立式錐滾筒花生脫殼裝置結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計

關(guān)紹春

摘要：設(shè)計一種立式錐滾筒花生脫殼裝置。闡述該裝置脫殼原理，對立式錐滾筒、錐筒凹板篩、傳動系統(tǒng)、附件等關(guān)鍵部件進行優(yōu)化設(shè)計，并進行整機裝配。該脫殼裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，突破了傳統(tǒng)的脫殼模式，提高了脫殼效率。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；脫殼裝置；花生；結(jié)構(gòu)；參數(shù)；設(shè)計

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0036-03

立式錐滾筒花生脫殼裝置主要由脫殼錐滾筒和錐筒凹板篩組成，采用立式薄層脫殼原理，主軸成立式放置，通過滾筒與凹板篩之間的打擊、擠搓作用使花生脫殼，因脫殼滾筒有效利用面積增大，從而提高了脫殼效率。

1 立式錐滾筒的設(shè)計

考慮到轉(zhuǎn)動慣量的問題，為保證機器穩(wěn)定性，將滾筒設(shè)計為空心倒圓錐形。錐滾筒上安裝有螺旋橡膠筋條，錐滾筒轉(zhuǎn)動的同時帶動筋條旋轉(zhuǎn)，筋條通過螺旋作用推動花生作向下的螺旋運動。這樣既能保證花生受到筋條的打擊擠搓，又能保證花生米與花生殼分離后盡量縮短花生米在脫殼區(qū)間的時間，減小花生米受損傷機會。滾筒通過滾筒軸與螺母配合固定在滾筒軸上，且滾筒在滾筒軸上的位置可調(diào)。立式錐滾筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 錐筒凹板篩的設(shè)計

傳統(tǒng)凹板篩一般設(shè)計為網(wǎng)格柵板，花生米從脫殼區(qū)分離時受的阻力較大，花生米容易產(chǎn)生損傷。本設(shè)計將網(wǎng)格凹板篩設(shè)計成柵條凹板篩，這樣在不影響花生脫殼效率的前提下，能增加花生脫殼時受到的摩擦力，使花生米和花生殼有效分離；花生米和花生殼分離后在錐滾筒和自身的擠搓作用下，透過錐筒凹板篩落入接料板，縮短了花生米在脫殼區(qū)內(nèi)的無效停留時間，從而達到減少花生米受損傷的目的。錐筒凹板篩結(jié)構(gòu)如圖2所示。

錐滾筒轉(zhuǎn)速是影響花生脫殼質(zhì)量與脫殼效率的重要因素。在滾筒直徑一定的情況下，轉(zhuǎn)速越大，脫得越干凈，生產(chǎn)效率也越高，但易造成花生米損傷，加大功率消耗。滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣筋條線速度決定，滾筒外緣線速度是保證盡量減小花生米損傷的前提條件。

因該立式錐滾筒花生脫殼裝置為探索性設(shè)計，需對其進行試驗分析。根據(jù)花生莢果及花生米的相關(guān)參數(shù)（見表1），結(jié)合現(xiàn)有臥式雙滾筒花生脫殼機的滾筒轉(zhuǎn)速，并考慮到效率及機構(gòu)裝配問題，設(shè)計3種不同的方案。設(shè)定立式錐滾筒上圓直徑分別為600 mm，550 mm和500 mm，下圓直徑為130 mm；為實現(xiàn)一機多用，凹板篩筋條直徑設(shè)計為10 mm，筋條之間上間隙為13 mm、下間隙為8 mm；考慮到脫殼效率，根據(jù)花生三軸尺寸并在試驗基礎(chǔ)上，設(shè)計脫殼間隙分別為10 mm，20 mm和30 mm。

