小型花生种子剥壳机的设计

孙铭泽,吴江,李佳梁

摘要：本设计是小型的花生种子剥壳机器，在花生育种的过程中，实验室会需要对花生种子进行测定各种技术参数以及指标。这类实验室测定对花生种子的需求量不大，但是如果使用人力剥壳劳动力消耗太大，传统的剥壳机占地面积太大，因此设计一种小型的花生剥壳机是本文的主要目的。考虑到剥壳率以及减少花生剥壳需要重复剥壳的问题，传统的半圆形的不能满足该要求，因此可以设计一种倒圆锥形的剥壳机可以有效提高剥壳效率。

关键词：剥壳；花生；小型锥形

1.剥壳技术的工艺

在剥壳技术的改进中，我们还应提高花生仁的剥壳率、花生仁的质量。我们就可以通过研究剥壳技术的工艺来达到目的。

花生荚果的颗粒大小不同，还有一些形状也不一样的，因此可以按照花生的大小进行分类，进行近似大小的同级进行同一设备剥壳，这样可以提高剥壳率以及花生仁的破损率可以减小。

花生荚果剥壳的一大重要因素就是花生荚果的水分含量。花生的外壳韧性增的主要原因是花生荚果的含水量较大的；而花生的韧性没那么大就是含水量较小的。但是韧性小就意味着花生仁的粉末度较高，容易使花生仁破碎。因此花生荚果需要保证一定量的水分含量，不宜太高，也不宜太低；这样就可以保证弹性形变还有外壳和花生果仁塑性变化的差异，保证时花生的外壳有脆性，花生外壳可以在剥壳时能破碎，也要保证到花生仁的完整性，减少果仁的破损率。

2.花生剥壳机结构特点:

（1）、剥壳的圆锥形滚筒还有锥形凹板筛之间的区域就是剥壳区域，这种剥壳区域是为沿着滚筒分布的整个圆周，剥壳区域的有效剥壳空间不会受到减小，相比之下还有增加。

（2）、“倒圆锥”式剥壳的结构

（3）、剥壳的间隙从花生刚进入到离开剥壳区间会逐渐变小，使得未剥壳的花生荚果慢慢进入越来越小的剥壳间隙，从两到三层花生荚果逐渐变为只有一层花生荚果，从而剥壳率会变大，实现“薄层”剥壳。

（4）、滚筒上的螺旋剥壳筋在对花生果施加力的作用起到剥壳作用的同时，也引导花生荚果在重力作用下旋转向下运动，这种剥壳的作用力是剪切与摩擦为主的剥壳，和传统的依靠冲击打压的作用力相比，这种作用力可以减轻因高速打压而造成的损伤。当然剪切和摩擦造成的损伤依旧存在，但是相对冲击而言，有所改善。

（5）、这个设计的剥壳部件是封闭式的，可以保证科研环境不会因剥壳机受到影响，同时使整机结构垂直简约、占用的地方小。

3.花生剥壳机的关键部件设计

这个花生剥壳机的关键部件：花生剥壳装置、通过质量的不同来分离花生碎壳与花生仁的清选系统还有重要的传动装置。

3.1锥形的滚筒设计

花生的剥壳装置是由锥滚筒和锥凹板构成，设计为锥形滚筒是为了减少花生仁在剥壳区间受到反复的挤搓作用。其次如果滚筒为实心滚筒，消耗材料过多，最主要的是整个装置的有比较大的转动惯性，功率消耗也很大，因此设计滚筒为空心锥形。

3.2锥型滚筒初步设计

花生荚果在剥壳区间受到筋条的运动而产生的对花生荚果的力的作用引导向下运动，来完成剥壳过程。而该螺旋的筋条固定在锥形滚筒上，滚筒的转动，附着在锥形滚筒上的螺旋筋条会因此也运动，筋条有旋转的作用力，这种作用力会让花生荚果破碎外壳，花生仁向下旋转运动，可以减少花生荚果在该剥壳区间停留的时间，同时花生荚果在向下运动的过程中会受到剪切，摩擦的作用力，从而进行剥壳。

筋条材料的选用：若是选用硬度大钢筋条，它的耐磨性确实相比其他材料好，但是这也就意味着对花生荚果的作用力比别的大，花生仁会更容易破损；橡胶因这种材料的相对分子质量较大，分子间的引力较小的特点，因此橡胶具备了缓冲性良好、耐磨性能、吸振性能、还有绝缘性能。相比于别的材料，橡胶更适合用于剥壳作用，因此筋条材料选用橡胶。

3.3锥形凹板筛

这个板筛的选择可以从常用的里面选择，有冲孔筛、编织筛以及栅条筛。编织式的设计是提高花生荚果的剥净率，在该剥壳机中，选择栅条筛较为合适，使用编织式的会对花生荚果的损伤较大。栅条筛是由钢筋或者钢板按照一定缝隙焊接而成的，在本方案中，为了减轻剥壳的损伤还有提高剥壳效率，锥形凹板筛的从上端到下端，可以减小剥壳间隙。同时在花生的剥壳过程中，锥形凹板对花生剥壳也是具有一定剥壳作用的，因此，若是栅条与花生荚果的运动方向垂直，可以提高对花生荚果的剪切力，提高花生的剥壳效果。

而花生荚果因不同地区、不同种植区域以及条件、还有不同花生品种的外形和直径会存在大小差异，在设计锥形凹板筛的时候应在区别不同种的花生可以有不同种的选择。本文将以最为普遍常见的花生进行设计，设计为筋条的直径约为10mm，锥形凹板筛的上端的筋条之间的缝隙为7~10mm、下端的筋条之间的缝隙为6~9mm。在选择不同组时应对应选择下端的缝隙要小于上端的缝隙。

4.清选系统

清选装置是花生剥壳以后进行花生壳，花生仁分离的过程，是花生剥壳的重要部分。

清选装置分为两部分，上方为连接吹风机的气流通道；花生荚果壳和仁的收集区域在气流通道下面。分离原理是利用花生外壳与花生仁的质量的不同来分离的，花生仁与花生壳的质量是不相同的，通过气流，花生剥壳作用后比较轻的碎壳被气流吹走流入花生外壳区域；剩下的花生仁质量比较重的则不受气流影响，继续下落至花生仁收集区域。

因花生荚果的品种不同的，所以选择的风机速度也会有一定的区别，经过查取文献，清选机的风速大约在5~8m/s。可以依此选取花生的剥壳清选的风机。

结论

上述为本次的相关设计的内容，立式的机器在来说没那么常见，而经过查阅文献了解到很大部分选择卧式的都是经验积累，习惯的固有思维去设计。当然立式传动这种也在很早之前就被提出，只是相对的研究较为少一些，不过我们的时代在发展，固有经验习惯的想法已经减弱，我们大胆创新，思考，研究。对立式的机器，无论是传动方面还是设备的研究，都有着不错的研究成效。

参考文献

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[3]贾雅丽，马璐萍.辊筒式花生脱壳机脱壳部件优化设计与试验[J].河北农机.2020,（9）：37，68.