毕业设计论文莲子剥壳机结构设计.docx

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1、本科毕业论文（设计）题目：莲子剥壳机结构设计学院：专业班级：姓名：学号：指导教师：职称：摘要经查阅资料研究发现，我国现在很多偏远及经济欠发达地区对莲子去壳依然采用手工剥壳的方式。手工剥壳效率低、劳动力大，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg,既费体力，又费时间。严重影响了莲子的经济效益的产生。因此根据莲子结构特点和莲壳特性以及莲农的经济情况和生活情况，本文设计了一种轻便、灵活且低成本的莲子剥壳机。该机采用了具有弹性的导向齿辑和一组对向转动的轮轴，自动化运转。大大增加了莲子去壳的效率，而且结构简单，使用方便，造价低，易于推广，可满足广大普通莲弄的生产需求。关键词：莲子；

2、剥壳机；设计AbstractAccordingtothedata,manyremoteandeconomica11yunderdeve1opedareasinChinasti11she111otusseedsbyhand.Manua1she11ingefficiencyis1ow,1arge1aborforce,aski11ed1otusfarmer,usingthetraditiona11otusseedshe11cuttingmethod,frommorningtonightcancutshe111otus5Kg,bothphysica1andtime-consuming.Theecono

3、micbenefitsof1otusseedswereserious1yaffected.Therefore,accordingtothecharacteristicsof1otusseedstructureandthecharacteristicsof1otusshe11aswe11astheeconomicsituationand1ivingconditionsof1otusfarmers,thispaperdesigneda1ight,f1exib1eand1ow-cost1otusseedshe11er.Themachineadoptse1asticguidetoothro11eran

4、dasetofwhee1shaftsrotatinginoppositedirection,great1yincreasingtheefficiencyof1otusseedhusking,andsimp1estructure,easytouse,1owcost,easytopromote,canmeettheproductionneedsofthemajorityofordinary1otus.Keywords：1otusseedshe11ingmachine;design第一章绪论41.1 莲子剥壳机概述41.2 莲子剥壳机国内外研究现状513莲子剥壳机的分类51.4 莲子剥壳机的未来发展

5、7第二章莲子剥壳机方案设计82.1 莲子几何特征及其力学特性分析82.2 剥壳机工艺路线确定82.3 莲子剥壳机整体结构方案设计8第三章主要零部件的计算与设计93.1 电机计算选型93.1.1 电机负载计算93.1.2 电机型号的选取103.1.3 电机安装形式IO3.2 带轮计算设计113.3 轴的计算设计133.3.1 轴的材料选取133.3.2 轴的最小径计算143.3.3 轴径与轴长143.3.4 轴的强度校核143.4 料斗的设计153.5 齿辘设计163.6 机架设计163.7 齿轮计算与设计173.8 整机装配图19第四章设计与总结204.1 结论综述204.2 存在的不足21参

6、考文献21致谢22第一章绪论1.1 莲子剥壳机概述莲子在投入市场销售前，我们需要对莲子进行去壳处理。去壳方式主要包括手工去壳和自动去壳。手工去壳是一个传统的人的手剥壳，手工剥壳导致手指疲劳，伤害和低效率。莲子剥壳机诞生在很大程度上改变了这种状况，让农民不再使用最原始的方法脱壳脱壳，从而大大降低了农民的体力劳动，同时也提高了莲子生产的效率。我国自主开发的第一台莲子脱壳机是中国机械八部于六十年代研发的一款小型自动化莲子脱壳机，至如今，已经有几十种莲子脱壳机被开发应用。但是以小型家庭式的莲子脱壳机应用最为广泛。八十年代以前采用的莲子机械脱壳机，破碎率一般大于8%,有时可达15%。莲仁只可以用来加工油

