花生分级装置设计说明书
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毕业设计说明书
花生分级装置设计
学生姓名： 学号：
机械工程与自动化
学 院：
机械设计制造及其自动化专 业： 指导教师：
年 月 目录
1 绪论1.1 引言1.2 国内外分级机械的研究与发展1.2.1 国外分级机械发展状况1.2.2 国内分级机械发展状况1.3 课题研究意义1.4 课题研究内容1.5 本章小结2 栅条滚筒式分级机总体方案分析2.1 分级装置的类型2.2 滚筒式分级机2.2.1 工作原理2.2.2 结构分析2.3 滚筒式分级机的工艺参数分析2.3.1 设计参数的确定2.3.2 生产能力分析2.3.3 尺寸分析2.4 滚筒式分级机设计时应注意事项2.5 本章小结3 动力传输部件的选择与设计3.1 电动机的选择3.1.1 直流他励电动机3.1.2 三相异步电动机3.1.3 选择的电动机3.2 联轴器3.3 带传动3.3.1 带传动简述3.3.2 带传动的类型3.4 总体校核计算3.4.1 滚筒转速的确定3.4.2 功率计算3.4.3 传动装置总效率η和电动机功率Pr3.4.4 皮带轮的选择4 栅条花生分级机结构设计4.1 总体结构分析及三维图4.2 本章小结结 论参 考 文 献致 谢摘要
我国花生生产数量大，但国内花生价格较低、卖果难的问题经常出
现，严重影响了花生生产快速发展的势头。花生分级检测技术落后，缺
乏先进有效的分级系统，外销花生混等混级，良莠不齐已成为制约我国
花生出口的重要原因之一。花生分级机是花生采后处理的主要作业机
械，其中分级是核心，其工作性能对花生分级精度有决定性的影响。
本课题首先分析了我国目前花生分级的现状，详细的分析了分级机
核心部件分级装置的类型，通过对比其优缺点，选取栅条滚筒分级机做
为分级机的分级装置；同时阐述了滚筒式分级机的工作原理及其结构，
分析其工艺参数。传动装置根据所设计滚筒式花生分级机的性能参数，
设定滚筒直径以及转速，确定传动比，选取动力装置电动机（型号Y90L
—6）、联轴器（型号WS5）、减速器（选取二级减速器）和皮带轮的结
构，在计算的基础上，对栅条滚筒花生分级机结构进行了设计。
关键词：滚筒分级机，花生，栅条，结构设计
1绪论
1.1 引言
我国是花生生产大国，花生年产量达近千万吨，居世界之首，占世
界总产量的14%。但花生出口比例低，采后处理能力不到总产量的15%，
多数花生以原料形式出售，附加值低，竞争处于劣势。花生分级检测技
术落后，缺乏先进有效地分级系统，外销花生混等混级，良莠不齐已成
为制约我国花生出口的重要原因之一。选出整齐、均匀、美观的高品质
花生，形成系列化、规格化的花生产品，既易于包装，又能增强国际竞
争力，提高产品价格，无论是对农民生产积极性还是销售，都大有益
处。
20世纪90年代初以来，全球花生及其制品的消费量连年上升，因而
需求量不断增大，产量和供应量也必然不断增大。近年来，世界花生产
业有了较大发展，花生的单位面积产量和总产量持续增长。目前，世界
生产花生的国家有100多个，种植面积约2112万公顷，主要分布于亚
洲、非洲和美洲，其中，亚洲种植面积为1347万公顷，占世界总面积的
63.4%；非洲654万公顷，占30.8%；美洲116万公顷，占5.5%，而欧洲和
大洋洲仅零星种植，没有形成规模化生产。印度、中国和尼日利亚是世
界三大花生生产国，在种植面积和总产量上都保持了领先的地位。
2005年，印度的花生种植面积居世界第一，约为660万hm2，总产量590
万t；中国的种植面积为487万hm。总产量1440万t：尼日利亚的种植面
积为288万hmz，总产量290万t。中国花生的总产量自20世纪90年代中期
超过印度以来，一直保持了世界第一的位置，此外，美国和阿根廷作为
传统的花生生产大国，花生总产量都有较大幅度的增长，其中美国约占
世界总产量的5%，阿根廷约占1.5%。这只要是由于种植面积不断扩大，
品种改良、播种管理技术稳步提高。
花生分级机的研制和推广，对于提高花生业的发展水平，增加广大
农户的收入，促进花生业的可持续发展，都将具有重大的意义。1.2 国内外分级机械的研究与发展
1.2.1 国外分级机械发展状况国外
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机。其主要设备包括:瓜果外部品质、大小判别系统(图像识别);瓜果
自动传输、分选机械装置;瓜果精选、分级设备的电气控制系统;智能学
习模块等。山西农机研究所也研制成功了6ZF-0.5 型红枣分级机。但是
同发达国家相比，我国仍是花生加工落后的国家。其中存在的主要差距有：
（1）花生分级、商品化处理滞后。我国的花生处理量仅在 15％左
右，而绝大部分的花生加工都采用人工分级、挑选，采用普通纸箱或网
袋、塑料袋、编织袋包装，基本上以初级产品形式进入市场。在同等花
生的条件下，我国花生价格低于国际市场价格 4 至 7 成；
（2）加工转化量小。先进花生生产国的加工能力在 40％～70％，
而我国企业加工能力只有 10％左右。
考虑到实际情况，我们将花生分级机的消费者定位在中小农户上。
这就要求我们必须研制出一款技术性能好，价格低廉的机型。因此我们
选择了栅条滚筒式分级机。它与目前普遍采用的振动滚筒式分级机相比
