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板栗脫蓬機(jī)設(shè)計(jì)
The machine design of chestnut off
目錄
目 錄
設(shè)計(jì)總說(shuō)明 I
INTRODUCTION II
1 概述 1
1.1 背景 1
1.1.1 板栗脫蓬機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 1
1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù) 2
2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 3
2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3
2.2 電機(jī)的選擇 4
2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4
2.4 V帶輪的設(shè)計(jì) 5
2.4.1 電機(jī)與輥輪的帶輪設(shè)計(jì) 5
2.4.2 振動(dòng)篩帶輪與風(fēng)機(jī)帶輪設(shè)計(jì) 7
2.5 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 7
2.5.1 輥輪軸的設(shè)計(jì) 7
2.5.2 振動(dòng)篩軸的設(shè)計(jì) 8
2.5.3 輥輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.6 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì) 11
2.7 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 12
2.8 箱體的設(shè)計(jì) 13
3 強(qiáng)度校核 14
3.1 軸的強(qiáng)度校核 14
3.2 楔鍵的強(qiáng)度校核 15
4 使用注意事項(xiàng) 16
5 設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng) 16
鳴謝 18
參考文獻(xiàn) 19
設(shè)計(jì)總說(shuō)明
設(shè)計(jì)總說(shuō)明
板栗是人們都很喜歡吃的零食，需求量很大，然而板栗被包藏在長(zhǎng)滿(mǎn)刺毛的總苞內(nèi)，苞內(nèi)有1-7個(gè)板栗堅(jiān)果。到了收獲的季節(jié)因?yàn)楸砻娴拿屉y以去除，導(dǎo)致農(nóng)民手工脫蓬勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。
本課題設(shè)計(jì)的板栗脫蓬機(jī)，通過(guò)全機(jī)械解放了農(nóng)民的雙手，大大地提高了生產(chǎn)效率。該機(jī)器由Y100L1-4電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)皮帶的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主要工作部件棍子、振動(dòng)篩、風(fēng)機(jī)的運(yùn)作，板栗苞經(jīng)過(guò)棍子的敲打、與桶壁的摩擦、自身的摩擦實(shí)現(xiàn)板栗拖蓬，脫蓬后的板栗和外苞經(jīng)過(guò)柵籠掉落到振動(dòng)篩中，振動(dòng)篩把板栗堅(jiān)果和板栗蓬分離，板栗堅(jiān)果和板栗蓬小碎末掉落到下一層振動(dòng)篩中，上層的板栗蓬和下層的小碎末走到振動(dòng)篩末端的時(shí)候因?yàn)橹亓刻p而被風(fēng)機(jī)吹走，實(shí)現(xiàn)了板栗堅(jiān)果和板栗蓬間的分離。
關(guān)鍵詞：板栗；棍子；振動(dòng)篩；風(fēng)機(jī)
II
ABSTRACT
INTRODUCTION
Chestnut is that people liked to eat snacks, great demand, however, is a riddle wrapped in chestnut covered with bristles within the involucre with 1-7 bud chestnut nut inside. The harvest season because the surface is difficult to remove burrs, resulting in farmers hand-off Punta labor-intensive, low productivity.
This topic designed chestnut Punta machine off by the whole machinery of the liberation of the hands of farmers, greatly improving production efficiency. The machine is driven by a motor Y100L1-4, through the belt drive, to achieve the main working parts of the stick shaker, fan operation, chestnut bud after beating stick, friction with the barrel wall, its friction drag Punta achieve chestnut, off Punta after the chestnut and the outer shell through the gate to the cage fall shaker, and the shaker bottle isolated chestnut nuts and chestnut, chestnut and chestnut Punta nuts fall to the next layer of very fine small shaker, the upper and lower chestnut Punta Unqualified small shaker come the end of time because the weight is too light and was blown away by the fan, to achieve the separation of chestnut nuts and chestnut between Punta.
