《核桃外皮清理机结构设计》10000字

核桃外皮清理机结构设计目录TOC\o"1-2"\u摘要 -PAGE2-第三章外皮清理机的设计3.1外皮清理机的整体结构核桃外皮清理机主要拥有的几大功能分别是去皮、洗涤、精洗有非常好的作用。与此同时这个设备还具有进料口、出料口、出青皮口、清洗淋水管等辅助机构。通常人们把收集来的核桃倒入进料口，在通过进料口内的旋转轴进行圆周运动将物料送入设备内部，再通过刀刃将核桃的大块的青皮切削掉，被去除的青皮等废料经过滚筒一点一点滑落到相对应的排污口排出。假如设备堵塞的话，可以把滚轮上的螺钉拆下来就可以进行清理,当然了每几组刀中间都会有些间隙，物料放去过多得时候会有部分物料从间隙处掉落下滑，只有减小刀片和连杆之间的阻力，这样才会有限的防止电机过载。在工作刀处理完表皮后，再通过一定线性路线滚筒的作用下设备的主轴运动的同时向前运动，并进入粗滚筒。粗洗滚筒它的设计方式需要一些不要同大小的设计出不同的圆筒，这样才能让不同规格的大小的核桃，让没处理干净青皮的核桃在通过相对摩擦在通过洞口滑落下去。而且粗洗筒的最上部有喷水的淋水管，在由水冲刷下将核桃继续进行清理处理在通过多方位角度对核桃表皮反复清洗。再进入精洗滚筒中通过毛刷去除刚刚步骤下存在核桃表面的粉末，同时也利用到了淋水管的水，使其粉末等废料被洗刷出来。最后，所有的废料从排污口排除，经过清理外皮的核桃由出料口排出，这样就可以代替人工手工去进行核桃去皮作业，提高了生产效率。电机2.张紧轮3.主轴4.轴承5.进料口6.去皮滚筒上盖7.粗洗滚筒8.喷淋水管9.精洗滚筒10.出料口11.机架12.排污口13.去皮滚筒下盖图3-1外部结构图图3-2内部结构图去皮拨料组15.钢丝刷组件16.精洗板组件3.2外皮清理机的清洗原理在核桃去除剥离了大型绿色皮肤后，核桃会被推进粗洗滚筒中，这时候核桃的表面还是很有可能大面积的外表皮，而此时核桃会被会被钢刷刷，擦，击中的方式完整的去掉所以外表面不应该有的东西。钢刷安装的时候需要进行卸置安装不光光是为了处理核桃的时候方便，还是为了在处理核桃的时候给轴一个向前的力，当核桃达到一定的高度的时候，就可以进入下一个面进行刷洗。完成初步加工后进入精加工，物料被推入精洗滚筒，水管、毛刷等方式把物料最后留在上面的产留物进行处理，最后进入出料口内。如图3-3所示图3-3清洗工作原理图3.3外皮清理机的典型方法当代市场中主要去皮的方式有：（1）切削式脱青皮机：它的作业方式主要是核桃被刀刃进行挤压，通过刀刃进行处理，最后在通过钢刷进一步处理，这样就能达到相对应的去皮效果。这样的设备可以从外部进行调成螺丝来调整刀片的位置，这样的好处是针对不同大小的核桃均可以进行作业。（2）滚筒式脱青皮机：结构方式属于鼠笼滚筒的方式，主要方式属于通过设备滚筒的旋转产生的压力来达到去皮的效果，为了加大机械有效程度可以添加足够的钢刷。而滚筒中的卡槽是为了更好的分离皮与壳。这样的方式效果是比较好，但是不具备连续性，而且及其污染环境还需要进行第二次的加工处理，实际使用性不怎么好，整体效率也不好3.4外皮清理机的青皮含水率因为设计需要所以我们对核桃的含水程度进行一定的测试，通过文献的查询我们得出核桃表面的总体含水程度能到达百分之90以上，但是其表皮的厚度会越来越薄，表皮的水分越少表皮越难处理。当核桃处于成熟其的时候表皮的颜色从绿色一点一点的变成黄色直到水分能达到百分之50左右，这个时候壳与皮越来越难分离。第四章传动装置的设计与选用4.1电机的选择通过装置的工作标准选用合适的电动机，查阅相关的文献得出核桃的大概平均重量m=0.06kg，设备中的有两个拔杆他们的距离大概是0.5m。