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1、塔里木大学毕业设计11绪论1.1课题研究的意义随着食品工业的快速发展, 花生的利用向着多样性方向发展, 花生的精深加工也成为花生果仁高效综合利用的必然途径。花生除了简单直接食用和榨油外, 也被用来制作各种风味的花生仁、花生糖、花生酱、花生牛奶饮料, 也可配制在其他原料中作风味料。花生仁是由红色外衣和籽仁组成。红衣主要是纤维组织和止血素, 而花生中的油脂、蛋白质等营养素都集中在籽仁中 1。无论是从花生中提取蛋白粉, 还是提高花生榨制出浓香型花生油的档次, 都需将花生果经剥壳后再去掉花生果仁上的红皮(俗称红衣), 这是制作上述食品及原料加工过程中不可缺少的关键工序之一 2。为此，我们需要设计与试制
2、一种花生脱红衣机来出去花生红衣为后续的工作做准备。全套图纸，加1.2国内外花生红衣脱皮机的发展现状1.2.1国内花生红衣脱皮机的发展状况目前, 国内大多数花生脱红衣设备的脱皮原理主要采用一对辗辊或皮带相互间的动静运动实现摩擦辗搓 3。其中辗辊辗搓方式是一对辗辊反向差速旋转来搓擦花生仁使红衣从花生籽仁上剥落皮带辗搓方式是摩擦胶带与固定胶带组成加工楔形区 45, 利用两胶带的挤压力和剪切力的综合搓撕作用, 将花生红衣与籽仁分离 6。按碾辊所用材料可分为: 橡胶辊和金属基体的表面采用树脂并粘有石英砂的脱皮辊等。1.2.2国外花生红衣脱皮机的发展状况国外类似产品的脱皮机有三种类型: 鼓式、盘式和辊式。
3、虽然形式各异, 但工作原理是相同的,都是通过转鼓与衬板, 圆盘与挡板以及辊- 辊(壁)之间的相对运动而达到脱皮的目的。鼓、盘、辊筒的表面凹凸不平, 靠起伏的钝齿对物料的摩擦把表皮除掉, 从而分离出果仁。如一种用于咖啡豆的辊筒脱皮机 7, 可以作为花生脱红衣机设计参考。其主要部分是一个固定的、带孔的机体, 内部是带突齿的辊筒。进料斗的下面是螺旋推进器, 使物料向前运动。水经辊筒的中心引入,对物料起清洗作用。操作时, 物料进入机器后, 受到辊筒与外壳的摩擦, 首先将果皮脱去, 排出机体。物料继续受到摩擦力作用, 同时受到水的冲洗, 到排出口时, 尘杂等亦被全部除去 8。1.3国内外花生红衣脱皮机存
4、在的优缺点塔里木大学毕业设计21.3.1国内花生红衣脱皮机存在的问题分析归纳市场上现有的花生机械脱红衣设备, 主要存在以下几个问题: 由于现有设备大都采用辗搓式, 对辊加工区域较小, 故加工量小( 100200kg /h 左右) , 产量低； 受辗辊材料、对辊间隙等因素影响, 所加工的花生仁整仁率低、破损较大； 现有机械脱皮设备多为针对某种原料特定加工设计的, 故其通用性和配套性较差 7。1.3.2国外花生红衣脱皮机存在的优缺点使用这种设备可得到优质、不受损伤的果仁, 但对操作调试的精细度要求很高, 机器耗用的动力较大。该脱皮机要配18. 4 kW的动力, 主要优点是: 处理量大( 3000k
5、g /h) , 辊筒转速较低。而一般盘式脱皮机只需配2. 22. 9 kW 的动力 9。1.4花生红衣脱皮机的研制及发展前景1.4.1花生红衣脱皮机的研制根据目前国内与国外的花生红衣脱皮机械的对比可以看出国内的花生红衣脱皮机械简单、实用、价格低，但是由于现有设备大都采用辗搓式, 对辊加工区域较小, 故加工量小( 100 200kg /h 左右) , 产量低； 受辗辊材料、对辊间隙等因素影响 , 所加工的花生仁整仁率低、破损较大； 现有机械脱皮设备多为针对某种原料特定加工设计的, 故其通用性和配套性较差。国外的花生红衣脱皮机械处理量大( 3000kg /h) , 辊筒转速较低。而一般盘式脱皮机只
