花生脱壳装置力学分析.pdf

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1、第9期总第２31期农业科技与装备Ｎｏ．9ＴｏｔａｌＮｏ．２31２０１3年9月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔSep．２０１3花生脱壳装置力学分析刘明国（辽宁省农机质量监督管理站，沈阳110034）摘要：立锥式花生脱壳机的设计改变了传统的卧式脱壳原理，实现了高效率和高脱净率。通过分析立锥式花生脱壳装置与卧式脱壳装置花生脱壳时受力的不同，研究不同脱壳原理下的花生受力情况，验证立锥式脱壳装置脱壳原理的优点，为今后脱壳机设计及改进提供理论依据。关键词：农业机械；花生；脱壳装置；立锥式；卧式；力学分析中图分类号：S226.4文献标识码：

2、Ａ文章编号：1674-1161(2013)０9-0023-031立锥式花生脱壳装置花生脱壳受力分析图1为立锥式花生脱壳装置对花生进行脱壳时的示意图。图2立锥式脱壳装置中花生脱壳受力分析图Figure2Thestressanalysischartinpeanutshelling平行。f为花生受到凹板筛的摩擦力；F离为花生在凹板筛内运动的离心力；F冲为花生受到打板的冲击1.分流盖；2.滚筒筋条；3.滚筒；4.凹板筛；力；G=mg为花生重力；N为花生受凹板筛与滚筒对花5.脱壳中的花生；6.脱壳后的花生米及花生壳生压力的差值；ma为与加速度方向相反的惯性力。其图1立锥式脱壳装置脱壳示意

3、图2Figure1Schematicofshellingofverticalsheller中：f=μN，μ为摩擦系数；F离=mωR，ω为滚筒转速，R为花生所处位置的回转半径，m为受分析的花生质由图1可见，立锥式花生脱壳装置存在两种脱壳量；α为滚筒筋条与水平线的夹角。则花生在X轴与状态A和B。A点处于脱壳前期，滚筒筋条转速高，打Y轴上的受力平衡方程为：击、挤压作用占主导优势；B点处于脱壳后期，堆积在移移滚筒与凹板筛底部的花生主要受滚筒与凹板筛之间移移移X=0，F移离cosβ+Gsinβ-N=0移的挤压与挤搓作用。花生脱壳时不仅受滚筒上筋条的移移移移移打击、挤搓，花生内部作用力也比

4、较复杂，但内部的作移0移移Y=0，f+ma+F离sinβ-F1-Gcosβ=移移用力相比较滚筒筋条对花生的作用力则小得多，因此其中，F1=F冲cosα。可简化受力。花生受力分析如图2所示。整理得：在脱壳区间的轴向剖面内，建立如图2所示的直角坐标系：X轴与凹板筛面垂直，Y轴与凹板筛母线a=F冲-姨（μg+ω2R）2+（g+μω2R）2sin（β+φ）m2g-μωR其中，φ=artan（）。2μg+ωR收稿日期：2013-07-11由图1、图2及受力方程结论可以看出：当滚筒作者简介：刘明国（1979—），男，高级工程师，从事农机鉴定及农机装备研制与开发工作。锥角一定时，花生进入脱壳

5、区间后，随着花生荚果的24农业科技与装备２０１3年9月脱壳，花生荚果和花生米逐渐螺旋向凹板筛下方运动，回转半径变小，从而F冲逐渐变小。因此，当花生壳和花生米分离后，花生米在分离过程中受到的合外力变小，从而大大减小了花生米的受损几率。而且立式花生脱壳装置在花生脱壳过程中，起初是打击占主导作用，先将花生壳和花生米分离，然后挤搓占主导作用，将花生米和花生壳挤搓出脱壳区间，这样不仅减小了花生米的损伤，还达到了疲劳脱壳的效果，达图5卧式脱壳过程中B点花生受力分析图到了预期目的。Figure5ThestressanalysischartinpeanutshellingatBpoint2卧式

6、花生脱壳装置花生脱壳受力分析图3为卧式花生脱壳装置对花生进行脱壳时的力；G=mg为花生重力；N为花生受凹板筛与滚筒对花示意图。简化花生脱壳时的受力，其受力分析如图4生压力的差值；ma为与加速度方向相反的惯性力。其2和图5所示。中：f=μN，μ为摩擦系数；F离=mωR，ω为滚筒转速，R为花生所处位置的回转半径，m为受分析的花生质量。A点花生在X轴与Y轴上的受力平衡方程为：移移移移移X=0，F移离+Gsinθ-N=0移移移（2）移移移移0移移Y=0，Gsinθ+F冲-f-ma=移移F冲221.滚筒轴；2.支撑筋；3.脱壳中的花生；4.脱壳间隙；整理得：a=-μωR+g姨（1+μ·s

7、in（θ+φ）（3）m5.滚筒打板；6.凹板栅条；7.脱壳后的花生米及花生壳其中，φ=-artanμ。图3卧式脱壳装置脱壳示意图Figure3SchematicofshellingofhorizontalshellerB点花生在X轴与Y轴上的受力平衡方程为：移移移移移X=0，F移离+Gsinθ-N=0移移姨（4）移移移移0移移Y=0，Gsinθ+f＇-f-ma=移移f＇22整理得：a=-μωR+g姨（1+μ·sin（θ+φ）（5）m其中，φ=-artanμ。由A点和B点受力方程式可看出：F冲