毕业设计（论文）花生去壳机设计说明书.doc

1 引言11 课题提出的背景花生中富含脂肪和蛋白质，既是主要的食用植物油来源，而且又可提供丰富的植物蛋白质。利用花生或脱脂后的花生饼粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作为肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加剂。以花生蛋白粉为原料或添加剂制成的食品，既提高了蛋白质含量，又改善了其功能特性。花生蛋白粉还可以通过高压膨化制成蛋白肉。花生是食用植物油工业的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。花生除经简单加工就可食用外，经深加工还可以制成营养丰富，色、香、味俱佳的各种食品和保健品。花生加工副产品花生壳和花生饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。 既然花生对人类的日常生活有很大的影响，那么我们先研究一下花生生产的意义。1.1.1花生生产的意义1.花生是人类重要的植物油脂和优质蛋白质来源。花生荚果出仁率6080。花生仁含油率4555，一般50左右，蛋白质2730，碳水化合物623，纤维素2，含有丰富的维生素E、B1、B2、B6和维生素C。花生是人民生活的主要食用油和主要植物蛋白质来源。 花生是重要的油料作物。花生油在室温下为低黏度淡黄色液体，其中油酸(Oleic acid)含量3468、亚油酸(Linoleic acid)1943，二者共占80。油酸和亚油酸比率，简称OL比率，变幅07835。一般认为OL比率是油质稳定性的指示值，国际贸易中把OL比率作为花生及其制品耐贮藏性的指标。亚油酸是食品营养品质的重要指标，兼顾营养价值和耐贮藏性，OL比率一般在1425为宜。2花生是营养丰富的食品花生仁中蛋白质含量高，可消化率9295，易被人体吸收利用。就人体必需的8种氨基酸而言，花生蛋白质含亮氨酸、苯丙氨酸较多，而蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸不足。花生仁中碳水化合物以蔗糖和淀粉为主。在花生烘烤过程中，产生出花生特有的香味。常见的花生食品有花生酱、烤及炸花生、花生糖果、麻芝、人造奶油，花生果茶(果奶)饮料、花生奶粉、酸奶酪等多种糕点甜食和多种膨化食品。3花生是发展畜牧业的良好饲料。花生油粕中蛋白质含量达50以上，是优质的饲料。花生叶片内含粗蛋白约20，茎内约含10，饲料价值高，并含丰富的钙和磷。花生果壳中含7080纤维素、16戊糖、10的半纤维素、47的蛋白质，也是良好的饲用原料。4花生是我国主要出口的产品。我国年出口花生约50万t，居世界第一，约占世界贸易的l3。大花生出口品种主要有花17、鲁花10号等(以果为主，OL比率14左右)；小花生出口代表品种为白沙l 016(以花生米为主，OL比率10左右)。在出口品种中尚需进一步提高OL比率。5花生是适应性强、增产潜力大的作物。花生抗旱、耐瘠、适应性强；花生又有根瘤菌共生固氮作用，可以补充氮肥的不足，在作物轮作制中占有重要位置。同时，花生又耐肥，增产潜力很大，春、夏花生均培创出大面积7500kghm2的高产田，最高产量达111945kghm2(山东蓬莱)；花生最高单株产量达089kg、结果661个(美国哈蒙斯发现)。因此，花生属高产作物，但只有种在肥沃的土壤上，才能发挥其高产潜力。6具有重要的药用价值。花生仁特别是红皮花生的种皮(红衣)含有大量的凝血脂类，能促进骨髓制造血小板，缩短出血、凝血时间，有良好的止血作用，已用于生产止血宁针剂、宁血糖浆、血宁片等。1.1.2花生的起源、分布、产区和生产概况 1.起源和分布 南美洲中部是花生属植物和栽培花生的起源地。一般认为，世界上其他地区的花生皆为1492年哥伦布发现新大陆之后由南美传出；但在此之前花生已传至亚洲或非洲的可能性也不能排除。 花生主要分布在南纬40°至北纬40°之间的广大地区。主要集中：一是南亚和非洲的半干旱热带，包括印度、塞内加尔、苏丹等，面积约占世界总面积的80，总产约占65；另一类是东亚和美洲的温带半湿润季风带，包括中国、美国、阿根廷，面积约占20，总产约占35。全世界花生面积约2400万hm2，单产1200kghm2左右，总产约30000kt。世界约有90个国家种植花生。印度、中国和美国是世界三大花生主产国，塞内加尔、尼日利亚、苏丹等国也盛产花生。