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中国农业大学2011届本科生毕业设计 第13 页
2 刮板式花生去壳机的结构及工作原理
2．1 刮板式花生去壳机的结构
根据刮板式花生去壳机的剥壳原理可知道，花生是从上至下依次经过集料斗、剥壳箱、栅格、下箱出口、比重分选筛、分选口，花生仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构的依据就出来了。
设计过程是从上往下，从花生的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱，集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，花生必须经过刮板的撞击和挤压作用才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。花生经过刮板的撞击和挤压进行剥壳后，要经过位于剥壳箱底部的栅格，于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼，将其固定在剥壳箱的下半箱内。花生穿过栅格后经过剥壳箱底部的出口往下落，在下落过程中，设计一个风机的吹入口，其作用是将经过剥壳的花生壳与花生仁进行分离，重量稍重的不被风吹走，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道，通道的底部设计成一定角度，经过分离的花生仁往下落，落入比重分选筛上，然后比重分选筛运行，从而使花生仁上行，而未脱壳的花生则下行流入二次脱壳通道，经风机作用这些花生再次进入脱壳机进行二次脱壳，最后花生仁在比重分选筛的上行口得到收集。
为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图2-1所示。
料斗剥壳机构比重分选筛传动装置
图2-1
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2．2 工作原理
刮板式花生去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2-2所示。它主要由进料机构、剥壳机构、分选机构和支承机构等部分组成。
图2-2
花生果进入存料斗后，经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内，与高速旋转的刮板相互碰撞，在刮板的锤击下，花生壳发生破裂，从而进行第一次剥壳。部分花生果在下落过程中没有与刮板发生碰撞，有些发生碰撞了而花生壳却未撞裂，这部分花生落入到由圆钢棒排列成的栅格上，由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个花生果，因此花生果将在落入栅格的同时被刮板再次锤击和挤压，从而使这些花生果的果壳也被压碎。剥壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下，在下落的同时，受到风机吹来的经调节好的气流作用，果壳因重量轻而被气流送入集壳通道，而花生仁因重量大，继续往下落到比重分选筛上，经比重分选筛后花生仁上行，未脱壳的花生落入通道中，经风机作用再次进入脱壳机中进行二次脱壳，从而达到了壳仁分离且剥壳率较高的目的。
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3刮板式花生去壳机主要部件的结构设计
刮板式花生去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，刮板式花生去壳机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。
3．1设计前各项参数的确定
3．1．1 刮板的半径及转速初定
刮板的旋转必须确保能将部分花生壳撞碎，当花生果与钢质物体相对速度达到5m/s时，可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。
如图3-1所示，花生下落位置在RR2?R之间，设计时采用最小碰撞半径2为计
算半径
v?2?nr r?12R
v??nR
式(3.1)
取半径R=250mm，则由式（3.1）n?v?R n?5??0.25?6.37r/s?382.2r/min
结论：R=250mm，n=382.2r/min
3．1．2 刮板所需功率计算
根据公式P?Qt可计算出刮板所需的功率
刮板对花生做功
Q?Ek?Ep
式(3.2)
图3-1
Ek：刮板改变花生的动能
Ep：刮板改变花生的势能
Ek?E1?E2mv2122?11?2mv2 式(3.3)
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?mgR Ep?mgh
式中 E1——花生果的初动能（J）
E2——花生果的末动能（J） v1——花生果的初速度(m/s) v2——花生果地末速度(m/s)
? Q?12m(v12?v2?2gR) 2P?Q1m22?(v1?v2?gR) t2t
根据所给产量要求 20-30kg/min,即平均0.417kg/s,此为花生仁的产量，折
合花生果产量为0.417/纯仁率,根据国家标准，江苏所处地理位置可取花生的纯仁率为69%,折合花生果产量为0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量。花生接触刮板时初速度设为1m/s，方向向下，脱离刮板时速度为15m/s,方向向左，脱离刮板时相对初位置高度为500mm
t=1s
m=0.604kg/s
v1?1m/s v2?15m/s
R=0.5m
P?
P?Q1m22?(v1?v2?gR) t2t
式(3.4)
1?0.6042(1?152?9.8?0.5)?0.302?230.9?69.73W 2?1加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量，P也不会超过500W。为计算电动机的所需工率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率?。设?1、?2分别为滚动轴承和V带传动的效率，于是有
22 ???1??2?0.8851 式(3.5) 电动机所需功率Pd?Pw?不会超过700W，由于给定电动机的功率为1.5kW，远大于
此计算值，故所给电动机的功率完全符合要求。
3．1．3 传动方案拟定
由于刮板式花生去壳机的工作轴旋转速度较高，达到n2?382.2r/min可有两种
选择，第一种是采用一级V带传动，第二种是采用两级混合传动，而很明显的，若