畢業(yè)設計（論文）-花生紅衣脫皮機的設計（全套圖紙）.pdf

塔里木大學畢業(yè)設計 1 1 緒論緒論 1.1 課題研究的意義 隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為 花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種 風味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料, 也可配制在其他原料中作風味料?；ㄉ?仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等 營養(yǎng)素都集中在籽仁中 1。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生 油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食 品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 2。為此，我們需要設計與試制一種花生脫 紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準備。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 1.2 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 國內(nèi)花生紅衣脫皮機的發(fā)展狀況 目前, 國內(nèi)大多數(shù)花生脫紅衣設備的脫皮原理主要采用一對輾輥或皮帶相互間的動靜 運動實現(xiàn)摩擦輾搓 3。其中輾輥輾搓方式是一對輾輥反向差速旋轉(zhuǎn)來搓擦花生仁使紅衣從 花生籽仁上剝落皮帶輾搓方式是摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū) 45, 利用兩膠帶的 擠壓力和剪切力的綜合搓撕作用, 將花生紅衣與籽仁分離 6。按碾輥所用材料可分為: 橡 膠輥和金屬基體的表面采用樹脂并粘有石英砂的脫皮輥等。 1.2.2國外花生紅衣脫皮機的發(fā)展狀況 國外類似產(chǎn)品的脫皮機有三種類型: 鼓式、盤式和輥式。雖然形式各異, 但工作原理是 相同的,都是通過轉(zhuǎn)鼓與襯板, 圓盤與擋板以及輥- 輥(壁)之間的相對運動而達到脫皮的目 的。鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平, 靠起伏的鈍齒對物料的摩擦把表皮除掉, 從而分離出果 仁。如一種用于咖啡豆的輥筒脫皮機 7, 可以作為花生脫紅衣機設計參考。其主要部分是一 個固定的、帶孔的機體, 內(nèi)部是帶突齒的輥筒。進料斗的下面是螺旋推進器, 使物料向前運 動。水經(jīng)輥筒的中心引入,對物料起清洗作用。操作時, 物料進入機器后, 受到輥筒與外殼的 摩擦, 首先將果皮脫去, 排出機體。物料繼續(xù)受到摩擦力作用, 同時受到水的沖洗, 到排出口 時, 塵雜等亦被全部除去 8。 1.3國內(nèi)外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點 1.3.1國內(nèi)花生紅衣脫皮機存在的問題 分析歸納市場上現(xiàn)有的花生機械脫紅衣設備, 主要存在以下幾個問題: 由于現(xiàn)有設備大 都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低； 受輾輥材 料、對輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大； 現(xiàn)有機械脫皮設備多為 針對某種原料特定加工設計的, 故其通用性和配套性較差 7。 1.3.2國外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點 塔里木大學畢業(yè)設計 2 使用這種設備可得到優(yōu)質(zhì)、不受損傷的果仁, 但對操作調(diào)試的精細度要求很高, 機器耗 用的動力較大。該脫皮機要配 18. 4 kW的動力, 主要優(yōu)點是: 處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn) 速較低。而一般盤式脫皮機只需配 2. 22. 9 kW 的動力 9。 1.4花生紅衣脫皮機的研制及發(fā)展前景 1.4.1花生紅衣脫皮機的研制 根據(jù)目前國內(nèi)與國外的花生紅衣脫皮機械的對比可以看出國內(nèi)的花生紅衣脫皮機械簡 單、實用、價格低，但是由于現(xiàn)有設備大都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小 ( 100 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低； 受輾輥材料、對輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁 率低、破損較大； 現(xiàn)有機械脫皮設備多為針對某種原料特定加工設計的, 故其通用性和配 套性較差。國外的花生紅衣脫皮機械處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤式脫 皮機只需配 2. 