1、摘 要随着人们生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高。绿豆食品在日常生活中占据着重要地位。因此，本课题旨在研制开发一套时产 200 千克以上，以外搓式原理的绿豆剥皮机DTPS20A 型机。首先,对机器研究的目的、方法以及国内外的现状和发展趋势进行介绍，提出了一种可行的设计方案。然后对具体实施的设计方案进行论证，论证包括绿豆剥皮机的机构，主机原理和采用的各项技术。其次，根据设计小组的分工，重点对 DTPS20A 绿豆剥皮机的皮仁分离部分进行设计。先确定了分离部分的主要参数，它包括风机，调风板，轴，淌板等的结构设计以及对齿轮轴强度的校核和风量的计算。分离系统是以风选来实现皮仁分离的，风机是吸式
2、的，采用的是直线径向叶片，能够有效的实现分离效果。所设计的分离装置具有风量的多层次调节以及设备简单成本较低。关键词：绿豆 剥皮机 皮仁分离 风选 AbstractWith the improvement of peoples living, peoples demand for food has increased. Mung bean food in our daily lives to occupy important positions. Therefore, the subject of research and development aimed at producing a set
3、 at over 200kg outside rubbing tenets of mung bean peeler-DTPS20A planes. First , the method as well as the domestic and foreign present situations and the development tendency which studies to the machine carry on the introduction, proposed one kind of feasible design proposal. Then carries on the
4、proof to the concrete implementation design proposal, proves skins the unit including the mung bean the organization, each technology which the main engine principle and uses.Next , according to the design team of the division, with a focus on DTPS20A bean skin peeling machines paper-separation part
5、 of the design. Establish a separate part of the main parameters ,which includes fan, adjustable plate shaft then the board and the structural design of the gear shaft and wind strength checking the calculation.Separation wind election system is to achieve separation of skin Hui, suction fan is the
6、use of linear radial blades, to achieve effective separation. Designed by the innovative part of the separation points with the wind of a multi-level modulation and simple equipment at relatively low costKeyword: mung bean paring machine separation beans and hui Wind election 目 录第一章 前言41.1 课题的意义和研究的
