蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì)【刀籠剝殼機(jī)】【說明書+CAD】

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提高蛋白質(zhì)和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)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，所以蠶豆產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來代替手工剝殼。蠶豆剝殼機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使蠶豆產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了蠶豆剝殼的效率。 1.2 蠶豆脫殼機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 蠶豆脫殼機(jī)是將蠶豆莢果去掉外殼而得到蠶豆仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于蠶豆本身的生理特點(diǎn)決定了蠶豆脫殼不能與蠶豆的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在蠶豆莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著蠶豆種植業(yè)的不斷發(fā)展，蠶豆手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。 1.3 項(xiàng)目研究的目的和意義 蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，蠶豆機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前蠶豆脫殼機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的蠶豆仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對(duì)蠶豆機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái)，為蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)蠶豆生產(chǎn)機(jī)械化的過程中，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購(gòu)買蠶豆機(jī)械、開展蠶豆機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購(gòu)買蠶豆機(jī)械的積極性，形成了新的市場(chǎng)需求。隨著蠶豆種植業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)蠶豆深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高蠶豆脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。蠶豆脫殼機(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用，促進(jìn)了蠶豆加工業(yè)的科技進(jìn)步，為蠶豆脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。 1.4 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)問題 1.4.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （1）刮板的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （2）箱體和箱蓋的設(shè)計(jì)及計(jì)算 （3）傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與傳動(dòng)比的確定 （4）各零件的強(qiáng)度校核 1.4.2 關(guān)鍵技術(shù)問題 我國(guó)蠶豆脫殼機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)蠶豆脫殼機(jī)的研制課題以來，已有幾十種蠶豆脫殼機(jī)問世。只進(jìn)行單一脫殼功能的蠶豆脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的蠶豆脫殼機(jī)在我國(guó)一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級(jí)功能的較大型蠶豆脫殼機(jī)在一些大批量蠶豆加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的蠶豆脫殼機(jī)種類很多，如6BH一60型蠶豆剝殼機(jī)、6BH一20B型蠶豆剝殼機(jī)、6BH一20型蠶豆脫殼機(jī)等(技術(shù)參數(shù)見附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型蠶豆除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)蠶豆原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的蠶豆后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型蠶豆脫殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。6BK一22型蠶豆脫殼機(jī)是一種一次喂料就可完成蠶豆脫殼工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的蠶豆仁可直接裝袋入庫(kù)。6BH一1800型蠶豆脫殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫殼。而隨著我國(guó)蠶豆產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，蠶豆產(chǎn)量逐年增加，蠶豆的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，蠶豆脫殼機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。 蠶豆剝殼的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的蠶豆剝殼機(jī)械。蠶豆剝殼部件是蠶豆剝殼機(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛蠶豆仁破碎率、蠶豆果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，蠶豆仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。 1.5 研究方法與技術(shù)路線 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與與機(jī)器正常工作時(shí)速度相適應(yīng)，直到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入轉(zhuǎn)速，算出其傳動(dòng)比，還要注意轉(zhuǎn)向問題。根據(jù)V帶傳動(dòng)選取軸承并計(jì)算軸承的各項(xiàng)系數(shù)。最后，定刮板和機(jī)架，箱體和箱蓋的尺寸。在設(shè)計(jì)柵板的時(shí)候還應(yīng)注意柵板之間的距離。在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)注意下研究的技術(shù)路線。 