2 2. 9kW 的動力。但是結(jié)構(gòu)復雜、成本高、更換零件麻煩。因此這就繼續(xù) 我們研制出一種結(jié)構(gòu)簡單成本低而且效率高、紅衣脫皮效果好的花生紅衣脫皮機械。該課 題的主要研究內(nèi)容有：根據(jù)現(xiàn)有花生紅衣脫皮機的特點，設計出一種成本低結(jié)構(gòu)簡單效率 高地花生紅衣脫皮機械，并利現(xiàn)有的軟件對其進行強度分析和優(yōu)化設計 10。 設計花生紅衣脫皮機械的整體結(jié)構(gòu)，主要由電動機、減速器、活動與固定膠帶、平面 運動篩、皮帶、動力傳動裝置和轉(zhuǎn)向裝置等組成。電動機提供動力，通過聯(lián)軸器與減速器 連接，分別為活動的膠帶和平面運動篩提供動力。工作部件由 e 和平面運動篩組成。e花生 紅衣脫皮機械的基礎參數(shù)，參考國內(nèi)和國外紅衣脫皮機械的參數(shù)，要盡量減小功率消耗。 根據(jù)選定的有關(guān)參數(shù)，由經(jīng)驗公式計算出花生紅衣脫皮機械所需的功率，根據(jù)該功率選擇 電動機型號。 該課題應用的研究方法：理論設計、繪制模擬樣機并進行仿真模擬。 1.4.2花生紅衣脫皮機的發(fā)展前景 花生目前較多地用于制作各種風味的花生仁、花生糖、花生醬和蛋白粉等?；ㄉ?jīng) 剝殼后，去掉花生仁面上的紅衣，則是制作上訴食品及原料過程中不可缺少的工序。國內(nèi) 已有個別廠家生產(chǎn)花生脫紅衣機，但需經(jīng)水泡后才能脫去紅衣，這不能滿足經(jīng)烘烤后脫去 紅衣再生產(chǎn)各種食品的要求。為此，我們需設計與試制一種新型的花生脫紅衣機。此新型 花生紅衣脫皮機是干法脫去紅衣因此可以滿足經(jīng)烘烤后脫去紅衣再生產(chǎn)各種食品的要求,生 產(chǎn)效率高，脫凈率高，勞動強度低。可以廣泛的應用于花生紅衣的脫去中。 1.5預期目標 （1）整機結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，尺寸小，機動性好。 （2）電動機為動力源，造價低、可靠性高、使用簡便。 （3）適于不同大小的花生粒的脫皮，有利于減輕勞動強度，提高工作效率和生產(chǎn)率， 對提高花生紅衣脫皮機械化作業(yè)的水平有一定的價值。 1.6重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 該機動力源電源，通過電動機通過聯(lián)軸器以及減速器，減速器連接傳動機構(gòu)工作，花 生紅衣脫皮機械應該能對不同大小的花生粒進行脫紅皮 （1）選擇動力,設計傳動裝置和膠輥工作裝置的位置來實現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。 （2）通過分析，設計脫完紅衣的花生仁和紅衣的分離裝置。根據(jù)花生仁和紅衣的比重 不同利用負壓的原理把花生仁和紅衣分離開來。 （3） 運用 AutoCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 （4） 運用三維設計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。 1.7工作條件及解決方法 塔里木大學位于南疆中心位置，花生種植有一定的面積，而且在農(nóng)大小市場或者超市 出售花生的很多，這為項目開展提供了便利的原材料。這是本項目順利實施應具備的良好 外部科研環(huán)境。塔里木大學機械電氣化工程學院擁有先進的實驗室和加工設備，校內(nèi)擁有 優(yōu)良的硬件環(huán)境和雄厚的師資力量這些都為課題的實施提供了保障。 本課題的主要動力來源是電動機，經(jīng)過傳動部分，從減速器中輸出的圓周運動來帶動 皮帶輪，通過皮帶輪的傳動帶動摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動。利用活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦 的原理實現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花 生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風機轉(zhuǎn)動時產(chǎn) 生的負壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此 時的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會落到振動篩上，通過振動篩的振動，少量的破 塔里木大學畢業(yè)設計 3 碎花生仁會穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處 在篩孔上方并向下滑行，當滑到花生仁和紅衣的分離管時，花生仁和紅衣進行再一次的分 離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導與第一次被分離 出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原 理來制作干法花生紅衣脫皮機，以此來實現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的。 