花生去皮机设计

1、青岛农业大学海都学院本科生毕业论文设计题 目： 花生去皮机设计 姓 名： 系 别： 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化专业 班 级： 学 号： 指导教师： 201 年 6 月18日毕业论文设计诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文设计是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文设计作者签名： 日期： 2021年 6月 18 日 毕业论文设

2、计版权使用授权书本毕业论文设计作者同意学校保存并向国家有关部门或机构送交论文设计的复印件和电子版，允许论文设计被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文设计全部或局部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文设计。本人离校后发表或使用该毕业论文设计或与该论文设计直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文设计作者签名： 日期： 201 年 6 月 18 日指 导 教 师 签 名： 日期： 201 年 6 月 18日目 录 TOC o 1-2 u 摘要 PAGEREF _Toc265161278 h IAbstract PAGEREF

3、_Toc265161279 h II第一章 绪论 PAGEREF _Toc265161280 h 1研究的目的和意义 PAGEREF _Toc265161281 h 1国内外的研究概况 PAGEREF _Toc265161282 h 2本文的主要研究内容 PAGEREF _Toc265161283 h 3第二章.总体方案确实定 PAGEREF _Toc265161284 h 42.1 技术要求 PAGEREF _Toc265161285 h 4设计方案选择及总体结构 PAGEREF _Toc265161286 h 4第三章 主要零部件尺寸及传动比的初步确定 PAGEREF _Toc265161

4、287 h 7第四章 辊子链传动系统的设计 PAGEREF _Toc265161288 h 94.1 链的设计 PAGEREF _Toc265161289 h 94.2 链轮的设计 PAGEREF _Toc265161290 h 9第五章 电动机的选择及v带传动系统设计 PAGEREF _Toc265161291 h 13电动机的选择 PAGEREF _Toc265161292 h 135.2 V带一的设计 PAGEREF _Toc265161293 h 145.3 V带二的设计 PAGEREF _Toc265161294 h 175.4 V带轮设计 PAGEREF _Toc265161295

5、 h 19第六章 轴的设计轴承的选择及生产率计算 PAGEREF _Toc265161296 h 216.1 轴的设计 PAGEREF _Toc265161297 h 216.2 轴承的选择 PAGEREF _Toc265161298 h 23第七章 结论 PAGEREF _Toc265161299 h 25参考文献 PAGEREF _Toc265161300 h 26致谢 PAGEREF _Toc265161301 h 27花生去皮机设计摘 要花生去皮是花生进行深加工的主要工序之一。目前，花生的去皮虽开始依靠机械进行，但生产率较低，而且劳动的强度较大。本文设计了一种小型机械式花生去皮机，它主

6、要由进料斗、振动进料通道、两外表转动线速度不同的橡胶辊、出料通道等部件组成。工作时，动力通过皮带和链带动着两橡胶辊转动，在橡胶辊的上方有一进料斗，工作时，将花生放入进料斗中，通过进料通道的振动将花生送入两橡胶辊之间，两橡胶辊对其进行挤压和摩擦，从而到达去皮的目的。去皮后的花生从出料通道流出。该设计结构合理，工作平安可靠，生产率可达200kg/h。关键词：花生；去皮；橡胶辊；挤压；摩擦Design of a Machine for Dry-typeRemoving the Skin of Peanut AbstractSkin removing of peanuts is one of the

7、main working procedures during the peanuts are deeply processed. Currently, much labor is needed to remove peanuts skin because of the lower efficiency of production even if some machines are used. A new type machine for removing the skin of peanuts is designed in this paper; it is made up by a feed

8、 hopper, a vibration feeding channel, two rubber rollers which superficial line speeds are different and a leaving materials channel. When it working, the electric motor impetuses two rubbers rollers rotation through the leather belt and the chain. The peanut are putted in the feed hopper which is a

9、bove the rubber roller. The peanut are sent in the space between the two rubbers rollers which extrude and rub the materials to achieve the goal of removing the skin. After removing the skin, peanuts output from the leaving materials channel. The design of the structure is reasonable, safe and depen

