刮板式花生去壳机的设计含proe三维及8张CAD图
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摘 要花生去壳机的性能直接影响到加工出的花生仁的质量。刮板式花生脱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。主要由动力装置、刮板装置、编织网孔凹板、去杂装置和机架几部分组成。本文主要叙述了去壳机主体结构的设计和计算过程 。首先,本文介绍了各种去壳机,以及花生去壳机的发展概况与应用;其次,本文确定了刮板式花生去壳机的整体设计,包括确定各零件的设计计算;接着,本文介绍了花生去壳机主体结构的详细设计,其中包括带轮,主轴,电机等具体设计和计算;最后,通过Pro/E三维设计软件设计了该刮板式花生脱壳机,并用AutoCAD软件绘制其装配图及主要零部件图。关键词:花生;去壳;刮板;结构AbstractThe performance of peanut sheller directly affects the quality of peanut kernel. The scraper type peanut sheller is a kind of mechanical equipment which breaks the peanut shell with the help of the extrusion and impact of the scraper and cage grid on the rotating shaft. It is characterized by simple structure and convenient operation. The utility model is mainly composed of a power device, a scraper device, a woven mesh concave plate, a impurity removing device and a frame.This paper mainly describes the design and calculation process of the main structure of the sheller. First of all, this paper introduces all kinds of sheller, and the development and application of peanut sheller; secondly, this paper determines the overall design of scraper type peanut sheller, including the design and calculation of all parts; secondly, this paper introduces the detailed design of the main structure of peanut sheller, including the specific design and calculation of pulley, spindle, motor, etc.; finally, through Pro / E The scraper type peanut sheller is designed by three-dimensional design software, and its assembly drawing and main parts drawing are drawn by AutoCAD software.Key words: Peanut; Shelling; Scraper; Structure目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1研究背景及及意义11.2国内外研究现状11.3我国花生去壳机存在的问题21.4我国花生去壳机研究方向3第2章 刮板式花生去壳机总体设计42.1设计要求42.2常用花生去壳原理分析42.3方案对比分析42.4总体结构设计62.4.1工作流程分析62.4.2破壳机构结构设计72.4.3风机分离机构的设计72.4.4 