处理核桃需要的力33N左右，以下为动能定理：（4-1）（4-2）其中上式中：m—每个青皮核桃的质量（kgv—拨料板线的速度（m/sn—拨料板的转速（m/sD—拨料组件的直径（mF—刀片对青皮的切割力（N△S一青皮核桃受到切割的相对位移（m）；去皮力＜F＜破壳力去青皮转速160r/min~235r/min，主轴的转速185r/min由公式4-2计算得拨料板的线速度为：（4-4）公式4-3得单个青核桃去皮所需要功率为：参考数据：生产效率：600kg/h,机每秒可以脱净0.17kg核桃，设备总功率：（4-5）当清洗的时候功率会小于需要的功率，为了能够确保设备正常运转总体功率取三倍左右：（4-6）查《机械设计手册》得型号Y100L-6符合作业，表4-1所示：表4-1电机参数电机型号满载转速（r/min）同步转速（r/min）质量（kg）4.2传动比的确定总传动比为：（4-8）V带的传动比，初步取i=5.2。4.3带轮的确定为了能够确保传送动力的稳定性，带的承受能力需要选取比较好一点的。首带的功率不计因为它是和电动机相互连接的，次带的功率能达到：（4-9）P—传递到皮带上的功率（kw）；—电机功率（kw）；—带的传递效率；经查文献得数据：数据（4-10）主轴上的输入功率为1.38kw，假如工作时长为8小时，确定计算功率P：查表得:（4-11）式中：p—输出功率（kw）；—工况系数1.1；P—电机传递功率（kw）；求得：（4-12）（2）选择V带型号：依据p、n、电动机属性，查《机械设计基础》得到，其中最适合的型号为A型。（3）确定大带轮d2，小带轮d1的基准直径：查《机械设计基础》得，d1不可以小于75mm，所以我们悬着主动轮时直径d1=75mm，从动轮基准直径d2为:（4-13）（4）验算带的速度:（4-14）（4-15）因此所选带的速度合适。（5）中心距a与v带的基准长度Ld的确定：（4-16）符合：（4-17）根据公:(4-18)式中：—带的基准长度（m）；—带轮中心距（m）；—小轮直径（m）；—大轮直径（m）；求得：Ld查的选取Ld=2240mm因此可以计算出实际中心距a：（4-20）（6）验算主动轮上的包角α；包角公式为:(4-21)则，主动轮包角：。（7）计算V（4-22）《机械设计手册》查得：根据A型带，取单根V带的额定功率单根V带的额定功率增量，根据包角α=154.84°，取包角修正系数，根据A型带，=2240，取普通V带的带长修正系数将数值代入上式中，经计算可得：因此取z=24.4轴的校核为了能在设备作业时零件能更好的作用于核桃外皮清理机的转矩，设计轴的最小直径公式为：最小直径：（5-10）式中：d—主轴最小直径（mm）；τ—轴的许应扭切应力（MPa）；p—轴上所得功率（kw）；n—轴的转速（r/min）；C—轴用材料和承载情况确定的常数；轴的转速:n=180r/min轴的输入功率:p=1.38kw求轴的转矩：（5-11）求得：将已知数据带入公式算轴的最小直径：主轴最小直径轴。将它们假设成长方形进行计算设计。针对危险界面做弯矩合成强度校核计算应力：（5-12）直径为d的轴，弯曲应力为,扭矩切应力其中抗拒截面系数，取。则轴的弯矩合成强度条件为：（5-12）因此该轴可以满足强度要求保障正常工作。第五章外皮清理机的其他零件设计5.1拨料板斜置角度的计算通过本文上面的阐述，了解到核桃外皮清理设备运转的时候会有多一些因素进行影响，当然了首先是三维尺寸和含水量环境等多方面的因素，核桃的含水情况越高去皮越困难，水越少越容易附着力不同，具有关数据表明核桃的成熟时间根据表皮的眼神从绿色一点一点演变成黄色水分达到百分之55的时候核桃和表皮最容易分开，还有影响因数的是滚筒的速度还有的就是料板的角度等。图5-1不同采收期对核桃去青皮效果的影响中国的核桃类型众多，经过不断的研究和观察获得一定的三维尺寸。下列是壳的青皮核桃的直径尺寸所示：表5-1三种核桃中尺样品号温185新新2扎343青皮核桃硬皮核桃青皮核桃硬皮核桃青皮核桃硬皮核桃155.139.849.136.357.138.8251.438.348.735.556.838.3354.639.249.736.657.639.2由表5-1得的平均尺寸如下：核桃的平均直径d1：硬壳核桃的平均直径d2：皮厚b1=7.7mm：核桃体积V1：（5-1）式中：—青皮核桃平均体积（mm）；r—青皮核桃平均半径（mm）；硬壳核桃平均体积V2为：青皮平均体积V3为：（5-2）去皮设备刀的体积尺寸：每圈去除青皮量V4为：每刀去皮量刀数n1=V3式中：—核桃在滚筒内最小切割圈数；—青皮平均体积；—每圈去除青皮量；去皮滚筒对核桃的有效去皮长度为=1000mm，则每圈需轴向进给距离为167mm。