2 基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù)基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 經(jīng)過反復的考慮、研究和討論，確定花生紅衣脫皮機的總體機構(gòu)，包括動力機構(gòu)、動 力傳送系統(tǒng)、分離機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)、紅衣收集機構(gòu)及控制機構(gòu)等。 2.1花生紅衣脫皮機結(jié)構(gòu) 花生紅衣脫皮機的總體方案圖如圖 2- 1 所示 圖 2- 1 花生紅衣脫皮機的總體方案圖 花生紅衣脫皮機是一種組合式設備。它實質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與 胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進料裝置； 紅衣與花生 仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng)；機械傳動系統(tǒng)及機架等 組成。 紅衣與花生仁分離裝置, 由活動摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)、活動 摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機構(gòu)組成?；顒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩 帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒 橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成。 花生仁與胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動曲柄 連桿機構(gòu),彈性吊桿及減震機構(gòu)組成。 塔里木大學畢業(yè)設計 4 紅衣收集及除塵風網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風機、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風罩、篩 面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風罩、篩下物出口側(cè)風罩、旋風除塵器、成品花生仁、胚芽及 碎仁出口和料斗等組成。 機械傳動系統(tǒng), 主要由電機、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離 裝置和振動篩共用一個動力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。 花生紅衣脫皮機機構(gòu)如圖 2- 2 所示。 圖 2- 2 花生紅衣脫皮機 1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離裝置 4、風機 5、紅衣收集管道 6、振動篩主動輪 7、變速箱 8、電機 9、紅衣收集裝置 10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口 2.2花生紅衣脫皮機工作原理 花生紅衣脫皮機的工作原理如圖 2- 3 所示 塔里木大學畢業(yè)設計 5 圖 2- 3 花生紅衣脫皮機工作原理 經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調(diào) 節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進入固定與活動摩擦膠帶形成的楔形 區(qū), 在活動膠帶的帶動下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動摩擦膠帶的間隙大小 進行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風網(wǎng)吸氣部分左 支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風吸走。由于篩面上物料呈 下行體制運動, 因而, 篩上物既花生仁從振動篩出口進入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既 胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。 風網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風機的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風機排出, 再經(jīng)旋 風除塵器最后得到收集。