油茶籽脱壳机设计（机械CAD图纸） .doc

油茶籽脱壳机设计学 生： 指导老师：摘 要：本设计为了适应油茶种植的大规模发展对脱壳机的需求,并根据油茶籽物理特性以及坚果脱壳方式的比较设计了油茶籽脱壳机。本次设计从油茶籽脱壳机的总体方案、工作原理以及传动系统等方面做出了比较全面的设计分析，在脱壳原理上采用离心撞击与齿圈搓擦相结合的方式，以及采用重力分级机进行请选，并对各关键部件进行了分析与校核。关键词： 油茶籽；脱壳机；脱壳装置；清选机构 The Design of Dehulling Machine For Camellia Oleosa SeedStudent:Tang XiangTutor: Xie Fang Ping(College ofengineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract : To be fit for the requirement of the development of camellia planting, this dehulling machine was designed based on the Oleifera seed physical properties and the comparison of the nuts shell way.Aspects from the general planning, working theory and transmission system, this design analyzed comprehensively. We adopt centrifugal hit method to design the oleifera seed sheller and the gravity grade machine to please choose, and also done some works about main part strength checking. Key words: camellia oleosa seed;dehulling machine;dehullfng device;sifter machanism1 目 录 摘要1 关键词 1 1前言1 1.1研究目的和意义1 1.2油茶籽脱壳机国内外研究现状概况3 1.3油茶籽脱壳机脱壳的基本原理与方法3 1.3.1常见坚果脱壳装置的基本原理3 1.3.2新型脱壳技术展望5 1.3.3油茶籽脱壳机目前存在的问题6 1.4油茶籽脱壳机的应用需求6 1.5设计思路及研究内容6 1.5.1设计思路7 1.5.2研究内容7 2油茶籽脱壳机的结构及工作原理7 2.1脱壳机总体结构设计7 2.2 工作原理8 3油茶籽脱壳机主要部件的结构设计8 3.1脱壳装置的参数设计8 3.1.1离心甩盘参数设计8 3.1.2齿圈参数设计9 3.1.3脱壳消耗功率P9 3.2分选机构参数设计10 3.2.1筛面的运动分析10 3.2.2物料在筛面上的运动分析11 3.2.3风 速12 3.2.4分选机构所需功率计算12 3.3电动机的选择13 3.4机架13 4传动机构设计13 4.1运动参数及动力参数计算14 4.1.1计算传动比及传动分配14 4.1.2计算各轴转速14 4.1.3计算各轴的输入功率14 4.1.4计算各轴扭矩15 4.2普通V带传动的计算15 4.2.1V带传动15 4.2.2V带传动16 4.3圆椎齿轮传动的设计计算18 4.3.1选择齿轮材料及精度等级18 4.3.2按齿面接触疲劳强度设计18 4.3.3校核齿根弯曲疲劳强度19 4.3.4几何尺寸计算20 4.4轴的结构尺寸设计20 4.4.1传动轴的设计20 4.4.2输出轴的设计23 4.4.3输出轴的设计24 4.5轴承的设计计算25 4.5.1计算径向载荷25 4.5.2计算轴承内部轴向力26 4.5.3计算当量动载荷26 4.5.4计算轴承寿命26 4.6平键的选择与计算26 4.6.1带轮与轴连接的键26 4.6.2圆椎齿轮与轴连接的键27 4.6.3偏心轮与轴连接的键27 4.6.4离心甩盘与轴连接的键27 5结论27 参考文献28 前言 1.1 研究目的和意义 油茶是中国特有的木本油料，与油棕、油橄榄、椰子被誉为世界四大木本食用油料，在长江以南广泛种植1。中国是世界上最大的油茶籽油生产基地，除此之外只有东南亚、日本等国有极少量的分布。