1.5.1 提高蠶豆脫殼機(jī)械化發(fā)展 提高蠶豆脫殼機(jī)械化發(fā)展仍是當(dāng)前的主要研究方向，許多蠶豆脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一蠶豆品種和所在地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境來設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高蠶豆脫殼機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的蠶豆脫殼機(jī)械通過更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅(jiān)果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要。蠶豆脫殼機(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，將直接影響到蠶豆脫殼機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。 1.5.2 提高機(jī)械脫殼率,降低破損率。 對(duì)蠶豆脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的脫殼機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國(guó)內(nèi)外的蠶豆脫殼機(jī)械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到蠶豆脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。 1.5.3 綜合的提高科技應(yīng)用水平 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過機(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作，進(jìn)一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于蠶豆機(jī)械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡(jiǎn)化操作，減少輔助工作時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，也是目前蠶豆脫殼機(jī)械需要盡快解決的問題。 2 技術(shù)任務(wù)書（JR） 2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù) 八十年代以前的蠶豆剝殼機(jī)械，破碎率一般都大于8%，有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的蠶豆仁，只能用來榨油，不能作種用，也達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為蠶豆剝殼機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國(guó)出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼機(jī)。自1983年以來，在已有的蠶豆剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國(guó)又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝殼部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破殼率指標(biāo)大有改善。 以下介紹一下我國(guó)上個(gè)世紀(jì)幾種主要的蠶豆剝殼部件 1.封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式蠶豆剝殼部件 六十年代初， 我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了TH-340型蠶豆剝殼機(jī)，其剝殼部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖2.1所示。 圖 2.1 在該機(jī)構(gòu)中蠶豆進(jìn)口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時(shí)，蠶豆果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng)，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，蠶豆受列剝殼機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制脫殼，故破碎率高。剝殼時(shí)， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的蠶豆仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來研制并生產(chǎn)的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剝殼機(jī)，結(jié)構(gòu)與其大同小異，剝殼質(zhì)量均不理想。 2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝殼部件 該機(jī)的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖2.2所示 圖2.2 作業(yè)時(shí)，蠶豆果在膠輥的推動(dòng)下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于剝殼間隙的小果未經(jīng)剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使蠶豆經(jīng)多次擠壓脫殼，致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價(jià)較高。 3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式蠶豆剝殼部件 剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示 圖2.3 作業(yè)時(shí)，蠶豆果在滾筒的推動(dòng)下，受擠壓揉搓脫殼，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，蠶豆果受到開式滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5% 。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝殼時(shí)，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網(wǎng)孔分離，雙粒長(zhǎng)果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。 4． 立式剝殼機(jī)構(gòu) 剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩，該剝殼部件如圖2.4所示。 圖2.4 在剝殼室內(nèi)，蠶豆果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦，從而達(dá)到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實(shí)踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點(diǎn)是由于采用立式傳動(dòng)， 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 5.開式扁條滾筒，編織凹板式蠶豆剝殼部件 采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖2.55所示。