题目：刮板式花生去壳机的设计

一、选题的依据及课题的意义

花生在我国产量丰富，分布广泛,也是我国出口量很大的农产品。花生的食用不需要复杂的加工方法,还可以通过深加工发掘其作为保健品的功效。近年来的工业生产过程里也经常用花生壳做生物发电的原料，减少对煤炭的使用,深加工后还可进一步增加其商业值。近年来,随着我国农业结构调整,花生的种植在我国规模也日趋增大,提高了我国花生的年产量。花生的出口往往是作为榨油或食用的农作物,这也进一步提高了花生去壳机的需求量。

花生脱壳机器的技术期望：

剥壳效率要高，机器有一定的通用能力，可以对多种作物进行剥壳。剥壳的同时要同时去除花生果实中的砂石泥土等杂质。剥壳时要最大限度的保证花生果实的完整，减小破损。同时对花生的品质也有一定的要求。，花生果壳不应太干或太湿，否则对工作也会产生影响。太干则破碎率高, 过湿则影响工作效率。为使干湿适宜, 也有一套成熟的花生采摘晾晒方法，新收花生的果壳含水量较大，细胞呼吸速率快，因此极易发霉，变质并且使果实劣变，此时采用的方法为人工晒干，晒干时使花生植株脱离土壤，荚果向阳，保持良好的通风，使花生荚果含水量下降，晒干过程大约需要3天，晒干是为了更好的剥壳，更多的花生荚果与植株晒干的手法在此不做赘述。

二、研究概况及发展趋势综述

美国的花生脱壳机器器械的研究起步较早，最早的研究从从 20 世纪 60 年代开始，其技术水平先进性较高，见长的方面有大大降低脱壳的破碎损伤，保证了脱壳后果实的完整性，目前的应用十分广泛。我国的花生脱壳机研究开始于自1965 年原八机部下达的对花生脱壳机械的研制课题，直至目前我国已研制出将近十类花生脱壳的机械产品。按照脱壳的原理、结构与材料来划分，国产花生去壳机的种类可分为栅条凹板筛和橡胶浮动凹板筛两大种类，但都存在脱壳质量不高，破碎率较大的问题，脱壳后得到的花生仁只能用于榨油和食用，远远不能达到外贸和出口的需求，这对我国的经济发展与农民收入产生了严重的影响。

我国目前的科研经费投入在花生脱壳机上的投入较少，机器的研发和生产水平以及零件的制造水平较上个世纪90年代比较并无显著的提升，因此在农业和进出口贸易上花生去壳机的效率并不高。总体来看，我国花生脱壳机械在技术和工作层面存在的问题如下： 1 ） 脱壳过程中碎壳掺杂在果仁中，果仁破损情况严重；同时，经过机器初次脱壳后的成品花生米仍然需要人工对掺杂的砂石泥土、碎壳等进行手动分拣，这样一来又使人工成本增加。这样的问题使得目前的用于做种子或需要长期保存的花生米仍然需要人工手动剥壳 2 ） 适应性和通用性差，机械利用率低。 花生机械脱壳工作原理并不简单， 国内外花生去壳机械类型与原理众多、各具特色，花生本身的品种、品质也不同，一种花生去壳机械难以满足种类不同的花生的去壳工作。 3 ） 制造成本较高。

中国传统手动花生去壳机

不同种花生去壳机的工作原理

三、研究内容及实验方案

1.研究内容

研究内容主要包括对文献资料的查找，明确目前花生去壳机会存在的一些不够好、不够巧妙的地方，比如脱壳效率低；目前市面上花生去壳机种类多，但基本原理大同小异；脱壳机关键部件配套率低等重要问题。针对上述问题，对花生去壳机进行优化的设计，以提高去壳效率，保证脱壳后的果实完整性。具体包括对花生去壳机传动装置（带与齿轮传动）、脱壳滚筒、脱壳凹板筛、的设计。

