油茶籽脱壳机说明书

油茶籽脱壳机设计

学生：戚银银指导老师：江家伍

（安徽农业大学经济技术学院 10机械设计制造及其自动化合肥 230026 ）

摘要：采用离心撞击与齿圈搓擦相结合的工作原理设计开发出了油茶籽脱壳机。本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向做出了比较全面的设计分析，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

1 前言

1.1研究的目的和意义

1.1.1 研究的目的

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。

中国是世界上最大的有茶籽油生产基地。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”，长期食用有利于防治高血压，血管硬化等疾病。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。油茶籽含有35％左右的壳，壳含油量极低(小于0．5 ，而油茶籽饼粕要求残油率1 ～2％，因此带壳加工从壳中不但榨不出油，反而会吸走部分油，使出油率降低；壳中纤维素和色素含量高，带壳制油对榨油机磨损大，也影响茶油品质，油茶籽脱壳后茶皂素和蛋白含量显著增加。因此油茶籽脱壳加工有利于提高油茶籽油的品质和得率，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。

1.1.2 研究的意义

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低。就目前我国的总体生产状况来看，油茶籽脱壳作业除了作为油料加工以外，其他仍然主要靠人工完成，劳动力消费大，损失率低，效率低，一直困扰着农名的大难题。如果使用高效的油茶

籽脱壳机，将大大缩短了油茶籽的脱壳时间，降低劳动强度，提高经济效益。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，决定了在今后的一段时间里，我国仍要以小型油茶籽脱壳机为主要研究和推广方向。

1.2 研究的内容与方法

1）在分析农业物料的破壳方法及其优缺点的基础上，结合油茶籽的物理机械特性特点，选择破壳的方法；

2）在对物料粉碎机理解析的基础上，提出油茶籽破裂所需的计算方法，并得出油茶籽破壳所需功的过程；

3）确定破壳机的结构形式和总体布置，对主要工作部件进行分析，并对油茶籽在破壳机内的运动进行力学分析，得出其主要的设计参数。

主要的方法:机械脱壳一般有撞击法，碾搓法，剪切法，挤压法，搓撕法。

2 总体方案设计

2.1 方案分析

油茶籽脱壳可用多种方法实现，但不同的方法各有利弊。

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，间隙较大且外壳较脆的籽粒。

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，使籽粒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动磨片的间隙中，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。

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。其典型的设备为刀板转鼓

和刀板座为主要部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板，刀板座呈凹形，带有

调节装置，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，使物料外壳破裂与脱落。

4)挤压法脱壳挤压法脱壳是靠一对直径形同转动方向相反，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。其典型的设备是对辊式杏核脱壳机籽粒能否顺利的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。

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度，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搓撕作用。另外，籽粒有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，在上述相反方向搓撕力的作用下完成脱壳过程。

2.2 本脱壳设备的方案确定

首先，在脱壳原理上，拟采用离心撞击法进行油茶籽的脱壳，这样脱壳可以适应不同大小的籽粒，在脱壳前不需进行分级处理，从而提高脱壳效率；其次，在清选机构拟采用重力分选机，这样能可以有效地将茶籽与杂物分离，提高籽粒的纯净度。

实验装置如下图所示：

图1 脱壳机结构示意图

1.离心甩盘；

2.集料斗；

3.齿圈；

4.变速箱；5电动机；6.皮带轮

该机构工作时，油茶籽进入集料斗后，经下部的入料窄口形成薄层落下来进入脱壳箱内，借助高速旋转的甩盘的打击，使油茶籽破裂，并产生较大的离心速度飞出，与脱壳箱内的齿圈撞击搓擦，实现脱壳。脱壳后的籽粒和壳通过下箱口落入振动筛面，形成一定的厚层，振动网面呈双向倾斜状态，纵向倾角为α角，横向倾角为β角，网面作往复振动，在机械振动和上升气流的作用下，物料呈半悬浮状态，对于尺寸、形状大致相同的，密度大的籽下沉，密度小的籽壳上浮，产生按密度自动分层现象。同时，在适宜的振动、气流参数下，下层茶籽受到网面作用而沿纵向上滑，上层籽壳不与网面接触，沿物料层纵向下滑，由于网面横向倾斜β角，加之物料不断从高端喂入，使纵向分离的、不同密度的颗粒沿不同轨迹线作横向流动，实现油茶籽壳与籽粒的分离，最终茶籽沿出口流出。

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