KEYWORDS: Chestnut；Stick；Shaker；Fan
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 概述
1.1 背景
板栗是殼斗科栗屬植物，又名栗子、風(fēng)栗，現(xiàn)已多為人工種植。板栗一直是人們青睞的營(yíng)養(yǎng)食物，加上近些年來(lái)人們對(duì)健康的要求越來(lái)越高，板栗自然成為被熱捧的營(yíng)養(yǎng)食物，板栗中含有大量的植物蛋白、維生素、胡蘿卜素、鉀、鋅、鐵礦物質(zhì)和多種微量元素，能夠起到養(yǎng)顏、養(yǎng)胃、健脾、補(bǔ)腎等功效。板栗適合多種多樣的加工方法，所以關(guān)于板栗的加工品也越來(lái)越多，例如板栗蛋糕、板栗醬、板栗餅、板栗糕等。加上這幾年一些地方政府發(fā)展旅游業(yè)，對(duì)于板栗糕。板栗餅等手信類(lèi)食品需求較大，如湖北省和河南省就是生產(chǎn)板栗的大省，他們的種植出來(lái)的板栗和有關(guān)板栗的副食品出口到國(guó)外，農(nóng)民以前都是依靠手工來(lái)脫蓬，生產(chǎn)節(jié)奏已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐了，所以提高板栗的生產(chǎn)效率顯得尤為的重要。
1.1.1 板栗脫蓬機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展
板栗脫蓬機(jī)是通過(guò)機(jī)械加工去除外苞從而獲得板栗堅(jiān)果的機(jī)器，板栗脫蓬不能在采摘的時(shí)候一同完成的原因是板栗本身的生理特性，只能在板栗堅(jiān)果水分在一定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)才能進(jìn)行高效地脫蓬。
近些年來(lái)由于人們對(duì)板栗的需求量大，我國(guó)板栗產(chǎn)量逐年攀升，帶動(dòng)了以板栗為中心的很多產(chǎn)業(yè)，板栗，作為我國(guó)歷史悠久的農(nóng)作物，已成為國(guó)家生態(tài)經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種，而且國(guó)家林業(yè)局已經(jīng)把板栗定位為全國(guó)六大戰(zhàn)略性干果和五大優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)林之一，板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。為了解放生產(chǎn)力，解決農(nóng)民板栗脫蓬的難題，板栗脫蓬機(jī)的研究成為了關(guān)鍵。
現(xiàn)在農(nóng)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始全面推進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)，普通的小型生產(chǎn)戶(hù)也開(kāi)始使用機(jī)械來(lái)代替人工，減少體力勞動(dòng)，生產(chǎn)效益也大大地提升。近些年來(lái)圍繞著板栗脫蓬的研究也越來(lái)越被重視，推廣的力度也逐年增大，但是前些年脫蓬機(jī)存在的一些問(wèn)題使得推廣有些難度，第一：價(jià)格普遍偏高，一臺(tái)脫蓬機(jī)價(jià)格大概在2000元左右，作為一名普通農(nóng)民來(lái)說(shuō)，這個(gè)價(jià)格難以接受，第二：推廣的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，一些偏遠(yuǎn)的地方，農(nóng)民依然是使用原始的人工脫蓬的方法進(jìn)行脫蓬，難以實(shí)現(xiàn)脫貧。但是經(jīng)過(guò)這幾年的推廣，廣大農(nóng)民都可以自己在家通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)購(gòu)買(mǎi)自己需要的板栗脫蓬機(jī)了，普及率大大上升，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)民真正的解放雙手，而機(jī)械造福了人類(lèi)。同時(shí)，板栗脫蓬機(jī)的發(fā)展不但符合了現(xiàn)在人們對(duì)板栗需求量大的剛需，還為板栗生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)步推了一把，在一些地方，已經(jīng)有圍繞著板栗而研究的一系列自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械，如板栗采摘升降臺(tái)，采摘器等等。
