對(duì)小白杏杏核果進(jìn)行去殼。因此，刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便和實(shí)惠。
3．1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定
3．1．1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定
刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分小白杏杏核殼撞碎，當(dāng)小白杏杏核果與鋼質(zhì)物體相對(duì)速度達(dá)到5時(shí)，可使小白杏杏核殼破碎而不會(huì)破壞到小白杏杏核仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。
如圖3-1所示，小白杏杏核下落位置在之間，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑為計(jì)算半徑
取半徑R=250mm，則n=382.2r/min
結(jié)論：R=250mm，
n=382.2r/min
如圖3-1所示：
圖3-1 刮板工作示意圖
3．1．2 刮板所需功率計(jì)算
根據(jù)公式可計(jì)算出刮板所需的功率
刮板對(duì)小白杏杏核做功 ：
：刮板改變小白杏杏核的動(dòng)能
：刮板改變小白杏杏核的勢(shì)能
小白杏杏核果產(chǎn)量為0.417/純?nèi)事?根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取小白杏杏核的純?nèi)事蕿?9%,折合小白杏杏核果產(chǎn)量為0.604kg/s,此即每秒進(jìn)入去殼箱內(nèi)被破碎的小白杏杏核果的重量。小白杏杏核接觸刮板時(shí)初速度設(shè)為1m/s，方向向下，脫離刮板時(shí)速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時(shí)相對(duì)初位置高度為500mm
t=1s
m=0.604kg/s
=1m/s
=15m/s
R=0.5m
=(0.302+67.95+2.96)W=71.212w
加上刮板與小白杏杏核在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會(huì)超過(guò)500w。為計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需工率Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率。設(shè)、分別為滾動(dòng)軸承和V帶傳動(dòng)的效率，于是有
=-0.8668
電動(dòng)機(jī)所需功率不會(huì)超過(guò)700W，由于給定電動(dòng)機(jī)的功率為1.5kW，遠(yuǎn)大于此計(jì)算值，故所給電動(dòng)機(jī)的功率完全符合要求。
3．1．3 傳動(dòng)方案擬定
由于刮板式小白杏杏核去殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到=382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級(jí)V帶傳動(dòng)，第二種是采用兩級(jí)混合傳動(dòng)，而很明顯的，若采用兩級(jí)傳動(dòng)方案，將會(huì)致使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本升高，所以選用一級(jí)V帶傳動(dòng)
3．1．4 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用的電機(jī)型號(hào)有兩種：Y90L-4型和Y100L-6型
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比，現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列于下表[9]
表3-1 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)對(duì)比
方案號(hào)
電機(jī)型號(hào)
額定功率kw
同步轉(zhuǎn)速r/min
滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min
總傳動(dòng)比 i
1
2
Y100L-6
Y90L-4
1．5
1．5
1000
1500
940
1400
2．459
3．663
由上表可知：方案1總傳動(dòng)比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價(jià)格高，作為家用機(jī)械的電機(jī)不是太合算，故選擇方案2，即電機(jī)型號(hào)為Y90L-4。
查表得此種電動(dòng)機(jī)的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長(zhǎng)度為50mm。
3．1．5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉(zhuǎn)矩
3．2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
首先列出設(shè)計(jì)的基本條件
電機(jī)型號(hào)：Y90L-4
額定功率：1.5kw
轉(zhuǎn)速：=1400r/min
傳動(dòng)比：=3.663
假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t<10h
1. 確定計(jì)算功率
查表得工作情況系數(shù) =1.1
==1.1×1.5=1.65(kw)
2．選擇V帶帶型
根據(jù)、查得最適合的帶型為A型
3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為
驗(yàn)算帶的速度
v=<=
因此所選帶的速度合適
4．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
根據(jù)初步確定中心距，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
=1972.36mm
由V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系中選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度
計(jì)算實(shí)際中心距a
5．驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
主動(dòng)輪包角合適
6．計(jì)算V帶的根數(shù)z
由,,=3.663查表得
，，，
代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算
Z=1.984
取z=2
7. 計(jì)算預(yù)緊力
8．計(jì)算作用在軸上的壓軸力
代入數(shù)值計(jì)算得
=482.7N
9. V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用
帶輪材料選用HT200[10]
