摘要
随着我国花生种植面积的不断增大,花生脱壳机械在花生生产过程中也显得尤为重要。但就目前而言，针对花生种子的脱壳机还相对较少，并且现有的脱壳机械大都存在破损率高、脱净率低的问题。本文通过对我国花生生产现状、基本脱壳原理的研究，设计了一种适用于花生种子的脱壳机。本文收集归纳与此次研究相关的文献素材并采用理论联系实际的方法完成项目研究，主要进行的研究内容和取得结论如下： (1)花生荚果及果仁品种的物理特性测试。以期为设备参数的确定奠定基础。论文选用白沙及海花1号花生品种作为研究对象。结果表明： ①白沙与海花荚果长度均不超过40mm，但海花整体长度要比白沙多5%～6%； ②两种品种花生荚果的宽度、厚度的差距不大，白沙宽度范围集中在12～14.5mm,海花则为10～16.8mm；白沙厚度主要在12～15mm之间，厚度为11～16.9mm； ③白沙果仁的宽度以7.5～9.5mm为主，厚度90%都在7mm到10.5mm之间；海花宽度90%小于10mm,厚度90%以上小于12mm。本研究设定凹板筛间隙为8mm～12mm。 (2)花生种子脱壳机设计及制备。主要设计内容包括： ①本研究以降低破损率和提高破碎率为目的，选用尼龙作为滚筒材质，表面呈锯齿形；结合生产率，确定其长度为650mm，直径为200mm，配套电机功率为3kw； ②为了保证作业效果，分析比较不同类型凹板筛的优缺点后选择栅条筛作为脱壳辅助部件，并在滚筒的基础上确定其长度为655mm，另外为了保证其坚固性和孔径的稳定性在垂直方向上加固了加强筋。针对凹板筛的工作性质，对其表面进行热处理，热处理硬度定为58-63HRC; ③根据物料在气流中的运动模式的差异性，运用离心式风机将各种类型的物料吹送到不同的位置，快速准确地实现分选。同时结合可以完成两次筛选作业的震动网筛进行清选作业以提高清选效率。查找长圆形筛孔的相关资料确定筛面宽度为600mm，长度为900mm。 最后根据设计方案，采用自行制备及外购相结合的方法，进行了样机的制备。 (3)脱壳性能测试。 ①选择转速与喂入量两种因素分别进行5水平的单因素试验。由显示结果可知，当转速上升时脱净率和破损率整体呈先升高后下降的趋势。在转速为361r/min时脱净率最高，此时脱净率为95%；在转速为376r/min时花生仁破损最为严重，此时破损率为6%。喂入量对试验指标的影响规律为随着喂入量的增加，破损率先降低后上升、剥净率先增后减。喂入量控制到500kg/h脱壳效果最佳，此时脱净率为97%、破损率为4%。 ②运用Design-expert设计正交试验方案，在含水率为10%的情况下选择海花及白沙品种的花生分别进行研究其主要工作参数(滚筒转速、凹板筛间隙、喂入量)对花生脱壳指标的影响。通过对后续处理中的数据以及响应曲面分析，最终海花脱壳时设定转速为359r/min、喂入量为300kg/h、凹板筛间隙为11.65mm时脱壳效果最佳，白沙转速为360r/min、喂入量为300kg/h、凹板筛间隙为9.57mm时为最优参数组合。并通过验证性试验去检验了参数优化后的机器脱壳作业工作效果。
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