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花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
一、 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。花生除了簡(jiǎn)單直接食用和榨油外, 也被用來(lái)制作各種風(fēng)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(fēng)味料。花生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(yíng)養(yǎng)素都集中在籽仁中。無(wú)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(chēng)紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過(guò)程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[5]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來(lái)出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。
二、 現(xiàn)狀及分析
1、 國(guó)內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問(wèn)題
1.1國(guó)內(nèi)花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
目前, 國(guó)內(nèi)大多數(shù)花生脫紅衣設(shè)備的脫皮原理主要采用一對(duì)輾輥或皮帶相互間的動(dòng)靜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)摩擦輾搓。其中輾輥輾搓方式是一對(duì)輾輥反向差速旋轉(zhuǎn)來(lái)搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落[1][2] ; 皮帶輾搓方式是摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū), 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[3] 。按碾輥所用材料可分為: 橡膠輥和金屬基體的表面采用樹(shù)脂并粘有石英砂的脫皮輥等。
1.2國(guó)內(nèi)花生紅衣脫皮機(jī)存在的問(wèn)題
分析歸納市場(chǎng)上現(xiàn)有的花生機(jī)械脫紅衣設(shè)備, 主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題: 由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對(duì)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(duì)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(jī)械脫皮設(shè)備多為針對(duì)某種原料特定加工設(shè)計(jì)的, 故其通用性和配套性較差[4]。
1.3國(guó)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外類(lèi)似產(chǎn)品的脫皮機(jī)有三種類(lèi)型: 鼓式、盤(pán)式和輥式。雖然形式各異, 但工作原理是相同的,都是通過(guò)轉(zhuǎn)鼓與襯板, 圓盤(pán)與擋板以及輥- 輥(壁)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到脫皮的目的。鼓、盤(pán)、輥筒的表面凹凸不平, 靠起伏的鈍齒對(duì)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(jī)[4] , 可以作為花生脫紅衣機(jī)設(shè)計(jì)參考。其主要部分是一個(gè)固定的、帶孔的機(jī)體, 內(nèi)部是帶突齒的輥筒。進(jìn)料斗的下面是螺旋推進(jìn)器, 使物料向前運(yùn)動(dòng)。水經(jīng)輥筒的中心引入,對(duì)物料起清洗作用。操作時(shí), 物料進(jìn)入機(jī)器后, 受到輥筒與外殼的摩擦, 首先將果皮脫去, 排出機(jī)體。物料繼續(xù)受到摩擦力作用, 同時(shí)受到水的沖洗, 到排出口時(shí), 塵雜等亦被全部除去。
1.4國(guó)外花生紅衣脫皮機(jī)存在的優(yōu)缺點(diǎn)
使用這種設(shè)備可得到優(yōu)質(zhì)、不受損傷的果仁, 但對(duì)操作調(diào)試的精細(xì)度要求很高, 機(jī)器耗用的動(dòng)力較大。該脫皮機(jī)要配18. 4kW的動(dòng)力, 主要優(yōu)點(diǎn)是: 處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤(pán)式脫皮機(jī)只需配2. 2~ 2. 9kW 的動(dòng)力[6]。
1.5研究的內(nèi)容與方法
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)與國(guó)外的花生紅衣脫皮機(jī)械的對(duì)比可以看出國(guó)內(nèi)的花生紅衣脫皮機(jī)械簡(jiǎn)單、實(shí)用、價(jià)格低，但是由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對(duì)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(duì)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(jī)械脫皮設(shè)備多為針對(duì)某種原料特定加工設(shè)計(jì)的, 故其通用性和配套性較差。國(guó)外的花生紅衣脫皮機(jī)械處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤(pán)式脫皮機(jī)只需配2. 2~ 2. 9kW 的動(dòng)力。但是結(jié)構(gòu)復(fù)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(jiǎn)單成本低而且效率高、紅衣脫皮效果好的花生紅衣脫皮機(jī)械。該課題的主要研究?jī)?nèi)容有：根據(jù)現(xiàn)有花生紅衣脫皮機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效率高地花生紅衣脫皮機(jī)械，并利現(xiàn)有的軟件對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)[7]。
設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)，主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、兩對(duì)膠輥、平面運(yùn)動(dòng)篩、鏈條、動(dòng)力傳動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置等組成。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)聯(lián)軸器與減速器連接，分別為兩對(duì)膠輥和平面運(yùn)動(dòng)篩提供動(dòng)力。工作部件由兩對(duì)膠輥和平面運(yùn)動(dòng)篩組成，分為兩組，由減速齒輪帶動(dòng)。
討論分析了花生紅衣脫皮機(jī)械的基礎(chǔ)參數(shù)，參考國(guó)內(nèi)和國(guó)外紅衣脫皮機(jī)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(yàn)公式計(jì)算出花生紅衣脫皮機(jī)械所需的功率，根據(jù)該功率選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)。
該課題應(yīng)用的研究方法：理論設(shè)計(jì)、繪制模擬樣機(jī)并進(jìn)行仿真模擬。
1.6預(yù)期目標(biāo)
（1）整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，尺寸小，機(jī)動(dòng)性好。
（2）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，造價(jià)低、可靠性高、使用簡(jiǎn)便。
（3）適于不同大小的花生粒的脫皮，有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和生產(chǎn)率，對(duì)提高花生紅衣脫皮機(jī)械化作業(yè)的水平有一定的價(jià)值。
三、 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路
該機(jī)動(dòng)力源電源，通過(guò)電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器以及減速器，減速器連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，花生紅衣脫皮機(jī)械應(yīng)該能對(duì)不同大小的花生粒進(jìn)行脫紅皮
（1）選擇動(dòng)力,設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置和膠輥工作裝置的位置。
（2）運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
（3）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。
四、工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)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(chǎng)或者超市出售花生的很多，這為項(xiàng)目開(kāi)展提供了便利的原材料。這是本項(xiàng)目順利實(shí)施應(yīng)具備的良好外部科研環(huán)境。塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和加工設(shè)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(shí)施提供了保障。
五、 工作方案及進(jìn)度
第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
第3～4周 根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)確定花生紅衣脫皮機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
第5～6周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。
第7～9周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
第10～11周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。
第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。
第13周 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。
六、 參考文獻(xiàn)
[1]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J]. 現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)
[2]譚體升. 花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J]. 中國(guó)油脂,2007,32(2)
[3]劉協(xié)舫. 食品機(jī)械[M]. 武漢: 湖北科技出版社2002:237-242
[4]黃龍芳. 熱帶食用作物加工[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-80
[5]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開(kāi)發(fā),1991,(01)
[6]宮勤方.YZX—15型花生米脫皮機(jī)[J].包裝與食品機(jī)械,1984,(21)
[7]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機(jī)簡(jiǎn)介[J].木材工業(yè),1991,(02)