因花生脫殼時受力復(fù)雜，因此假設(shè)為理想情況，根據(jù)動能定理，有：

mv2/2-0=FΔS

v= nπD/60

式中：m為單個花生平均質(zhì)量；v為滾筒打板外緣線速度；n為滾筒轉(zhuǎn)速；D為滾筒直徑；F為滾筒對花生的打擊力；ΔS為花生受滾筒打板沖擊的相對位移。

花生破殼條件為：破殼力

根據(jù)以上分析，錐滾筒、錐筒凹板篩參數(shù)設(shè)計的3種方案如表2所示。

3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計

傳動部分由電機和帶輪傳動組成。根據(jù)傳動需要和經(jīng)濟性原則，選取YC90L4-2型號電機。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉、緩沖吸振等優(yōu)點，在傳動比精度要求不高的情況下可優(yōu)先選用帶傳動。傳動系統(tǒng)如圖3所示。

根據(jù)電機的選擇與滾筒轉(zhuǎn)速的選值，傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計如表3所示。

4 附件的設(shè)計

4.1 脫殼間隙調(diào)整

采用螺紋連接來調(diào)整脫殼間隙，以滿足不同品種花生脫殼的需求。軸上加工有螺紋，用螺母與之配合，形成螺紋連接；脫殼滾筒通過套筒與主軸連接在一起。這樣通過調(diào)整螺紋連接就可實現(xiàn)脫殼間隙的調(diào)節(jié)。

4.2 喂料裝置與接料裝置

喂料裝置由兩部分組成，上半部分為進料口，下半部分起支撐作用，這樣比較方便花生的喂入。喂料裝置選用1 mm厚的鐵板即可；接料裝置主要起到引導(dǎo)花生米走向的作用，使花生米的收集更加容易，斜板與水平的角度為30°。

4.3 分流蓋和擋料板

分流蓋安裝在脫殼滾筒上，起到分流的作用，擋料板安裝在凹板外面，避免花生米落到出料板外。

4.4 機架

機架的設(shè)計需要全面考慮定位的問題，機架要達到穩(wěn)定、定位準確的要求。

5 脫殼裝置整機裝配

加工后的脫殼裝置整機裝配如圖4所示。

參考文獻

[1] 李建東，尚書旗，李西振，等.我國花生脫殼機械研究應(yīng)用現(xiàn)狀及進展[J].花生學(xué)報，2006，35（4）：23-27.

[2] 李建東.花生脫殼裝置的試驗研究[D].青島：萊陽農(nóng)學(xué)院，2007.

[3] 包秀輝，喻杰，高連興.花生米靜壓破損試驗研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，39（4）：506-508.

[4] 那雪姣，劉明國，高連興.等.機械脫殼時花生仁損傷特征及規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（5）：117-121.

[5] 李國強.半喂入式花生摘果機的研制[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

摘要：設(shè)計一種立式錐滾筒花生脫殼裝置。闡述該裝置脫殼原理，對立式錐滾筒、錐筒凹板篩、傳動系統(tǒng)、附件等關(guān)鍵部件進行優(yōu)化設(shè)計，并進行整機裝配。該脫殼裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，突破了傳統(tǒng)的脫殼模式，提高了脫殼效率。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；脫殼裝置；花生；結(jié)構(gòu)；參數(shù)；設(shè)計

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0036-03

立式錐滾筒花生脫殼裝置主要由脫殼錐滾筒和錐筒凹板篩組成，采用立式薄層脫殼原理，主軸成立式放置，通過滾筒與凹板篩之間的打擊、擠搓作用使花生脫殼，因脫殼滾筒有效利用面積增大，從而提高了脫殼效率。

1 立式錐滾筒的設(shè)計

考慮到轉(zhuǎn)動慣量的問題，為保證機器穩(wěn)定性，將滾筒設(shè)計為空心倒圓錐形。錐滾筒上安裝有螺旋橡膠筋條，錐滾筒轉(zhuǎn)動的同時帶動筋條旋轉(zhuǎn)，筋條通過螺旋作用推動花生作向下的螺旋運動。這樣既能保證花生受到筋條的打擊擠搓，又能保證花生米與花生殼分離后盡量縮短花生米在脫殼區(qū)間的時間，減小花生米受損傷機會。滾筒通過滾筒軸與螺母配合固定在滾筒軸上，且滾筒在滾筒軸上的位置可調(diào)。立式錐滾筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 錐筒凹板篩的設(shè)計