7、必要性 41.2 国内外的现状及发展趋向51. 2. 1 国内外现状 5 1. 2. 2 发展趋势 51.3 课题设计内容6第二章 设计方案的论证 72.1 剥皮原理 72.1.1 擦 离 剥 皮 72.1.2 碾 削 剥 皮 82.1.3 剥 皮 方 案 选 择 8 2.2 设计方案论证及理论分析 92.2.1 卧式豆类脱皮机 102.2.2 卧式高效豆类脱皮机 102.2.3 立式豆类脱皮机 112. 3. 4 三切线式磨削脱皮机112. 3. 5 立式脱皮机122.3 设计要求及方案选择142.3.1 绿豆削皮原理142.3.2 绿豆剥皮机结构和外形142.3.3 剥皮方式142.3.4
8、 动力和传动形式142.4 绿豆削皮机皮仁分离装置设计142.4.1 风选152.4.2 筛选152.4.3 绿豆皮仁分离装置选择152.4.4 绿豆皮仁分离装置的工作原理16第三章 主要设计参数的计算183. 1 轴的校合183.2 淌板的角度243. 3 风机的设计计算24结论26谢辞27参考文献28第一章 前言1.1 课题的意义和研究的必要性绿豆起源于中国，是热带，亚热带，温带地区广泛种植的植物，尤以我国、印度、缅甸、泰国、菲律宾、印度尼西亚、巴基斯坦、阿富汗等国家最为广泛。其中印度是最大的绿豆生产国。绿豆在我国种植地区及其广泛，东起沿海一带及台湾省，西至云，贵，川，新疆等地，南到海南岛
9、，北至黑龙江及内蒙古等均有种植。主要产区集中在黄河，淮河流域的平原地区，以河南，山东，河北，安徽最多，陕西，山西，四川，江苏，贵州次之。其中河南省最多。绿豆是短日照作物中对光不敏感的作物，具有播种周期长，生育期短，抗旱，耐瘠等特点。在我国主要分布在四个生态区 1.一年一熟区 2.二年三熟区 3.一年二熟区 4.一年三作区。绿豆是高蛋白，低脂肪，中淀粉的食医兼用豆类作物，是人们理想的营养保健食品。在我国的生活和生产习惯中，绿豆即是调节饮食的佳品又是食品工业和酿酒工业的重要原料之一，同时又是重要的药材，具有清热，解毒的药理作用被誉为食品中的绿色珍珠。在我国人民生活，生产以及出口方面具有一定的地位。
10、从 1996 年开始，我国绿豆播种面积逐渐增长，2002 年我国绿豆产量创下了 119 万吨的最高记录，比 2001 年增长了 18%。2002 年以后，我国绿豆播种面积呈现逐年小副下降态势，2004 年我国绿豆播种面积下降到 69.6 万公顷，原因是我国绿豆收购价格较低，农民种植结构调整。2005 年全国绿豆种植面积为70.6万公顷，总产量达 101 万吨。而其他绿豆产量大的国家如缅甸，印度，巴基斯坦，越南的产量也只有 20 万吨左右。我国是世界上主要豆类生产国，也是豆类出口大国. 我国绿豆中安徽的“明光”绿豆，河北的“张家口鹦哥绿豆”，以及山东“绿豆”等地方名贵产品在国际市产上享有盛誉.从
11、 1996 年以来，我国绿豆出口数量呈现波浪形增长态势。1999 年出口创下了 28.8 万吨的历史最高纪录，随后连续两年出口数量出现下降，2003 年为 21.4 万吨，2004 年为 13.8 万吨，2005 年为 13.6 万吨，2006年 19 月份为 8.53 万吨，预计 2006 年我国绿豆出口数量将会比上年略有减少。随着国内外科学技术的高速发展，对豆类资源的深加工综合利用的需求越来越迫切，而豆类深加工的第一步就是脱皮加工。现有的机械式豆类脱皮设备主要由脱皮机构,输料机构,动力系统以及机箱组成。其中脱皮机构与传统的石磨类同,由一对平行齿盘构成,以杠杆,弹簧代替石磨动盘的自重,形成两
12、齿盘间的压力;动力系统用于驱动脱皮机构;输料机构由管件构成,从机箱上部通到设置在机箱内的 一对齿盘的中心部位;这种豆类脱皮机械在使用过程中存在的主要问题是 :豆类在齿盘中间脱皮加工时,受到的磨搓线速度变化率太大,致使用权豆类颗粒破碎率较大,商品成品率低,也使加工品种受到限制;同时物料从齿盘中部进入加工区 ,向四周扩散加工,又限制了生产率的提高,不能适应现代化大生产的需要。目前,豆类在进行深度加工前一般不进行脱皮，这样加工出来的食品口味不佳。我国粮食加工行业对于豆类物料的脱皮加工大多采用立式谷物脱皮机,.该机对小麦,稻谷类物料的脱皮效果较好,但对豆类物料的脱皮加工效果欠佳,不仅易磨碎豆类物料的豆
