1、第34卷第6期2013年11月中国农机化学报Journal of Chinese Agricultural MechanizationV0134 No6Nov2013DOI：103969jissn2095-5553201306056家用葵花籽自动剥壳机的设计董爱梅夏鹏，张腾(山东理工大学机械工程学院，山东淄博。2550491摘要：介绍家用葵花籽自动剥壳机的设计方案，讨论了各组成部分的设计。葵花籽剥壳机剥壳过程全自动化。速度可调，可以轻松地代替人剥葵花籽。关键词：葵花籽；剥壳机；设计中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：20955553(2013)06023303董爱梅，夏鹏，张腾家
2、用葵花籽自动剥壳机的设计J中国农机化学报，2013，34(6)：233235Dong Aimei，Xia Peng，Zhang TengDesign of household sunflower automatic sheUer叨Journal of Chinese Agricultural Mecha-nization，201 3，34(6)：2332350 引言葵花籽是人们喜欢的食品，具有丰富的营养价值又是一种休闲的食品。葵花籽可用作烘烤食品的配料还可以用来炼油。目前，对于葵花籽的生产，市场上只有用于大规模生产葵花籽仁的去壳机器没有自动剥壳的小型机械。对于家庭用的葵花籽，只有手动剥壳，剥壳
3、效率低，而且长期嗑葵花籽会导致难看的瓜子牙影响美观，且不卫生。所以设计一款家用的葵花籽自动剥壳机能给我们的生活带来很大的方便。1 设计方案及工作原理家用葵花籽剥壳机由自动送料机构、剥壳机构和分离机构等组成，如图1所示。图1家用葵花籽剥壳机外形图Fig1 Domestic sunfloweiseed shellelfigtnP1箱体2分离机构3剥壳机构4控制面板5送料机构送料机构采用电磁振动送料机构将葵花籽均匀、有序地送人剥壳机构。剥壳机构采用两挤压轮连续旋转进行挤压。两轮轴线平行、布置在同一个平面内，转速相同、转向相反且有一定间距，葵花籽从两轮之间通过时被挤开。由于葵花籽壳和葵花籽仁的风阻不同
4、。利用气流对其进行分离。2机械部分设计21 送料机构电磁振动送料机构主要由电磁铁、衔铁、螺旋形料槽、弹簧片等组成，如图2所示。7图2送料机构结构示意图Fig2 Schematic diagram of structure for feeding mechanism1料槽2线圈3铁芯4衔铁5弹簧架6弹簧片7箱体8葵花籽送料机构在通人交变电流后周期性改变电磁铁周围的磁场方向，通过电磁铁与衔铁之间的磁场作用使得料槽产生扭动，在扭动的同时料槽内的葵花籽会很快的排成一列通过螺旋传送带送人剥壳机构，如图3所示。电收稿日期：2013年4月26日 修回日期：2013年7月28日第一作者：董爱梅，女，1971年
5、生，山东梁山人，硕士，副教授；研究方向为机电一体化。E-mail：dongaimeisduteducn123456万方数据一 !里奎竺竺兰兰 竺兰磁振动送料机构的振动幅度可以调节通过改变频率的大小来调节振动的幅度，从而调节送料的速度。图3料槽内的葵花籽排列图Fig3 Diagram of sunflower seed in the chute211最佳弹簧架倾斜角d的设计最佳的弹簧架倾斜角a是指弹簧架与垂直面之间的夹角。在设计振动送料机构时，它是必须确定的一个重要的结构参数。振动送料机构中角度d不应超过45。否则葵花籽移动速度将会降低。根据公式：tana最佳可式中：卜摩擦系数。由于软木与钢的摩
6、擦系数为03。05这里取05，计算得到ot=2670。为了便于计算，a取300。212料槽的最大倾斜角口的设计料槽相对于水平面的倾斜角口是一个重要的结构参数(如图2所示)。为能使葵花籽沿料槽向上运动，选择角度p时应当考虑到它们的绝对值不应超过摩擦角。否则没有振动时葵花籽也会开始沿料槽自动向下滑行。该角度实际上在不大于200的范围内变化。葵花籽沿料槽向上的极限升角公式：tanO=flhana由于=05，a=300，可以计算得到料槽最大升角0=82。，取8。22剥壳机构常见的剥壳方法有挤压法、离心法、剪切法、碾搓法。离心法需要高速的旋转：剪切法需要锐利面而且要固定好葵花籽这对于体积小而且形状不规则
7、的葵花籽来说很难实现：碾搓法需要复杂的机械结构不容易实现：挤压法能满足家用葵花籽剥壳机功能要求并且很容易实现。因此家用葵花籽剥壳机破壳方法选的是挤压法。为了能够进行连续的工作这里我们采用两挤压轮连续旋转进行挤压。剥壳机构如图4所示：两个挤压轮3的转动通过两电机1带动当葵花籽2由送料机构通过滑道4被运到两挤压轮3中间时由于挤压力的作用葵花籽壳会被像人嗑葵花籽一样被夹开。为便于夹住葵花籽，挤压轮的边缘要做的粗糙些。两个挤压轮的转动方向相反这样不仅仅能够将料槽输送过来的葵花籽按照给定的方向剥壳。还能够增大剥壳的力量，增大剥壳率。剥壳机构主要设计参数如下。图4 剥壳机构不惹图Fig4 Schemati
8、c diagram of shucking mechanism1电机支撑架2滑道3挤压轮4葵花籽5电机221两挤压轮的设计两挤压轮和葵花籽的相对关系见图5其中：ED为两轮间的距离：BC为葵花籽壳最大宽度，BC=9mm：r为挤压轮的半径。图5 两挤压轮和葵花籽的几何图形Fig5 Geometry of the two squeezing wheels and sunflower seed要使两挤压轮夹持住葵花籽摩擦力F沿Y向的分量应大于离心力沿Y向的分量。求得r，21mm，为便于加工取25mm。由于葵花籽的最大厚度为5ram。所以设计轮的厚度为5mm。为保证葵花籽仁不破损ED应大于等于葵花籽仁宽