据统计，我国油茶种植面积目前已达到400万公顷，占我国木本食用油料栽培面积的80以上。全国年产油茶籽60余万t，常年产油茶籽油15万t。其中以湖南、江西两省的产量最多，占全国总油茶籽产量的60以上2。近年来由于政府的大力提倡，民众种植的积极性提高，再过几年，我国的油茶面积可能达到7000万亩，年产茶油将达300多万t，产值达到1000亿以上3。根据全国油茶产业发展规划(2008-2020)，到2020年我国油茶种植规模将达9300万亩，也就是说，再过十几年我国的油茶产量要增加到10倍以上，产值也要增加到10倍以上，从而使得茶油的产量占到我国食用油产量的15%。早在20世纪30年代,我国就有人开始研究油茶籽的综合利用。油茶籽全籽含油率26%39%，而茶仁则高达40%50%4。油茶籽油中油酸含量高达80%，脂肪酸组成与橄榄油极为相似，被誉为“东方橄榄油”，不仅营养丰富而且有较高的药用价值，长期食用有利于防治高血压、血管硬化等疾病。油茶籽中含有13%18%的茶皂素，主要存在于油茶籽粒中，具有抗渗、消炎、镇痛、灭菌杀虫等生理作用，广泛应用于乳化剂、洗涤剂、发泡剂、防腐剂、杀虫剂和其它医药产品的生产中。 脱毒后的油茶籽粕是优质的饲料蛋白源，而油茶籽壳含有丰富的多缩戊糖、纤维素和木质素，是制取木糖、糠醛的理想原料5。因此油茶籽具有很高的经济价值。由于油茶树主要分布在江南丘陵、山区的贫穷地带，交通不发达，油茶籽加工主要是农户小作坊形式，以95型小榨油机为主，采用带壳一次压榨工艺，生产的茶油品质差， 饼粕残油率高，大多被作为肥料，造成资源浪费，严重影响了油茶籽的加工效益6。而传统茶籽制油工艺中，仁壳分离效果差，脱壳时多造成茶仁的损失，同时为了使预榨机榨膛形成压力，往往不脱壳或只部分脱壳，使得茶粕蛋白质含量只有9%15%，粗纤维含量高达20%以上，单宁含量5%6%7。采用机械脱壳不仅能提高茶粕出油率，同时提高了出粕率。新工艺生产的茶粕蛋白质含量可达14%19%，单宁含量下降到2%3%,粗纤维含量下降到15%20%8。因此油茶籽脱壳加工有利于提高油茶籽油的品质，有利于提高油茶籽饼粕的质量，还有利于茶皂素的提取和油茶籽壳的综合利用，使油茶籽这一宝贵资源得到合理的开发利用。然而，多年以来，我国油茶脱壳机械研究人员少、经济效益差一直困扰我国的油茶收获机械行业，导致了我国油茶脱壳机械化程度很低。就目前我国的总体生产状况来看，油茶籽脱壳作业除了做为油料加工以外，其他仍然主要靠人工完成，劳动力消费大，损失率高，效率低，一直是困扰农民的大难题，如果使用高效的油茶籽脱壳机械将大大缩短了油茶籽的脱壳时间，降低劳动强度，提高经济生产效益。由于我国农业生产力相对落后，有效需求不足，再加上我国农村分散经营的生产体制和农民的消费水平，决定了在今后的一算时间里，我国仍要以种小型油茶籽脱壳机为主要研究和推广对象。1.2 油茶籽脱壳机国内外研究现状概况 油茶籽脱壳机是将油茶籽荚果去掉外壳而得到油茶籽粒的场上作业机械。目前，我国尽管已研制和开发一些茶子脱壳机，但其发展相当缓慢，远远落后于种植业的发展，并且成熟的机型以及进行批量生产的不多，远不能满足实际需要。在国内，常见的油茶籽脱壳机如下几种： （1）TFHM-400型普洱茶籽脱壳分选机组。TFHM-400型普洱茶籽脱壳分选机组是锦州俏牌有限公司自主知识产权的专利产品，含七项国家专利，能实现对普洱茶籽脱壳、除皮、分选、复选。其技术参数：设备功率为6.73千瓦（380伏）；原料处理量为0.5-0.8吨/小时；仁中含壳量小于4%；皮中籽粒含量小于1%。 （2）cz-800型茶籽脱壳机。cz-800型茶籽脱壳机是湖南晨曦农业机械厂的油脂成套设备，适用茶籽、花生、油桐籽、油棕果等脱壳处理。其技术参数：配用动力为3kw； 处理量为800kg/h（380伏）；整机重量为120kg。 （3）油茶籽脱壳分离系统。油茶籽脱壳分离系统是由中国农业科学院油料作物研究所研发的，一种用于对中国特有木本油料油茶进行脱壳和壳仁分离的专用设备。该设备采用挤压和碾磨的原理进行脱壳，用风选和筛分结合的方法进行壳仁高效分离，设备结构简单、性能可靠，处理能力达2.5-3.5吨/小时、一次性脱皮率98.5%、壳中含仁率4%、仁中含壳率1%，还可适用于花生等油料的剥壳。 这些油茶籽脱壳机均采用机械方式将油茶籽荚壳剥离，所以脱壳之后的茶籽粒存在破皮和损伤率较高的现象，只能用于榨油和食品加工，而不能用作油茶种子。 而在国外，由于油茶籽是中国特有的木本油料，其他国家很少进行油茶脱壳机械研究。