印度花生面积700万hm2以上，但产量较低，单产只有1000kghm2左右，总产约7000kt；美国花生面积65万hm2左右，单产2500kghm2左右，总产约l 700kt。 2.中国花生种植区划黄河流域花生区 是我国七个花生区中花生种植面积最大、 总产最多、提供花生商品量最多和出口花生最多的主产区。1山东丘陵花生亚区 耕作制度多为二年三熟， 部分一年一熟。重茬花生有一定面积。近年来，夏播花生发展较快。 宜种植普通型丛生中熟、珍珠豆型花生。可适当恢复花生种植面积，特别要注意恢复、 增加出口手捡大粒花生。2华北平原花生亚区 栽培制度大部分了一年一熟， 少部分二年三熟，重茬连作花生面积较多，近年来夏播花生在发展。 宜种植普通型丛生中熟、珍珠豆型花生品种， 而在贫瘠的大片砂土地上宜种植普通型短蔓花生品种。冀东、鲁西、豫北可适当恢复花生种植面积。3黄淮平原花生亚区 栽培制度以二年三熟为主， 麦套花生较为普遍，也有部分一年一熟的春花生。近年来麦茬、油菜后作花生开始发展，一年二熟面积逐年扩大。宜种植普通型丛生中熟、珍珠豆型品种， 在黄泛区等砂土地区，可种植普通型短蔓生品种，在黄河故道及黄泛区的砂土区，徐淮丘陵、平原地区， 淮北地区的中部地带的大面积低产的砂姜土等地区可适当恢复和发展花生。4陕豫晋盆地亚区 主要是麦行套种花生，亦有部分春花生。宜种植普通型丛生中熟和珍珠豆型品种。渭河滩地可发展花生， 河南南阳地区亦可发展。长江流域花生区 为我国春、夏花生交作， 以麦套花生为主的产区。1长江中下游平原丘陵花生亚区 栽培制度主要是二年三熟的麦行套种花生，冬闲地春花生很少。宜种植普通型丛生中熟和珍珠豆型品种。江苏的沿江高砂土地区，江淮丘陵的大片较为瘦薄的稻田和旱地，可恢复、发展花生。2长江中下游丘陵花生亚区 栽培制度普遍推行一年二熟制， 部分种植在冬闲地上，湘、赣两省南部有部分秋花生。宜种植珍珠豆型品种。3四川盆地花生亚区 栽培制度以二年三四熟， 麦茬或豌豆茬（或豌豆行间套种）为主，亦有一年一熟的春花生。为提高产量， 近年来麦行套种花生有发展。宜种植普通型丛生中熟和珍珠豆型品种。4秦巴山地花生亚区 栽培制度为一年二熟和二年三熟， 花生以在玉米行中套种为主，亦有部分春花生。 宜种植普通型丛生中熟和珍珠豆型品种。东南沿海花生区 是我国种花生历史最早，又能春、 秋两作的主产区。栽培制度以一年二熟、一年三熟和二年五熟的春、秋花生为主， 海南岛等地还可种冬花生。有水旱轮作、旱地轮作、间种、套种等多种形式。宜种植珍珠豆型品种。在劳力紧张的丘陵旱坡地可种普通型蔓生品种。 由于广东省低产水田面积较大，若有计划地与花生轮作，发展花生大有潜力。云贵高原花生区 为我国“立体花生”种植区。 栽培制度以一年一熟为主，部分地区为二年三熟或一年二熟。宜种植珍珠豆型品种。黄土高原花生区 主要是解放后发展的花生区。 栽培制度为一年一熟。一般而言，横山、志丹、 黄陵一线以南宜种植珍珠豆型品种，以北宜种植多粒型品种。东北花生区 为早熟花生区。1辽吉丘陵平原花生亚区 栽培制度一年一熟。宜种植珍珠豆型和多粒型品种，南部地区可种植普通型品种。2吉黑平原花生亚区 栽培制度为一年一熟的春花生，宜种植多粒型品种。嫩江、牡丹江、松花江、绥化和合江等地区， 有近千万亩砂土地，若能开发利用510种花生是完全可行的。西北花生区 是各区中花生种植面积最少的灌溉花生区。 栽培制度为一年一熟。根据积温情况、花生不同生态类型品种适宜气候区和需要，安排适宜类型品种。无灌溉不能种花生。3.全国生产概况我国花生面积常年350450万hm2，单产25003000kghm2，总产10000kt左右，居世界第一位。2001年我国花生面积和总产分别达到463l khm2和14583kt，创历史最高记录。全国划分为7个花生区：北方大花生区；南方春秋两熟花生区；长江流域春夏花生区；云贵高原花生区；东北早熟花生区；黄土高原花生区；西北内陆花生区。其中3个区合计花生面积占全国的97，是我国花生主产区。北方大花生区包括山东、河北和北京市全部，河南、安徽、江苏的淮河以北地区，山西省南部，陕西省秦岭以北的关中渭河流域，辽宁的辽东半岛和辽西地区。全区花生面积约占全国花生的5060。本区盛产大花生，与纬度相近的美国弗吉尼亚北卡罗来纳花生产区，同为世界仅有的两个大花生产区。本区山区丘陵多为春花生地膜覆盖，黄河冲积平原多为麦套花生，一年二熟。 南方春秋两熟花生区包括广东、广西、海南、福建、台湾5省(自治区)，以及湘、赣南部，面积约占全国的30，为全国第二花生主产区。本区花生品种几乎全为珍珠豆型早熟中粒品种。一年两季；春花生3月播种7月收获，秋花生8月播种11月收获，海南岛南部还可再种一季冬花生。 