1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)
通過(guò)查閱大量關(guān)于板栗脫蓬機(jī)的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)六十年代的產(chǎn)品普遍存在脫蓬的破壞率高，有些機(jī)器破壞率高達(dá)15%，生產(chǎn)出來(lái)的板栗無(wú)法出售，只能用作壓榨食用油，或者農(nóng)戶(hù)自己加工成板栗的加工品，如板栗糕，板栗餅等。進(jìn)入到二十一世紀(jì)，推廣面最廣的，農(nóng)民使用數(shù)量最多的脫蓬機(jī)大概分為下面兩種形式：立式和橫式板栗脫蓬機(jī)。
立式脫蓬機(jī)利用板栗的自身重力和錐度螺旋揉搓式原理原理，在螺旋片和桶壁的作用下進(jìn)行板栗果和板栗蓬的分離，優(yōu)點(diǎn)是單相電源、耗電低、體積小、重量輕，便于安裝和移動(dòng)，但其缺點(diǎn)也比較明顯，就是脫蓬率不高，沒(méi)有板栗蓬和板栗的分離裝置，導(dǎo)致使用后的后續(xù)工作量大，使用體驗(yàn)差。
橫式板栗脫蓬機(jī)可分為單輥輪和雙輥輪。
雙輥輪利用兩個(gè)輥輪見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)差來(lái)實(shí)踐對(duì)板栗的摩擦擠壓，達(dá)到脫蓬的目的，因采用軟硬輥輪，所以破殼率較低，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本和維修成本高，不適合家庭式農(nóng)戶(hù)使用。
單棍子式采用打擊、擠壓、摩擦原理達(dá)到脫蓬目的，成本低，維修方便，但是市面上這種脫蓬機(jī)制造較粗糙，棍子的釘末端沒(méi)有封口，而且采用鐵等硬材料，使得板栗果的破碎率較高。
2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
2
2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該脫蓬機(jī)主要由機(jī)架、輥輪、打釘、篩網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、連桿機(jī)構(gòu)、柵欄等幾部分組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
該板栗脫蓬機(jī)的工作原理是板栗苞通過(guò)進(jìn)料斗，首先經(jīng)過(guò)在輥輪、打釘和柵欄的摩擦擠壓、打擊，已經(jīng)破碎后的板栗果和外苞經(jīng)過(guò)下面的柵欄下落到篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)由連桿機(jī)構(gòu)控制，篩網(wǎng)有一定的斜度，震動(dòng)下會(huì)讓質(zhì)量較輕，表面積較大的外苞留在篩網(wǎng)上，當(dāng)走到篩網(wǎng)末端時(shí)由于風(fēng)機(jī)的作用，質(zhì)量較輕的板栗外苞會(huì)被吹到外面，而板栗果和比較小的外苞碎屑通過(guò)篩網(wǎng)上的孔下落到下面的送料機(jī)構(gòu)上，由于質(zhì)量大不會(huì)被風(fēng)機(jī)吹走，下落到下面的收集盤(pán)上，而外苞碎屑就會(huì)隨風(fēng)機(jī)而被吹走，這樣就完成了一次板栗的脫蓬。
2.2 電機(jī)的選擇
輥輪、振動(dòng)篩、風(fēng)機(jī)的動(dòng)力源依靠電機(jī)輸出，因此電機(jī)的選擇需要保證各個(gè)部分能共正常工作，經(jīng)過(guò)查閱其他設(shè)計(jì)文獻(xiàn)、和商家進(jìn)行交流，確定輥輪的轉(zhuǎn)速范圍在450-650r/min時(shí)，板栗脫蓬的效率最高，脫蓬率高，板栗果破碎率低，最終選定了輥輪的轉(zhuǎn)速為597r/min，需要分配的功率為1.5KW。振動(dòng)篩的震動(dòng)頻率為15HZ，所以振動(dòng)篩帶輪的轉(zhuǎn)速為900r/min，需要分配的功率為0.29kW。
風(fēng)機(jī)功率的確定：設(shè)定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1800r/min、流量Q=2006m3/h、全壓P=501Pa，此時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)力能最大限度地滿(mǎn)足分離需求：
風(fēng)機(jī)的功率：P=Q?P3600×1000×η0×η1=2006×5013600×1000×0.8×0.92=0.38kW
其中 風(fēng)機(jī)的內(nèi)效率 η0=0.8；
機(jī)械效率 η1=0.92
脫蓬機(jī)總功率P=1.5+0.28+0.38=2.17kW