傳統(tǒng)凹板篩一般設(shè)計為網(wǎng)格柵板，花生米從脫殼區(qū)分離時受的阻力較大，花生米容易產(chǎn)生損傷。本設(shè)計將網(wǎng)格凹板篩設(shè)計成柵條凹板篩，這樣在不影響花生脫殼效率的前提下，能增加花生脫殼時受到的摩擦力，使花生米和花生殼有效分離；花生米和花生殼分離后在錐滾筒和自身的擠搓作用下，透過錐筒凹板篩落入接料板，縮短了花生米在脫殼區(qū)內(nèi)的無效停留時間，從而達到減少花生米受損傷的目的。錐筒凹板篩結(jié)構(gòu)如圖2所示。

錐滾筒轉(zhuǎn)速是影響花生脫殼質(zhì)量與脫殼效率的重要因素。在滾筒直徑一定的情況下，轉(zhuǎn)速越大，脫得越干凈，生產(chǎn)效率也越高，但易造成花生米損傷，加大功率消耗。滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣筋條線速度決定，滾筒外緣線速度是保證盡量減小花生米損傷的前提條件。

因該立式錐滾筒花生脫殼裝置為探索性設(shè)計，需對其進行試驗分析。根據(jù)花生莢果及花生米的相關(guān)參數(shù)（見表1），結(jié)合現(xiàn)有臥式雙滾筒花生脫殼機的滾筒轉(zhuǎn)速，并考慮到效率及機構(gòu)裝配問題，設(shè)計3種不同的方案。設(shè)定立式錐滾筒上圓直徑分別為600 mm，550 mm和500 mm，下圓直徑為130 mm；為實現(xiàn)一機多用，凹板篩筋條直徑設(shè)計為10 mm，筋條之間上間隙為13 mm、下間隙為8 mm；考慮到脫殼效率，根據(jù)花生三軸尺寸并在試驗基礎(chǔ)上，設(shè)計脫殼間隙分別為10 mm，20 mm和30 mm。

因花生脫殼時受力復(fù)雜，因此假設(shè)為理想情況，根據(jù)動能定理，有：

mv2/2-0=FΔS

v= nπD/60

式中：m為單個花生平均質(zhì)量；v為滾筒打板外緣線速度；n為滾筒轉(zhuǎn)速；D為滾筒直徑；F為滾筒對花生的打擊力；ΔS為花生受滾筒打板沖擊的相對位移。

花生破殼條件為：破殼力

根據(jù)以上分析，錐滾筒、錐筒凹板篩參數(shù)設(shè)計的3種方案如表2所示。

3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計

傳動部分由電機和帶輪傳動組成。根據(jù)傳動需要和經(jīng)濟性原則，選取YC90L4-2型號電機。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉、緩沖吸振等優(yōu)點，在傳動比精度要求不高的情況下可優(yōu)先選用帶傳動。傳動系統(tǒng)如圖3所示。

根據(jù)電機的選擇與滾筒轉(zhuǎn)速的選值，傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計如表3所示。

4 附件的設(shè)計

4.1 脫殼間隙調(diào)整

采用螺紋連接來調(diào)整脫殼間隙，以滿足不同品種花生脫殼的需求。軸上加工有螺紋，用螺母與之配合，形成螺紋連接；脫殼滾筒通過套筒與主軸連接在一起。這樣通過調(diào)整螺紋連接就可實現(xiàn)脫殼間隙的調(diào)節(jié)。