长江流域春夏花生区地处南、北两大花生区之间，包括川、鄂、湘、赣、皖、苏、浙等7省的全部或大部，以及陕、豫的南部。花生是本地区仅次于油菜的油料作物。 就省(自治区)而言，山东省常年花生播种面积80万hm2左右，单产3500kghm2左右，总产超过2500kt，年出口量300kt左右；河南省近几年花生生产发展迅速，面积也超过70万hm2，总产2000kt左右。两省面积和总产占全国的40以上。河北、广东花生面积均超过30万hm2，花生种植面积在10万hm2以上的省(自治区)依次是广西、四川、安徽、江苏、江西、湖南。4.山西花生生产概况山西省属北方大花生区，有成片适于种植花生的沙土地，气候条件也基本适合花生生育的要求。山西省各地、市较早就有花生的种植，其中尤以南部及中部地区较多。近几年来，山西省花生生产随着生产条件的改善、新品种的更新及育苗移栽、地膜覆盖和配方施肥等技术的提高，出现了大面积的高产田和小面积的超高产田。花生的总播种面积及总产量都呈逐步上升趋势。常年播种面积28千hm2，总产5万t，单产2000kg/ hm2左右。花生在制取油脂、制取花生蛋白、生产花生仪器以及在花生贸易出口时，都需要对花生进行预处理加工。花生的预处理主要包括花生的剥壳和分级、破碎、轧胚和蒸炒等。花生在加工或作为出口商品时，需要进行剥壳加工。花生在制取油脂时，剥壳的目的是为了提高出油率， 提高毛油和饼粕的质量，利于轧胚等后续工序的进行和皮壳的综合利用。传统的剥壳为人力手工剥壳，手工剥壳不仅手指易疲劳、受伤，而且工效很低，所以花生产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳。花生剥壳机的诞生在很大程度上改变了这种局面，使花生产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行剥壳，从而大大地减轻了农民的体力劳动，同时还提高了花生剥壳的效率。花生脱壳机是将花生荚果去掉外壳而得到花生仁的场上作业机械。由于花生本身的生理特点决定了花生脱壳不能与花生的田间收获一起进行联合作业，而只能在花生荚果的含水率降到一定程度后才能进行脱壳。随着花生种植业的不断发展，花生手工脱壳已无法满足高效生产的要求，实行脱壳机械化迫在眉睫。12 花生脱壳机械的发展我国花生脱壳机的研制自1965年原八机部下达花生脱壳机的研制课题以来，已有几十种花生脱壳机问世。只进行单一脱壳功能的花生脱壳机结构简单，价格便宜，以小型家用为主的花生脱壳机在我国一些地区广泛应用，能够完成脱壳、分离、清选和分级功能的较大型花生脱壳机在一些大批量花生加工的企业中应用较为普遍。国内现有的花生脱壳机种类很多，如6BH一60型花生剥壳机、6BH一20B型花生剥壳机、6BH一20型花生脱壳机等，其作业效率为人工作业效率的2O60倍以上。锦州俏牌集团生产的TFHS1500型花生除杂脱壳分选机组一次能实现花生原料的脱壳、除皮、分选，是一种比较先进的花生后期生产机械。伟民牌6BH一720型花生脱壳机带有复脱、分级装置，采用搓板式脱壳、风力初选、比重分离清选等装置，具有结构紧凑、操作灵活方便、脱净率高、消耗动力小等特点。6BK一22型花生脱壳机是一种一次喂料就可完成花生脱壳工作的机械，经风力初选、风扇振动、分层分离、复脱清选分级后的花生仁可直接装袋入库。6BH一1800型花生脱壳机械采用了三轧辊混合脱壳结构，能够进行二次脱壳。而随着我国花生产业的进一步调整，花生产量逐年增加，花生的机械化脱壳程度将大幅提高，花生脱壳机械将拥有广阔的发展前景。花生剥壳的原理很多，因此产生了很多种不同的花生剥壳机械。花生剥壳部件是花生剥壳机的关键工作部件，剥壳部件的技术水平决定了机具作业刚花生仁破碎率、花生果一次剥净率及生产效率等重要的经济指标。在目前的生产销售中，花生仁破碎率是社会最为关心的主要指标。八十年代以前的花生剥壳机械，破碎率一般都大于8%，有时高达l5%以上。加工出的花生仁，只能用来榨油，不能作种用，也达不到出口标准。为了降低破碎率而探讨新的剥壳原理，研制新式剥壳部件，便成为花生剥壳机械的重要研究课题。从六十年代初，开始在我国出现了封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式花生剥壳机。自1983年以来，在已有的花生剥壳部件的研制基础上，我国又相继研制了多种不同结构型式的新式剥壳部件，其主要经济技术指标，特别是破壳率指标大有改善。