通過(guò)查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》確定選用的電機(jī)為：
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率/KW
滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/(r/min)
額定轉(zhuǎn)矩Nm
最大轉(zhuǎn)矩Nm
Y100L1-4
2.2
1420
2.2
2.2
2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
電機(jī)的轉(zhuǎn)速n1=1420r/min；輥輪的轉(zhuǎn)速n2=597r/min；振動(dòng)篩的轉(zhuǎn)速n3=900r/min；風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n4=1800r/min
電機(jī)與輥輪間的傳動(dòng)比i1=n1n2=1420597=2.4；
輥輪與振動(dòng)篩間的傳動(dòng)比i2=n2n3=597900=0.67；
電機(jī)與風(fēng)機(jī)間的傳動(dòng)比i3=n1n4=14201800=0.79
2.4 V帶輪的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)：采用普通V帶傳動(dòng)，每天工作8h。
2.1
2.2
2.3
2.4
2.4.1 電機(jī)與輥輪的帶輪設(shè)計(jì)
1.確定計(jì)算功率Pca
通過(guò)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得工作情況系數(shù)KA=1，故
Pca=KAP=1×1.88=1.88KW
2.選擇V帶的帶型
根據(jù)Pca、n1查圖8-11選用A型皮帶。
其輪槽截面尺寸：
bd=11.0mm; hamin=2.75mm; hfmin=8.7mm; e=15±0.3mm; fmin=9mm
3.帶輪基準(zhǔn)直徑dd的計(jì)算與驗(yàn)算帶速v
1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。
由表8-7和8-9取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=106mm
2）驗(yàn)算帶速v
v=πdd1n160×1000=π×106×142060×1000=7.88m/s
因?yàn)?m/s
120°
6確定V帶根數(shù)z
單根V帶的額定功率Pr
由dd1=106mm和n1=1420r/min，查表8-4得P0=1.465kW；
根據(jù)n1=1420r/min，i1=2.4，和A型帶，查表8-5得ΔP0=0.17kW;
查表8-6得Kα=0.98，查表8-2得KL=1.02
所以：
Pr=P0+ΔP0?Kα?KL=1.465+0.17×0.98×1.02=1.6kW
確定V帶根數(shù)z
z=PcaPr=1.881.6=1.175
取2根。
7.計(jì)算確定單根V帶的初拉力F0
查表得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105kg/m
F0=500(2.5-Kα)PcaKαzv+qv2=500×2.5-0.98×1.880.98×2×7.88+0.105×7.882=99N
2.4.2 振動(dòng)篩帶輪與風(fēng)機(jī)帶輪設(shè)計(jì)
振動(dòng)篩帶輪和風(fēng)機(jī)帶輪的設(shè)計(jì)步驟與輥輪帶輪設(shè)計(jì)相仿，具體關(guān)鍵參數(shù)如下:
帶輪
A型普通V帶根數(shù)z
帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度/mm
帶輪基準(zhǔn)直徑/mm
中心距范圍/mm
單根帶初拉力/N
振動(dòng)篩帶輪
1
1600
160
452-524
32
風(fēng)機(jī)帶輪
1
1120
85
393-434
44
2.5 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.5
2.5.1 輥輪軸的設(shè)計(jì)
2.5.1.1 輥輪軸最小直徑的確定
已知輥輪的轉(zhuǎn)速n2=597r/min；
取皮帶輪的傳動(dòng)效率η2=0.96
輸出軸上的功率P2=Pη2=1.88×0.96=1.8kW
電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550×1.881420=12.6N?m
輥輪轉(zhuǎn)矩T3=Tdi1η3=12.6×2.4×0.96=29N?m
軸的材料選取45鋼，進(jìn)行調(diào)制處理，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表15-3，取A0=112