4.2 喂料裝置與接料裝置

喂料裝置由兩部分組成，上半部分為進料口，下半部分起支撐作用，這樣比較方便花生的喂入。喂料裝置選用1 mm厚的鐵板即可；接料裝置主要起到引導(dǎo)花生米走向的作用，使花生米的收集更加容易，斜板與水平的角度為30°。

4.3 分流蓋和擋料板

分流蓋安裝在脫殼滾筒上，起到分流的作用，擋料板安裝在凹板外面，避免花生米落到出料板外。

4.4 機架

機架的設(shè)計需要全面考慮定位的問題，機架要達到穩(wěn)定、定位準確的要求。

5 脫殼裝置整機裝配

加工后的脫殼裝置整機裝配如圖4所示。

參考文獻

[1] 李建東，尚書旗，李西振，等.我國花生脫殼機械研究應(yīng)用現(xiàn)狀及進展[J].花生學(xué)報，2006，35（4）：23-27.

[2] 李建東.花生脫殼裝置的試驗研究[D].青島：萊陽農(nóng)學(xué)院，2007.

[3] 包秀輝，喻杰，高連興.花生米靜壓破損試驗研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，39（4）：506-508.

[4] 那雪姣，劉明國，高連興.等.機械脫殼時花生仁損傷特征及規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（5）：117-121.

[5] 李國強.半喂入式花生摘果機的研制[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

摘要：設(shè)計一種立式錐滾筒花生脫殼裝置。闡述該裝置脫殼原理，對立式錐滾筒、錐筒凹板篩、傳動系統(tǒng)、附件等關(guān)鍵部件進行優(yōu)化設(shè)計，并進行整機裝配。該脫殼裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，突破了傳統(tǒng)的脫殼模式，提高了脫殼效率。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；脫殼裝置；花生；結(jié)構(gòu)；參數(shù)；設(shè)計

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0036-03

立式錐滾筒花生脫殼裝置主要由脫殼錐滾筒和錐筒凹板篩組成，采用立式薄層脫殼原理，主軸成立式放置，通過滾筒與凹板篩之間的打擊、擠搓作用使花生脫殼，因脫殼滾筒有效利用面積增大，從而提高了脫殼效率。

1 立式錐滾筒的設(shè)計

考慮到轉(zhuǎn)動慣量的問題，為保證機器穩(wěn)定性，將滾筒設(shè)計為空心倒圓錐形。錐滾筒上安裝有螺旋橡膠筋條，錐滾筒轉(zhuǎn)動的同時帶動筋條旋轉(zhuǎn)，筋條通過螺旋作用推動花生作向下的螺旋運動。這樣既能保證花生受到筋條的打擊擠搓，又能保證花生米與花生殼分離后盡量縮短花生米在脫殼區(qū)間的時間，減小花生米受損傷機會。滾筒通過滾筒軸與螺母配合固定在滾筒軸上，且滾筒在滾筒軸上的位置可調(diào)。立式錐滾筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 錐筒凹板篩的設(shè)計

傳統(tǒng)凹板篩一般設(shè)計為網(wǎng)格柵板，花生米從脫殼區(qū)分離時受的阻力較大，花生米容易產(chǎn)生損傷。本設(shè)計將網(wǎng)格凹板篩設(shè)計成柵條凹板篩，這樣在不影響花生脫殼效率的前提下，能增加花生脫殼時受到的摩擦力，使花生米和花生殼有效分離；花生米和花生殼分離后在錐滾筒和自身的擠搓作用下，透過錐筒凹板篩落入接料板，縮短了花生米在脫殼區(qū)內(nèi)的無效停留時間，從而達到減少花生米受損傷的目的。錐筒凹板篩結(jié)構(gòu)如圖2所示。

錐滾筒轉(zhuǎn)速是影響花生脫殼質(zhì)量與脫殼效率的重要因素。在滾筒直徑一定的情況下，轉(zhuǎn)速越大，脫得越干凈，生產(chǎn)效率也越高，但易造成花生米損傷，加大功率消耗。滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣筋條線速度決定，滾筒外緣線速度是保證盡量減小花生米損傷的前提條件。