总体结构82.5总体参数的选定与计算92.5.1刮板的半径及转速确定92.5.2刮板所需功率计算9第3章 主要零部件的选择与设计113.1电动机的选择113.2 V带传动设计113.2.1 V带的设计113.2.2 V带轮的设计133.3主轴的设计143.3.1主轴材料的选择143.3.2初步估算最小轴径143.3.3主轴的结构设计153.3.4轴强度的校核153.4 轴承和键的选择与校核173.4.1轴承的选择与校核173.4.2键的选择与校核183.5刮板结构设计183.6半栅笼的设计183.7风机分离装置的设计193.8 机架的设计20第4章 刮板式花生去壳机的使用214.1花生去壳机操作方法与注意事项214.2花生去壳机的保存方法21总 结22参考文献23致 谢2425第1章 绪 论1.1研究背景及及意义我国是花生产量大国,而花生又是我国的主要食用油料之一,也是传统的出口产品,在国际上也享有很高的声誉。花生加工时要先把壳去去,花生去壳机是重要的加工机械之一。花生去壳机的性能直接影响到加工出的花生仁的质量。因此研制出性能良好的花生去壳机具有重要的价值和现实意义。花生去壳一般可分手工和机器去两种方法。前者去壳质量较好,出仁率也较高,我国过去出口多采用此方法。单因这种方法工作效率太低,占用劳力过多,因而近年来多由手去改用机去。机去的机械化程度虽高,但由于花生果的品种,性状,成熟程度,壳的厚度等特性不同,加之目前采用的几种去壳机和去壳工艺还有不足之处,因而花生机械去壳普遍存在着生仁破碎率高;出仁率低等问题,有待进一步研究改进。90年代以前的花生去壳机械,破碎率一般都大于5%,有时高达13%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去壳原理,研制新式去壳机,成为花生去壳机械的重要研究课题。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,实行去壳机械化迫在眉睫。1.2国内外研究现状我国花生去壳机的研制自1965年原八机部下达花生去壳机的研制课题以来,已有几十种花生去壳机问世。只进行单一脱壳功能的花生去壳机结构简单,价格便宜,以小型家用为主的花生去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去壳机在一些大批量花生加工的企业中应用较为普遍。查阅05年代以来的多种专业期刊以及其他有关资料后发现:花生剥壳机械的研究和发展不尽如人意。资料中有关花生剥壳机的研究和介绍太少。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。花生剥壳机的结构主要由机架、输送风机、输送管道、剥壳机、清选风扇、分离筛箱、出壳口、机罩、喂入斗等部分组成。花生剥壳机是花生剥壳机的关键工作机,剥壳机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。目前我国普遍采用的花生剥壳机基本上有两种类型:一种是刀笼式的花生剥壳机;还有一种是用砂盘辗谷机改进而成的花生剥壳机,我国广东,广西两省区使用颇多。 面对我国是花生的产量大国以及我国花生剥壳机械的种类和数量都少的情况,目前国内研制和推广性能良好的新型花生剥壳机械极具潜力。国内已经通过鉴定和推广使用的机型主要有:HT-340型、6BH-300型、6BH-400型、6BH-570型、6BH-600型、6BH-700型、6BHS-550型等。尽管这些机具选择的参数不同,但基本上都属于滚筒凹板筛搓擦式工作原理。其次也有挤压打击作用。花生果在剥壳机室内在滚筒转动作用下,受到反复搓擦挤压,使外壳破裂,花生仁从凹版筛条的间隙中挤出来,得到剥壳的目的。具有关资料介绍,一般破碎率大于8%,有的高达15%以上。另外由于搓擦和挤压造成的挤伤,使花生肉质遭到破坏,其红衣色泽也受到影响。这样的花生仁仅适用于榨油和食用,不宜作种子,也满足不了出口的要求。我国目前做种和出口花生仁只要是手工剥壳,占用了大量的劳动力而且劳动强度也较大。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。国外一些技术先进的国家(如美国),花生剥壳已经实现了机械化。花生剥壳作业是由加工公司来完成,剥壳设备配套比较齐全,包括输送机,清选机,去石机,剥壳机,光电精选机等。剥壳效率较高,如美国卡特公司生产的5728型五滚筒剥壳机,每小时可剥壳70009000kg,单滚筒剥壳机每小时可剥15002000kg。