所以初步軸的最小直徑：
dmin=A03P2n2=112×31.8597=23mm
為了使軸的直徑與帶輪的配合孔徑相適應(yīng)，取軸的最小直徑為30mm。
2.5.1.2 輥輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1） 擬定軸上零件裝配及各軸段長(zhǎng)度與直徑
輥輪軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1） 軸段1-2與皮帶輪配合，長(zhǎng)度依據(jù)皮帶輪設(shè)計(jì)，所以左軸端L1-2=50mm，d1-2=30mm。
2） 初步選擇采用GB／T7810-1995帶立式座軸承UCP208 ，此軸承帶頂絲，軸向固定方便，而且配有油杯，潤(rùn)滑較為方便，軸承與軸心線允許有偏斜5°?？讖綖?0mm，所以d3-4=d7-8=40mm，為了和軸承配合，L3-4=L7-8=50mm。
3） 3）輥輪長(zhǎng)度為580mm，故軸L5-6=580mm，d5-6=45mm。
4） 4）其余軸段2-3和6-7為過(guò)渡軸段，其長(zhǎng)度分別取L2-3=40mm，d2-3=35mm，L6-7=30mm，d6-7=43mm。
（2）鍵的選擇
左軸端與皮帶輪配合，采用楔鍵連接，鍵的上表面和輪轂鍵槽的底面有1:100的斜度，用楔鍵連接，軸和輪轂槽接觸部分產(chǎn)生很大的預(yù)緊力，工作時(shí)靠摩擦力傳遞扭矩，并能夠承受單向的軸向力，輥輪與皮帶輪的連接采用GB／T1564-2003普通C型楔鍵8×28。
2.5.2 振動(dòng)篩軸的設(shè)計(jì)
2.5.1.3 振動(dòng)篩軸最小直徑的確定
已知振動(dòng)篩軸的轉(zhuǎn)速n2=900r/min；
取皮帶輪的傳動(dòng)效率η2=0.96
輥輪與振動(dòng)篩間的傳動(dòng)比i2=0.67；
輥輪消耗的功率P3=1.5kW
輥輪軸上輸出的功率P4=P2-P3η2=(1.8-1.5)×0.96=0.29kW
輥輪轉(zhuǎn)矩T4=T3i2η2=29×0.67×0.96=19 N?m
軸的材料選取45鋼，進(jìn)行調(diào)制處理，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表15-3，取A0=112
所以初步軸的最小直徑：
dmin=A03P4n3=112×30.29900=15mm
為了使軸的直徑與帶輪的配合孔徑相適應(yīng)，取軸的最小直徑為25mm。
2.5.1.4 振動(dòng)篩軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1） 擬定軸上零件裝配及各軸段長(zhǎng)度與直徑
振動(dòng)篩軸結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1） 軸段1-2與皮帶輪配合，長(zhǎng)度依據(jù)皮帶輪設(shè)計(jì)，所以左軸端L1-2=25mm，d1-2=25mm。
2） 初步選擇采用GB／T7810-1995帶立式座軸承UCP206 ，此軸承帶頂絲，軸向固定方便，而且配有油杯，潤(rùn)滑較為方便，軸承與軸心線允許有偏斜5°?？讖綖?0mm，所以d2-3=d5-6=30mm，考慮到裝配尺寸以及合理性，定L2-3=44mm，L3-4=38mm，L4-5=257mm。
3） 軸端5-6是與連桿配合，具體如右視圖所示，其軸向長(zhǎng)度L5-6=5mm，方形軸的邊長(zhǎng)為20mm，在右軸末端鉆有一直徑為8mm的螺紋孔，與GB／T70．3-2000內(nèi)六角沉頭螺釘配合，確定連桿的軸向定位。
2.5.3 輥輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
輥輪機(jī)構(gòu)通過(guò)摩擦擠壓和打擊的方法板栗脫蓬，其構(gòu)造形式如下圖：
輥輪設(shè)計(jì)成空心，可以減少材料的同時(shí)，還可以減輕輥輪的質(zhì)量，降低電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，輥輪的直徑為300mm，長(zhǎng)度為584mm。輥輪上的釘直徑為20mm，長(zhǎng)度為67.5mm，均采用電焊焊接在輥輪上，末端做成球面，在其外面套一個(gè)厚度為2.5mm的軟橡膠套。末端球型是為了防止板栗在脫蓬的時(shí)候被打壞，軟橡膠套能夠保護(hù)板栗果不被蓬刺刺傷，降低了板栗脫蓬時(shí)的破碎率。
打釘平均分為4排，在一排內(nèi)的打釘距離為70mm，排與排之間打釘逐漸錯(cuò)開(kāi)10mm，這樣有利于板栗苞在滾筒里面運(yùn)動(dòng)充分，增加板栗脫蓬的時(shí)間，一定程度上保證了脫蓬率。