10、dable and the productivity can reach up to 200kg/h.Key words: peanut；removing the skin；rubber roller；extrusion；friction 第一章 绪 论本研究的目的是为花生的脱皮提供一种有效的工具，为花生的深加工提供条件。花生仁是最重要的植物油脂及植物蛋白质资源之一，是世界上研究最广的用以制取食用蛋白的油料籽实。花生除经简单的加工就可食用外，经深加工还可制成营养丰富、色、香味俱佳的多种食品和保健食品。然而我们也不能忽略花生仁种衣在加工中的不利影响，由于种衣含有儿茶酚、单宁及多种色素，会使花生制

11、品色泽变深，附在种衣上的胚芽含有皂苷等四种苦味成分，严重影响花生制品的口感和外观。另外种皮上含有大量的灰尘、微生物，所以多数花生制品(例如花生饮料、花生组织蛋白、花生酱、花生糖果、花生豆腐等) 的加工都需经过脱皮(连带去胚芽)这一工序1。花生脱皮是增加浸出设备处理量、降低花生干残油的一个行之有效的手段。花生中皮壳含量一般在5%8%，而皮壳自身的脂肪含量不超过1%。皮壳进入浸出器，浪费了设备的有效浸出空间。一旦在浸出前将皮壳脱除(即使是一局部)也能节省浸出器的有效体积，从而增加浸出设备的处理量，同时降低花生干的残油量。在相同的处理量下，可以减少生产过程中的能量消耗和提高浸出毛油的质量2-4。花生

12、果有很高的营养价值内含丰富的脂肪和蛋白质。据测定花生果内脂肪含量为44%-45%,蛋白质含量为24%-36%，含糖量为20%左右。并含有硫胺素、核黄素，尼克酸等多种维生素。矿物质含量也很丰富，特别是含有人体必须的氨基酸，有促进脑细胞发育，增强记忆功能。约有8%的种皮，90%的子叶和2%的胚芽，其中种皮主要含纤维。在花生浸出制油过程中增加脱皮工艺，使豆仁中的蛋白含量随着脱皮量的提高而增加。花生由于其资源丰富、蛋白含量高、营养全面等特点， 5。花生在中国一直被当作一种次要的经济作物对待。但是，经过改革开放后20多年的开展，特别是国际花生研究和花生加工技术的进步，国内外花生生产情况发生了很大变化，使

13、人们不得不重新认识花生的营养价值和经济地位。中国目前已成为世界花生的生产、消费和出口大国，花生总产量和出口量均占世界第一，是我国为数不多的具有明显竞争优势的出口创汇农产品，年出口量占世界出口市场的42%,花生油占国内食用油消费的25。欧美科学家、科研机构和农业部门新近研究证实花生具有平衡膳食，预防心血管病、糖尿病和肥胖，抑制癌症生长和抗衰老的防病保健功能。地中海健康膳食广泛使用花生，美国心脏病学会大力提倡食用花生油，哈佛大学设计出深受欢送的花生减肥食谱，这些研究和消费引导促使美欧食用花生的消费量连年上升。我国花生及其制品的消费量，不及其他亚洲国家和地区，更不及西方兴旺国家，食用花生的消费空间有

14、待开发。花生脱皮机对花生的深加工有着重要的意义，花生深加工的首要工序就是对其脱皮。虽然不对其进行脱皮也可以进行加工，但是加工出来的产品的品质与脱皮后加工出来的品质相差很大，他们的经济效益就相差很大，在今天这个经济社会必须提高其经济效益，所以有必要设计出高效、经济的脱皮机械。花生加工经历了由机械压榨制油到浸出法制油6，在目前应用于生产的有带皮浸出和脱皮浸出两种工艺，而脱皮浸出工艺在国外普遍采用，在国内才刚刚起步，其原因主要有三方面：其一，因没有详细的资料和测试数据，很多油脂加工厂认为脱皮的经效益不如不脱皮浸出的效益好；其二，生产工艺技术及设备还不尽完善,脱皮率低,脱皮过程中花生损失大,同时电耗增

15、加较多 7。现有的花生仁脱皮工艺有：湿法脱皮、旋转脱皮法、空气冲击脱皮法、碱法脱皮法、过氧化氢法脱皮1。这些脱皮工艺或多或少存在一些缺点，所以有必要设计出一种新型脱皮机械。目前国内乃至世界范围内只有少数一些的企业拥有花生脱皮机的研究，至于花生脱皮机的生产那就更少了。这些机器中还有很多有着各种各样的缺点，例如花生的脱皮率不高、对花生有损伤等。这些缺点严重影响了花生深加工产品的质量。所以现在很有必要研究出一种符合生产实践的机器，以能够克服上述缺点，从而使加工出来的产品质量得到提高。目前国内机械脱除花生红衣大都用湿法，其脱皮率只有70%左右，且有电耗大、操作不方便等缺点。为此，有必要研制一种花生红衣