花生仁的清洁度和分级均匀性也比较好。可以满足榨油和食用的要求。但是剥壳机也是滚筒凹板式,采用搓擦原理,因此花生仁的破碎率也较高,一般在8%15%,不能做种子和长期存放。1.3我国花生去壳机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。去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。1.4我国花生去壳机研究方向我国加入WTO以来,国内外关于花生去壳机械的研究与推广应用日益增多,针对现有花生去壳机械存在的优点与不足,在未来的发展过程中,对花生去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。(1)提高花生去壳机械的通用性和适应性(2)提高机械脱壳率降低破损率(3)提高机械自动化程度(4)提高机械优化程度进入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。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。第2章 刮板式花生去壳机总体设计2.1设计要求为解决在花生去壳机方面我国面临的现状,本次课题设计一刮板式花生去壳机,降低花生去脱壳后的果仁破损率;提高稳定性、适应性、通用性等。2.2常用花生去壳原理分析目前应用比较广泛的花生机械脱壳原理有以下几种:(1)撞击法脱壳撞击法脱壳是原料高速运动时突然受阻而受到冲击力,使外壳破裂而实现脱壳的目的。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。(2)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,使花生荚果的外壳被撕裂而实现脱壳。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,并使壳仁脱离,达到脱壳的目的。(3)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,外壳被转鼓切裂并打开,实现外壳与果仁的分离。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。(4)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,将两辊的间隙调整到适当的大小,使花生荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳。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。(5)搓撕法脱壳搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对花生荚果进行搓撕作用而进行脱壳的。花生荚果进入胶辊工作区时,与两辊面相接触,如果此时花生荚果符合被辊子啮人的条件,即啮入角小于摩擦角,就能顺利进入两辊间。影响脱壳性能的因素主要是,线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等3。2.3方案对比分析(1)方案一:封闭式纹杆滚筒-栅条凹板式如下封闭式纹杆滚筒-栅条凹板式剥壳机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2-1所示。图2-1 封闭式纹杆滚筒-栅条凹板式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,剥壳质量均不理想。(2)方案二:封闭橡胶板滚筒-直立橡胶板式该剥壳机是由封闭胶辊和直立胶板组成,剥壳原理系挤压式,如图2-2所示图2-2 封闭橡胶板滚筒-直立橡胶板式作业时,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,避开了剥壳机的揉搓作用,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)方案三:立式剥壳机构该剥壳机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,该剥壳机如图2-3所示。