因該立式錐滾筒花生脫殼裝置為探索性設(shè)計，需對其進行試驗分析。根據(jù)花生莢果及花生米的相關(guān)參數(shù)（見表1），結(jié)合現(xiàn)有臥式雙滾筒花生脫殼機的滾筒轉(zhuǎn)速，并考慮到效率及機構(gòu)裝配問題，設(shè)計3種不同的方案。設(shè)定立式錐滾筒上圓直徑分別為600 mm，550 mm和500 mm，下圓直徑為130 mm；為實現(xiàn)一機多用，凹板篩筋條直徑設(shè)計為10 mm，筋條之間上間隙為13 mm、下間隙為8 mm；考慮到脫殼效率，根據(jù)花生三軸尺寸并在試驗基礎(chǔ)上，設(shè)計脫殼間隙分別為10 mm，20 mm和30 mm。

因花生脫殼時受力復(fù)雜，因此假設(shè)為理想情況，根據(jù)動能定理，有：

mv2/2-0=FΔS

v= nπD/60

式中：m為單個花生平均質(zhì)量；v為滾筒打板外緣線速度；n為滾筒轉(zhuǎn)速；D為滾筒直徑；F為滾筒對花生的打擊力；ΔS為花生受滾筒打板沖擊的相對位移。

花生破殼條件為：破殼力

根據(jù)以上分析，錐滾筒、錐筒凹板篩參數(shù)設(shè)計的3種方案如表2所示。

3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計

傳動部分由電機和帶輪傳動組成。根據(jù)傳動需要和經(jīng)濟性原則，選取YC90L4-2型號電機。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉、緩沖吸振等優(yōu)點，在傳動比精度要求不高的情況下可優(yōu)先選用帶傳動。傳動系統(tǒng)如圖3所示。

根據(jù)電機的選擇與滾筒轉(zhuǎn)速的選值，傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計如表3所示。

4 附件的設(shè)計

4.1 脫殼間隙調(diào)整

采用螺紋連接來調(diào)整脫殼間隙，以滿足不同品種花生脫殼的需求。軸上加工有螺紋，用螺母與之配合，形成螺紋連接；脫殼滾筒通過套筒與主軸連接在一起。這樣通過調(diào)整螺紋連接就可實現(xiàn)脫殼間隙的調(diào)節(jié)。

4.2 喂料裝置與接料裝置

喂料裝置由兩部分組成，上半部分為進料口，下半部分起支撐作用，這樣比較方便花生的喂入。喂料裝置選用1 mm厚的鐵板即可；接料裝置主要起到引導(dǎo)花生米走向的作用，使花生米的收集更加容易，斜板與水平的角度為30°。

4.3 分流蓋和擋料板

分流蓋安裝在脫殼滾筒上，起到分流的作用，擋料板安裝在凹板外面，避免花生米落到出料板外。

4.4 機架

機架的設(shè)計需要全面考慮定位的問題，機架要達到穩(wěn)定、定位準確的要求。

5 脫殼裝置整機裝配

加工后的脫殼裝置整機裝配如圖4所示。

參考文獻

[1] 李建東，尚書旗，李西振，等.我國花生脫殼機械研究應(yīng)用現(xiàn)狀及進展[J].花生學(xué)報，2006，35（4）：23-27.

[2] 李建東.花生脫殼裝置的試驗研究[D].青島：萊陽農(nóng)學(xué)院，2007.

[3] 包秀輝，喻杰，高連興.花生米靜壓破損試驗研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，39（4）：506-508.

[4] 那雪姣，劉明國，高連興.等.機械脫殼時花生仁損傷特征及規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（5）：117-121.

[5] 李國強.半喂入式花生摘果機的研制[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.