7、，不能进行繁殖，更难以达到出口标准。为了降低碎片率，并探索新的去壳原理，开发新的脱壳机械，已成为那个时代一个重要的研究课题。国内现有的莲子剥壳机种类很多，如6BH-60型和6BH-20B型莲子脱壳机，6BH-20型莲子脱壳机，其工作效率可达到手工去壳行业的20-60倍以上。锦州俏牌集团生产的TFHSI500型莲子分离脱壳机可以实现一次性原料，除皮，分选，此莲子去壳机是一种更先进的莲子加工设备。每年莲子产量都在增加，机械化脱壳将大大提高生产效率，增加可观的经济性，因此莲子脱壳机械将具有广阔的发展前景。1.2 莲子剥壳机国内外研究现状目前，莲子剥壳技术已日渐趋向成熟，生产效率大幅提高，有效地推动的

8、湘莲加工产业的快速发展。我国研究莲子剥壳机从20世纪60年代就已经开始，湖南省农机所率先于1981年开始对莲子剥壳机进行了试验研究，并于1983年6月鉴定且小批生产了6BR-1型莲子剥壳机。与些同时，一些院校和科研单位也开始理论研究、实施试验、编写教程。直到20世纪80年代，莲子剥壳机在我国还处于孕育期。从20世纪90年代开始,许多单位研制了多种莲子剥壳机,型号达10多种，专利也有很多。在发达国家，莲子的采收，剥壳等工序都已经实现了机械自动化。从国外现状来看，国外莲子剥壳机起步较早，现已逐步建立了产业化、系统化的生产制造过程，设备功能更新加快，已经基本进入机电一体化，人性化，全智能化时代。比如

9、美国，其在材料领域拥有成熟扎实的理论研究及工程应用，各项配套工艺完善，体系成熟，信息化，电子化更是日新越异。在此基础上，农副产品剥壳企业更是朝着多更能，大型化，品牌化的道路发展。1.3 莲子剥壳机的分类自1983年以来，随着农业自动化的发展，已开发出了多种不同结构类型的新型莲子去壳机，下面介绍的是目前市场上主要的几种类型的莲子剥壳机。1 .挤压式莲子剥壳机挤压式莲子剥壳机最早的模型为双根式莲子剥壳设备。设备中一根为带有橡胶层的旋转圆柱体，另一与之相对转动的辑上带有三角形刀刃的多个盘形圆片组成。使莲子通过两辑的中缝时，切开莲壳。然而几经实验，莲子仅被刀刃划破了部分外壳。由于在两辐之间的加工区较短

10、，莲子不可能在其中滚上一两圈，因而使莲壳的切破率大大降低。浙江大学的郑传祥教授，对于前人提出的挤压式莲子剥壳机原理进行了进一步的改进，从而在此基础上设计了一种更能适应生产实际的高效莲子剥壳机。完善了挤压式的双根技术。利用高速刀具对莲子外壳进行切割、挤压使其脱壳，同时增加了脱壳切割的刀具数量，使其更适合机械化生产。该机型可以将莲子按照其颗粒大小分类后进行脱壳，使莲子生产实现在机械化的道路上向前迈进了一大步。2 .摩擦式莲子剥壳机旋转圆桶式脱壳机是比较早期的摩擦式剥壳机，其在中部旋转轴上装有盘形刀片，外桶固定在机架上，其内壁上衬有适当厚度的橡胶层。莲子进入后，随旋转轴的带动，在内壁与转轴的刀片中滚

11、动，莲壳在橡胶层的衬垫下被转动的盘形刀片切破,然后从其夹缝中掉出。但是由于被切破的莲壳均牢牢的粘附在莲肉上,为使莲壳与莲肉分离，还得专门设计一个搓壳机。为了克服旋转圆桶式莲子脱壳机固有缺陷，在其基础上，6JD-400型莲子剥壳机设计成三个加工段：破壳段、搓壳段及软搓壳段。每小时每台可加工70Kg,脱壳率平均为75%以上，出莲肉完好率平均95%以上，且筛分率大于90%,莲子损害率小于4%以下，但每副刀片使用56班需重磨一次。经生产实践表明，6JD-400型莲子剥壳机性能稳定可靠，自动化程度高，便于操作，清洁安全且经济效益比较显著。3 .撕搓式莲子剥壳机代表机型以湖南省农机所研究的6BR-1型莲子