作業(yè)時(shí)，蠶豆果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之間形 圖2.5 成一個(gè)活動(dòng)層，蠶豆果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是蠶豆搓蠶豆，系柔性剝殼，故破碎率較低， 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率(破碎率+損傷率)為0．91。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理想 2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是用于有硬皮殼的作物脫殼，從而實(shí)現(xiàn)蠶豆脫殼的機(jī)械化，為農(nóng)民的提前收獲蠶豆做了充分準(zhǔn)備。還有小商小販，對(duì)農(nóng)民征收蠶豆進(jìn)行加工提供了有力的條件。 2.3主要技術(shù)參數(shù) 表2.1 主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 結(jié)構(gòu)尺寸 1230×1180×1600 重量 kg 15 物料含水量 % 5 軸的功率 kw 1.35 2.4 主要工作原理 蠶豆脫殼機(jī)以前也稱為刀籠剝殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將蠶豆果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2.6所示。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。 圖2.6 蠶豆果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)入剝殼箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，蠶豆殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝殼。部分蠶豆果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而蠶豆殼卻未撞裂，這部分蠶豆落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個(gè)蠶豆果，因此蠶豆果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些蠶豆果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，受到風(fēng)機(jī)吹來的經(jīng)調(diào)節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而蠶豆仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。 2.5 總體結(jié)構(gòu)概述 根據(jù)蠶豆脫殼機(jī)的剝殼原理可知道，蠶豆是從上至下依次經(jīng)過集料斗、剝殼箱、柵格、下箱出口、分選口，蠶豆仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計(jì)剝殼機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來了。 設(shè)計(jì)過程是從上往下，從蠶豆的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在剝殼箱內(nèi)，蠶豆必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能進(jìn)行剝殼，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在剝殼箱內(nèi)。蠶豆經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝殼后，要經(jīng)過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內(nèi)。蠶豆穿過柵格后經(jīng)過剝殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝殼的蠶豆殼與蠶豆仁進(jìn)行分離，重量稍重的不被風(fēng)吹走，而重量較輕的蠶豆殼將被風(fēng)機(jī)吹來的氣流帶入到蠶豆殼收集通道，通道的底部設(shè)計(jì)成一定角度。經(jīng)過分離的蠶豆仁往下落，落入蠶豆仁收集通道，將此通道與蠶豆殼收集通道的底面設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，這樣的設(shè)計(jì)可以讓被風(fēng)吹走的蠶豆仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。 為保證整機(jī)的各部分的安裝，需設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝殼機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.7所示。 圖2.7 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（SM） 3.1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 3．1．1 刮板的初定 刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分蠶豆殼撞碎，當(dāng)蠶豆果與鋼質(zhì)物體相對(duì)速度達(dá)到5時(shí)，可使蠶豆殼破碎而不會(huì)破壞到蠶豆仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。 如圖3.1所示，蠶豆下落位置在之間，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑為計(jì)算半徑 圖3.1 取半徑R=250mm，則n=382.2r/min 結(jié)論：R=250mm， n=382.2r/min 3．1．2 刮板所需功率計(jì)算 根據(jù)公式可計(jì)算出刮板所需的功率 刮板對(duì)蠶豆做功 ：刮板改變蠶豆的動(dòng)能 ：刮板改變蠶豆的勢(shì)能 根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即0.417kg/s,此為蠶豆仁的產(chǎn)量，折合蠶豆果產(chǎn)量為0.417/純?nèi)事?根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取蠶豆的純?nèi)事蕿?9%,折合蠶豆果產(chǎn)量為0.604kg/s,此即每秒進(jìn)入剝殼箱內(nèi)被破碎的蠶豆果的重量。蠶豆接觸刮板時(shí)初速度設(shè)為1m/s，方向向下，脫離刮板時(shí)速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時(shí)相對(duì)初位置高度為500mm t=1s m=0.604kg/s =1m/s =15m/s R=0.5m =(0.302+67.95+2.96)W=71.212w 加上刮板與蠶豆在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會(huì)超過500w。為計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需工率Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率。設(shè)、分別為滾動(dòng)軸承和V帶傳動(dòng)的效率，于是有 =-0.8668 電動(dòng)機(jī)所需功率不會(huì)超過700W，由于給定電動(dòng)機(jī)的功率為1.5kW，遠(yuǎn)大于此計(jì)算值，故所給電動(dòng)機(jī)的功率完全符合要求。 3．1．