碰撞式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 碰撞式核桃破殼機(jī)
學(xué)生姓名 付志凱
學(xué) 號(hào) 8011208218
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)械12-2
指導(dǎo)教師 張宏
起止時(shí)間 2012-3——2012-6
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
碰撞式核桃破殼機(jī)
1、 課題來源及研究的目的和意義
無論在國際還是國內(nèi)市場(chǎng)上核桃都是很受歡迎的一種干果，但我國核桃產(chǎn)量卻遠(yuǎn)落后于國際上其他國家。在我國核桃種植主要集中在西北、西南地區(qū)，在種植業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)核桃年產(chǎn)量已達(dá)12萬噸。
隨著核桃種植面積的擴(kuò)大，產(chǎn)量的增加，與核桃相關(guān)的加工開始發(fā)展，如核桃的破殼、清洗、分級(jí)等 等，大量生產(chǎn)加工不能依靠人力，必須有相應(yīng)的機(jī)械換設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線，因此這些加工設(shè)備的研究成為當(dāng)務(wù)之急。
該裝置由上機(jī)殼與下機(jī)殼，以及傳動(dòng)部件組成上機(jī)殼下部設(shè)置和傳動(dòng)部件相連的脫輥，脫棍與上機(jī)殼的外辟之間設(shè)置數(shù)根固連在上機(jī)殼兩側(cè)與脫輥平行的輻條篩，相鄰輻條篩的間距為18-20mm，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉，進(jìn)入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼。
2、國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
國外方面
生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證,近年來,堅(jiān)果機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長,作業(yè)水平進(jìn)一步提高,社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大,雖然目前堅(jiān)果破殼機(jī)械化水平較高,但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū),并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少,低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些地區(qū),特殊用途的堅(jiān)果仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼,勞動(dòng)生產(chǎn)率低,區(qū)域性發(fā)展不平衡。早在20世紀(jì) 60 年代初,就著手研制堅(jiān)果破殼機(jī)具,至80年代初,美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅(jiān)果破殼機(jī),如夏威夷果破殼機(jī)、杏仁破殼機(jī)、澳洲破殼機(jī)。其中澳洲破殼機(jī)破殼機(jī)運(yùn)用了固定變形速率原理，確保了破壞的均勻性、持續(xù)性并最終得到一個(gè)較完整的核仁。試驗(yàn)表明平均75%的核仁是完整的或兩半的。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟,目前,正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。
國內(nèi)方面
進(jìn)入21世紀(jì),我國堅(jiān)果生產(chǎn)機(jī)械化開始了新的發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化,也對(duì)堅(jiān)果機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響,不僅拉動(dòng)了新的有效需求,而且構(gòu)筑了適合堅(jiān)果生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái),為堅(jiān)果生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件[1]。在一些地區(qū)推進(jìn)堅(jiān)果生產(chǎn)機(jī)械化的過程中,相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購買堅(jiān)果機(jī)械、開展堅(jiān)果機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施,調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購買堅(jiān)果機(jī)械的積極性,形成了新的市場(chǎng)需求。隨著堅(jiān)果種植業(yè)的不斷發(fā)展,國內(nèi)外對(duì)堅(jiān)果深加工產(chǎn)品的需求不斷增大,提高堅(jiān)果破殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。堅(jiān)果破殼機(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用,促進(jìn)了堅(jiān)果加工業(yè)的科技進(jìn)步,為堅(jiān)果破殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。綜上所述，在堅(jiān)果的破殼設(shè)備中，更多的為機(jī)械擠壓設(shè)備，與傳統(tǒng)手工法相比,機(jī)械法省工、省力、高效、環(huán)保，但這種設(shè)備仍存在著破殼率低、碎仁率高、機(jī)械適性差等缺點(diǎn)。而對(duì)于堅(jiān)果破殼設(shè)備及破殼技術(shù)的研究，均基于堅(jiān)果的機(jī)理研究。我認(rèn)為在堅(jiān)果破殼技術(shù)與破殼機(jī)理的研究中，尚存在著很多的問題需要解決。
這些年來,國內(nèi)有些加工企業(yè)和科研院所已逐步研制開發(fā)出一些堅(jiān)果類破殼加工設(shè)備,但多數(shù)破殼機(jī)具一次性破殼率偏低,碎仁率偏高,致使生產(chǎn)效率低,加工損失大。
3、 任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1任務(wù)要求