16、干法脱除机。该设备应具有脱皮率高、破碎率低、籽仁质量好、耗电量低、操作方便等特点，是当前花生红衣脱除的理想设备。该机要能适用于乳白花生、花生奶、花生酱、花生饮料、各种花生糖及各种儿童花生小食品的加工生产，其主要功能是对经烘烤后的花生米通过摩擦作用而进行脱皮加工.并进行花生仁、皮的别离。要求脱皮及仁、皮别离效果好，整仁率高。这种机械要对脱皮工作高效、经济地进行，要减少对花生的损伤以及破碎率。本文主要研究内容是在参阅和查找现有的花生去皮机的有关资料的根底上进行一定的创新和改进，使机器的性能得到一定的提升，设计出一台比拟先进，在一些方面得到改进的新型机械。2.1 技术要求生产率要到达每小时去皮160

17、200Kg，脱皮率大于96%，破碎率小于5%。设计方案选择及总体结构方案选择设计方案论证：方案一：图2-1 去皮方案一方案一是通过两橡胶辊的相对转动来实现脱皮，两辊的线速度不相同，存在着相对运动，利用相对运动到达去皮的目的。如图2-1。方案二：图2-2去皮方案二方案二是通过支架的旋转运动使花生与箱子的内外表发生摩擦，利用这种摩擦作用到达去皮的目的。方案三：图2-3去皮方案三方案三是通过两橡胶板相对运动，两运动的方向总是相反的，其中一个向左，另一个那么向右，通过平行运动的摩擦作用到达去皮的目的。如图2-3。将三种方案进行比拟：方案一的原理比拟简单，结构也较简单，方案较好。方案二存在的问题是在重力

18、的作用下，容器中各局部的花生去皮的效果不同。方案三有一缺点是花生的进料和出料比拟麻烦，问题不好解决。综合比拟三方案：方案二、三都有缺点，方案一没缺点，而且结构比拟简单，所以选择方案一作为设计方案。方案一可通过增大或缩小两橡胶辊的间距来到达去除不同大小的花生皮的目的，由于采用橡胶辊比拟柔软，所以破碎率较低，去皮的效果较高。 总体结构如下列图2-4所示：总体结构是在机架的中部安装上两个相对滚动的橡胶辊，橡胶辊之间的缝隙可以调整，用于不同大小的花生，这两橡胶辊的外表线速度是不同的。橡胶辊要进料，所以在橡胶辊上方要有进料容器，在进料容器和橡胶辊之间要有进料通道，并且进料通道要能够振动以防堵塞，这就需要

19、设计一振动机构，所以选择偏心轮；在橡胶辊的下方要有一出料装置，并且在出料过程中可以将皮和仁分开，所以出料装置两边都开口，其中一边向外出仁，另一边可以安装一吸风机，将皮吸出，没有风机也可以皮和仁不分开，最后用人工进行别离。选用电动机作为动力源，电动机通过带轮和v带带动带轮转动，为防止两橡胶辊打滑，所以两橡胶辊上要用链传动，所以总体结构根本可以确定出来：电动机通过皮带传动带动带轮，此带轮往后传动分两局部，一局部用皮带带动偏心轮转动，有利于进料，防止堵塞，另一局部通过链传动带动两橡胶辊的转动，链传动可以防止打滑现象的出现，并且传动准确可靠，在链传动中可以设有张紧轮。 图2-4机器的总体结构第三章 主

20、要零部件尺寸及传动比的初步确定由于花生颗粒的大小不一定，所以去除花生皮的两橡胶辊的直径的大小要根据花生颗粒的大小来确定。两橡胶辊的直径不能太小，太小会出现花生在两橡胶辊之间打滑，不能挤过橡胶辊，达不到去皮的目的；太大又会占用很大的空间，而且机器也会笨重。所以两橡胶辊的直径要比拟小，而且又能够使花生去皮。要去皮两橡胶辊的外表线速度要不同，选用直径稍有差异的两橡胶辊。选用一橡胶辊的直径为，另一橡胶辊的直径为摩擦去皮机辊子的外表线速度一般为10选取较慢的橡胶辊的外表线速度为假设两橡胶辊的长度为 单位花生的充满系数为经试验得出一个花生的重约每个花生所占的面积约为根据生产率为的要求求出两橡胶辊的长度所以