3 擬定傳動(dòng)方案 由于蠶豆脫殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到=382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級(jí)V帶傳動(dòng)，第二種是采用兩級(jí)混合傳動(dòng)，而很明顯的，若采用兩級(jí)傳動(dòng)方案，將會(huì)致使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本升高，所以選用一級(jí)V帶傳動(dòng)。 3．1．4 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用的電機(jī)型號(hào)有兩種 Y90L-4型 和 Y100L-6型。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比，現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列于下表： 表3.1倆種電動(dòng)機(jī)的對(duì)比 方案號(hào) 電機(jī)型號(hào) 額定功率kw 同步轉(zhuǎn)速r/min 滿載轉(zhuǎn)速r/min 總傳動(dòng)比 i 1 Y100L-6 1．5 1000 940 2．459 2 Y90L-4 1．5 1500 1400 3．663 由上表可知：方案1總傳動(dòng)比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價(jià)格高，作為家用機(jī)械的電機(jī)不是太合算，故選擇方案2，即電機(jī)型號(hào)為Y90L-4。 查表得此種電動(dòng)機(jī)的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長(zhǎng)度為50mm。 3．1．5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算 軸的轉(zhuǎn)速 軸的輸入功率 =1.35kw 軸的轉(zhuǎn)矩 3.2 V帶傳動(dòng) 首先列出設(shè)計(jì)的基本條件 電機(jī)型號(hào)：Y90L-4 額定功率：1.5kw 轉(zhuǎn)速：=1400r/min 傳動(dòng)比：=3.663 假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t<10h 1.確定計(jì)算功率 查表得工作情況系數(shù) =1.1 ==1.1×1.5=1.65(kw) 2．選擇V帶帶型 根據(jù)、查得最適合的帶型為A型 3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為 驗(yàn)算帶的速度 v=<= 因此所選帶的速度合適 4．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù)初步確定中心距，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =1972.36mm 由V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系中選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 計(jì)算實(shí)際中心距a 5．驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 主動(dòng)輪包角合適 6．計(jì)算V帶的根數(shù)z 由,,=3.663查表得 ，，， 代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算 Z=1.984 取z=2 7.計(jì)算預(yù)緊力 8．計(jì)算作用在軸上的壓軸力 代入數(shù)值計(jì)算得 =482.7N 9.V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用 帶輪材料選用HT200 根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表3.2主要結(jié)構(gòu)尺寸 尺寸類型 小帶輪 大帶輪 mm 75 280 基準(zhǔn)寬度 mm 11.0 11.0 基準(zhǔn)線上槽深 mm 2.75 2.75 基準(zhǔn)線下槽深 mm 8.7 8.7 槽間距e 15±0.3 15±0.3 第一槽對(duì)稱面至端面距離f mm 輪緣厚d mm 12 12 帶輪寬B mm 35 35 外徑 mm 80.5 285.5 輪槽角 極限偏差 孔徑 mm 26 16 輪轂長(zhǎng) mm 50 35 mm 48 32 輪輻厚 mm 8 mm 20 mm 16 mm 230.5 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖 3.3 軸 軸的轉(zhuǎn)速 軸的輸入功率 =1.35kw 軸的轉(zhuǎn)矩 1 初步確定軸的最小直徑 先按經(jīng)驗(yàn)公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取，于是得 2擬定軸上零件的裝配方案 通過對(duì)各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3.2所示裝配方案 圖3.2 3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩，故取2-3段直徑=22mm，左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2段長(zhǎng)度取為 （2）初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，初步選取深溝球軸承6205,其基本參數(shù)如下表 表3.3深溝球軸承6205基本參數(shù) 6204 基本尺寸 安裝尺寸 極限轉(zhuǎn)速 D B 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 25 52 15 1 31 46 1 12000 16000 （3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取， （4） 軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離，故取 （5）取刮板距箱體內(nèi)壁，取，。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 （6）軸上零件的周向固定 V帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊(cè)得平鍵截面如下 長(zhǎng)度取22mm V帶輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 （7）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角，各軸肩處圓角半徑見零件圖 3.4 刮板結(jié)構(gòu) 刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)蠶豆果進(jìn)行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四鋼板十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖10所示 圖3.3 因?yàn)椴捎玫氖谴驌艉蛿D壓兩種方式配合進(jìn)行剝殼，所以對(duì)刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用材料是45號(hào)鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長(zhǎng)′寬=500mm′129mm，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離250mm。