風網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個側(cè)吸罩和一個傘形罩, 右支管中 的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風門開啟大小進行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風速和風量可由兩 旋閥進行調(diào)節(jié)。 2.3主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)設計要求和設計思路，主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示。 表表 1 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)項目 數(shù)據(jù) 外形尺寸（長寬高）（mm） 161112802412 生產(chǎn)量（kg） 250 活動膠帶速度（m/s） 0.9 振動篩頻率（r/min） 254 振動篩振幅（mm） 5 風網(wǎng)系統(tǒng)風量（m 3/h） 1300 風壓（kPa） 1.96 脫皮裝置寬度（mm） 451 動力額定轉(zhuǎn)速（r/min） 1500 2.4活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結(jié)構(gòu)與分布 活動摩擦膠帶固定在兩個圓柱形的滾筒上，滾筒的直徑為 182mm?；顒幽Σ聊z帶的周 長為 914mm，寬為 451mm?；顒幽Σ聊z帶繞在兩個滾筒上，并將活動摩擦膠帶張緊。兩 個滾筒的中心固定在一根軸上，軸的兩端裝有滾動軸承，軸承固定在箱體上，這樣兩個滾 筒就可以繞著中心旋轉(zhuǎn)，并且?guī)踊顒幽Σ聊z帶順時針旋轉(zhuǎn)。固定摩擦膠帶固定在箱體 上。固定摩擦膠帶的上方有間隙調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)整固定摩擦膠帶與滑動摩擦膠帶之間的 塔里木大學畢業(yè)設計 6 距離?；瑒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶之間的縫隙是楔形狀，這樣花生可以由大到小的進入 脫皮去，使脫皮效果更好。滑動摩擦膠帶的表面不是光滑的，而是設計成具有凸凹的表 面，這樣是為了增加滑動摩擦膠帶的摩擦系數(shù)，以增大摩擦力，使脫皮效果更顯著。 2.5楔形區(qū)大小的確定 花生米的平均大小長最大處直徑為：15mm9mm。所以楔形曲的最小距離應略小 于 9mm。經(jīng)計算最小距離設定為 6mm。由于花生米從進料裝置處進入，花生米的排列可 能會重疊，所以最大處的距離設定為花生米最大直徑的 2.5倍即 22mm。 2.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速 w U的確定 經(jīng)過查閱相關(guān)文獻，并根據(jù)花生脫紅衣機的生產(chǎn)量計算出花生仁在活動膠帶上的平均 流速 w U。 計算平均流速的公式為： W Kq U B = 式中： W U花生仁在活動膠帶上的平均流速 K物料通過兩膠帶楔形區(qū)不均勻系數(shù) 帶紅衣花生粒密度（ 3 kg/m） 固定與活動膠帶間隙（m） B固定膠帶寬度（m） q機器生產(chǎn)量（kg/h） 經(jīng)過測量與查閱資料可得： K=0.0125 =1.1 3 kg/m =0.014m B=0.451m q=250kg/h 將數(shù)據(jù)帶入公式得: 2 0.0125 250 0.45m/s 0.451 0.014 1.1 W U = 2.7活動摩擦膠帶線速度 d U的確定 花生仁在固定摩擦膠帶與活動摩擦膠帶間最小間隙處的平均流量 w U與活動摩擦膠帶 摩擦工作面上的線速度 d U的關(guān)系如圖 2- 4 所示 圖 2- 4 物料流速與活動膠帶線速度的關(guān)系 根據(jù)對上圖的的分析，可得知花生仁在固定與活動摩擦膠帶間最小間隙處的平均流速 W U與活動膠帶摩擦工作面上的線速度 d U的關(guān)系成兩倍關(guān)系。 即： d U=2 W U=0.9m/s 由此知道了活動摩擦膠帶的線速度。在活動摩擦膠帶與滾筒接觸的地方的速度相同， 因此此時的活動摩擦膠帶的線速度就是滾筒的線速度 g U。 即 g U=0.9m/s。又因為滾筒的線速度 g U等于滾筒的角速度乘于滾筒的半徑。即 gg Ur=。滾筒的半徑 g r=0.081m。 即可得知滾筒的角速度 0.9 10.88rad/s 0.081 g g U r =。 塔里木大學畢業(yè)設計 7 由2 n=可得滾筒的轉(zhuǎn)速 10.88 60104r/min 22 3.14 n = 。 2.8滾筒轉(zhuǎn)速和振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)承載能力、所需轉(zhuǎn)速以及脫紅衣的條件共同確定滾筒轉(zhuǎn)速和振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速。 為了使該機器機構(gòu)緊湊，紅衣與花生仁分離裝置和振動篩采用一個電機驅(qū)動，經(jīng)減速器將 動力傳至花生紅衣分離裝置的主動輪和振動篩的曲柄軸，傳動的布置如圖 2- 5 圖 2- 5 傳動裝置 上圖為皮帶傳動的關(guān)系圖，根據(jù)如圖所示可知三個大的皮帶輪的直徑相同，直徑為 162mm。