图2-3 立式剥壳机在剥壳室内,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。(4)方案四:刮板式刮板式花生脱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1-1所示。它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。图2-4 刮板式刮板式花生去壳机具备撞击法,碾搓法,剪切法和挤压法的特点,所以脱壳效率很高,效果好。1通过上述对比分析,本次设计的花生去壳机采用性能优良的方案四:刮板式花生去壳机。2.4总体结构设计2.4.1工作流程分析运行过程是从上往下,从花生收集开始,花生进入去壳箱。经过刮板的挤压和撞击后才能进行去壳,有些没有被去壳的花生留在栅格上面再次经过刮板碾搓和挤压进行去壳。刮板和栅格间隙称为去壳间隙,去壳间隙影响破碎率和生产率。半笼筛栅条与栅条间隙影响破碎率和脱净率。把栅条做成半笼筛固定在去壳箱内,去壳后花生壳和花生仁经过半笼筛下落,同时受到风机吹来的风,把花生壳吹到收集斗。花生和花生仁因为比较重下落到惯性筛上,惯性筛把花生和花生仁分开。花生仁在惯性筛的作用下从过滤网一边收集起来。收集起来的花生在换一次间距小一点的半笼筛进行去壳。其结构简图如图2-2所示。图2-5 刮板式去壳机工作流程图2.4.2破壳机构结构设计破壳机构是使用刮板与花生的撞击来实现花生的破碎工作的,如下示意图就很清楚地表达了花生在工作机构中是如何被破除外壳的。(图2-2)这个结构很充分地利用了栅笼和刮板之间的配合,栅笼中两铁棒之间的距离经过很合理的设计,这样栅笼就可以当做花生破壳的支撑点,而且还未破壳的花生就不会从栅笼之间掉下,同时刮板与栅笼之间的距离也是经过合理的设计使得不同尺寸的花生都可以被刮板敲击到而达到破壳的目的,而在破壳完成后花生在刮板旋转情况下达到壳仁分离同时也因为尺寸的减少而可以顺利通过栅笼进入下一道工艺。图2-6 花生的破壳示意图2.4.3风机分离机构的设计在上一部分花生与仁分离后经过栅笼进入了风力分离部分,其利用花生壳与花生仁的质量不同则,则选择适当型号的风机将花生壳吹离(风力太小则没效果,风力过大会将花生仁也吹走),从下图(图2-7)的示意图就可以看出由风机直接送风将花生壳吹离,但是从中也能看出风机并不能完全的解决花生壳杂质问题,还是有些不能清除。图2-7 花生去壳机风机机构示意图2.4.4 总体结构刮板式花生脱壳机是借助轴上刮板与编织网凹板的碾压搓脱作用,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2-8所示。它主要由动力装置、刮板装置、编织网孔凹板、去杂装置和机架几部分组成。1.电机 2.机架 3. 栅条笼 4.刮板 5.上箱体 6.下箱体 7.风机 8.分离装置图2-8 刮板式花生脱壳机结构简图2.5总体参数的选定与计算2.5.1刮板的半径及转速确定根据期刊可以知道当刮板转轴的旋转速度要达到确保能够将花生壳通过打击作用撞碎。从实验数据中可以看出,当刮板和花生果的相对速度达到4-5m/s时候,能够比较好的破碎花生壳的效果。根据这个实验结果来设计刮板轴的转速和刮板旋转半径。1如图2-9,当花生下落的位置基本都在板轴半径的0.5R至R之间。设计是用0.5R的最小半径设计标准设计。为了有较高的生产效率,取半径R=260mm ,v=4-5m/s由,r=0.5R, 得n=294367.5 r/min;图2-92.5.2刮板所需功率计算因为刮板式花生去壳机去壳原理是高速旋转的转轴带动刮板,对花生果进行反复打击与碰撞以及刮板和半笼筛对花生果产生摩擦和碾搓,剪切,挤压下进行的。所以脱壳功率不是简单的动能能够计算。还要考虑到空气阻力和摩擦对去壳的功率的影响。所以在就算功率的时候不能忽略。应该按照以下公式计算。Rd每脱1kg物料所需功(N.m/kg) K花生与刮板的摩擦系数; A运转消耗的功率系数 Q去壳机的加工量(kg/h)机械效率;P=(KW) 首先根据设计要求取Q=1000kg/h,根据实验数据取K=2,A=1.4 ,Rd=300 N.m/kg, =0.7计算出结果功率等于1.2kw,所以刮板花生去壳机的需要的功率应该不低于1.2kw。2。第3章 主要零部件的选择与设计3.1电动机的选择电机的选择包括的类型,选择结构,功率和速度,并确定类型的。