6、需配2. 2 2. 9kW 的动力。但是结构复杂、成本高、更换零件麻烦。因此这就继续我们研制出一种结构简单成本低而且效率高、红衣脱皮效果好的花生红衣脱皮机械。该课题的主要研究内容有：根据现有花生红衣脱皮机的特点，设计出一种成本低结构简单效率高地花生红衣脱皮机械，并利现有的软件对其进行强度分析和优化设计 10。设计花生红衣脱皮机械的整体结构，主要由电动机、减速器、活动与固定胶带、平面运动筛、皮带、动力传动装置和转向装置等组成。电动机提供动力，通过联轴器与减速器连接，分别为活动的胶带和平面运动筛提供动力。工作部件由e和平面运动筛组成。e花生红衣脱皮机械的基础参数，参考国内和国外红衣脱皮机械的参数，
7、要尽量减小功率消耗。根据选定的有关参数，由经验公式计算出花生红衣脱皮机械所需的功率，根据该功率选择电动机型号。该课题应用的研究方法：理论设计、绘制模拟样机并进行仿真模拟。1.4.2花生红衣脱皮机的发展前景花生目前较多地用于制作各种风味的花生仁、花生糖、花生酱和蛋白粉等。花生果经剥壳后，去掉花生仁面上的红衣，则是制作上诉食品及原料过程中不可缺少的工序。国内已有个别厂家生产花生脱红衣机，但需经水泡后才能脱去红衣，这不能满足经烘烤后脱去红衣再生产各种食品的要求。为此，我们需设计与试制一种新型的花生脱红衣机。此新型花生红衣脱皮机是干法脱去红衣因此可以满足经烘烤后脱去红衣再生产各种食品的要求,生产效率高
8、，脱净率高，劳动强度低。可以广泛的应用于花生红衣的脱去中。1.5预期目标（1）整机结构简单，质量轻，尺寸小，机动性好。（2）电动机为动力源，造价低、可靠性高、使用简便。（3）适于不同大小的花生粒的脱皮，有利于减轻劳动强度，提高工作效率和生产率，对提高花生红衣脱皮机械化作业的水平有一定的价值。1.6重点研究的关键问题及解决思路该机动力源电源，通过电动机通过联轴器以及减速器，减速器连接传动机构工作，花生红衣脱皮机械应该能对不同大小的花生粒进行脱红皮（1）选择动力,设计传动装置和胶辊工作装置的位置来实现花生仁和红衣的脱离。（2）通过分析，设计脱完红衣的花生仁和红衣的分离装置。根据花生仁和红衣的比重不
9、同利用负压的原理把花生仁和红衣分离开来。（3） 运用AutoCAD软件，绘制二维零件图和装配图。（4） 运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。1.7工作条件及解决方法塔里木大学位于南疆中心位置，花生种植有一定的面积，而且在农大小市场或者超市出售花生的很多，这为项目开展提供了便利的原材料。这是本项目顺利实施应具备的良好塔里木大学毕业设计3外部科研环境。塔里木大学机械电气化工程学院拥有先进的实验室和加工设备，校内拥有优良的硬件环境和雄厚的师资力量这些都为课题的实施提供了保障。本课题的主要动力来源是电动机，经过传动部分，从减速器中输出的圆周运动来带动皮带轮，通过皮带轮的传动带动摩
10、擦胶带的转动。利用活动摩擦胶带和固定摩擦胶带搓擦的原理实现花生仁和红衣的脱离。经过脱离的花生仁和红衣及少量破碎花生仁统一经过花生仁与红衣分离的吸气管，在吸气管中根据花生仁和红衣的比重不同，利用风机转动时产生的负压把红衣和花生仁及少量破碎的花生仁分离开来，红衣则被吸入红衣收集装置。此时的花生仁、破碎的花生仁和少许的红衣会落到振动筛上，通过振动筛的振动，少量的破碎花生仁会穿过筛孔掉落到破碎花生仁的收集装置。被分离出来的花生仁和少许红衣则处在筛孔上方并向下滑行，当滑到花生仁和红衣的分离管时，花生仁和红衣进行再一次的分离。分离管中的花生仁则落入花生仁收集装置，红衣则通过分离管的引导与第一次被分离出来的
11、红衣汇合被统一导向红衣收集装置。被收集的红衣再用于其他用处。通过上述的原理来制作干法花生红衣脱皮机，以此来实现花生仁与红衣分离的目的。2基本结构、原理及主要技术参数经过反复的考虑、研究和讨论，确定花生红衣脱皮机的总体机构，包括动力机构、动力传送系统、分离机构、调节机构、红衣收集机构及控制机构等。2.1花生红衣脱皮机结构花生红衣脱皮机的总体方案图如图2-1所示图 2-1 花生红衣脱皮机的总体方案图花生红衣脱皮机是一种组合式设备。它实质上是由红衣与花生仁分离装置、花生仁与胚芽分离装置和红衣收集与除尘风网系统三大部分组成。主要包括进料装置； 塔里木大学毕业设计4红衣与花生仁分离装置； 花生仁与胚芽分