小的皮帶輪直徑為 82mm。 由滾筒的轉(zhuǎn)速可得知從減速箱輸出的輸出軸轉(zhuǎn)速: 104r/min cg nn= 式中: c n減速箱輸出軸轉(zhuǎn)速 g n滾筒轉(zhuǎn)速 圖中小皮帶輪為振動篩的主動輪，其直徑為大皮帶輪的二分之一。因此可根據(jù)大帶輪 的速度計算出振動篩主動帶輪的轉(zhuǎn)速 z n： 81 104254r/min 41 g zg z r nn r = 式中： z n振動篩主動輪轉(zhuǎn)速 zr振動篩主動輪半徑 gr滾筒的半徑 2.9振動篩主要參數(shù)的確定 此花生紅衣脫皮機在工作的時候會把紅衣從花生仁上脫下來，但是會有部分的花生仁 在脫紅衣的過程中被擠碎并且含有胚芽，此時經(jīng)過脫花生紅衣裝置的花生仁會變?yōu)榧t衣、 破碎的花生仁、胚芽、脫完紅衣的花生仁。為了得到品質(zhì)較高的花生仁需破碎的花生仁和 胚芽從中分離出來，這就需要振動篩將他們分離開。振動篩的作用是使已脫去紅衣的花生 仁與胚芽和破碎的花生仁實現(xiàn)分離，物料在篩面上擬呈下行運動體制，其振動篩面為平振 傾斜振動面型式。如圖 2- 6 所示。振動面傾向10 =,振動面的振動方向角90 =。 塔里木大學畢業(yè)設計 8 圖 2- 6 平面振動篩運動分析圖 2.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件 平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。 為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連 接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應該大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且 小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個條件就無法正 常的進行篩選。第一個條件已經(jīng)滿足，第二個條件需要計算。 振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 q n應大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速 x n,小于物料相對篩面上滑 的臨界轉(zhuǎn)速 s n。通過查閱相關(guān)的文獻并經(jīng)過計算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速 s n和下滑的臨界轉(zhuǎn)速 x n。 計算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式： () () sin sin x q g n r = + 11 () () sin sin s q g n r = + 式中： x n物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速(r/min) sn物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速(r/min) qn振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速(r/min) 振動面傾角（度） 振動面振動方向角（度） 物料與篩面的摩擦角（度） g重力加速度( 2 m/s) qr振動篩曲柄半徑(m) 經(jīng)過測量與查閱相關(guān)資料可得知： =10 =90 =20 g=10 2 m/s qr=0.041m 將數(shù)據(jù)代入公式可得： () () sin 20 1010 218r/min sin 1090200.041 x n = + () () sin 102010 354r/min sin 1090200.041 s n + = + 塔里木大學畢業(yè)設計 9 若需要篩上物呈下行體制運動，振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 q n需大于物料相對篩面下滑的臨界 轉(zhuǎn)速 x n小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速 s n。 即： xqs nnn 所以218r/min354r/min q n 當振動篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計算出的結(jié)果里時，篩上物就會呈現(xiàn)下滑的運動體制。 實現(xiàn)了振動篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。 2.11風網(wǎng)風量的計算 該紅衣收集和除塵風網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖 2- 7 和表 2。風機的吸氣道上共設了 3個側(cè)面吸風罩、 一個傘形上吸罩和一個直管上吸進口。 