因此，以中国油茶籽生产的实际情况为基础，研制出适合中国国情的新型油茶籽脱壳机，以满足国内现阶段广大油茶种植用户及市场的迫切需求，推动农民增收，农业增效，成为中国油茶籽脱壳机械化的一个亟待解决的课题。1.3 油茶籽脱壳机脱壳的基本原理与方法1.3.1 常见坚果脱壳装置的基本原理 由于各种籽粒外壳性质的不同，采用的脱壳方法也各不相同。目前，常用的脱壳方式有如下几种9： （1）撞击法脱壳。撞击法脱壳是籽粒高速运动时突然受阻而受到冲击力, 使外壳破碎而实现脱壳的目的。其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组成的离心脱壳机，工作时甩料盘使籽粒产生一个较大的离心力，撞击壁面，只要撞击力足够大，籽粒外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。当籽粒离开壁面时，由于外壳和籽粒具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，籽粒所受到的弹性力较小，运动速度也不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。撞击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的籽粒，如葵花籽、甜荞麦等。 影响离心式脱壳机脱壳质量的因素有: 籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构等。 （2）碾搓法脱壳。籽粒在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使籽料的外壳被撕裂而实现脱壳。其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆盘剥壳机，籽粒经进料口进入定磨片和动磨的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒沿径向向外运动，也使籽粒与定磨间产生方向相反的摩擦力，同时，磨片上的牙齿不断对外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并与籽粒脱离，达到脱壳的目的。其影响因素有: 籽粒的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和籽粒的均匀度等。 （3）剪切法脱壳。籽粒在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作用，外壳被切裂并打开，实现外壳与籽粒的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为主要工作部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板,刀板座呈凹形，带有调节机构，可根据籽颗粒的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转鼓旋转时，与刀板之间产生剪切作用，使物料外壳破裂和脱落。该方式主要适用于棉籽，特别是带绒棉籽的剥壳，剥壳效果较好由于其工作面较小，故易发生漏籽现象，重剥率较高 其影响因素有: 原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大小等。 （4）挤压法脱壳。挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反，转速相等的圆柱辊，调整到适当间隙，使籽粒通过间隙时受到辊的挤压而破壳。其典型设备是对辊式杏核脱壳机籽粒能否顺利地进入两挤压辊的间隙，取决于挤压辊及与籽粒接触的情况 要使籽粒在两挤压辊间被挤压破壳，籽粒首先必须被夹住，然后被卷入两辊间隙被挤压破壳。两挤压辊的间隙大小是影响籽粒破碎率和脱壳率高低的重要因素。辊式剥壳机适合于具有较坚硬壳的物料的剥壳。 （5）搓撕法脱壳。搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的 两只胶辊水平放置，分别以不同转速相对转动，辊面之间存在一定的线速差，橡胶辊具有一定的弹性，其摩擦系数较大。籽粒进入胶辊工作区时，与两辊面相接触，如果此时籽粒符合被辊子啮入的条件，即啮入角小于摩擦角，就能顺利进入两辊间。 