最常用为三相交流异步电动机。所以一般来说尽量选择Y系列类型的三相异步交流电动机。特点是启动性能好,所以一般应用于要求较高的启动转矩机械。最主要的是它价格低廉,工作效率也高,可靠性好且稳定。结构简单有利于维修。但是不适合在易燃易爆有腐蚀的场所。根据计算的转轴需要的功率和转速,可以确定两种电机型号: 分别是Y90L-4型 和Y100L-6型根据电机全负荷的速度和刮板速度可以计算总传动比,在下表3-2中的数据和两个电机传动比。表3-2 传动比方案电机型号额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min总传动比 i1Y100L-615100094024592Y90L-415150014003.81从表中可以看出方案一:总传动比小,但价格高,不适用于家庭小农业机械,所以方案选择2,电机型号Y90L-4。查看机械手册可知电机的中心距H=90mm,轴外径为24mm,轴的外伸长度为50mm。总宽为180mm轴的转速:,轴的输入功率:轴的转矩: 3.2 V带传动设计3.2.1 V带的设计通过上面电动机的选择和一些相关值的计算并确定了本机械的电动机运用Y90L-4型的电动机,在上面我们已知的它的额定功率为1.5kw;同步转速为1500r/min;满载转速为1400r/min;传动比=3.81。由此将这些数据运用到通过查手册所得的计算公式,可以得到:(1)确定计算功率Pca:查手册得知=工况系数 KA=1.1则Pca=KAP=1.11.5=1.65kw(2)V带轮的型号选择V带分有普通的V带和窄V带,这些带的型号都是已经标准化了。其中普通的V带含有7中不同的型号分别是:Y、Z、A、B、C、D、E七种;而另一种窄的V带轮标准的型号就只有四种他们分别是:SPZ、SPA、SPB、SPC,根据 Pc、n1查机械设计手册的书的找到最适合的带为A型。(3)确定带轮基准直径为了减小带在工作时的弯曲应力应集中过大而采用较大的带轮直径,从而使主带轮和从带轮的尺寸都偏大些。一般我们都取dmin,根据主动轮的基准直径系中进行选取带轮直径=75mm3,则根据传动比可以算出从动轮基准直径为:从动轮直径: 由已知的功率公式P=Fv/1000可道,当要传递的功率P达到一定值时,带的速度v就会越高,根据公式可以看出所需要的圆周力F则越小,因而V带的根数就不需要那么多。由公式 所以符合设计要求(4)确定中心距a和带的基准长度:初取中心距a0=700m符合0.7(d1+d2)a0120(6)计算V带的根数z:已知,=3.81 查表得:,代入公式,计算得:Z=1.99.所以根数取2(7)通过计算求出带作用在带轮轴上的压力FQ查文献3表得(8)计算作用在轴上的压轴力代入数值计算得=678.04N。3.2.2 V带轮的设计(1)V带轮的材料:在V型带轮的材料选用时,最经常用的是HT150和HT200这两种,当电机的转速较高时(也就是带轮的尺寸较大时)可以采用铸钢或者用钢板冲压加工后再焊接而成。当功率不那么大的时候材料的选择上就比较松,可以使用铸铝或者塑料来进行。关于刮板式花生去壳机的设计所需要的载荷不大,所以可以选择HT150来作为带轮的材料。(2)带轮的结构形式:根据所使用带轮的结构尺寸的不同,V带轮通常使用的形式有:石心式、孔板式、腹板式以及椭圆轮廓的形式。小带轮由于d12.5d,其中d为带轮实际安装时的轴的轴径,因为尺寸偏小所以可采用实心式。当然看大带轮,由于大带轮由于d2400mm。则要采取措施降低其重量,所以可以可采用腹板式的带轮。(3)V带轮的轮槽设计V带轮的轮槽尺寸是与前面所选用的V带的型号相互对应得起来的,大小带轮的轮槽与V带轮的A型相应的尺寸如下表所示(表3-3)。表3-3 轮槽尺寸尺寸类型小带轮大带轮轮槽类型AAd(mm)75286基准宽度bd(mm)11.011.0基准线上槽深hamin(mm)2.752.75基准线下槽深hfmin(mm)8.78.7槽间距e(mm)150.3150.3第一槽对称面到端面距离fmin(mm)轮缘厚d(mm)1212(4)V带轮的技术要求:V带轮的各部分铸造时(轮、腹板、轮辐及轮毂)不允许有气泡、缩孔、裂缝和砂眼,在铸造过程中允许在应力不提高的前提下可以加一些凸台、腹板等机等表面有缺陷的机进行修补。