12、剥壳机为例。为了保证剥壳质量，提高功效和对不同形状莲子的适应性，该机采用了自动送料、自动定位和组合刀头等装置，其结构独特，且机子小巧轻便、使用方便、安全可靠，适于白莲、红莲、东瓜莲等多种莲子的剥壳作业。该机采用一对刀头从一长径方向两端同时切入莲壳后再适当旋转一定角度，撕搓莲壳使其扭碎从而完成剥壳的方法，不仅脱壳率大为提高，而且破碎率仅在5%左右。4 .冲击式莲子剥壳机台湾嘉义大学与中兴大学的黄文禄、盛中德教授研发的莲子剥壳脱膜机子主要由供料机构、同向差速滚筒磨擦、拨杆及四只水刀喷嘴组成。该机剥壳脱膜工作原理：莲子在同向且具差速的滚筒间滚动，并在喷嘴高压喷头产生的水刀作用下破膜。5 .切割式莲子

13、剥壳机在切割式莲子剥壳机的研制中，武汉工业学院机械工程系的张永林、易启伟等设计了一种基于辑刀切割原理的莲子剥壳机。短刀式莲子剥壳机采用供送螺杆对壳莲进行分粒供送并使莲子按照一致的位形排序上料，采用由双托辑和剥壳辑构成的剥壳通道实现莲子剥壳。同时，为了适应不同品种，不同颗粒大小、形状莲子的剥壳，设计上采用了集总式的调节机构，以实现对主要的切割参数如切割深度、切割压力、偏置角度和螺旋根刀空间斜置的调节。通过基于物理样机的剥壳试验，多联相刀式莲子剥壳机的处理量大于IoOkgh,剥壳率大于90%,仁壳分离率达92%,籽仁破损率小于3%。相对于其他剥壳机，多联短刀式莲子剥壳机通用性较强，性能相对稳定，在

14、设计上有所突破，同时调节维护相对于其他莲子剥壳机来说更方便快捷，基本能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。1.4莲子剥壳机的未来发展目前，莲子剥壳机虽然在技术上有了质的飞跃，使大量的劳动力从繁琐及有害的手工剥壳操作中解放了出来,产品质量上也不断提升，实现了高效与标准化。但是，随着消费水平的不断提高，消费者质量体验，信息化，产业链化不断被重视，现阶段的剥壳机只解决了从人工到半机械化的跨越，在未来将越来越难满足不断发展的消费理念对产品品质的追求。在各领域研究者们的努力下，莲子剥壳机将逐步向自动化、高效化、节能化、标准化的方向不断的发展。未来的剥壳设备必须能很好地满足使用者、产品消费者和社会发展需求的

15、，只有这样才能体现其水平和价值。莲子剥壳机在未来的主要发展趋势如下。灵活性强。只需对同一台机器进行简单的操作，就可变更被剥壳产品的种类和形式。这一功能对于小批量、多品种的市场需求非常有效。高精度、高速且高效。设备不仅能高速稳定地工作，还要尽可能地减少非正常生产的时间（如等待原料、机械维护、查找和排除故障等），这是提高效率最直接的手段。安全、节能且环保。这包括最大限度地保护设备操作者和产品消费者的人身安全，尽可能地减少能源（如电、水、气）的消耗，采用恰当的工艺，使生产过程对环境的不利影响降到最低。互联性强。要能够方便且快速地实现单机之间的通讯，使单机连成整线，还可方便且快速地实现单机或整线与上层

16、监控系统（如SCD31ES.ERP等）的通讯。这是实现监控、统计和分析包装线效率、能源消耗等指标的基础。机器的控制软件可方便地修改和维护。机器控制软件的标准化使控制程序的结构清晰、易读性强和容易理解。这样某个工程师编制的程序就容易被其他工程师理解，可方便和快速地完成系统的维护和升级。这对减少停机时间，降低企业长期的运营成本非常有利。故障自动诊断和自动恢复。该功能的实施可减少排除故障时间和人工成本及人员培训成本。第二章莲子剥壳机方案设计2.1 莲子几何特征及其力学特性分析莲子为小坚果。千粒重I1OOT400克，形状较规则，颗粒较为均匀，外形呈椭圆形。通过对江西广昌县太空莲的测定，莲子长轴直径在19