以下介绍一下我国上个世纪几种主要的花生剥壳部件1封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式花生剥壳部件图 1-1六十年代初， 我国在吸收国外技术的基础上，研制了TH-340型花生剥壳机，其剥壳部件是在一个圆筒上镶上若干根纹杆组成的封闭式纹杆滚筒，下面装有若干根圆钢条组成的栅条式凹板，如图1-1所示。在该机构中花生进口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作时，花生果在滚筒的推动下由进口向出口端运动，在滚筒和凹板的冲击、挤压、揉搓作用下直接脱壳，花生受列剥壳机的直接搓擦作用，系强制脱壳，故破碎率高。剥壳时， 直径同凹板栅缝一样大小的单粒果及双粒果便从栅缝中分离出来，所以一次剥净率低，最高80。为了将混在一起的花生仁和未脱果分离开来，采用栅条式凹板的剥壳机一般要配置分离机构。后来研制并生产的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剥壳机，结构与其大同小异，剥壳质量均不理想。2 封闭橡胶板滚筒，直立橡胶板式剥壳部件该机的剥壳部件是由封闭胶辊和直立胶板组成，剥壳原理系挤压式，如图1-2所示图1-2作业时，花生果在胶辊的推动下，通过剥壳间隙(520毫米)，由胶辊和胶板的挤压作用脱壳，避开了剥壳部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5以上。另外，因直径小于剥壳间隙的小果未经剥壳便被分离出来，故一次剥净率很低，只有30%左右。所以不得不增设循环机构，以使花生经多次挤压脱壳，致使机器结构复杂、庞大，造价较高。3 开式纹杆滚筒，编织凹板式花生剥壳部件剥壳部件采用了由两根金属纹杆组成的开式纹杆滚筒和用编织丝网制成的编织凹板，其结构如图1-3所示图1-3作业时，花生果在滚筒的推动下，受挤压揉搓脱壳，该结构与封闭滚筒式不同，花生果受到开式滚筒的搅拌作用，剥壳力带有柔性，故其破碎率较低，可控制在3%-5% 。另外，与栅条式凹板不同，因系编织网孔凹板，剥壳时，只有直径小于网孔尺寸的单粒瘪果末脱壳而被网孔分离，双粒长果则漏不出来，仍被剥壳，故剥净率较高。4 立式剥壳机构剥壳部件采用了由两根扁钢条焊接而成的立式转子，下面装着用编织丝网制成的编织平底筛，该剥壳部件如图1-4所示。图1-4在剥壳室内，花生果受立式转子的推动而相互磨擦，从而达到剥壳的目的，此方法系柔性揉搓剥壳。实践证明，该机破碎率较低，可控制在3以下。其缺点是由于采用立式传动， 故传动机构较为复杂。5 开式扁条滚筒，编织凹板式花生剥壳部件采用了由三根扁钢条制成的开式扁条滚筒，和用编织丝网制成的凹板结构，如图1-5所示。作业时，花生果在扁条的推动下随滚筒转动，在滚筒和凹板之间形图1-5 成一个活动层，花生果在该活动层内互相揉搓而脱壳。由于在该机构中，避开了剥壳部件的直接挤压， 冲击的作用，而是花生搓花生，系柔性剥壳，故破碎率较低， 该机鉴定时实测破伤率(破碎率+损伤率)为091。另外脱净率及生产效率等指标亦较理想。13 花生脱壳机械的研究应用现状目前国内花生脱壳机从其脱壳原理、结构和材料上基本可分为以打击、揉搓为主的钢纹杆钢栅条凹板 以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒一一橡胶浮动凹板两大类，但脱壳质量均不高，破损率都大于8 %，剥出的花生米只能用于榨油和食用，满足不了外贸出口和作种子的要求。探索先进的脱壳原理是解决脱壳机现存问题的重要途径。131 目前花生脱壳机采用的脱壳原理目前应用比较广泛的花生机械脱壳原理有以下几种。撞击法脱壳 撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力，使外壳破碎而实现脱壳的目的。其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组成的离心脱壳机。甩料盘使花生荚果产生一个较大的离心力撞击壁面，只要撞击力足够大，荚果外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。当荚果离开壁面时，由于外壳具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，荚果所受到的弹性力较小，运动速度也不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。撞击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果。