9、度，葵花籽仁最大宽度为55mm因此取肋=55mm。222电动机的选择破开葵花籽最大需要70N的静压力摩擦系数为05，摩擦力为35N，初步设计曲柄长度为10mm，挤压轮半径为25mm，则需要的最大转矩为0875Nm。设计转速为120rmin。由公式P=-nT9 549计算出所需要的功率为11W。根据以上计算数据选择直流电机的参数为：额定电压12V，功率15W，额定转速120rpm，扭矩8kgcm，重量1759。23分离机构分离机构的工作部分是气流通道和风机。分离机构的附属部件有葵花籽壳与葵花籽仁的收集箱。万方数据第6期 兰兰竺竺!窒!兰兰竺!竺型兰竺竺兰兰 豳葵花籽壳箱t兰当仁图6分离机构示意图
10、Fig6 Schematic diagram of the separation mechanism分离机构工作原理如图6所示利用葵花籽壳与葵花籽仁的比重及受风面积的不同。用气流对其进行分离。比量稍大、受风面积较小的葵花籽仁不被气流吹走，直接下落到葵花籽仁收集箱；而比量稍小、受风面积较大的葵花籽壳将被风机吹来的气流带入到葵花籽壳收集箱。3结论该葵花籽剥壳机结构简单、工作可靠、成本低，适合家庭使用。果仁破损率小于3，剥壳率大于94。壳、仁未完全分离的葵花籽可以很轻松地用手剥开。剥壳过程全自动化，可以轻松地代替人剥葵花籽。参 考 文 献11李绍炎自动机与自动线【M】北京：清华大学出版社，2007【
11、2】尚久浩自动机械设计M】北京：中国轻工业出版社，2010【3】HN卡蒙斯内机床装料自动化M】北京：机械工业出版社，1985Design of household sunflower automatic shellerDong Aimei，Xia Peng，Zhang Teng(Sha,ut,ong University of Technology，Zibo，255049，China)Abstract：This paper first introduces the design scheme of domestic sunflower seed sheller automatically，an
12、d then discusses the various COBponents of the designSunflower seed sheller automatic peeling process，speed adjustable，can easily replace man stripped sunflower seedsKeywords：sunflower seeds；sheller；design(上接第256页)与发展，2008，18(9)：244247Pan WeiResearch of wireless sensor network based on ZigBeeTechnol
13、ogy J1Journal of Computer technology anddevelopment，2008，18(9)：24424781郭涛，严家明基于CC2430的ZjgBee无线数传模块设计【J】微机处理，2010，(4)：105-108Guo Tao，Yang JiamingDesign of ZigBee wireless datatransmission module based on CC2430【J】Journal ofMicrocomputer Processing，2010，16(4)：105-108Design of illuminance control syste
14、m based on ZigBee wireless sensor network technologyWang Hao(Chien-shiung Institute of Technology,Taicang,21541 1，China)Abstract：With the rapid development of wireless sensor network technology，ilhminance control system is designed based on Windows CEembedded platform，realize the illuminanee control
15、 and automatic control of agricultural planting environments using ZigBee wirelesscommunication technologyThe system is composed of Windows CE embedded gateway equipment，coordinator of CC2530 single chipmicrocomputer and terminal nodes and iUuminance sensorThe experimental results demonstrated that
16、system has many merits such as easymaintenance，low power consumption，high reliability and low cost and has a good application prospectKeywords：Windows CE；ZigBee；CC2530；ilhminance万方数据家用葵花籽自动剥壳机的设计作者： 董爱梅， 夏鹏， 张腾， Dong Aimei， Xia Peng， Zhang Teng作者单位： 山东理工大学机械工程学院,山东淄博,255049刊名： 中国农机化学报英文刊名： Journal of Chinese Agricultural Mechanization年，卷(期)： 2013,34(6)参考文献(3条)1.李绍炎 自动机与自动线 20072.尚久浩 自动机械设计 20103.H.N.卡蒙斯内 机床装料自动化 1985引用本文格式：董爱梅.夏鹏.张腾.Dong Aimei.Xia Peng.Zhang Teng 家用葵花籽自动剥壳机的设计期刊论文-中国农机化学报2013(6)