设计内容如下：

1.查阅相关文献资料，根据刮板式花生去壳机的定义和用途，确认其传动系统及驱动电机的类别及其特点，明确设计要求；

2.针对刮板式花生去壳机传动系统，进行工况分析，合理地选用传动方式，使设备设计更为紧凑，传动更高效；

3.在满足所需要的主要工作性能和保证安全稳定的前提下，进行转轴部件临界转速的校核，提高工作效率；

4.对所设计的传动系统进行参数计算，对关键的凹筛板、箱体、分离装置等进行选择分析，在满足花生去壳工作还有性能要求的基础上确定合适的元件；

5.进行集成化和仿真分析，验算各个系统的力学性能，保证其性能和工作效率；

6.绘制工作图，并进行集成零件图绘制，并且撰写毕业论文。

2.实验方案

现如今花生对花生进行脱壳的主流方法有撞击脱壳、碾搓脱壳、剪切脱壳、挤压脱壳、搓撕脱壳、压力膨胀脱壳和真空脱壳等脱壳方法。通过具体的设计设计一款刮板式花生脱壳机可以具备撞击法、碾搓法、剪切法和挤压法的特点，可以很大的提高脱壳效率，留存完整果实。

具体实验方案如下：

1. 确定刮板式花生去壳机的设计要求。

2. 确定转轴部件的半径及转速。

3. 计算脱壳功率。

4. 选择凹筛板、通过转轴部分的尺寸来设计箱体。

5. 转轴部件临界转速的校核。

6. 利用Solidworks软件进行三维建模。

7. 撰写毕业论文。

四、目标、主要特色及工作进度

目标：

本次设计针对目前花生脱壳机存在的缺点和不足，如机器通用性不完善，难以针对其他作物进行脱壳、机器对工况环境的要求较高，环境适应性差、机器的脱壳效率不高、机器性能不稳定等。设计一款刮板式花生脱壳机，其中包括对现有设计方案进行的改进，最终的目标和目的为解决上述问题。

主要特色：

本次设计的这款刮板式花生脱壳机的主要是为了解决目前花生脱壳机存在的机器性能不稳定、适应性差和利用率低等问题。通过采用合理选用电动机和不同尺寸间隔的凹板筛，可以使设计的机器有良好的通用性可对不同尺寸的花生进行脱壳作业，同时也可以提高脱壳机的适应性和工作效率。

工作进度:

1～2周．查阅有关文献，收集资料，了解刮板式花生去壳机的设计原理。

3～5周．拟定结构设计方案，确定传动路线、计算脱壳功率。

6～7周．凹筛板、箱体的选用和设计、校核转轴临界转速。

8～9周．通过软件绘制转配图以及工程图。

10周．整理资料，编写说明书，打印，答辩准备。

五、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）

【1】那雪姣 , 刘明国 , 张 文 , 等 . 机械脱壳时花生仁损伤特征及规律. 农业工程学报 ,2010,26(5):117-121.

【2】 刘明国 , 杜 鑫 , 张 文 , 等 . 花生疲劳脱壳试验研究 [J]. 沈阳农业大学学报 ,2010,41(3):317-320.

【3】刘明国 . 花生脱壳与损伤机理及立锥式脱壳机研究 [D]. 沈阳：沈阳农业大学 ,2011.

【4】湖北省孝感县花园农具厂.鼓风式脚踏花生脱壳机 [J].中国农业科学 ,1958(11):567.

【5】周瑞宝.中国花生生产、加工产业现状及发展建议 [J]. 中国油脂 ,2005,30(2):5-9.

【6】 Foreign Agricultural Service.Oileseeds:World Markets and Trade -Feb 2019 [R].Washington:United States Department of

Agriculture,2019.

【7】Foreign Agricultural Service.World Agricultural Production Dec-2018 [R].Washington: United States Department of Agriculture,

2018.

指导教师：

2021年  01 月 06 日