具有以下一些优点：①结构简单；②效率高；③价格低廉；④功耗小；
⑤伤果率低；栅条滚筒式分级机存在的缺点是分级精度不高。
花生分级机的研制和推广，对于提高花生业的发展水平，增加广大
农户的收入，促进花生业的可持续发展，都将具有重大的意义。因此，
我们所进行的花生分级机的试验研究是非常必要的。
1.4 课题研究内容
（1）重点研究花生分级机的工作原理和核心部件的结构参数；
（2）通过替换核心部件筛筒，用以达到对于不同物料进行分级的目
的；
（3）物料特性的研究，测定不同品种、不同地区主产红枣、核桃、杏
干形状及外形尺寸，根据相关标准确定分级筛尺寸。
1.5 本章小结
我国是花生生产大国，花生年产量达近千万吨，居世界之首，但采后
处理能力不到总产量的15%，花生分级机的发展已经成为制约我国花生
业发展的主要原因。本章详细的分析了花生分级机械的国内外研究与发
展的清况，阐述了课题研究的目的和意义，并明确了本课题的研究内
容。 2 栅条滚筒式分级机总体方案分析
2.1 分级装置的类型
（1）锥辊式分级装置
锥辊式分级装置采用的是一对相对转动的锥形辊，如图2.1（图中
各参数的单位为mm），两个相互旋转的棍子将花生忽上忽下的抖动运
动，那么在它不同重量的作用下花生随着棍子运动的轨迹也不尽相同，
在这种运动方式下，花生轻的一段会向下旋转，直到花生的直径小于两
个棍子直径间的间隙时花生落下。
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图2.3 为平面振动筛装置简图。该振动筛分级装置是由三个筛子组
成。筛子振动时，花生与筛面产生相对滑动，尺寸小于筛孔的花生有可
能通过筛孔，掉入下筛，其余的留在筛面上，并沿筛面流向一侧，由集
料口收集。
通过花生分级试验表明这种分级装置分级效果差，基本不能实现正常分级。
1.喂料斗 2.3.4. 筛子 5.滑板 6.吊杆 7.集小花生口8.第二次集花生口 9.第一次集花生口 10. 集大花生口图 2.3 平面振动筛装置简图（4）栅条滚筒式分级装置
如图2.4所示，分级装置由几个转筛桶构成，每个转筛桶的漏隙大
小并不一样，从第一段到第三段的漏隙大小由小到大，那么花生在筛桶
内随着筛筒一起转动，由于花生表面相对光滑，且并不会有一定的弹
性，这是这花生随着滚筒转动的过程中不会绕着自身轴线周转，当花生
转到较大漏隙的时候花生会从漏隙中滑落出去，漏隙厚度在会使花生在水平力作用下，发生偏离，厚度尺寸在下一级滚动中继续筛选，如此相
互作用，花生会从小到大，由好变坏的顺序从一大堆的花生中分离出
来。从两旁将分离的花生分别装入不同的袋子里运走。
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7和轴承组成。滚圈3固定在滚筒2上，并将简体重力传递给摩擦轮
4，整个设备由角钢焊成的机架7文本。
(3) 传动装置目前有如下三种。
第一种：采用电动机通过皮中心轴筒中带轮、变速箱、链轮及一对
齿轮传动，而其中一个大齿轮中心轴筒中就连接在滚筒中心轴筒中出料
口的边缘上，另一个小齿轮则与传动系统相连接作为主动齿轮，把动力
传给大齿轮。由中心轴带很难设动滚动很难设轴转动这种传很难设动方
式加工制造比较麻烦，由于中心轴筒中滚筒直径但因滚较大而使转动不
平衡，齿轮上的很难设润滑油已逐渐被淘汰。
第二种：中间轴式传动。滚筒的中心线上没有传动轴，用支臂很难
设与滚筒连，传动系统把动力传至中心轴，而驱动滚筒转动由中心轴带
动滚中心轴筒中动轴转动。这种传动方式比第中心轴筒中一种简单，筒
较长，其中心轴也长，在滚筒中间又置中间轴承，
分级时，在带动其传动带动其系统作用下，通过摩带动其擦轮和滚
圈带动其使带动其滚筒带动其回转，当物料带动其从进料带动其斗1加
入后即随滚筒一起回转，最后一级料斗。
2.3 滚筒式分级机的工艺参数分析
2.3.1 设计参数的确定
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与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各
种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两
种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，
得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的
转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连
接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
1）调压调速：可以无级调速但是调节范围不大；
2）转子电路串电阻：简单可靠，属于有级调节，但是低速是功率损
耗较大；
3）改变磁极对数：体积稍微大，价格较高，属于有级调节，结构简
单，效
率较高，特性好，调节时所需附加设备较少，中小型机电联合调
速。
3.1.3 选择的电动机
电动机的选择为：电动机的型号Y90L—6；额定功率1.1KW；满载
转速910r/min；质量25kg。
3.2 联轴器
用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以