21、取两橡胶辊的长度为即可满足生产率的要求初步选取小橡胶辊上的链轮的分度圆直径为大橡胶辊上的链轮的分度圆直径为确定出链的转速为两橡胶辊之间的间隙称为轧距，它比谷粒的厚度小。为了保证砻谷过程中所需的压力，设有轧距调节机构10。此机器两橡胶辊之间的间隙可以根据花生的大小进行适当的调整。初步选取主动小链轮的分度圆直径为电动机上的带轮外径为大带轮的外径为小带轮的外径为电动机上带轮与大带轮的传动比大带轮与小带轮的传动比主动小链轮与小橡胶辊上的链轮的传动比主动小链轮与大橡胶辊上的链轮的传动比现已初步确定出主要工作零部件的主要尺寸及传动比，根据初步确定的这些主要尺寸计算出其精确尺寸及传动关系。第四章 辊子链传动

22、系统的设计4.1 链的设计辊子链传动的功率(1)选择链轮齿数选择主动小链轮的齿数从动链轮的齿数张紧链轮的齿数(2)确定计算功率计算功率 单位为kw传递的功率 单位为kw根据功率p和小链轮转速n功率 小链轮转速选取链条节距根据图中各链轮的位置选取链节数4.2 链轮的设计(1)链轮齿形：选用三圆弧一直线齿轮或称凹齿轮(2)链轮的结构：因为链轮的直径都较小，所以制成整体式(3)链轮的材料：采用35钢，经正火后硬度可达160200HBS4链轮的根本参数及主要尺寸节距 套筒最大外径 排距 内链板高度主动小链轮的主要尺寸分度圆直径 公式4-1齿顶圆直径 公式4-2分度圆弦尺高 公式4-3齿根圆直径 公式4

23、-4尺侧凸缘直径 公式4-5从动轮中的较大链轮的主要尺寸分度圆直径齿顶圆直径取整数为136mm分度圆弦齿高齿根圆直径尺侧凸缘直径从动轮中较小链轮的主要尺寸分度圆直径齿顶圆直径取整数为87分度圆弦齿高齿根圆直径尺侧凸缘直径张紧轮的主要尺寸与从动轮中较小链轮的主要尺寸相同。第五章 电动机的选择及v带传动系统设计图5-1机器的传动结构如上图所示电动机的功率分成了两局部其中一局部功率损耗有：链传动 闭式 开式v带传动 取滚动轴承球轴承 三对 另一局部功率损耗有：v带传动 取 两个v带 滚动轴承球轴承两对 脱皮两橡胶辊受到的力是链轮的转速是 公式5-1 公式(5-2)工作机主轴上的转矩 转速 公式(5-

24、3)电动机的总功率所以可取电动机功率转速取为查有关手册，确定使用电动机型号为：5.2 V带一的设计(1)确定计算功率(2)选择带型：选用普通v带根据计算功率 小带轮转速选Z带型(3)确定带轮的基准直径和初选小带轮的基准直径 即 选验算带的速度 公式(5-4)计算从动轮的基准直径(4)确定中心距和带的基准长度初定中心距 公式(5-5)取所需带的基准长度 公式(5-6)根据 选取中心距 公式(5-7)中心距的变动范围为 公式(5-8) 公式(5-9)(5)验算主动轮上的包角 公式(5-10)(6)确定带的根数 公式(5-11)所以应该选用两根v带7确定带的预紧力 公式5-12(8)计算带传动作用在