市面上大多數(shù)的板栗脫蓬機(jī)內(nèi)部都是做成空心的，但是輥輪里面沒(méi)有支撐的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度欠缺，此次設(shè)計(jì)的輥輪內(nèi)部焊有6個(gè)支架，支架兩端與主軸焊接，三邊與輥輪的內(nèi)壁焊接上，這樣子輥輪的整體強(qiáng)度就會(huì)增強(qiáng)，保證了脫蓬機(jī)構(gòu)使用的可靠性和提高了脫蓬機(jī)的耐用性。
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2.6 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)
振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)如下圖所示：
振動(dòng)篩主要由篩網(wǎng)、篩盤(pán)、連桿機(jī)構(gòu)、振動(dòng)篩支撐條、振動(dòng)篩支撐側(cè)板組成。經(jīng)過(guò)調(diào)研板栗的尺寸，確定篩網(wǎng)的孔徑大小為30mm，這尺寸會(huì)使板栗順利落下到篩盤(pán)，而比較大的外苞則留在篩網(wǎng)。篩網(wǎng)和篩盤(pán)的傾斜角度約為5度，有利于外苞和板栗落下和傳送到振動(dòng)篩出口處，振動(dòng)篩的工作頻率定為15Hz。
工作原理：皮帶輪帶動(dòng)振動(dòng)篩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，在連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，篩網(wǎng)和篩盤(pán)一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，板栗苞通過(guò)上面的輥輪機(jī)構(gòu)和柵欄被分離成板栗和外苞下落到振動(dòng)篩，較輕的板栗苞會(huì)浮在上面，質(zhì)量較重的板栗和一些比較小的小碎屑就會(huì)通過(guò)篩網(wǎng)下落到篩盤(pán)，由于帶有斜切角度和振動(dòng)的作用下，板栗和外苞會(huì)順利被輸送到振動(dòng)篩口，達(dá)到傳送和分離的效果。
2.7 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
連趕機(jī)構(gòu)如圖所示：
上圖所顯示的連桿機(jī)構(gòu)只是其中較為重要的一部分，其機(jī)構(gòu)由連桿1、擋塊、內(nèi)六角沉頭螺釘、連桿2、連桿座等組成。由振動(dòng)篩軸的動(dòng)力帶動(dòng)連桿1運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連桿2和連桿座做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿座固定在振動(dòng)篩盤(pán)上，但振動(dòng)盤(pán)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)，達(dá)到了振動(dòng)的效果。
連桿1與軸的軸向定位初始是設(shè)計(jì)成用楔鍵作為其定位的，但是考慮到連桿運(yùn)動(dòng)頻率較大，且不是很穩(wěn)定，用楔鍵連接會(huì)讓機(jī)器用就后出現(xiàn)松動(dòng)的情況，并且楔鍵連接會(huì)影響連桿2的運(yùn)動(dòng)的正常性，所以設(shè)計(jì)成用擋塊和沉頭螺釘作為軸向定位，能夠很可靠地確定連桿1的軸向定位。
2.8 箱體的設(shè)計(jì)
箱體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
箱體安裝在板栗脫蓬機(jī)的支架上，由箱座、箱蓋、進(jìn)料斗、柵欄組成。箱體兩邊和支架各用5顆C級(jí)M8六角頭螺栓連接。進(jìn)料斗設(shè)計(jì)在箱蓋上，開(kāi)口有一定的斜度，方便把板栗苞放進(jìn)脫蓬機(jī)箱體內(nèi)。上下箱體長(zhǎng)均為600mm，直徑為500mm，箱座兩側(cè)面均有直徑為50mm的通孔，而箱蓋除了有50mm的通孔外，由于箱蓋的高度與帶立式座軸承的中心高度有關(guān)，所以箱蓋下端有50mm的過(guò)渡區(qū)域。
柵欄焊接在箱座內(nèi)壁，柵欄的材料為直徑是16mm，長(zhǎng)度為578mm的螺紋鋼，其表面有螺紋，能夠增加板栗苞與柵欄間的摩擦力，提高脫蓬率，柵欄間距為30mm，柵欄能讓已經(jīng)脫蓬的板栗和外苞下落到振動(dòng)篩上，而還沒(méi)有被脫蓬的板栗苞則被打釘繼續(xù)進(jìn)行脫蓬運(yùn)動(dòng)，直到脫蓬完成。
3 強(qiáng)度校核
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3.1 軸的強(qiáng)度校核