(5)V带的张紧、安装及维护:V型带轮的胶带层在工作一段时间后,就会因为塑性变形和工作磨损使得V型带松弛开来,从而使张紧力变小,带轮的传动能力也随之下降,所以要定期地对胶带层进行检查,如果发现其中有一根的松紧带有损坏,则应该将全部带轮都换上新的,不能只换其中一根,因为新旧带的张紧不一会使得带轮传动不平稳。如果旧带还可以使用,应测量其长度,然后再选择与其长度相同的带进行组合使用。此处应该注意的还有带不能与矿物油酸碱等物质接触,免得使带变质;也不要把教导放在阳光下暴晒。3.3主轴的设计在花生去壳机壳部分设计中最主要的部分就是轴的设计,这轴的作用是用来支撑刮板,并使其旋转起来的机械零件同时还具有传递转矩的功能。轴在设计时组要要考虑的设计因素有力学需求和制造工艺等,其中要做的事有选择可用的合适材料,对轴的各个部分的形状尺寸进行合理的设计。并使用前面已经得出的结果主轴的参数:转速n=367.5r/min、输入功率为P2=1.35kw、转矩为35.08N.m来进行设计。3.3.1主轴材料的选择通常的轴选材上多用碳素钢与合金钢。因为这轴没有其余特殊的要求,因此根据机械设计手册可以选用调制处理的45号钢,并在其中的性能参数如下表3-4所示表3-4材料的性能参数毛坯直径mm硬度HBS强度极限B屈服极限S弯曲疲劳极限-10b-1b200217255650360300102.5603.3.2初步估算最小轴径由公式查书得知取A0=105,于是得3.3.3主轴的结构设计轴的设计包含了输出轴结构设计的合理性和全部尺寸参数的设计。首先要确定的是轴上各个零件的专配方案;其次是要对轴上零件的定位方式进行确定;接着第三步是要计算并选定各个轴段的直径和长度尺寸。轴的设计首先从V带轮的安装开始的,取d1=22。为了满足带轮的安装带轮需要固定则可以使用一端轴肩定位,此处的直径可以选择d2=28mm,V带轮的大小尺寸为50,要考虑到轴端挡圈跟V带配合而不是轴端面配合,可以减少一些尺寸故取第一段长度l1=49mm;第二段要经过轴承端盖,轴承端盖的总长度为25mm,此时端盖外端与V带轮间的距离为32.5mm,故l2=57.5mm;第三段安装轴承,根据尺寸要求选择深沟球轴承6207,故取d3=35mm, l3=17mm,第四段为轴承和刮板轴向定位,取d4=60mm,考虑刮板与壁厚距离所以取l4=28。第五段主轴上安装执行机构刮板,去刮板的直径d5=60mm,刮板架安装长度l5=500mm,因为轴的两端轴承必须一样轴承,且满足轴承的定位需要所以第6段取d6=35mm,l6=30mm。如图3-3和表3-5所示。图3-3 主轴简图表3-5 主轴各段的尺寸设计轴端名轴I轴II轴III轴IV轴V轴VI直径(mm)222835656035长度(mm)3457.52718500303.3.4轴强度的校核由结构图和弯矩的计算得出第五段轴是危险截面,载荷分析如图3-5所示,则受力计算:转矩:T35.081 N.mm ,直径:已知d=60mm。 圆周力Ft:Ft=2T/d=35.0812/0.06=1169.37N径向力Fr:Fa=Fttan/cos=1415.2N轴向力Fa:Fa =Fttan=634.4N已知AB=271.50mm,BC=286.50mm,CD=115.00mm。水平面上支撑反力:RH1=FtLBC/LAC=2367.7286.5/558=1215.7N RH2=FtLAB/LAC=2367.7271.5/558=1152.0N垂直面上支撑反力:RV1=(FrLBC+Fad/2)/LAC=(1415.2286.5+634.460/2)/558=760.7NRV2=(FrLAB-Fad/2)/LAC=(1415.2271.5-634.460/2)/558=654.4N水平面上的弯矩: MH=660.0N.m 垂直面上的弯矩: MV=394.0N.m总弯矩: = =768.7N.m扭矩: T=0.671.03=42.618 N.mm 计算当量弯矩: =768.7N.m校核轴的强度,由公式 e=Me/W=768.7103/(0.1603)=35.59MpaFr2,所以只要对左侧的轴承校核即可。查书得,fp=1.01.2,取中间值fp=1.1。则有当量载荷:p=fpFr2=1.11434.08N轴承预期寿命:Lh=103608=28800h轴承寿命计算Lh=106/60n(Cr/p)3=106/(60183.73)(25.5/1.43408)3=509998h28800由上面的计算可以看出6027深沟球轴承是可以满足要求的3.4.2键的选择与校核键的作用是将轴和轴上零件之间进行转矩的传递。