花生剝殼機的設(shè)計
楊新荷
（塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘 要：花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生果的含水率降低到一定程度后才能進行脫殼。花生脫殼機在減輕人們的勞動強度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進了花生工業(yè)的發(fā)展。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已經(jīng)無法滿足高效生產(chǎn)要求，實行脫殼機械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機對花生破碎率和損傷率的指標要求都比較高，超出種用籽和商品化的標準，限制了使用范圍。因此，降低花生脫殼機的破碎率和損傷率仍是研制花生脫殼機的關(guān)鍵問題。針對花生果的物理特性本論文設(shè)計了一種刮板式花生脫殼裝置，該脫殼裝置功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實現(xiàn)了花生剝殼的機械化，應(yīng)用本機器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，為花生聯(lián)合生產(chǎn)設(shè)備的研究設(shè)計提供理論依據(jù)。
0 引言
花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時，都需要對花生進行初級處理加工?；ㄉ某跫壧幚碇饕ɑㄉ膭儦ず头旨?、破碎、軋胚和蒸炒等?；ㄉ诩庸せ蜃鳛槌隹谏唐窌r，需要進行脫殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r，剝殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機器來代替手工脫殼。花生剝殼機的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動，同時還提高了花生剝殼的效率。
花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲同時進行工作，而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。
關(guān)鍵詞：花生；刮板；脫殼裝置
本設(shè)計的花生脫殼機的脫殼工作原理為：花生果從上料斗進入到剝殼箱，受到刮板和編制網(wǎng)孔凹板的碾壓搓脫后，被剝出的花生穿過編制網(wǎng)孔凹板的網(wǎng)孔往下落，那些未被剝除的花生仍留在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)剝殼?；ㄉ谙侣溥^程中，設(shè)計一個風機的吹入口，其作用是將花生殼與花生仁進行分離，重量稍輕的花生殼將被風機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道，而重量稍重的花生仁不被吹走繼續(xù)下落，進入到花生仁收集通道。
1 刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu)
刮板式花生脫殼機是借助軸上刮板與編織網(wǎng)凹板的碾壓搓脫作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它主要由動力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。
花生莢果進入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內(nèi)，花生莢果落入到編織網(wǎng)凹板上，由于編織網(wǎng)凹板頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個花生莢果，因此花生莢果落入編織網(wǎng)凹板被刮板碾壓搓脫，從而使這些花生莢果的果殼被壓碎。剝殼后的仁與殼通過編織網(wǎng)凹板間的間隙落下，同時，受到風機吹來的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而花生仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達到了殼仁分離的目的。
2 電動機選擇
本設(shè)計采用電動機作為機器動力來源，通過V帶傳動帶動滾筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作-單機傳動，簡單可行。
電動機類型的選擇：
根據(jù)電源及工作機工作條件，選用Y系列三相異步電動機
電動機功率的選擇：
由于刮板式花生脫殼機的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達到
本設(shè)計選用Y90L-4型電動機
則傳動裝置的運動和參數(shù)計算如下：
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
kW
軸的轉(zhuǎn)矩
N·m
3 滾筒軸的設(shè)計與校核
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
=1.35kW
軸的轉(zhuǎn)矩
N·mm
初步確定軸的最小直徑：
先按經(jīng)驗公式算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。
查表選取 [8]
于是得
(3-13)
擬定軸上零件的裝配方案：
通過對各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案
圖3-2 軸的示意圖
4 刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計
刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。
圖3-1 刮板結(jié)構(gòu)示意圖
因為刮板的長度較長，受力面積較大，所以對刮板的強度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四條圓形鋼柱，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離238mm。刮板固定支架長度為500mm，截面尺寸60mm′10mm。
刮板中間有一個圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進行搓擦。
5 編織網(wǎng)凹板的設(shè)計
編織網(wǎng)凹板在機器中的作用是讓已經(jīng)被剝殼的花生與未被剝殼的花生進行分離，其分離的原理就是“小個通過，大個不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。大花生果如?；ㄒ惶枀?shù)數(shù)據(jù)平均為：長34.30mm，寬14.98mm，厚16.34mm?；ㄉ实钠骄叽鐬椋洪L18.20mm，寬9.82mm，厚8.81mm。小花生果1016為：長29.65mm，寬13.36mm厚14.44mm，花生仁平均尺寸為：長15.30mm，寬9.61mm，厚8.76mm[11]。因此，編織網(wǎng)的間隙可取10～15mm，其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示：
圖3-4 編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)示意圖
編織網(wǎng)是利用兩塊凹板對兩端進行固定的，凹板材料為HT200，編織網(wǎng)材料為20號鋼。編織網(wǎng)采用圓截面網(wǎng)狀，因其特殊的作用，還需對其進行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。編織網(wǎng)的兩頭裝砌在凹板的圓形槽內(nèi)，組成半圓網(wǎng)籠，網(wǎng)格間距為10mm，這樣可使剝出的花生仁能通過網(wǎng)格，而未剝殼的剛不能通過。由于編織網(wǎng)和內(nèi)、外兩凹板分離。
6 除雜裝置的設(shè)計
殼仁分離裝置分為兩個部分，一個是氣流通道，它的一端接風機，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方?；ㄉ?jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對其進行殼仁分離，分離的基本原理是利用花生殼與花生仁的重量及受力面積的不同，用氣流對其進行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到花生仁收集通道，而重量較輕的花生殼將被風機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。
7 結(jié)論
（1）該機械能在地面平整的情況下，先將花生從進料斗喂入，通過刮板和
參考文獻
[1] 周瑞寶． 花生加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：15.
[2] 中國標準出版社第一編輯室.中國食品工業(yè)標準匯編[M]．北京：中國標準出版社，2004.
[3] 孟憲珍．花生脫殼機的設(shè)計和試驗[J]．國外農(nóng)機.1980．(3-4).
[4] 尚書旗，劉曙光，王方燕．花生生產(chǎn)機械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進展分析[J]．花生學(xué)報，2003，(3).
[5] 石一兵． 食品機械與設(shè)備[M]. 北京：中國商業(yè)出版社 1992.6.(5).
[6] 肖旭霖． 食品機械與設(shè)備[M] 北京：科學(xué)出版社，2006.(5).
[7] 王智才．我國農(nóng)機市場需求及發(fā)展前景[J]．農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督，2002，(5).
[8] 成大先． 機械設(shè)計手冊.單行本.機械傳動[M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.(7)
[9] 濮良貴，紀名剛． 機械設(shè)計（第八版）[M] 北京：高等教育出版社，2001.(8).
[10] 吳宗澤，何永然，羅圣國．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）[M]．北京：高等教育出版社， 2006.5.(12).
[11] 張效鵬，張嘉玉．花生脫殼機的不同部件對花生脫殼性能的影響[J]．萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1990，7(1).(15).