此时籽粒在被拉入辊间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用，另外，籽粒又受到两辊面的法向挤压力的作用，当籽粒到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大，籽粒受压产生弹性塑性变形，此时籽粒的外壳也将在挤压作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。 影响脱壳性能的因素有: 线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。 1-筛面 2-油茶籽粒 3-油茶籽壳 图2 油茶籽在网面上的运动路线 Fig 2 The movement line of Oleifera seed on the wire side3 油茶籽脱壳机主要部件的结构设计3.1 脱壳装置的参数设计3.1.1 离心甩盘参数设计 离心甩盘是脱壳装置的关键部件，拟采用叶片式甩盘，在脱壳过程中，离心甩盘的作用是借助高速旋转的叶片的打击，使油茶籽破裂，并产生较大的离心速度飞出，使其与齿圈撞击搓擦，速度过小，籽粒难以撞开，脱壳率将降低，速度过大，则会增加果仁破碎率，因此，甩盘转速要根据油茶籽的外壳特性，通过实验确定。查阅相关文献17，初定转速为1000转/分。擦力F。即： （13）推导后偏心轮转速 （14）油茶籽的摩擦角为约，初取为，偏心轮偏心半径r为4mm,代入上式，得： n245r/min,符合设计要求，可取偏心轮转速偏为300r/min,即振动频率为=5HZ。3.2.3 风 速为保证油茶籽壳的分离，应使茶籽壳和籽粒出现分层，即使油茶壳悬浮，而籽粒下沉。参阅相关文献，油茶籽的悬浮速度为14.16m/s,而其壳的悬浮速度为11.52m/s,因此，可取风机的风流速度为13m/s。3.2.4 分选机构所需功率计算 （1）筛体所需功率：由于筛体是主要工作部件，首先从由筛体消耗的功率算起，设筛体的重量m筛=20kg，由筛体速度 （15）可得其最大运动速度为 = 0.02m/s (16）则一个运动周期内所做的功为：=0.016J （17） 可推出 功率=0.08kw （2）物料所需功率：清选筛上物料所需的功率N可按以下估算： （18）式中表示单位时间进入筛体装置的物料混合物（kg/s），表示每单位生产率所需功率上筛取0.4-0.55；下筛取0.25-0.3；表示系数，取0.9根据脱壳装置，可得为0.198kg/s； 取为0.5；代入上式可得=0.11kw。 （3）总功率：清选机构的功率不仅用于筛体的消耗，还有很多一部分用于克服摩擦，转化为热能，还包括风机的功率，我们只有进行简单的估计，同时参照其它清选机构的设计进行计算，通过借鉴5XZ-3重力清选机的参数，我们主要从消耗功率加上一个调节系数，并取k=3，可得出清选机构的总功率消耗为：=0.33kw （19）综上所述，可得出该分选机构的基本参数见下表：表一 各工作部件的参数Tabel1 The parament of sifter machanism振动幅度A振动频率f筛面纵向倾角气流速度v消耗功率4mm5HZ13m/s0.33kw3.3 电动机的选择根据脱壳和分选所需的功率，=1.39kw，查课程设计手册可选取电动机额定动率Ped=1.5kw,加上脱壳时转速为1000r/min,分选时偏心轮转速为300r/min，此时应选用电动机型号Y100L-6，如下表表二 电动机的主要参数Tabel 2 Chief parameter of electromotor电动机型号额定功率（KW）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）同步满载Y100L-61.51000940333.4 机架 (80) 最小轴径显然是安装锥齿轮轴的直径，由于此处开键槽故将直径加大，取。 （2）确定轴各段直径和长度：才图10 输出轴III的结构示意图Fig10 The schematic diagram of output axis 3 如图9所示： I段：该段安装偏心轮，取d1=14mm ，则偏心轮宽度为20mm, 可取L1=25mm II段：h=2c c=2mm d2=d1+2h=18mm，该段加一套筒对轴承进行定位，取L2=20mm III段：参照工作要求并根据d3=18mm，,初步选取深沟球轴承6004，其内径为20mm，宽度为12mm。故20mm。