主轴所需工作转速为N=180r/min，轴向进给速度=N×3=501mm/s。对置拨料板及连杆有效直径已知为mm；有效周长为：π—圆周率（取3.14）；—拨料杆有效直径（mm）；（5-4)式中：—核桃在滚筒内线速度（mm/s）；—滚筒有效周长（mm）；N—主轴所需工作转速（r/min）核桃在滚筒内的运动如图5-2所示图5-2核桃运动分析（5-6）为拨料板倾角去皮拨料板的斜置角度最大为，该机器设计为，在规定空间内。5.2进料机构将料斗口尺寸设计为上大下小棱形的形状，这样主要为了入料的时候更加方便，这样的话物料会随着自身重量缓缓下落，更方便的设备的使用。为了有效的防止物料在刀和进料口中间夹缝中溢出，就在进料斗最下面设计一个小的垂直引导板同时还能有效的防治物料在旋转的时候卡主。为了进料口更加方面拆卸把它固定在机架上。把斜板的夹角设计为30度的，主要原因核桃物料都属圆形或者椭圆形，物料自身具有向下的惯性自由落体，所以不管是美观还有综合条件都达到需要的。通常来说设备在作业时生产效率Q=600kg/h。已知直径为=53.38mm，料口时间为：（5-7）推出：t=2ℎ（5-8）因此，核桃生产率：（5-9）其中上式中：；；Ψ—0.3−0.40；（m）；T（s）；（kg）；带入数据得：Q=计算得：a·b=0.32m2，取a=200mm，b=160mm。图5-3料斗示意图5.3圆筒式表皮分离筛的设计圆筒式表皮分离筛由栅条与筛环构成，栅条间隙跟出料口当中所产生的尺寸对核桃外皮清理机作业时影响非常大。棚条缝隙小的话，会对核桃设备产生清理不完整的情况，不能更有效的分离；栅条间隙大的话，会造成核桃在栅条之间掉落。根据上文的研究确定了大概厚度为7.7mm的尺寸，设定棚条的间隙为10mm。若间隙的尺寸设计大的话会对核桃无法去皮，间隙小的话物料的破损程度会大大提高，核桃选定直径尺寸为51.7～57.6mm，壳直径36～39.8mm，所以我们设计间隙尺寸为38mm。图5-4圆筒式分离筛5.4机架设计机架的主要作用是支撑承载的作用，为了使受载力均匀机架设计为20×20mm、20×60mm。如图5-5。机架总尺寸设定为：长：2600mm宽：900mm高：1440mm图5-5机架结论本设计主要根据“核桃外皮清理机的研制”为基础备案，研究并设计核桃去皮及清理等方式主要零部件主要工作如下：（1）确定设计该机构实现的目标：机构生产效率为600kg/h，去青皮效率。（2）通过查阅相关文献得到各种青皮核桃、硬壳核桃的三维尺寸，计算求得青皮核桃和硬壳核桃的平均三维尺寸，由青皮的平均厚度为7.7mm，从而确定筛筒间隙的大小为10mm，查阅文献知核桃青皮的含水率会直接影响青皮在硬壳核桃上的附着力，进而影响外皮清理机的效果，选定青皮含水率为55%-65%时去青皮效果最佳。（3）设置传动机构，选用Y100L-6电动机，选用A型V带传动，V带数量为2条，计算中心距，验算包角。设计内部结构，例如进料口、去皮滚筒、粗洗滚筒、精洗滚筒、喷淋水管、出料口等装置。（4）使用CAD画出二维工程图。本文设计研究的去核桃青皮机器刀片、钢刷、毛刷等易损件都为螺栓紧固，方便更换，简单的结构使得维修较为简单，使用者可自行拆装，非常适合农家实用。由于客观条件的原因，未能对本次设计的核桃去青皮机构进行实物测验，但是本文的研究对今后各类核桃的去皮和去壳的设计与改进都有很好的参考价值。参考文献[1]李时珍.本草纲目：下册[M].北京：人民卫生出版社，2012,.[2]陈斌，宁德鲁.美国核桃产业发展综述及其借鉴[J].林业调查规划.2011,3（36）：98-105.[5]William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