25、轴上的力 公式5-13=5.3 V带二的设计V带一的从动轮即v带一上的大带轮就是v带二上的主动轮主动轮的基准直径从动轮的基准直径 确定中心距和带的基准长度初定中心距取所需带的基准长度根据中心距中心距的变动范围为验算主动轮上的包角确定带的根数所以 应选一根v带确定带的预紧力计算带传动作用在轴上的力5.4 V带轮设计1带轮的材料带轮的材料采用铸铁 材料牌号为HT2002结构尺寸因为此机器上的三个带轮的尺寸都比拟小，所以采用实心式。所选v带为z型，所以v带的槽型也为z型。基准宽度节宽基准线上槽深基准线下槽深槽间距第一槽对称面至端面的距离最小轮缘厚带轮一宽 公式5-14带轮二宽带轮三宽带轮一外径带轮二

26、外径 公式5-15带轮三外径轮槽角 机械设计157页表8-10带轮一 带轮二 带轮三 第六章 轴的设计轴承的选择及生产率计算6.1 轴的设计轴的材料选用45钢主动小链轮所在轴的设计按扭转强度条件计算轴的扭转强度条件为9 公式6-1扭转切应力 单位为MPa轴所受的扭矩 单位为Nmm轴的抗扭截面系数 单位为mm3轴的转速 单位为r/min轴传递的功率 单位为Kw计算截面外轴的直径 单位为mm许用扭转切应力 单位为MPa由上式可得轴的直径 公式6-2为安装带轮和链轮，轴上有一处平面。这一平面对轴的强度有削弱作用应增大轴的直径，选择轴的直径为25mm。按弯扭合成强度条件计算做出轴的计算简图即力学模型作

27、出弯矩图作出扭矩图由静力平衡方程取校核轴的强度按第三强度理论计算应力 公式6-3通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力那么常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响引入折合系数，那么计算应力为 公式 6-4在这里扭转切应力为对称循环变应力 取对于直径为的圆轴弯曲应力扭转切应力将和代入上式得轴的弯扭合成强度条件为 公式6-5轴的计算应力 单位为MPa 机械设计365页15-5轴所受的弯矩 单位为Nmm轴所受的扭矩 单位为Nmm轴的抗弯截面系数 单位为mm3对称循环变应力时轴的许用弯曲应力所以此轴的强度符合条件此轴所传递的功率最大，所承受的弯矩和扭矩也最

28、大，此轴的强度符合条件，其他四轴虽有两轴直径为20mm但其受弯矩和扭矩远远小于此轴，所以其他四轴也符合强度条件。6.2 轴承的选择根据机器的实际工作情况可知轴承主要承受径向载荷的作用，选用向心轴承。对直径为25mm的轴 选用UC205轴承,P205轴承座11对直径为20mm的轴 选用UC204轴承,P205轴承座设计轴承一年更换一次轴承每天工作10小时，每年那么工作3650小时那么轴承应具有的根本额定动载荷为 公式6-6UC204轴承的根本额定动载荷为6650N637N6650N所以轴承满足根本额定动载荷要求。第七章 结 论本设计是利用两个橡胶辊的滚动使花生从两辊中间通过，两橡胶辊的外表线速度

29、不相同，利用这一快一慢两个橡胶辊的作用将皮脱去。脱皮后下落到出料装置中，在出料过程中会有一吸风机利用皮和仁的比重不同将皮吸走，仁将沿出料口流出。此机器将皮脱去的主要目的是为花生的深加工作准备，以来提高花生深加工产品的经济价值，从而提高经济效益。此机器结构比拟简单紧凑，占地面积比拟小，而生产率较高，每小时可达160200Kg。尽管此机器性能较好，但还是存在着一些问题；例如脱皮率和整仁率还有待提高。今后在提高生产率、脱皮率和整仁率以及降低破碎率方面还有待进一步的研究和改进。参考文献1张凤英，熊建华，周志娥，闵嗣璠.微波加热去花生仁种衣新工艺的研究. 食品科学，2005，263：1342于向辉,崔凤秦. 花生脱皮处理的几项优点J.中国油脂,2002,27(1)：233刘玉兰.植物油脂生产与综合利用M.中国轻工业出版社,1999，40434占佳凤，邓秋华.花生脱皮方法的比拟. 中国油脂，2003，28，2：1213 5周凤超，武喜东，石少彬，于殿宇.花生热脱皮工艺生产实践与效果分析.大豆通报，2006，180：316 汪学德，刘玉兰，张百川，杨书平，徐照勇，陈东升. 花生脱皮研究.中国油脂，2003，282：87Philip J.Mc.Kinnon. Soy Hulls for Gestating Sows-Swine Dem