L3=12mm。 段：装有轴承，20mm,L5=12mm 段：18mm,L6=20mm 段：该段为安装皮带轮处的轴段，取直径为14mm，皮带轮的宽度为28mm，则可取该段长度为L7=30mm 段：最后确定，根据安装尺寸，取d4=26mm，L4=66mm 至此，已初步确定了轴的各段直径和距离。4.5 轴承的设计计算 已知装在传动轴轴承处轴径，转速，Fa=Ft·tansin1=101.9N，选用圆锥滚子轴承30204，轴承支座反力。4.5.1 计算径向载荷 求出装配在轴B、C处两个轴承所承受的径向载荷、 (81) (82)4.5.2 计算轴承内部轴向力 根据得轴承内部轴向力,查机械手册知Y=1.6,e=0.35，C=28200N。 , (83) 显然 ，固， (84)4.5.3 计算当量动载荷 由，查表得： ； 由，查表得： ； 由于在工作中有中等冲击，并且工作温度小于120，查表得，两轴承当量载荷分别为： (85) (86)4.5.4 计算轴承寿命 由于，故按进行计算，可得该轴承的寿命（对于滚子轴承，） (87) 而预期寿命工作期限 由寿命校核结果可以看出两轴承的寿命均大于设计寿命，故所选轴承合格，同理在轴处选用圆锥滚子轴承30204，在轴处选用深沟球轴承6004。4.6 平键的选择与计算4.6.1 带轮与轴连接的键 轴径d1=14mm，L1=18mm 查机械设计手册 选用A型平键，得：b=5 h=5 L=12 l=L-b=12-5=7mm T1=10700N·mm p=4T1/dhl=87.35Mpa<p(110Mpa) (88) 故此键能安全工作。4.6.2 圆椎齿轮与轴连接的键 轴径d2=14mm L2=20mm T=10700N·mm 查手册,选A型平键，得：b=5 h=5 L=12 l=L-b=7 p=4T2/dhl=87.35Mpa<p(110Mpa) (89) 故此键能安全工作。4.6.3 偏心轮与轴连接的键 轴径d3=14mm L2=25mm T=9900N.m 查手册 选用A型平键，得：b=5 h=5 L=20 l=L-b=15mm p=4T/dhl37.7Mpa<p (110Mpa） (90) 故此键能安全工作。4.6.4 离心甩盘与轴连接的键 轴径d4=14mm L4=40mm T=3800N.m 查手册 选用A型平键，得：b=5 h=5 L=18 l=L-b=13mm p=4T/dhl=16.7Mpa<p (110Mpa） (91) 故此键能安全工作。5 结论在本次设计中，我的的确确遇到许许多多的问题，我通过到图书馆查阅资料反复推敲，网上收集资料多次研究，而且多次询问指导老师的意见。这些举动，使我以前所学的知识得进一步巩固加深和提高，也使我学会了怎么样高效的查询自已所需资料，特别是对一些数据的选取和进行运算，使自已的分析问题解决问题的能力得到加强。时间一晃而过，然而这次毕业设计却让我受益无穷，理论和现实的差距只有投入到具体的设计工作中才能豁然明朗，而这需要以后工作中无穷无尽的实践才能弥补这个差距。 本设计机器的优点在于脱壳机的经济性和可操纵性较好，体积小，质量少，使用方便，脱壳性能好，生产率高，清选性能好，本机在保证脱壳机脱壳性能的前提下，尽量使机具结构简单，紧凑，性能稳定。参考文献 1 夏伏建. 油茶籽脱壳制油工艺的研究与实践 J.中国油脂,2004：34-352 邢朝宏,李进伟,金青哲,王兴国.我国油茶籽的综合利用J.油脂开发.2011:13-163 林翔云.油茶的深度开发利用J.油脂开发.2010:24-254 李良果, 谢新佑, 张克,等. 茶籽综合利用 J . 中国油脂,1997, 22 ( 1) : 57- 59.5 黄凤洪,李文林,夏伏建,钮琰星等.油茶籽脱壳机研制与应用J.农业工程学报，2006，22:1476 阮海健,李少华.茶籽油加工现状及开发对策J.粮油加工与食品机械, 2002,(8): 33-34.7 王丽霞,庞杰,陆蒸.茶油的加工和利用J.粮油食品科技, 2004,12 (3):35-36.8 杨强,胡海波,张石蕊等.茶粕饲料资源开发及利用技术研究进展J饲料工业,2006(19)9 杜文华.带壳物料脱壳技术研究初探J.太原师范学院学报2003,3:58-6110 张昌松,党新安,张艳华. 板栗的真空加工技术J. 西北轻工业学院学报,2001,19(3):31-3211 杨巧绒. 板栗脱壳工艺及其设备的设计 J.包装与食品机械 1999, 17(2):12-1312 王延耀,张延,尚书旗等. 