影响离心式脱壳机脱壳质量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构特点等。碾搓法脱壳 花生荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使荚果的外壳被撕裂而实现脱壳。其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆盘剥壳机。荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒沿径向向外运动，也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦力；同时，磨片上的牙齿不断对外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并与壳仁脱离，达到脱壳的目的。该种方法影响因素有，荚果的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。剪切法脱壳 花生荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作用，外壳被切裂并打开，实现外壳与果仁的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为主要工作部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板，刀板座呈凹形，带有调节机构，可根据花生荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转鼓旋转时，与刀板之间产生剪切作用，使物料外壳破裂和脱落。主要适用于棉籽，特别是带绒棉籽的剥壳，剥壳效果较好。由于其工作面较小，故易发生漏籽现象，重剥率较高。该种方法影响因素有，原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大小等。挤压法脱壳 挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反，转速相等的圆柱辊，调整到适当间隙，使花生荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳。荚果能否顺利地进入两挤压辊的间隙，取决于挤压辊及与荚果接触的情况。要使荚果在两挤压辊间被挤压破壳，荚果首先必须被夹住，然后被卷入两辊间隙。两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒破损率和脱壳率高低的重要因素。搓撕法脱壳 搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的。两只胶辊水平放置，分别以不同转速相对转动，辊面之间存在一定的线速差，橡胶辊具有一定的弹性其摩擦系数较大。花生荚果进入胶辊工作区时，与两辊面相接触，如果此时荚果符合被辊子啮人的条件，即啮人角小于摩擦角，就能顺利进入两辊问此时荚果在被拉人辊间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，荚果又受到两辊面的法向挤压力的作用，当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大，荚果受压产生弹性 塑性变形，此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。影响脱壳性能的因素有，线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。132 新型脱壳技术压力膨胀法 原理是先使一定压力的气体进入花生壳内，维持一段时间，以使花生荚果内外达到气压平衡，然后瞬间卸压，内外压力平衡打破，壳体内气体在高压作用下产生巨大的爆破力而冲破壳体，从而达到脱壳的目的。主要影响因素有，充气压力、稳定压力维持时间、籽粒的含水率等。真空法 将花生荚果放在真空爆壳机中，在真空条件下，将具有相当水分的荚果加热到一定温度，在真空泵的抽吸下，荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除，其韧性与强度降低，脆性大大增加；真空作用又使壳外压力降低，壳内部相对处于较高压力状态。壳内的压力达到一定数值时，就会使外壳爆裂。激光法 用激光逐个切割坚果外壳。试验显示，用这种方法几乎能够达到100%的整仁率，但因其费用昂贵、效率低下等原因，很难得到推广。