圖 2- 7 紅衣收集與除塵風網(wǎng)系統(tǒng) 表表 2 花生脫紅衣機風網(wǎng)系統(tǒng)壓損計算表花生脫紅衣機風網(wǎng)系統(tǒng)壓損計算表 設備名稱或 管段序號 Q ( 3 m /h) U (m/s) 2 2 v ( a P) l D ( a P) 壓損 累計 ( a P) 左支1 338 2.5 0.36 1.4 左支管2 338 7.3 0.022 4.3 左支管匯流三通 3 631 6.3 0.65 15.3 左支管下旋閥4 風機吸口匯流三 通5 1123 17.6 0.53 117.6 風網(wǎng)吸氣 右支管上旋閥6 部分最大 右支管彎管7 492 15.6 0.89 130.3 壓損 右支管漸擴管8 492 10.8 0.11 9.8 H喂=229Pa 右支管匯流三通 9 492 10.8 0.59 41.2 右支管匯流三通 10 229 5.9 0.14 2.0 右支管 11 113 2.5 0 3.7 右支管進口 12 113 2.5 1 0.8 3.7 塔里木大學畢業(yè)設計 10 風機出口漸擴管 13 1123 19.3 96 風網(wǎng)壓氣部分 彎頭 14 1123 10 0.43 29.4 最大壓力 旋風除塵器 15 1123 936 H壓=1058Pa 由各吸風口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風量。 風網(wǎng)的總風量為： () 12345 QKQQQQQ=+ 取1.15K = 即：() 3 1.15293263 116338 1131291m /hQ =+= 取 3 1300m /hQ = 2.12風網(wǎng)風壓和風機的確定 花生仁經(jīng)過花生紅衣脫皮機時花生仁上的紅衣會通過搓擦的原理脫落，此時的產(chǎn)物有 花生仁、紅衣、胚芽和少量破碎的花生仁，因此要將這些產(chǎn)物分離開來。首先要分離的是 紅衣，此次的分離原理就是根據(jù)花生紅衣和剩下的產(chǎn)物的比重的不同來分離的。該花生紅 衣脫皮機中的風機可以產(chǎn)生負壓，當脫完紅衣的花生仁和紅衣從主動輪上的活動摩擦膠帶 和固定摩擦膠帶之間滑落下來時會有在空中停留的時間，此時風機產(chǎn)生的負壓會將空氣吸 入風機的入口，這樣就會產(chǎn)生一個回流的空氣流，由于花生紅衣和花生仁的比重不同，回 流的空氣流就會把比重較小的花生紅衣帶走，這樣就實現(xiàn)了紅衣和花生仁的分離了。因此 風機產(chǎn)生的負壓得要能將紅衣吸到風機口處并帶走，還不能把花生仁吸走。在這過程當中 還有彎頭拐角會消耗風機產(chǎn)生的負壓。這就要求選擇的風機能滿足以上的目的。經(jīng)過查閱 相關(guān)文獻可得知該花生紅衣脫皮機風網(wǎng)系統(tǒng)壓損，計算結(jié)果見表 2(表中風網(wǎng)設備或管段名 稱代號見圖 2- 1 和圖 2- 2)。 由計算結(jié)果可得知，風機吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損大，H右 =299 a P。風網(wǎng)壓氣段壓損H壓=1058 a P，其風網(wǎng)總壓損H=1375 a P。 為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取 定風網(wǎng)系統(tǒng)風壓H=1960 a P。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可選擇風機的型號。經(jīng)過查閱相關(guān)手冊，確定風機的型號為 C6-48-3。其主要參數(shù)如表 3 所示。 表表 3 C6-48-3 型風機參數(shù)型風機參數(shù) 風機型號 轉(zhuǎn)速(r/min) 全壓（Pa） 流量( 3 m /h) 電機功率（kW） C6-48-3 16003510 1980360 6963352 0.753 3 電動機、減速箱的選取 3.1電動機的確定 電機的確定是通過電機的載荷來選取的，為此應當計算出花生紅衣脫皮機在工作過程 中受到的所有外力和功率的大小?；ㄉt衣脫皮機在工作的過程中消耗動力的部件有花生 紅衣脫皮裝置、振動篩及篩上物。 首先確定花生紅衣脫皮裝置在工作過程中所受的力和損耗的功率。該部分在工作過程 中主要是克服花生仁在兩膠帶間的摩擦力。紅衣脫皮裝置的長度為 461mm，寬度為 451mm，花生米的尺寸長最大處直徑為 159mm。按照一次通過脫皮裝置最多花生米， 即 花生 仁的 長度方 向與 摩擦 膠帶 的長度 方向 一致 計算 ，一次 通過 最多 花生 仁 461451 31 451395 159 =個。經(jīng)過查閱相關(guān)資料橡膠帶的摩擦系數(shù)為 0.4，要使一個 花生仁的紅衣從花生仁上脫離下來所需要的壓力G為 300g，即 3N。 所以一個花生仁在脫紅衣過程中受到的阻力為： 0.4 31.2NFG= = 脫紅衣裝置在工作時受到的阻力F總為： F總13951395 1.21674NF= 塔里木大學畢業(yè)設計 11 活動摩擦膠帶的運行速度為 0.9m/s。則功率 p P為： 1674 0.91506.6W p PFv= 取 p P為 1510W。 花生紅衣脫皮機在工作過程中振動篩和篩上物也消耗了動力和功率。現(xiàn)計算振動篩和 篩上物所消耗的功率。振動篩如圖 3- 1 所示。 圖 3- 1 振動篩 計算振動篩的功率需知道其運動速度和受到的外力。 振動篩總質(zhì)量的計算。