气爆式花生脱壳性能的试验研究J.农业工程学报,1998,14:22-2713 张歌今. 超声波脱壳方法及超声波脱壳机P. 中国专利, 1084370A. 1996-01-0314 黄凤洪, 周立新. 油菜籽脱皮与加工利用J. 中国油料, 1997,19(4):85-8815 袁巧霞. 坚果脱壳效果改进方法的探讨 J. 粮油加工与食品机械, 2001,(12):48-4916 袁巧霞.我国坚果脱壳机现状及亟待解决的技术问题J.农机化研究,2001,8:9-1117 陈侍良,斯美倚，孙风楼.农产品加工机械与设备上册M，北京农业工程大学 1986:136-13718 崔大同，赵素娥，李秋庭.果蔬加工机械M.北京农业大学出版社,1993.6:23-2519 沈林生，农产品加工机械M.机械工业出版社，1988.2:97-9820 张淑娟 ,全腊珍主编.画法几何及机械制图M.中国农业出版社，200721 李宝筏主编.农业机械学M.中国农业出版社，2009：123-12522 张祖立,成玉来,陶栋材主编.机械设计基础M.高等教育出版社，2004：263-27023 罗圣国,吴宗泽主编机械设计课程设计手册（第3版）M.高等教育出版社，200924 P.S. Tiwari, C.R. mehta and A.C Varshney, Metabolic cost and jective assessment during operation of a rotary tiller with and without an operators seatJ. International Journal of Industrial Ergonomics, Volume 35, Issue 4, April 2005：Pages 36136925 Maciej Miszczak, A torque evaluation for a rotary subsoilerJ. Soil and Tillage Research, Volume 84, Issue 2, December 2005：175183.26 Engineering Research，1998，41f10)：Pages 4352 致 谢 在谢方平教授的悉心指导和热情关怀下，我经过一个学期的学习和探索，终于完成本次设计任务。在设计过程中确实困难重重，许多知识是我不知道或者不明确的，许多数据是我茫然所措的，这个时候个人独立处理问题的能力就显得极为重要，既要查阅大量前人的文献来吸取经验，又要大胆敢于肯定自己的新想法。在此期间由于由于本人自身知识上的盲点和不足，致使设计工作走了许多弯路，幸好得到指导老师的大力帮助和细心指导，许多问题才会迎刃而解。这不仅巩固了我大学学到的各类专业知识，而且学到了许多新的知识。 当然在本次设计中，由于本人知识水平有限，设计中难免存在许多错误与不足，敬请各位老师与同学批评指正，我将汲取经验努力改正，再次对各位老师和同学们表示衷心的感谢！油茶籽脱壳机设计学 生： 指导老师：摘 要：本设计为了适应油茶种植的大规模发展对脱壳机的需求,并根据油茶籽物理特性以及坚果脱壳方式的比较设计了油茶籽脱壳机。本次设计从油茶籽脱壳机的总体方案、工作原理以及传动系统等方面做出了比较全面的设计分析，在脱壳原理上采用离心撞击与齿圈搓擦相结合的方式，以及采用重力分级机进行请选，并对各关键部件进行了分析与校核。关键词： 油茶籽；脱壳机；脱壳装置；清选机构 The Design of Dehulling Machine For Camellia Oleosa SeedStudent:Tang XiangTutor: Xie Fang Ping(College ofengineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract : To be fit for the requirement of the development of camellia planting, this dehulling machine was designed based on the Oleifera seed physical properties and the comparison of the nuts shell way.Aspects from the general planning, working theory and transmission