133 花生脱壳机械的工艺研究在脱壳技术方面，除了在原理和设备上进行研究外，人们还在工艺上进行了研究以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量。分级处理 物料的粒度范围大，必须先按大小分级，再进行脱壳，才能提高脱壳率，减少破损率。水分含量 花生荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响，含水率大，则外壳的韧性增加；含水率小，则果仁的粉末度大。因此应使花生荚果尽量保持最适当的含水率，以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异，即外壳含水率低到使其具有最大的脆性，脱壳时能被充分破裂，同时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，可减少果仁破损率。134 花生脱壳机械存在的问题目前我国在花生脱壳技术研究方面一直没有大的突破，资金投入也不足，脱壳部件的研制仍在2O世纪90年代初的技术水平上徘徊，所以在脱壳性能上并没有很大的提高。由于机械脱壳时对花生仁的损伤率偏高，用于种子和较长期贮存的花生仁至今仍是手工剥壳。脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题： 脱壳率低，脱壳后的果仁破损率高，损失大。 机具性能不稳定，适应性差。 通用性差，利用率低。 作业成本偏高，多数是单机制造，制造的工艺水平较低，同时能耗较高。 有些产品仅进行了样机试制或少量试生产，未进行大量生产性考核和示范应用，作业性能及商品性等方面还存在不少问题。14 花生脱壳机械研究重点我国加入WTO以来，国内外关于花生脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现有花生脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对花生脱壳机械在生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。141 提高花生脱壳机械的通用性和适应性提高花生脱壳机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前，许多花生脱壳机械只是针对某一花生品种和所在地区的生长环境来设计，其通用性、兼容性和适应性较差。提高花生脱壳机械的通用性和兼容性，使研制的花生脱壳机械通过更换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工。研制通过变换主要工作部件即能满足不同坚果脱壳作业需要的脱壳机具，并提高制造工艺水平，降低制造成本，以适应不同加工企业的需要。花生脱壳机械能否适应这种发展趋势，将直接影响到花生脱壳机械能否更好的推广应用与健康发展。142 提高机械脱壳率,降低破损率对花生脱壳机械的关键技术与工作部件进行重点攻关，改革传统结构，研究新的脱壳机理，优化结构设计；同时在整体配置上进一步改进和完善，提高脱壳率，降低籽仁破损率。目前国内外的花生脱壳机械均存在脱壳率和破损率之间的矛盾，处理好这一关键技术将关系到花生脱壳机械的发展前景。143 提高机械脱壳自动化程度 向自动控制和自动化方向发展大多数机具目前仍依赖人工喂料或定位，影响了作业速度和作业质量。因此应通过机电一体化手段，开发设计自动喂料、自动定位脱壳装置，保证均匀喂料与有效定位，实现机组自动化操作，进一步提高作业精确性和作业速度，提高产品质量与生产率，满足部分大、中型加工企业的需要，以开拓国内和国外市场。新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于花生机械的研制开发中，随着液压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展，许多复杂的机械机构、动力传递、笨重的材料和落后的工艺将逐渐被取代。减轻重量，减少阻力，简化操作，减少辅助工作时间，延长使用寿命，降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于脱壳机械的设计制造。随着国内外高新技术的进一步发展，如何将这些高新技术更好的应用到实际生产中，也是目前花生脱壳机械需要尽快解决的问题。