有些轴的作用还有使得零件的轴向固定与移动。此处我们选用平键来将带轮的转矩传递到轴上。平键的工作面试在两侧面上,键的上表面与轮毂槽的下表面之间留有一定的间隙。由于前面我们设计的轴的直径d1=22mm,根据查GB/T 1096-2003,所以取键尺寸:bh=87,L=1890mm。根据轴的直径我们取键长度L=25mm。3.5刮板结构设计考虑到花生去壳机是利用打击和挤压脱壳原理,所以对刮板的要求比较严格,需要一定刚度和强度。况且刮板式收到断断续续的冲击。经常磨损。1根据期刊实验结果表明,刮板使用木板和橡胶板的去壳效果差,去净率在70%左右。使用钢板的去净率可以控制在95%以上。所以刮板的零件都是使用45钢制造然后用m10螺栓和刮板架相连接,让刮板有利于调整和更换。刮板结构是采用四个直钢板组合成十字型并与连接杆用螺栓连接,而连接杆则是焊接固定在旋转筒上其结构尺寸如图3-6.图3-6 刮板钢板的长和宽分别是500和130,刮板的内径和外径分别是60和70,旋转中心距是260。3.6半栅笼的设计半栅笼作用有两点,一是让去壳的花生掉落,而是让未去壳花生继续留在去壳箱继续去壳。但是我国的品种比较多,尺寸大小不相同。一般来说花生仁的尺寸在7-14mm之间。所以为了提高花生去壳机的通用性,所以我们设计的时候可以设计不同尺寸的半笼筛来适应不同品种花生。在去壳的时候可以根据不同的花生选择合适的花生。脱壳时,刮板和半笼筛形成一个活动层,该层的厚度就是刮板和半龙筛之间的距离,称为去壳间隙。去壳间隙越小,破碎率和生产效率越高。为了降低破碎率,应适当增大去壳间隙。经试验证明,去壳间隙最佳值30mm左右。考虑到不同品种的花生果大小的差异,我们将去壳间隙定为25-40mm可调,脱小果时调为25-30mm,脱大果时可调为30-35mm。4半笼筛的栅条是用两块墙板进行固定的。栅条的材料是HT150墙板材料是HT200,栅条的直径为10,长度为576mm,因为特殊作用,还需对其表面进行表面处理,可以渗碳和热处理,组成半圆笼筛,间距为。这样可以使去出来的花生仁能够过栅格,为去花生继续留在去壳箱继续去壳。半笼栅的内径为。如图3-7图3-7 半栅笼3.7风机分离装置的设计这部分的结构设计比较简单,就是利用花生仁与花生壳的重量相差很大所以就是用风的作用把质量较轻的花生壳从下图所标的花生壳出口吹出,可以看到这里设置了个当板,把飞驰而出的花生壳挡住,使其落在一定方位内,也可以在出口装上麻袋,这样方便打扫。工作时步骤也是使得花生壳与花生仁分离,即只要设计出合理的管道使得风可以通过通道传到花生与花生壳下落的位置,如下图3-8所示为分机分离机构管道。图3-8 分机分离管道3.8 机架的设计使用的机架是用焊接而成,专配比较简单。所以要对它进行模态分析以了解其结构,提高安全性。根据上面个个零件的参数设计的机架,机架的总长为为1000mm,宽608mm,高651mm,厚50mm。第4章 刮板式花生去壳机的使用4.1花生去壳机操作方法与注意事项(1)把去壳机置于宽敞、平坦的场地使用。使用前检查紧固件是否紧固,转动部位是否灵活,是否有油在轴承。(2)在使用前,要检查电源,开关必须在断开位置。(3)电机启动后,转向与机器所指方向应该一致,先让他空转几分钟,机器有没有什么问题。当机器运行正常时,可以喂入花生。(4)花生果在喂入的时候要注意有没有喂入杂质影响机器性能(6)选用花生果要干湿合适,太干花生仁破损率高,太湿影响生产率。根据 花生果大小选用半笼筛。 (7)机器运转时候不要站在皮带轮一侧避免伤到人。4.2花生去壳机的保存方法(1)机器使用一段时间后要存放机器,要清洗机器的灰尘,污垢。机器内部残留的花生壳等杂质。(2)应当把皮带拆卸下来。(4)先用柴油清洗轴承,再用黄油密封。总 结转眼毕业设计接近尾声,通过这次设计实践,对机械设计有了更全面的认识。本次毕业设计填补了以往课堂上只是公式化的解题,对于实践的工程设计计算没有具体的概念。通过此次毕业设计,使我了解很多关于花生去壳机知识。使我了解了如今国内外在这方面的许多技术,了解了花生设计的一般过程,通过对花生去壳机的主体结构设计作了系统的设计,掌握了一定的去壳机相关方面的基础。 在CAD方面也学到了更多的画法,了解了更多国标的要求和画图时容易出错的地方,同时也学会了粗糙度的和公差的查表方法。在Pro/E方面学到了更多的画法,从以前的简单建模都现在学会了较复杂的建模,例如机架的建模。