該裝置由上機(jī)殼與下機(jī)殼，以及傳動(dòng)部件組成上機(jī)殼下部設(shè)置和傳動(dòng)部件相連的脫輥，脫棍與上機(jī)殼的外辟之間設(shè)置數(shù)根固連在上機(jī)殼兩側(cè)與脫輥平行的輻條篩，相鄰輻條篩的間距為18-20mm，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉，進(jìn)入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼，為碰撞的核桃在咽喉處被搓擦擠壓破碎脫出的核桃仁。
3.2、實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
破殼是帶殼的物料在深加工之前必須進(jìn)行的一道工序,堅(jiān)果破殼在農(nóng)產(chǎn)品加工中相當(dāng)重要但難度很大, 主要是借助一對(duì)擠壓力引起的，擠壓力只能使核桃殼破碎。核桃破殼擠壓力的大小取決于破殼板間隙、硬度和摩擦系數(shù)，增加破殼板花紋是提高脫殼能力又不增加破碎率的有效方法。破殼效果與破殼機(jī)結(jié)構(gòu)和物料有關(guān)。機(jī)械的結(jié)構(gòu)因素有進(jìn)入角、摩擦角、電機(jī)轉(zhuǎn)速、破殼板間隙、破殼板硬度、破殼板上網(wǎng)格形狀和大小等。物料因素有品種、含水率、粒型大小、飽滿程度、均勻度、表面粗糙度、殼的厚薄和內(nèi)隔膜面積等。除此之外，還和喂料速度有關(guān)。提高生產(chǎn)率可通過增加料斗容量和破殼板面積獲得。由于核桃存在品種繁雜、形狀不規(guī)則、尺寸差異大、各品種平均殼厚各不相同以及殼仁密度相差不大等特性，使得破殼后的核桃殼仁分離特性差異較大。
4、重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
1）破殼理論的研究與實(shí)踐的聯(lián)系不夠緊密。由于實(shí)際中的核桃尺寸大小不一、球度不同，殼的厚度也不一樣，建模比較困難。為了使所建立起來的模型能應(yīng)用到實(shí)際中去，還需對(duì)破殼原理進(jìn)行深入分析。
2）對(duì)破殼取仁質(zhì)量的影響的研究還不夠深入。由于核桃品種、形狀、尺寸、殼的厚度等方面的差異，不同品種的核桃大小不一致，甚至同一品種的核桃，大小也不一致，從理論上講，進(jìn)入固定間隙破殼裝置的核桃，都能很好的破殼，不存在進(jìn)入方向問題，但對(duì)于近似呈橢球形的核桃來說，當(dāng)其長軸方向與擠壓輥軸線平行或呈較小角度時(shí)，核桃可隨擠壓輥一起轉(zhuǎn)動(dòng)，核桃破殼完全，取仁容易，有必要對(duì)核桃導(dǎo)向進(jìn)行研究。
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1、課題指導(dǎo)老師提供的原始資料及設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)指導(dǎo)。學(xué)校圖書館有相關(guān)論文研究所需的書籍、期刊等參考文獻(xiàn)。借助學(xué)校圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料和視頻。對(duì)資料及設(shè)計(jì)過程中不懂得、疑難的地方向同學(xué)和指導(dǎo)老師請(qǐng)教。對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)資料及數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理和完善，完成設(shè)計(jì)。
2、本課題的研究需要大量的時(shí)間和資金的支持，其次要做很多的試驗(yàn)和分析過程。首先需要大量的核桃做實(shí)驗(yàn)材料，而因?yàn)槭呛颂疑a(chǎn)大省，因此無論是資金還是數(shù)量都能滿足實(shí)驗(yàn)要求。碰撞式核桃破殼機(jī)某些部件，以及其他一些材料自己都可以加工或在市場(chǎng)上買到，可以滿足本課題的實(shí)驗(yàn)要求。核桃也可以在市場(chǎng)上買到。對(duì)于仿真分析需要的軟件，可以去圖書館借，或找同學(xué)老師看時(shí)又有這些軟件，也可以從網(wǎng)上下載。
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1周—第2周 通過查找文獻(xiàn)資料，了解核桃破殼的國內(nèi)外現(xiàn)狀。
第3周—第5周 設(shè)計(jì)碰撞式核桃的總體方案。
第6周—第9周 碰撞式核桃的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計(jì)說明書，對(duì)部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
7、主要參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)：
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[2] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.核桃破殼取仁工藝及關(guān)鍵設(shè)備[J].農(nóng)機(jī)化研究,2008,(12):27-29,89.
[3] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.一種核桃破殼取仁設(shè)備的研究[J].中國農(nóng)機(jī)化,2011,(3):104-106.DOI:10.3969/j.issn.1006-7205.2011.03.028.
[4] 董詩韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(1):62-65.
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[7] 梁莉,郭玉明,廉曉華等.微波核桃破殼力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)與分析[C].//第六屆博士生學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2008:448-452.
[8] 梁莉,郭玉明,張鵬等.微波核桃破殼及對(duì)殼體材料拉伸力學(xué)性質(zhì)的影響研究[C].//紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立三十周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)(CSAE2009)論文集.2009:1-2.
學(xué)生簽名
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年 月 日
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