15 花生脱壳机械应用前景展望花生生产机械化是农业现代化的重要组成部分，是农业和农村经济持续快速发展的重要保证，近年来，花生机械装备总量不断稳步增长，作业水平进一步提高，社会化服务规模不断扩大，虽然目前花生脱壳机械化水平较高，但是多应用于经济发达地区与示范推广区，并且小型机械多、大型机械少，低档机械多、高性能机械少。在一些地区，用作种子和特殊用途的花生仁仍采用传统的手工剥壳，劳动生产率低，区域性发展不平衡。进入21世纪，我国花生生产机械化开始了新的发展阶段，农业结构调整发生了新的变化，也对花生机械的发展产生了积极而深远的影响，不仅拉动了新的有效需求，而且构筑了适合花生生产机械化发展的新舞台，为花生生产机械化真正成为农村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件。在一些地区推进花生生产机械化的过程中，相继出台了鼓励和扶持农民购买花生机械、开展花生机械作业服务的优惠政策和措施，调动了农民购买花生机械的积极性，形成了新的市场需求。随着花生种植业的不断发展，国内外对花生深加工产品的需求不断增大，提高花生脱壳机械化作业水平成为必然。花生脱壳机在提高劳动生产率，减轻劳动强度方面起到了积极的作用，促进了花生加工业的科技进步，为花生脱壳机械的发展提供了空间。2 刮板式花生去壳机的结构及工作原理21 刮板式花生去壳机的结构根据刮板式花生去壳机的剥壳原理可知道，花生是从上至下依次经过集料斗、剥壳箱、栅格、下箱出口、比重分选筛、分选口，花生仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构的依据就出来了。设计过程是从上往下，从花生的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱，集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，花生必须经过刮板的撞击和挤压作用才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。花生经过刮板的撞击和挤压进行剥壳后，要经过位于剥壳箱底部的栅格，于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼，将其固定在剥壳箱的下半箱内。花生穿过栅格后经过剥壳箱底部的出口往下落，在下落过程中，设计一个风机的吹入口，其作用是将经过剥壳的花生壳与花生仁进行分离，重量稍重的不被风吹走，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道，通道的底部设计成一定角度，经过分离的花生仁往下落，落入比重分选筛上，然后比重分选筛运行，从而使花生仁上行，而未脱壳的花生则下行流入二次脱壳通道，经风机作用这些花生再次进入脱壳机进行二次脱壳，最后花生仁在比重分选筛的上行口得到收集。为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图2-1所示。图2-122 工作原理刮板式花生去壳机以前也称为刀笼剥壳机，是借助转动轴上的刮板与笼栅的挤压和打击作用，将花生果外壳破碎的一种机械设备，其特点是结构简单、操作方便。其结构如图2-2所示。它主要由进料机构、剥壳机构、分选机构和支承机构等部分组成。图2-2花生果进入存料斗后，经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内，与高速旋转的刮板相互碰撞，在刮板的锤击下，花生壳发生破裂，从而进行第一次剥壳。部分花生果在下落过程中没有与刮板发生碰撞，有些发生碰撞了而花生壳却未撞裂，这部分花生落入到由圆钢棒排列成的栅格上，由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个花生果，因此花生果将在落入栅格的同时被刮板再次锤击和挤压，从而使这些花生果的果壳也被压碎。剥壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下，在下落的同时，受到风机吹来的经调节好的气流作用，果壳因重量轻而被气流送入集壳通道，而花生仁因重量大，继续往下落到比重分选筛上，经比重分选筛后花生仁上行，未脱壳的花生落入通道中，经风机作用再次进入脱壳机中进行二次脱壳，从而达到了壳仁分离且剥壳率较高的目的。3刮板式花生去壳机主要部件的结构设计刮板式花生去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，刮板式花生去壳机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。