振動篩的一個篩孔的大小如圖 3- 2 所示 圖 3- 2 篩孔 在通過紅衣脫皮機的時候，花生仁會一分為二，最大處直徑會變?yōu)?4.5mm，所以篩孔 的寬要比 4.5mm 略小，長比花生仁的長小。這樣一分為二的花生仁就不會從篩孔通過，通 過的是破碎的花生仁。這樣就起到了過濾破碎花生仁的目的。振動篩的尺寸長寬高為 3964511mm，材質(zhì)為鋼。振動篩上有 1715個篩孔。所以振動篩的質(zhì)量m為： 1 mvv= 式中：鋼的密度（ 3 kg/m） v振動篩體積（ 3 m） 1v篩孔總體積（ 3 m） 經(jīng)過測量與查閱資料可得： 33 8.0 10 kg/m = 943 396 451 1 101.8 10 mv = = 953 1 1715 7 4 1 104.8 10 mv = = 將數(shù)據(jù)代入公式可得： 塔里木大學畢業(yè)設計 12 3435 8.0 101.8 108.0 104.8 101.056kgm = 由此可知振動篩的重量G為： 1.056 1010.56NGmg= 當振動篩曲柄運動到最遠的時候，連接振動篩和機架的連桿與豎直線的夾角為 20。 這時振動篩曲柄受到的水平分力 F為 13.6N。 振動篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速為 254 r/min，曲柄半徑為 0.041m。所以振動篩曲柄軸的線速度 q v為： 22 3.14 254 0.0411.1m/s 6060 q n vr = = 所以振動篩所消耗的功率 s P為： 13.6 1.115W s PFv= 則振動篩和篩上物所消耗的功率P為： 1510 151525W ps PPP=+=+= 由此可以計算尺總功率。它由活動摩擦膠帶的功率和振動篩及篩上物的功率構(gòu)成。則 總功率P總 P總=1510 15253035W P PP+=+= 動力在傳輸過程中會有功率的損耗，因此得把這部分損耗掉的功率加上。經(jīng)過計算， 軸承有 7個，皮帶有 3 個，聯(lián)軸器有 1個齒輪嚙合有 2個，效率分別為 0.98、0.95、0.99和 0.97。所以總的工作效率為 0.6525 因此電動機的功率 d P為: d PP=總 1 0.6525 3035 4651W 0.6525 = 功率選為4700W。 根據(jù)以上的計算可以得知，電動機功率的選取應至少大于 4700w。經(jīng)過查閱機械設計 實用手冊，選取 Y132S4 型電動機。電動機的參數(shù)如表 4所示。 表表 4 Y132S- 4 型電動機參數(shù)型電動機參數(shù) 12 電動機型號 額定功率 (kW) 同步轉(zhuǎn)速 (r/min) 滿載轉(zhuǎn)速 (r/min) 電動機質(zhì)量 （kg） Y132S4 5.5 1500 1440 68 3.2減速箱的確定 根據(jù)要求所選取的電動機的額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min,而經(jīng)過計算得知帶動活動摩擦膠帶 轉(zhuǎn)動的滾筒的轉(zhuǎn)速為 104r/min。減速箱輸出軸所連接皮帶輪的直徑和帶動活動摩擦膠帶 轉(zhuǎn)動的滾筒的直徑相同，這說明減速箱的輸出軸的轉(zhuǎn)速也為 104r/min。因此需要減速箱 來減速。要選用的減速箱的傳動比i為： 1500 14.4 104 i = 因此選擇減速比為 15的減速箱。由于傳動比為 15，而且二級減速器的傳動比范圍在 8 40之間，因此選擇二級減速器。 4 軸和皮帶的校核 4.1帶動活動摩擦膠帶轉(zhuǎn)動的滾筒的軸的校核。 帶動滾筒轉(zhuǎn)動的軸如圖 4- 1 所示。 塔里木大學畢業(yè)設計 13 圖 4- 1 主動滾筒軸 在工作過程中，主動滾筒軸承受的力有滾筒的自重和花生仁在脫紅衣過程中花生仁對摩 擦膠帶的反作用力。軸的兩端有深溝球軸承承擔這些徑向力，現(xiàn)在 計算主動滾筒的最小直 徑。經(jīng)過查閱相關(guān)文獻可得知計算軸的最小直徑的公式。軸的最下直徑d為： 6 33 3 9.55 10 0.2 pp dc nn 13 式中：d主動滾筒最小直徑（mm） 軸的許用扭切應力（MPa） p傳遞的功率（kW） n軸的轉(zhuǎn)速（r/min） c軸的材料和承載情況確定的常數(shù) 由電動機產(chǎn)生的功率經(jīng)過一系列的損耗，最終傳到了主動滾筒軸上。在這傳遞的過程 中經(jīng)過了一個聯(lián)軸器，兩個齒輪嚙合，三個軸承和兩個皮帶傳動，其功率分別為 0.99、 0.97、0.98 和 0.95。所以傳遞到主動滾筒軸上的功率為 322 p0.99 0.980.970.95 d 經(jīng)過計算和查閱相關(guān)文獻可得： c=110 p=3718W 104r/minn = 將數(shù)據(jù)代入公式得 3 3.7 d11036mm 104 = 所以主動滾筒最小處的直徑為 36mm。由于花生紅衣脫皮機的主動滾筒的受力很小， 根據(jù)前面的計算脫紅衣機一次性最多能脫 45 個花生仁，而脫去一個花生仁的紅衣所受的力 為 3N，也就是說主動滾筒軸的一端也就只受到了 45 3 67.5N 2 =的垂直向下的力。此軸所 選取的材料為 45 號鋼，抗拉強度600MPa屈服強度355MPa。因此此軸滿足受力要 求，能夠正常的工作。根據(jù)主動滾筒最小處的直徑選擇配套的軸承。由于主動滾筒軸只承 受了徑向