13、仁,使用权大量的豆仁破裂或粉碎,造成物料的破碎率较高,成品获得率较低,而且还会破坏豆类物料的胚芽,影响豆类物料的加工产量及质量,并明显的制约豆类物料特别是绿豆的加工产品的使用价值.同时,由于这种脱皮机为立式的,再给轴承上润滑油时极易污染被加工的物料,而且机架又较高,不仅稳定性较差,还会给喂入物料带来一定的困难.2.1 国内外的现状及发展趋向1.2.1 国内外的现状表 1-1 国内绿豆剥皮机的主要技术特性制造单位和形式 产量（t/h）配备动力（kw）占地面积锦州俏牌集团公司（TFD150）0.15 72100X1100X2000锦州俏牌集团公司（TFD600）0.6 3011000X2100X3
14、20香港天发工程有限公司（TLP-200）0.2650X650X1000目前国内外的绿豆脱皮装置研究制造还处于起步阶段，我国只有锦州俏牌集团公司生产的 TFD600 型绿豆脱皮分选机组和 TFD150 型绿豆脱皮机和香港天发工程有限公司生产的 TLP-200 型绿豆脱皮机。但二者多具有整米率不高，产量低的缺点。国外的情况也不怎么好，有些国家甚至没有剥皮机，也没国内先进。 1.2.2 发展趋向目前的绿豆剥皮机尽管初具规模，但存在的问题仍然不小。因此我们的目的就是要提供一种加工功率高，能够满足现代化大生产需要的豆类脱皮机，能够克服已有技术的不足，可有效的将绿豆进行磨削脱皮，并大大的降低豆仁的破碎率
15、，使豆仁成品获得率高，且不损坏胚芽，从而可有效的提高产量，质量以及加工产品的使用价值。 1.3 课题设计内容研究与开发一套时产 200 千克以上的绿豆剥皮机，该机原理新颖，构造合理，方便制造和使用，机械性能稳定，工艺性能良好。全面了解现行的剥皮机的结构和原理以及存在的问题，基于立式碾米机的原理及结构对绿豆剥皮的自身的特性对绿豆剥皮机进行机械创新设计结构和原理创新的突破、可行性、实用性。我主要的任务就是皮仁分离室的设计包括轴和风机的设计计算。第二章 设计方案的论证2.1 剥皮原理绿 豆 剥 皮 就 是 运 用 物 理 机 械 的 方 法 剥 除 豆 仁 的 部 分 或 全 部 的 表 皮 ， 使
16、 之能 成 为 符 合 规 定 等 级 标 准 要 求 的 成 品 的 工 艺 过 程 。 图 2-1 是 剥 皮 机 过 程 示意 图 ， 绿 豆 从 进 料 口 进 入 剥 皮 室 ， 在 碾 辊 上 碾 磨 后 成 为 豆 仁 ， 表 皮 豆 仁图 2-1 剥 皮 机 剥 皮 过 程 示 意 图同 时 从 出 料 口 输 出 。 剥 皮 的 原 理 根 据 在 脱 去 表 皮 时 的 主 要 作 用 力 性 不 同 ，一 般 可 分 为 以 下 两 大 类 ：2.1.1 擦离剥皮由 于 摩 擦 力 作 用 使 绿 豆 表 皮 沿 着 绿 豆 面 表 面 产 生 相 对 滑 动 ， 并 被
17、 拉 断 ，磨 除 的 作 用 称 为 擦 离 作 用 。 脱 皮 时 依 靠 碾 辊 对 绿 豆 的 推 进 和 翻 动 ， 造 成 绿豆 与 绿 豆 ， 绿 豆 与 剥 皮 室 构 件 发 生 碰 撞 、 挤 压 和 摩 擦 ， 使 表 皮 脱 离 碾 成 豆 仁 。利 用 擦 离 作 用 而 使 绿 豆 脱 皮 的 方 式 称 摩 擦 擦 离 碾 削 (如 图 2-2(a)所 示 。一 般 来 说 这 种 剥 皮 方 式 必 须 在 较 大 压 力 的 摩 擦 下 进 行 ， 这 就 要 求 作 用 于 绿 豆皮 层 的 摩 擦 力 满 足 下 面 三 个 条 件 ： （ 1） 应 大
18、于 绿 豆 皮 层 的 结 构 强 度 ， 才 能使 皮 层 延 伸 、 断 裂 ； （ 2） 应 大 于 绿 豆 皮 层 与 豆 仁 的 结 合 力 ， 才 能 使 皮 层 与豆 仁 脱 离 ； （ 3） 应 小 于 豆 仁 本 身 凝 聚 力 ， 才 能 是 皮 层 沿 着 豆 仁 表 面 擦 离 时a)摩 擦 擦 离 作 用 b)碾 削 作 用 而 不 至 于 产 生 碎 仁 。 擦 离 剥 皮 必 须 具 有 较 大 的 内 压 力 ， 所 以 有 称 压 力 式 米 机 。擦离剥皮的绿豆表面光洁，脱皮均匀，色泽明亮，但由于需要较大压力，因此容易产生碎仁，所以适于加工强度好的绿豆。对水
19、分过低的绿豆，由于其表面显得干燥，且与豆仁结合得紧密，所以去皮困难，且易折断；对于水分不均的绿豆，碾制时会发生精度不匀后果。(a) 摩 擦 擦 离 作 用 (b) 碾 削 作 用图 2-1 剥 皮 原 理 分 类2.1.2 碾削剥皮绿 豆 在 剥 皮 机 剥 皮 室 内 ， 借 助 与 高 速 旋 转 的 ， 由 许 多 尖 锐 、 坚 硬 的 砂 刃密 集 而 成 的 金 刚 砂 辊 筒 表 面 ， 沿 着 绿 豆 皮 层 作 不 断 的 快 速 运 动 ， 并 把 绿 豆 表皮 不 断 削 离 下 来 的 作 用 ， 称 为 碾 削 剥 皮 (如 图 2-2(b)所 示 )。 碾 削 剥