12、离装置；红衣收集与除尘风网系统；机械传动系统及机架等组成。红衣与花生仁分离装置, 由活动摩擦胶带、固定摩擦带、摩擦带间隙调节机构、活动摩擦带托辊装置和张紧调节机构组成。活动摩擦胶带与固定摩擦胶带间形成一楔形空间, 两带的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大红衣与花生仁分离的摩擦力。俩胶带均采用白色无毒橡胶材料,由专门模具经流化等工艺压制而成。花生仁与胚芽及少量碎仁分离装置, 主要由筛体、单层长方形孔筛板、筛体振动曲柄连杆机构,弹性吊杆及减震机构组成。红衣收集及除尘风网系统, 主要由风机、红衣与花生仁摩擦分离装置出口侧风罩、筛面中段伞形罩、筛面出口侧风罩、筛下物出口侧风罩、旋风除尘器、成品花生仁、胚
13、芽及碎仁出口和料斗等组成。机械传动系统, 主要由电机、减速器、皮带轮与皮带等组成。红衣与花生仁摩擦分离装置和振动筛共用一个动力系统, 故结构紧凑。花生红衣脱皮机机构如图2-2所示。图2-2 花生红衣脱皮机1、喂料装置 2、花生红衣脱皮装置 3、红衣与空气分离装置4、风机 5、红衣收集管道 6、振动筛主动轮7、变速箱 8、电机 9、红衣收集装置10、破碎花生仁出料口 11、脱完红衣的花生仁的出料口2.2花生红衣脱皮机工作原理花生红衣脱皮机的工作原理如图2-3所示塔里木大学毕业设计5图 2-3 花生红衣脱皮机工作原理经供烤后带红衣的花生子粒进入料斗内, 由下料挡板控制花生粒均匀在淌板上流过, 调节
14、料门即可调节花生子粒的流量。经过挡板的花生粒进入固定与活动摩擦胶带形成的楔形区, 在活动胶带的带动下, 花生粒受到两胶带的搓撕作用, 在挤压力和剪切力的综合作用下, 红衣与花生仁分离。红衣与花生仁分离的效果, 可通过改变固定与活动摩擦胶带的间隙大小进行调整。分离后的花生仁、部分红衣和胚芽及少量碎仁从两胶带出口经风网吸气部分左支管下段落到筛面上。在下落过程中, 大部分红衣和灰尘被逆向风吸走。由于筛面上物料呈下行体制运动, 因而, 筛上物既花生仁从振动筛出口进入右支管, 最后呈成品流出；筛下物既胚芽和碎仁经筛孔落至筛底板上, 由出口流入分离斗, 最后经垂直管流出而得到收集。风网系统中的左、右支管汇
15、集至风机的入口, 被捕吸的红衣和灰尘由风机排出, 再经旋风除尘器最后得到收集。风网吸气部分左右支管中共有三个侧吸罩和一个伞形罩, 右支管中的两侧吸罩的捕吸速度, 可调整风门开启大小进行调节；左、右支管中的风速和风量可由两旋阀进行调节。2.3主要技术参数根据设计要求和设计思路，主要技术参数如表1所示。表1 主要技术参数参数项目 数据外形尺寸（长宽高）（mm） 161112802412生产量（kg） 250活动胶带速度（m/s） 0.9振动筛频率（r/min） 254振动筛振幅（mm） 5风网系统风量（m 3/h） 1300风压（kPa） 1.96脱皮装置宽度（mm） 451动力额定转速（r/mi
16、n） 15002.4活动摩擦胶带与固定摩擦胶带的结构与分布活动摩擦胶带固定在两个圆柱形的滚筒上，滚筒的直径为182mm 。活动摩擦胶带的周长为914mm，宽为451mm。活动摩擦胶带绕在两个滚筒上，并将活动摩擦胶带张紧。两个滚筒的中心固定在一根轴上，轴的两端装有滚动轴承，轴承固定在箱体上，这样两个滚筒塔里木大学毕业设计6就可以绕着中心旋转，并且带动活动摩擦胶带顺时针旋转。固定摩擦胶带固定在箱体上。固定摩擦胶带的上方有间隙调节装置，可以调整固定摩擦胶带与滑动摩擦胶带之间的距离。滑动摩擦胶带与固定摩擦胶带之间的缝隙是楔形状，这样花生可以由大到小的进入脱皮去，使脱皮效果更好。滑动摩擦胶带的表面不是光滑的，而是设计成具有凸凹的表面，这样是为了增加滑动摩擦胶带的摩擦系数，以增大摩擦力，使脱皮效果更显著。2.5楔形区大小的确定花生米的平均大小长最大处直径为：15mm9mm。所以楔形曲的最小距离应略小于9mm。经计算最小距离设定为6mm。由于花生米从进料装置处进入，花生米的排列