板栗脫蓬機(jī)共有三根軸，分別為輥輪軸，震動(dòng)篩軸和風(fēng)機(jī)軸，這里只對(duì)受力較大的輥輪軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。其余兩個(gè)軸受力較小，不作詳細(xì)進(jìn)行強(qiáng)度校核。
輥輪自重m1=8kg，進(jìn)料斗喂料量m2=1kg/s
所以輥輪軸中間所受徑向力F1=m1+m2g=8+1×9.8=88.2N
V型帶作用于輥輪軸的壓力：
F2=2zT0sinα2=2×2×sin1692=71N
其中：z為皮帶輪需要v帶的根數(shù)；
T0為單根v帶的初拉力；
α為帶輪包角
根據(jù)計(jì)算繪制出軸的彎矩圖和扭矩圖如下：
從軸的彎矩圖和扭矩圖可以看出截面C為危險(xiǎn)截面，所以校核時(shí)只校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度：
取α=0.6
軸的抗彎截面系數(shù)W≈0.1d3=0.1×453=9112.5
σca=M12+（αT3）2W=145002+（0.6×29000）29112.5=25.4MPa
軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1得σ-1=60MPa，因此σca<σ-1，故輥輪軸安全。
3.2 楔鍵的強(qiáng)度校核
輥輪軸與帶輪的連接采用GB／T1564-2003普通C型楔鍵8×28楔鍵連接，故：
楔鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件為：
σp=2Fbl=12T×103bl(b+6fd)≤[σp]
其中:
傳遞轉(zhuǎn)矩 - T3=19Nm；
軸的直徑 - d1-2=30mm；
鍵的寬度 - b=8mm；
鍵的工作長(zhǎng)度 - l=28mm；
摩擦系數(shù) –f=0.15；
[σp]查表6-2得σp=60MPa
故：
σp=2Fbl=12T3×103bl(b+6fd1-2)=12×29×1038×28×（8+6×0.15×30）=44MPa<[σp]
故楔鍵強(qiáng)度合格。
風(fēng)機(jī)、振動(dòng)篩與帶輪連接的楔鍵強(qiáng)度校核同理。
4 使用注意事項(xiàng)
1. 板栗脫蓬需要板栗中還水量達(dá)到一定范圍，經(jīng)過(guò)實(shí)踐結(jié)果表明，含水量在90%為最佳，水分過(guò)高時(shí)，脫蓬的破碎率會(huì)提高；
2. 使用板栗脫蓬機(jī)脫蓬前，需要把脫蓬機(jī)先打開(kāi)，先讓輥輪空轉(zhuǎn)一會(huì)，確定運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方把板栗苞放進(jìn)進(jìn)料斗；
3. 當(dāng)脫蓬機(jī)開(kāi)始工作后，嚴(yán)禁把身體任何部分放進(jìn)進(jìn)料斗，以免被高速旋轉(zhuǎn)的輥輪和打釘打到；
4. 脫蓬機(jī)工作時(shí)，嚴(yán)禁把硬物放進(jìn)進(jìn)料斗，如石頭，粗樹(shù)枝等，以免硬物反彈弄傷操作者和使機(jī)器損壞；
5. 在脫蓬的過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩上的物料有積累，排料不順時(shí)，需停機(jī)后在處理堆積的物料，并檢查振動(dòng)篩工作是否正常；
6. 往進(jìn)料斗放板栗苞要注意均與，不能一次放進(jìn)太多的板栗苞，建議20-30kg/min；
7. 如發(fā)現(xiàn)板栗不能通過(guò)篩網(wǎng)順利下落到篩盤(pán)時(shí)，停機(jī)觀察，若是篩網(wǎng)孔徑過(guò)小的，及時(shí)更換孔徑較大的篩網(wǎng)；
8. 機(jī)器工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)有異響時(shí)，需停機(jī)，通知相關(guān)維修人員維修，嚴(yán)禁私自拆裝，以免發(fā)生事故；
9. 確定機(jī)器連接在有漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的電源上，且機(jī)器工作時(shí)，以免發(fā)生漏電事故；
10. 機(jī)器的清洗需要避開(kāi)電動(dòng)機(jī)，等機(jī)器完全風(fēng)干后方可使用，以免發(fā)生漏電事故。
11. 按下機(jī)器開(kāi)關(guān)停機(jī)后，需等輥輪完全停止、隔離電源后方可進(jìn)行清除物料等操作；
12. 脫蓬機(jī)工作不能連續(xù)工作超過(guò)6個(gè)小時(shí)，在連續(xù)工作4個(gè)小時(shí)候需要停機(jī)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)和皮帶休息，不然會(huì)縮短發(fā)動(dòng)的壽命和加快皮帶的老化。