20、皮 可 使 皮层 较 快 脱 落 ， 所 需 压 力 较 小 ， 速 度 较 快 。 剥 皮 效 果 的 好 坏 ， 一 般 决 定 于 以 下两个因素：（1）应具有足以破坏表皮结构的作用力，即需要有一定碾削力。但为了防止因碾削过深，损伤豆仁而造成碎仁的不良后果，所以碾削剥皮的剥皮机内压力不宜过大，金刚砂粒度也不应过粗。（2）碾削机会要多，而且要均匀。为此辊筒应具有一定的线速度，同时要使绿豆有足够的翻动机会，以达到精度均匀的目的。以碾削作用为主的剥皮机。2.1.3 剥皮方案的选择由于擦离剥皮是利用摩擦力作用而脱皮的，因此绿豆表面光洁，脱皮均匀，色泽明亮，但由于需要较大压力并且容易产生碎仁，所以
21、适于加工强度好的绿豆。对于水分不均绿豆将会发生精度不匀后果。而碾削剥皮具有压力小，速度快的特点且对于绿豆的要求并不是很高。市场上绿豆的加工产品对于绿豆仁要求不是很高，许多绿豆食品则要求粉碎的绿豆或豆粉，因此方案我们选择的是碾削剥皮。2.2 设计方案论证及理论分析2.2.1 卧式豆类脱皮机1.主轴 2.传动轮 3.阁套4.轴承 5.端板 6.机箱7.圆柱管体 8.外齿圆柱体9.内齿圆锥管 10.外齿圆锥管11.端板 12.轴承座主件 13.轴承座 14.导杆 15.端板16.丝母 17.丝杆 18.摇动手柄19.联接件 20.轴承 21.调节杆22.游砣 23.挡板 24.25 输料管段26.插
22、板 27.活动门 28.电动机29.机架 30.出料管图 2-2 新型卧式豆类脱皮机这是一种公开的新型豆类脱皮机 （图 2-2） ，主要是由机箱，输料装置，脱皮机构，动力系统组成的一种豆类脱皮机。其特征在于机箱下部设置机架；脱皮机构由设置在机箱内的定子及转子组成，转子由外齿圆锥管和与其小端相联的外齿圆柱体构成，它固定转子轴及其配用轴承铰接于机箱两端板上，定子由内齿锥管和与其小端相联接的圆柱管体构成，它套置于转子外部并与机箱固联，定子与转子同轴，其相邻表面保持距离；动力系统由设置在位于所述外齿圆柱体一侧转子轴伸出端上的传动轮，设置于机架上的动力机以及设置于伟动轮与动力机之间的传动联接件组成；输料
23、装置由穿过机箱上面板并与所述圆柱管体内腔连通的输料管构成；在所述内齿圆锥管大端一侧机箱端板上设置与该锥管内腔连通的出料管，使之构成出料装置。此机最大创新点就是具有转子轴调位装置，该机构构成：传动轮与转子轴之间周向定位，轴向滑动联接；在位于传动轮一侧的所述轴承内圈与传动轮之间周向定位，轴向滑动联接；在位于传动轮一侧的所述轴承内圈与传动轮之间设置隔套；在所述各轴承内圈与转子轴之间设置可开启的定位件；在与传动轮相对一侧的转子轴伸出端上安装轴承，轴承外圈与一个轴承座固定，轴承座上对称制出至少两个轴向通孔；在该侧机箱端面上设置支架，支架的导杆与所述轴承座的通孔滑动接触，支架的端板上设置丝母及与之配用的丝
24、杠，丝杠内端通过联接件与所述轴承座联接。本实用新型实现后，由于改善了豆类脱皮变化率，实现了合理的加工压力和充满系数，较以往技术比有加工功率高，节能，并可用于现代化大生产的特点。此外由于具有转子轴调位装置，从而可调节转子和定子之间的距离，因此适用于各种豆类的脱皮加工需要。此机只有一个出料口，并无明显的分选装置。2.2.2 卧式高效豆类脱皮机1 主轴；2 皮带轮；3 单向推力球轴承；4 外螺旋体推进器；5 连接法兰；6 料箱；7 蝶形调节螺栓；8 下料调节板；9 机体；10 金属锥筒；11 曲线面状磨具；12 筒体；13 铸铁封头；14 左旋螺母；15 带座外球面球调心轴承；16 封盖；17 出料
25、口；18 出料调节板；19 地脚孔；20 螺旋线图 2-3 卧式高效豆类脱皮机结构图这是种卧式高效豆类脱皮机（图 2-3） ，主要是在主轴一端上有螺旋推进器，于螺旋体推进器处的机体物料喂入机构，另一端上连有曲线面状的磨具，其上装有金属锥筒及机体内延伸筒体，在它们之间形成空腔，并由带可控出料口的封盖封闭形成磨削区，构成物料磨削机构。该脱皮机利用曲线面状磨具的旋转线速度和离心力的作用，可将豆类物料在不损坏胚芽和豆仁的情况下，有效地进行脱皮，抛光。该机的封头其一顶端为球冠面，该球冠面上分布有螺旋线。该封头不仅能起控制曲线面状磨具的位置及吸振和去重平衡的作用，而且还能使脱皮抛光后的物料有效地从出料口排出。该机不仅结构紧凑，合理，噪音小，