根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類(lèi)型，小徑帶輪采用實(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表3-2 V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 單位：mm
尺寸類(lèi)型
小帶輪
大帶輪
75
280
基準(zhǔn)寬度
11.0
11.0
基準(zhǔn)線上槽深
2.75
2.75
基準(zhǔn)線下槽深
8.7
8.7
槽間距e
15±0.3
15±0.3
第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面距離f
輪緣厚d
12
12
帶輪寬B
35
35
外徑
80.5
285.5
輪槽角
極限偏差
孔徑
24
48
輪轂長(zhǎng)
50
35
48
96
輪輻厚
35
36
—
20
—
16
—
246
具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)零件圖
3.3 軸的設(shè)計(jì)
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉(zhuǎn)矩
1．初步確定軸的最小直徑
先按經(jīng)驗(yàn)公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取，于是得
2．?dāng)M定軸上零件的裝配方案
通過(guò)對(duì)各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案
圖3-2 軸上裝配方案
3．根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）為滿(mǎn)足V帶輪的軸向定位，最小軸徑取48mm，1-2軸右端制一軸肩，故取2-3段直徑=50mm，左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2段長(zhǎng)度取為
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，初步選取深溝球軸承6205,其基本參數(shù)如表3-3所示：
表3-3 滾動(dòng)軸承6011的主要參數(shù) （mm）
6011
基本尺寸
安裝尺寸
潤(rùn)滑油
D
B
脂潤(rùn)滑
油潤(rùn)滑
55
90
18
1
61
84
1
12000
16000
（3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取，
（4） 軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離，故取
（5）取刮板距箱體內(nèi)壁，取，。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（6）軸上零件的周向固定
V帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊(cè)得平鍵截面如表3-4所示:
表3-4 平鍵的參數(shù)
長(zhǎng)度取22mm
V帶輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。
（7）確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角，各軸肩處圓角半徑見(jiàn)零件圖
3.3.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
由于電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給主軸，故應(yīng)估算主軸的直徑
軸估算如下：初選材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，由于軸既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故
查表14—2得C=118～107，且P=1.35 KW，n=382 r/min，取C=107，
則 d≥107×0.1523=16.29mm 取d=48 mm
主軸輸入轉(zhuǎn)矩：
根據(jù)要求，軸要滿(mǎn)足下列條件
3.3.2 軸的強(qiáng)度條件：
式中：為軸的切應(yīng)力，MPa;T為轉(zhuǎn)矩，N.mm;為抗扭截面系數(shù)，;為許用切應(yīng)力，MPa.
表4-1 常用材料的值和C值
軸的材料
Q235 20
35
45
40Cr，35SiMn
12-20
20-30
30-40
40-52
C
160-135
135-118
118-107
107-98
該軸的材料為45號(hào)鋼，軸的實(shí)際切應(yīng)力小于許用切應(yīng)力，則該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，軸是安全的。
3.4 刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)小白杏杏核果進(jìn)行去殼。此結(jié)構(gòu)采用四鋼板十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示:
圖3-3 刮板的結(jié)構(gòu)
1—刮板架 2—刮板
因?yàn)椴捎玫氖谴驌艉蛿D壓兩種方式配合進(jìn)行去殼，所以對(duì)刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用材料是45號(hào)鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長(zhǎng)′寬=500mm′129mm，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離250mm。固定刮板的筒架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為26mm，外徑120mm，刮板固定支架長(zhǎng)度為140mm，截面尺寸40mm′20mm，每塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。
3.5 半柵籠的設(shè)計(jì)
半柵籠在機(jī)器中的作用是讓已經(jīng)被去殼的小白杏杏核與未被去殼的小白杏杏核進(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過(guò)，大個(gè)不過(guò)”。半柵籠的每一個(gè)柵格都只能容許一個(gè)小白杏杏核仁大小的物體通過(guò)，被去殼的小白杏杏核由于小白杏杏核殼的破裂，被變成破碎的小白杏杏核殼和整粒的小白杏杏核仁，小白杏杏核仁的大小剛好可以穿過(guò)柵格，而小白杏杏核果因?yàn)樘?，無(wú)法通過(guò)柵格，將被阻擋在去殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行去殼直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。
圖3-4 半柵籠的機(jī)構(gòu)圖
柵條是利用兩塊墻板對(duì)兩端進(jìn)行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號(hào)鋼。柵條采用圓截面長(zhǎng)條，長(zhǎng)度為538mm，因其特殊的作用，還需對(duì)其進(jìn)行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內(nèi)，組成半圓柵籠，柵條間距為10mm，這樣可使剝出的小白杏杏核仁能通過(guò)柵格，而未去殼的剛不能通過(guò)。
裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動(dòng)。半柵籠內(nèi)徑為。
3.6 箱體的設(shè)計(jì)
箱體的作用是提供給刮板一個(gè)封閉的去殼環(huán)境，并對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)起到支承和定位作用。
為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷(xiāo)定位。箱體的材料選用HT200，鑄造成型。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)零件圖。
3.7 殼仁分離裝置的設(shè)計(jì)
殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方。小白杏杏核經(jīng)過(guò)箱體內(nèi)的去殼過(guò)程后，將由此裝置對(duì)其進(jìn)行殼仁分離，分離的基本原理是利用小白杏杏核殼與小白杏杏核仁的重量及受力面積的不同，用氣流對(duì)其進(jìn)行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到小白杏杏核仁收集通道，而重量較輕的小白杏杏核殼將被風(fēng)機(jī)吹來(lái)的氣流帶入到小白杏杏核殼收集通道。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。
3.8 機(jī)架的設(shè)計(jì)
整個(gè)機(jī)架采用L63*63*6角鋼焊接而成，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[11]。去殼機(jī)安裝在機(jī)架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。
3.9 附件
刮板式小白杏杏核去殼的附件包括裝料斗，去殼箱體，去殼機(jī)構(gòu)，軸。
總 結(jié)
本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品——小白杏杏核去殼機(jī)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了小白杏杏核去殼的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機(jī)的關(guān)鍵部分是刮板結(jié)構(gòu)與半柵籠結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾“仔有雍巳さ恼麄€(gè)過(guò)程都是由這兩部分完成的，剝出來(lái)的小白杏杏核能不能符合要求，完全是看刮板與半柵籠的性能能不能達(dá)到要求。本文也介紹了目前各種小白杏杏核去殼原理及裝備，并對(duì)小白杏杏核去殼機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡(jiǎn)明的概括和分析。
本次設(shè)計(jì)是對(duì)我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié),同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己解分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。從這次設(shè)計(jì)也可以看出一些問(wèn)題：
1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問(wèn)題。
2.基本:認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí),扎實(shí)自己的基本知識(shí),使面對(duì)問(wèn)題時(shí)不會(huì)遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來(lái)越不想搞這設(shè)計(jì),故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí),一步一步的來(lái),不要急功近利!
3.樹(shù)立自己的良好形象,樂(lè)觀的面對(duì)生活,堅(jiān)持自己的想法和意識(shí)。
總的說(shuō)來(lái),雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績(jī),但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
致 謝
我要感謝我的指導(dǎo)老師xxxx老師！本設(shè)計(jì)是在xxxx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。她無(wú)
論是在資料的整理，還是在設(shè)計(jì)的畫(huà)圖等各個(gè)方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在她的精心指導(dǎo)下，才使得我的設(shè)計(jì)一步一步的有序的完成，同時(shí)也學(xué)到了許多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，受益匪淺，特致以深深的感謝。劉老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心對(duì)我產(chǎn)生了深深的震撼。在劉老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取。同時(shí)也要感謝學(xué)科組每一位老師們不僅在“授業(yè)、傳道、解惑”方面給予了精心培養(yǎng)和指導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，而且在生活方面還給予我極大的關(guān)懷，學(xué)生深表謝意。
大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校xxxx大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。xxxx大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩(shī)的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉?！白詮?qiáng)不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。
再次,感謝我的同學(xué)們,在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了他們無(wú)私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福!
最后，感謝我的父母親人們對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成本科學(xué)業(yè)。
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