system, this design analyzed comprehensively. We adopt centrifugal hit method to design the oleifera seed sheller and the gravity grade machine to please choose, and also done some works about main part strength checking. Key words: camellia oleosa seed;dehulling machine;dehullfng device;sifter machanism1 目 录 摘要1 关键词 1 1前言1 1.1研究目的和意义1 1.2油茶籽脱壳机国内外研究现状概况3 1.3油茶籽脱壳机脱壳的基本原理与方法3 1.3.1常见坚果脱壳装置的基本原理3 1.3.2新型脱壳技术展望5 1.3.3油茶籽脱壳机目前存在的问题6 1.4油茶籽脱壳机的应用需求6 1.5设计思路及研究内容6 1.5.1设计思路7 1.5.2研究内容7 2油茶籽脱壳机的结构及工作原理7 2.1脱壳机总体结构设计7 2.2 工作原理8 3油茶籽脱壳机主要部件的结构设计8 3.1脱壳装置的参数设计8 3.1.1离心甩盘参数设计8 3.1.2齿圈参数设计9 3.1.3脱壳消耗功率P9 3.2分选机构参数设计10 3.2.1筛面的运动分析10 3.2.2物料在筛面上的运动分析11 3.2.3风 速12 3.2.4分选机构所需功率计算12 3.3电动机的选择13 3.4机架13 4传动机构设计13 4.1运动参数及动力参数计算14 4.1.1计算传动比及传动分配14 4.1.2计算各轴转速14 4.1.3计算各轴的输入功率14 4.1.4计算各轴扭矩15 4.2普通V带传动的计算15 4.2.1V带传动15 4.2.2V带传动16 4.3圆椎齿轮传动的设计计算18 4.3.1选择齿轮材料及精度等级18 4.3.2按齿面接触疲劳强度设计18 4.3.3校核齿根弯曲疲劳强度19 4.3.4几何尺寸计算20 4.4轴的结构尺寸设计20 4.4.1传动轴的设计20 4.4.2输出轴的设计23 4.4.3输出轴的设计24 4.5轴承的设计计算25 4.5.1计算径向载荷25 4.5.2计算轴承内部轴向力26 4.5.3计算当量动载荷26 4.5.4计算轴承寿命26 4.6平键的选择与计算26 4.6.1带轮与轴连接的键26 4.6.2圆椎齿轮与轴连接的键27 4.6.3偏心轮与轴连接的键27 4.6.4离心甩盘与轴连接的键27 5结论27 参考文献28 前言 1.1 研究目的和意义 油茶是中国特有的木本油料，与油棕、油橄榄、椰子被誉为世界四大木本食用油料，在长江以南广泛种植1。中国是世界上最大的油茶籽油生产基地，除此之外只有东南亚、日本等国有极少量的分布。据统计，我国油茶种植面积目前已达到400万公顷，占我国木本食用油料栽培面积的80以上。全国年产油茶籽60余万t，常年产油茶籽油15万t。其中以湖南、江西两省的产量最多，占全国总油茶籽产量的60以上2。近年来由于政府的大力提倡，民众种植的积极性提高，再过几年，我国的油茶面积可能达到7000万亩，年产茶油将达300多万t，产值达到1000亿以上3。根据全国油茶产业发展规划(2008-2020)，到2020年我国油茶种植规模将达9300万亩，也就是说，再过十几年我国的油茶产量要增加到10倍以上，产值也要增加到10倍以上，从而使得茶油的产量占到我国食用油产量的15%。早在20世纪30年代,我国就有人开始研究油茶籽的综合利用。油茶籽全籽含油率26%39%，而茶仁则高达40%50%4。油茶籽油中油酸含量高达80%，脂肪酸组成与橄榄油极为相似，被誉为“东方橄榄油”，不仅营养丰富而且有较高的药用价值，长期食用有利于防治高血压、血管硬化等疾病。油茶籽中含有13%18%的茶皂素，主要存在于油茶籽粒中，具有抗渗、消炎、镇痛、灭菌杀虫等生理作用，广泛应用于乳化剂、洗涤剂、发泡剂、防腐剂、杀虫剂和其它医药产品的生产中。 脱毒后的油茶籽粕是优质的饲料蛋白源，而油茶籽壳含有丰富的多缩戊糖、纤维素和木质素，是制取木糖、糠醛的理想原料5。因此油茶籽具有很高的经济价值。由于油茶树主要分布在江南丘陵、山区的贫穷地带，交通不发达，油茶籽加工主要是农户小作坊形式，以95型小榨油机为主，采用带壳一次压榨工艺，生产的茶油品质差， 饼粕残油率高，