固定刮板的筒架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為26mm，外徑120mm，刮板固定支架長(zhǎng)度為140mm，截面尺寸40mm′20mm，每塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。 3.5柵籠 半柵籠在機(jī)器中的作用是讓已經(jīng)被剝殼的蠶豆與未被剝殼的蠶豆進(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。半柵籠的每一個(gè)柵格都只能容許一個(gè)蠶豆仁大小的物體通過，被剝殼的蠶豆由于蠶豆殼的破裂，被變成破碎的蠶豆殼和整粒的蠶豆仁，蠶豆仁的大小剛好可以穿過柵格，而蠶豆果因?yàn)樘?，無法通過柵格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行剝殼直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。 圖3.4 柵條是利用兩塊墻板對(duì)兩端進(jìn)行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號(hào)鋼。柵條采用圓截面長(zhǎng)條，長(zhǎng)度為538mm，因其特殊的作用，還需對(duì)其進(jìn)行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內(nèi)，組成半圓柵籠，柵條間距為10mm，這樣可使剝出的蠶豆仁能通過柵格，而未剝殼的剛不能通過。 裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動(dòng)。半柵籠內(nèi)徑為。 3.6 箱體 箱體的作用是提供給刮板一個(gè)封閉的剝殼環(huán)境，并對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)起到支承和定位作用。 為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體的材料選用HT200，鑄造成型。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖。 3.7 殼仁分離裝置 殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，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。蠶豆經(jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對(duì)其進(jìn)行殼仁分離，分離的基本原理是利用蠶豆殼與蠶豆仁的重量及受力面積的不同，用氣流對(duì)其進(jìn)行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到蠶豆仁收集通道，而重量較輕的蠶豆殼將被風(fēng)機(jī)吹來的氣流帶入到蠶豆殼收集通道。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 3.8 機(jī)架 整個(gè)機(jī)架采用L63×63×6角鋼焊接而成，起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面。剝殼機(jī)安裝在機(jī)架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 3.9 附件 蠶豆脫殼的附件包括裝料斗，軸承蓋，風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。 4 使用說明書(SM) 4.1 使用前的準(zhǔn)備 1. 接好電源，經(jīng)過試車，如果機(jī)器各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常且無異常聲響，即可投料生產(chǎn)。 2. 蠶豆不要太干，否則易碎。含水量應(yīng)保持在9%左右。否則破碎率將增大，這種情況下，最好先用水潮一下，冬天等4個(gè)小時(shí)（春天等2個(gè)小時(shí)）即可投料生產(chǎn)。 4.2工作中的管理 1. 操作過程中，投料應(yīng)保持均勻，以20—30公斤/分鐘蠶豆果為宜。如發(fā)現(xiàn)二次風(fēng)送口回料過多以致堵塞 ，應(yīng)減少投料，并將風(fēng)送機(jī)下部除雜門打開排出?；亓线^多的原因可能是篩孔間隙大而蠶豆果小。 選四、五十粒最大的蠶豆仁從篩面向下放，如果有1/4下不去，應(yīng)加大篩號(hào)。 2. 開機(jī)前先將出仁口的擋板關(guān)閉，暫不讓蠶豆仁流出。待篩面上的蠶豆仁約30mm厚時(shí)，再徐徐開啟擋仁板，使蠶豆仁、小果沿不同方向流出，以后經(jīng)常調(diào)整擋仁板的開啟度，使擋仁板后面的蠶豆仁盡量流出而帶皮小蠶豆果不出為度，否則將影響脫殼質(zhì)量。 3. 使用過程中如果發(fā)現(xiàn)大量蠶豆仁聚集在出仁口處，擋仁板全部開啟仍不能順利流出，這時(shí)可將導(dǎo)向輪略墊高一下，蠶豆仁即可順利流出。 4.在使用過程中若發(fā)現(xiàn)回料中蠶豆皮多，應(yīng)將上風(fēng)機(jī)擋風(fēng)板，調(diào)大加大進(jìn)風(fēng)量。反之若發(fā)現(xiàn)吹出機(jī)外的蠶豆皮中含仁多，應(yīng)調(diào)小進(jìn)風(fēng)量，出皮口也有擋板，可以上調(diào)或下降，以獲得滿意效果。 5. 本機(jī)固定安裝一定要保持前后左右水平（根據(jù)蠶豆仁的流動(dòng)情況來判斷），否則會(huì)出現(xiàn)出口仁果混雜的現(xiàn)象。調(diào)平的方法是：蠶豆仁較多的一邊表示偏低，應(yīng)用木板或麻袋把此邊的輪子墊高；小蠶豆果較多的一邊表示偏高，應(yīng)減少這邊輪子下面的墊高；小果的出口處如果夾雜果仁表示此端偏底，應(yīng)把導(dǎo)向輪墊高。 4.3維護(hù)與保養(yǎng) 1.本機(jī)采用V帶傳動(dòng)。新帶在使用一段時(shí)間后，由于拉力的作用會(huì)逐漸伸長(zhǎng)松弛，應(yīng)根據(jù)情況予以調(diào)整，各部位都有調(diào)緊拉絲和張緊輪。 2. 對(duì)篩體吊軸及一切活節(jié)的軸承應(yīng)及時(shí)檢查有無缺油磨損，一旦缺油磨損應(yīng)及時(shí)加油更換。 3. 電機(jī)的溫度不能超過60攝氏度，軸承的溫度不應(yīng)超過25攝氏度，發(fā)現(xiàn)溫度過高應(yīng)及時(shí)查出原因并排除。 4. 機(jī)器在使用時(shí)，應(yīng)經(jīng)常注意各部位運(yùn)轉(zhuǎn)情況，檢查各部位緊固螺栓是否松動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)隨時(shí)緊固。 4.4機(jī)械安全操作規(guī)程 1. 剝殼作業(yè)前應(yīng)對(duì)所有參加剝殼作業(yè)人員進(jìn)行安全教育，熟悉剝殼的結(jié)構(gòu)、性能和操作方法。 2.參加剝殼作業(yè)人員應(yīng)穿工作衣，女同志應(yīng)把長(zhǎng)發(fā)戴入工作帽內(nèi)，不準(zhǔn)佩帶圍巾作業(yè)，閑雜人員或未成年人不準(zhǔn)靠近作業(yè)區(qū)域。 3. 開機(jī)前，操作人員應(yīng)對(duì)剝殼機(jī)技術(shù)狀態(tài)全面檢查一遍，特別是對(duì)各安全防護(hù)部件的檢查，要求不松、不缺，嚴(yán)禁違章使用。 4. 剝殼機(jī)所用一切工具、金屬物等嚴(yán)禁放在機(jī)架、蓋板及喂料工作臺(tái)上。 5. 開機(jī)前應(yīng)發(fā)出各自規(guī)定的信號(hào)，待剝殼機(jī)空轉(zhuǎn)3—5分鐘，確無異常情況后方可均勻連續(xù)喂料進(jìn)行作業(yè)。停機(jī)前應(yīng)有3—5分鐘空轉(zhuǎn)時(shí)間，將蠶豆仁、殼清理干凈。 6.剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)經(jīng)常注意其轉(zhuǎn)速、聲音、軸承升溫，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)檢查，待排除后，方可繼續(xù)作業(yè)。 