这次的毕业设计也可以说是对我这几年的大学生活做出了公正的总结,同时也使为将来进入社会和入社会的工作进行了一次适应性的训练,需要锻炼的自己的能力有独立分析和解决问题的技能,可以说是一次很好地打基础的机会。总的来说此次设计中我学到了很多的东西,不仅是设计的相关知识,还有信息的收集,我相信这些能力在今后我的生活上一定可以派上很大的用处的,接下来就是大学生涯结束的时候了,我要保持冷静努力思考学习、遇事不慌遇事迎面而上。参考文献1 李建东.花生脱壳装置的试验研究D. 青岛: 青岛农业大学,2007:3-52 王军锋.刮板式花生去壳机设计D.农机化研究,2012,12:96-993 成大先 机械设计手册.单行本.机械传动M 北京:化学工业出版社 2004.14 原重献.花生去壳机去壳机试验研究j.农牧与食品机械,1991,3:19-45 杨可桢,程光蕴,李仲生. 机械设计基础M. 北京:高等教育出版社, 20066 朱冬梅,胥北澜,何建英. 画法几何及机械制图M. 北京:高等教育出版社, 2008.67 唐增宝,何永然,刘安俊. 机械设计课程设计M. 武汉:华中理工大学出版社, 1999.38 杨普. 工程力学M. 北京:人民交通出版社, 19999 成大先. 机械设计手册.单行本.机械传动M. 北京:化学工业出版社, 2004.110 陈立德. 机械制造装配设计M. 北京:高等教育出版社, 2010.611 李艾民,李爱红,李爱军. 机械制图AutoCAD2010M. 北京:北京邮电大学出版社, 12 尚书旗,刘曙光,王方燕花生生产机械的应用现状与进展分析J花生学报,13 濮良贵,纪名刚 机械设计M 北京:高等教育出版社 200114 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.7版.北京:高等教育出版社 200615 邱宣怀.机械设计M.4版.北京:高等教育出版社 200616 Cao Yuhua; Li Changyou Analysis on fuzzy comprehensive evaluation and optimization of shelling performance of castor capsulesheller 2010,Page(s): 3671 - 3674 17 Dielectric properties of peanut-hull pellets at microwave frequenciesPaz, A.M.; Trabelsi, S.; Nelson, S.O.; 2010,Page(s): 62 66致 谢大学生活即将结束,在这短短的四年里,让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导,在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。首先,向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中,仍然尽量抽出时间对我们进行指导,时刻关心我们的进展状况,督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯穿于设计的全过程,从借阅参考资料到现场的实际操作,他都给予了指导,不仅使我学会书本中的知识,更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点,如何合理安排时间和论文的编写,同时在毕业设计过程中,她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。其次,要向给予此次毕业设计帮助的老师们,以及同学们以诚挚的谢意,在整个设计过程中,他们也给我很多帮助和无私的关怀,更重要的是为我们提供不少技术方面的资料,在此感谢他们,没有这些资料就不是一个完整的论文。另外,也向给予我帮助的所有同学表示感谢。总之,本次的设计是老师和同学共同完成的结果,在设计的几个月里,我们合作的非常愉快,教会了大我许多道理,是我人生的一笔财富,我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢!
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