5 設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)
1. 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)件大部分是高速旋轉(zhuǎn)的部件，工作時(shí)間長(zhǎng)了后，零件間的配合會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、配合不佳等情況，需要定時(shí)檢查各零件配合是否正常；
2. 機(jī)器采用的軸承為帶立式座軸承，帶立式座軸承配有油杯，需要定期注入新的潤(rùn)滑油，保證脫蓬機(jī)工作的可靠性；
3. 打釘上的軟塑料套磨損后或者使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)發(fā)生老化后需要及時(shí)更換，以免脫蓬時(shí)把板栗打碎；
4. 機(jī)器的傳遞動(dòng)力靠帶輪實(shí)現(xiàn)，若發(fā)現(xiàn)帶輪與皮帶配合不緊，或出現(xiàn)打滑現(xiàn)象時(shí)，需要調(diào)節(jié)中心距，必要時(shí)增加一張緊機(jī)構(gòu)；、
5. 定期通知維修保養(yǎng)人員上門(mén)保養(yǎng)機(jī)器，排除安全隱患，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
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鳴謝
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“歲月如箭，時(shí)光如梭”，四年大學(xué)生活猶如夜空中的流星轉(zhuǎn)瞬即逝。回顧這段人生中最美好的時(shí)光，想想自己的得失，不僅發(fā)人深思。再過(guò)幾個(gè)星期，我們就要各奔東西，大江南北，長(zhǎng)城內(nèi)外，都會(huì)有同學(xué)們的身影。俗話(huà)說(shuō)“失去的才是最美好的”，的確是這樣的，這是我想每個(gè)人心里也許都會(huì)發(fā)出這樣的感慨！在我們心中不僅是同學(xué)，更重要的是在四年當(dāng)中無(wú)私培育我們的恩師。他們不辭辛苦的工作，無(wú)私的奉獻(xiàn)，為把我們培養(yǎng)成一個(gè)合格的大學(xué)生付出了艱辛的努力，我們由衷的感謝他們，真誠(chéng)地道一句：老師，您辛苦了！
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诖髮W(xué)期間完成的最后一次作業(yè)，也是我們走向工作崗位的橋梁，在此過(guò)程中，各個(gè)方面我們都會(huì)得到鍛煉和提高，特別是實(shí)踐與動(dòng)手能力的培養(yǎng)。理論與實(shí)踐相結(jié)合，這是我們應(yīng)當(dāng)大力提倡的學(xué)習(xí)方法，而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)為們提供了一個(gè)舞臺(tái)，為我們快速進(jìn)入工作狀態(tài)提供了一次難得的機(jī)會(huì)。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的指導(dǎo)老師為我們提供了極大的幫助與指導(dǎo)，為我們順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。指導(dǎo)老師的諄諄教導(dǎo)和敬業(yè)精神、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神深深感染了我們每一個(gè)人。在這次設(shè)計(jì)中，我們不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的收獲是積極樂(lè)觀的態(tài)度，做人的道理和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神與團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，這對(duì)我們以后來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一筆巨大的財(cái)富。
允許我再一次向指導(dǎo)老師以及在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中給予我們幫助的老師和我的同組成員表示誠(chéng)摯的謝意！
參考文獻(xiàn)
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附錄