7.每連續(xù)工作一天，應(yīng)停機(jī)檢查滾筒、風(fēng)扇、篩箱及風(fēng)送機(jī)及各軸承座等部件緊固件是否松動(dòng)，并隨時(shí)加以緊固。 8.嚴(yán)禁在剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行檢修和調(diào)試，嚴(yán)禁身體和其他異物靠近傳動(dòng)部位。 9. 剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不允許把手或其他異物伸入滾筒喂料口、風(fēng)送機(jī)進(jìn)料斗、大小風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口。 10.開機(jī)前必須安裝皮帶安全罩，牢固可靠。 5 標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告（BS） 5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 蠶豆脫殼機(jī)設(shè)計(jì)已基本完成,現(xiàn)具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù),根據(jù)有關(guān)規(guī)定,對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審查,結(jié)果如下: （1）產(chǎn)品圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚,符合GB4460-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。 （2）產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB-T200、3-1998的規(guī)定。 （3）產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。 （4）圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609.1-1989GB、GB/T10690.2-1989的規(guī)定。 （5）產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。 （6）產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。 5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 （1）產(chǎn)品技術(shù)文件名詞、術(shù)語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 （2）量和單位符合GB3100-GB3102-93的規(guī)定。 （3）技術(shù)文件所用的編號(hào)符合JB/T 8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。 （4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T 5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門有關(guān)具體要求。 5.3 標(biāo)準(zhǔn)件的使用情況 本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。 5.4 審查結(jié)論 經(jīng)過對(duì)蠶豆脫殼機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。 6 總結(jié) 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際方法采用的是從內(nèi)向外，從倆中間到倆頭的計(jì)算方法，因此本次設(shè)計(jì)達(dá)到了使用的要求。蠶豆脫殼機(jī)是在傳統(tǒng)脫殼機(jī)的基礎(chǔ)上，把膠皮搓揉脫殼改為刮板脫，有柵板控制其大粒的下落，從而可以循環(huán)反復(fù)的脫殼，減少農(nóng)民手動(dòng)反復(fù)把下面沒脫殼的蠶豆放入機(jī)器，從而大大節(jié)省了勞力。在這次設(shè)計(jì)中由于使用的是皮帶輪，可能有些地方的設(shè)計(jì)，配合沒有考慮周到，因此，各軸的支撐，定位做的可能不夠。 參考文獻(xiàn) [1] 周瑞寶 蠶豆加工技術(shù) [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003.1 [2] 段淑芬，胡文廣，李秀平，等．世界蠶豆生產(chǎn)現(xiàn)狀分析[J]．蠶豆學(xué)報(bào)，1999，(增刊) [3] 孟憲珍．蠶豆脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)[J]．國(guó)外農(nóng)機(jī)。1980． [4] 尚書旗，劉曙光，王方燕．蠶豆生產(chǎn)機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)展分析[J]．蠶豆學(xué)報(bào)，2003，(增刊) [5] 張效鵬，張嘉玉．蠶豆脫殼機(jī)的不同部件對(duì)蠶豆脫殼性能的影響[J]．萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1990，7(1) [6] 王延耀，張巖，尚書旗，等．氣爆式蠶豆脫殼性能的試驗(yàn)研究[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998，14(1) [7] 王智才．我國(guó)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)需求及發(fā)展前景[J]．農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督，2002，(5) [8] 石一兵 食品機(jī)械與設(shè)備[M] 北京：中國(guó)商業(yè)出版社 1992.6 [9] 肖旭霖 食品機(jī)械與設(shè)備[M] 北京：科學(xué)出版社，2006 [10] 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社第一編輯室 中國(guó)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編[M] 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004 [11] 唐增寶，何永然，劉安俊 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M] 武漢：華中理工大學(xué)出版社 1999.3 [12] 濮良貴，紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì)[M] 北京：高等教育出版社，2001 [13] 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.機(jī)械傳動(dòng)[M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.1 致謝 本文是在王玉順老師的精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，王老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心對(duì)我產(chǎn)生了深深的震撼。在王老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了論文，而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取。也感謝我的好哥們楊斌、王偉在我設(shè)計(jì)過程中的大力支持和幫助。 最后，謹(jǐn)向所有給我關(guān)心、理解、支持和幫助的人們表示最誠(chéng)摯的謝意！ - 25 -