31设计前各项参数的确定 311 刮板的半径及转速初定刮板的旋转必须确保能将部分花生壳撞碎，当花生果与钢质物体相对速度达到5时，可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。如图3-1所示，花生下落位置在之间，设计时采用最小碰撞半径为计算半径 式(3.1)取半径R=250mm，则由式（3.1）结论：R=250mm，n=382.2r/min 312 刮板所需功率计算根据公式可计算出刮板所需的功率刮板对花生做功 式(3.2)图3-1：刮板改变花生的动能：刮板改变花生的势能 式(3.3) 式中 花生果的初动能（J） 花生果的末动能（J） 花生果的初速度(m/s) 花生果地末速度(m/s) 根据所给产量要求 20-30kg/min,即平均0.417kg/s,此为花生仁的产量，折合花生果产量为0.417/纯仁率,根据国家标准，江苏所处地理位置可取花生的纯仁率为69%,折合花生果产量为0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量。花生接触刮板时初速度设为1m/s，方向向下，脱离刮板时速度为15m/s,方向向左，脱离刮板时相对初位置高度为500mmt=1sm=0.604kg/sR=0.5m 式(3.4) 加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量，P也不会超过500W。为计算电动机的所需工率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设、分别为滚动轴承和V带传动的效率，于是有 式(3.5)电动机所需功率不会超过700W，由于给定电动机的功率为1.5kW，远大于此计算值，故所给电动机的功率完全符合要求。313 传动方案拟定由于刮板式花生去壳机的工作轴旋转速度较高，达到可有两种选择，第一种是采用一级V带传动，第二种是采用两级混合传动，而很明显的，若采用两级传动方案，将会致使机器的结构复杂，而且成本升高，所以选用一级V带传动。314 电动机的选择根据所给的功率及同步转速，可选用的电机型号有两种 Y90L-4型 和 Y100L-6型根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比，现将此两种电动机的数据和传动比列于下表表3-1方案号电机型号额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min总传动比 i1Y100L-615100094024592Y90L-415150014003663由上表可知：方案1总传动比虽小，转速低，但价格高，作为家用机械的电机不是太合算，故选择方案2，即电机型号为Y90L-4。查表得此种电动机的中心高H=90mm，外伸轴径为24mm，轴的外伸长度为50mm。315 传动装置的运动和参数计算轴的转速轴的输入功率轴的转矩 式(3.6)式中 轴的转矩(N.m) 轴的输入功率(kw)3.2 电机与刮板转子轴之间的V带传动设计首先列出设计的基本条件电机型号：Y90L-4额定功率：1.5kw转速：=1400r/min传动比：=3.663假设每天运转时间t<10h1.确定计算功率 式(3.7)式中 计算功率（kw）传递的额定功率（例如电机的额定功率kw）工作情况系数由文献13表14.1-12查得 2选择V带带型根据、查文献13,由表14.13确定带型为A型3.确定带轮基准直径查文献13,由表14.118和表14.119在主动轮基准直径系中选取，从动轮基准直径为 式(3.8)按表圆整得 验算带的速度 式(3.9)因此所选带的速度合适4确定中心距a和带的基准长度 初取中心距 式(3.10)查文献13由表14.17选择带的基准长度计算实际中心距a 式(3.11)5验算主动轮上的包角 式(3.12)主动轮包角合适 式(3.13)式中 包角系数长度系数单根V带的基本额定功率单根V带的额定功率的增量由,=2.333查文献13表14.117d和表14.1-13得 ，代入数值，计算取z=37.计算预紧力查文献13表14.114得:： 式(3.14)8计算作用在轴上的压轴力 式(3.15)式中 带的根数 单根带的预紧力 N 主动轮的包角 ( °)代入数值计算得 9.V带轮的结构尺寸计算及选用带轮材料选用HT200根据基准直径的大小选用不同的带轮类型，小径带轮采用实心式，大径带轮采用轮辐式，主要结构尺寸如表