滚筒栅条式花生脱壳机脱壳部件优化设计

发布时间：2020-11-15 20:10

　　 针对目前花生脱壳机的现状和发展趋势以及存在的问题,本论文选择两个品种的花生(大白沙、花育23)作为试验材料,进行了花生荚果力学特性测试及运用Adams软件仿真得出击打部件的最优转速,并对套筒结构进行了两次优化设计。研究内容与结论如下:(1)花生荚果物理特性及力学特性测量;含水率测量结果表明当调湿比例增加到100:25时达到饱和。花生荚果及花生仁冲击试验结果表明,两种放置方式(正放、侧放)冲击强度先减小后增大,正向放置时的冲击强度均小于侧放时的。(2)最优转速的确定。利用Adams软件进行仿真分析,依据冲击试验得到的冲击强度与Adams软件仿真中得到的套筒所具有的动能相等的原则,进而得出击打部件的最优转速。结果表明:当套筒所具有的动能等于冲击强度的平均值,即套筒所具有的动能刚好使花生破壳,此时转速约为360r/min。(3)尼龙材质击打部件结构优化设计。在探讨长度、厚度的基础上,设计了9种尼龙材质击打部件,对其进行套筒、转速双因素试验;试验结果表明:当套筒长度为50mm、厚度为6mm时为最优,此时脱净率为98.74%,破损率为3.42%。(4)击打部件材质的优化设计。在尼龙套筒尺寸最优的基础上,分别选取铁质(高速钢)、尼龙、聚乳酸(PLA)作为击打部件材质,探讨其对花生脱壳机脱壳性能的影响。对三种不同的材料进行对比试验,选择三种速度作为试验因素进行两因素三水平的正交试验。对其结果进行极差、spss方差分析,结果表明:尼龙材质为最优。(5)脱壳部件在原有基础上对结构上进行二次改进,最终改成轮齿式套筒。并对其进行用Design-expert设计试验方案,并进行结果分析。通过对后续处理中的数据以及响应曲面分析,得出凹槽式PLA的优越性。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S226.4
【部分图文】：

距离运输及储存则需要完好的花生仁。随着我国农产品在对外贸易中市场份额花生仁破损问题就变得更为突出，劳动者对损伤率小的花生脱壳机的需求变得因此，研究脱壳精良的花生脱壳机变得相当重要。本章主要研究花生荚果仁的损伤情况、花生荚果含水率情况、冲击力学特性，脱壳机的设计提供充足的理论依据。 花生脱壳损伤分析由花生的生理构造可以看出，花生仁是由花生壳全部密封包围的，所以在不损情况下脱壳是很困难的。通常把脱壳过程中导致的花生仁损伤分为三种：外皮损伤及隐形损伤[21-25]。皮损伤外皮损伤是种皮部分脱掉或全部脱掉（见图 2.1）。这种损伤情况的发生可能机的击打部件的击打或击打部件与凹板筛的挤压摩擦所形成的。种情况下，花生仁的胚一般不会受到损伤，所以并不影响花生发芽。但是由于缺少了皮衣的保护，就存在了潜在的危害——花生黄曲霉病毒。很多国家和国生尤其是进口花生及其加工的产品的黄曲霉病毒素有严格的限制。

可能是击打部件硬度过大，转速过快对花生仁的冲击力太大导致的，还有可能是度过小，击打部件-凹板筛间距过小对花生仁的挤压过大导致的。大部分内部损仁胚也有损害，所以花生仁发芽受到了很大的影响，此时花生仁不仅没有了皮衣的叶甚至胚都已损害，花生更易感染黄曲霉病毒素，花生的出口会受到很大的影响用来做种子。

（a） 大白沙 （b） 花育 23图 2.2 花生仁的内部损伤Fig. 2.2 Internal injuries of peanut’s seeds形损伤花生仁的隐形损伤更为复杂，如图 2.3 所示，因为此时的花生仁看起来是完好的完整的，但是内部的胚或者子叶已经受到了损伤。这种隐形损伤可能是由于挤压。隐形损伤虽不易产生黄曲霉毒素，但是多数胚已经损伤不能发芽用于种子，只能和食品加工。因此，研究出一种新型的不仅可以用于加工脱壳产品还可以用于种仁的花生脱壳机尤为重要。
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本文编号：2885157