2819 弧板-滾筒式核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)
2819 弧板-滾筒式核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì),弧板,滾筒,核桃,破殼機(jī),設(shè)計(jì)
1弧板 -滾筒式核桃破殼機(jī)設(shè)計(jì)1 國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析1.1 堅(jiān)果類破殼機(jī)現(xiàn)狀國外早在 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)等。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。近幾年來,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。堅(jiān)果主要是指具有堅(jiān)硬外殼的果實(shí)。我國生產(chǎn)的最有代表性的堅(jiān)果有干殼蓮子、核桃、杏仁、白果和松子等,在進(jìn)行深加工的過程中,脫殼是一個(gè)關(guān)鍵工序。因堅(jiān)果果殼主要由纖維素和半纖維素組成,殼仁間隙小、殼堅(jiān)硬,難以剝離,而且 堅(jiān)果品種繁雜,尺寸差異較大、形狀不規(guī)則;剝殼的同時(shí)不能破壞果仁的品質(zhì),而物理剝殼法都對(duì)果仁品質(zhì)有不同程度的破壞,所以堅(jiān)果的破殼取仁難度較大。我國在傳統(tǒng)脫殼設(shè)備的基礎(chǔ)上,盡管正在積極研制和開發(fā)各種類型脫殼機(jī)械,但其發(fā)展相當(dāng)緩慢,同時(shí)成熟的機(jī)型及進(jìn)行批量生產(chǎn)的不多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)產(chǎn)品深加工的需求。在技術(shù)上還存在如下問題: a)脫殼率低,脫殼后的籽仁破碎率高,損失大; b)機(jī)具性能不穩(wěn)定,適應(yīng)性差; c)通用性差:多數(shù)脫殼機(jī)只適應(yīng)某一種籽粒的脫殼作業(yè),而不能夠通過更換主要工作部件來適應(yīng)其他籽粒的脫殼,利用率低; d)作業(yè)成本偏高:我國脫殼機(jī)械尚未形成規(guī)模和系列,多數(shù)是單機(jī)制造,制造的工藝水平較低,故制造成本偏高; e)有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn),未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用, 作業(yè)性能、可靠性、耐久性及商品性等方面還存在不少問題。1.1.1 堅(jiān)果類破殼機(jī)常見的機(jī)械脫殼方法 (1)撞擊法脫殼:撞擊法脫殼是物料籽粒高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力, 使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)脫殼。物料由高速回轉(zhuǎn)甩料盤使籽粒產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面,只要撞擊力足夠大,籽粒外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形,進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)籽粒離開壁面時(shí),由于外殼和粒仁具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度,籽仁受到的彈性力較小,運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼,阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開,從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小,仁殼間隙較大且外殼較脆的籽粒。(2)碾搓法脫殼:物料籽粒在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用,使籽料的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)脫殼。籽粒經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨的間隙中,動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng),也使籽粒與定磨間產(chǎn)生方向相反的摩擦力;同時(shí),磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂,在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂,并與籽仁脫離,達(dá)到脫殼的目的。(3)剪切法脫殼:籽粒在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓之間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)刀板的剪切力作用,外殼被切裂并破開,實(shí)現(xiàn)外殼與籽仁的分離。刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主要工作部件,在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板,刀板座呈凹形且?guī)в姓{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),可根據(jù)籽粒堅(jiān)果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí),與刀板之間產(chǎn)生剪切作用,使物料外殼破裂和脫落。(4)擠壓法脫殼:擠壓法脫殼是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥,調(diào)整到適當(dāng)間隙,使籽粒通過間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。(5)搓撕法脫殼:搓撕法脫殼是利用相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輥筒對(duì)籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行脫殼。1.1.2 新型核桃脫殼方法(1)微波法:原理主要是通過微波加熱籽粒內(nèi)部形成高壓水氣,當(dāng)高壓水氣對(duì) 果皮壓力大于果皮的拉伸極限應(yīng)力時(shí),果皮破裂,實(shí)現(xiàn)破殼。微波法破殼過程中,堅(jiān)果果皮的致密結(jié)構(gòu)是其內(nèi)部形成高壓的重要保證;堅(jiān)果含的水分是內(nèi)部產(chǎn)生高壓水氣的物質(zhì)基礎(chǔ);微波的加熱溫度則是導(dǎo)致產(chǎn)生高壓水氣的外部動(dòng)力。但是快速加熱會(huì)造成產(chǎn)品的過渡膨脹甚至爆炸。2(2)高壓膨脹法:原理是使果實(shí)處于很高的壓力室中,讓果實(shí)在其中停留較長時(shí)間,以使籽粒內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡,然后瞬間卸壓,內(nèi)外壓力平衡打破,殼體內(nèi)氣體在高壓作用下產(chǎn)生較大的爆破力而沖破殼體,從而達(dá)到脫殼的目的。(3)能量法:原理是讓堅(jiān)果進(jìn)入一個(gè)高壓高溫環(huán)境中經(jīng)受一定時(shí)間的高壓高溫作用,使大量熱量聚集于堅(jiān)果殼內(nèi),隨后籽粒瞬間脫離高溫高壓環(huán)境,此時(shí),聚集在堅(jiān)果殼與仁間的壓力瞬時(shí)爆破,實(shí)現(xiàn)脫殼的目的,此法適宜于加工熟食品。 (4)高真空度法:將堅(jiān)果放在真空爆殼機(jī)中,在真空條件下,將具有一定水分的堅(jiān)果加熱到一定溫度,在真空泵的抽吸下,堅(jiān)果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被去除,其韌性與強(qiáng)度降低,脆性大大增加;真空作用又使殼外壓力降低,殼內(nèi)部處于較高壓力狀態(tài)。在內(nèi)外壓力差的作用下,殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí),就會(huì)使外殼爆裂,使外殼脫去。(5)激光法:用激光逐個(gè)切割堅(jiān)果外殼。試驗(yàn)顯示,用這種方法幾乎能夠達(dá)到 100%的整仁率,但因其費(fèi)用昂貴、效率較低等原因,很難得到推廣。(6)超聲波法:采用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生大于 20kHz 的超聲波作用在堅(jiān)果籽粒外表面上,經(jīng)沖擊、碰撞、摩擦等多種力綜合作用進(jìn)行破殼。可應(yīng)用于果皮結(jié)構(gòu) 不太堅(jiān)硬的堅(jiān)果。(7)燃燒法:該法用液化氣火焰在高溫下將堅(jiān)果物料外殼燒掉,然后對(duì)未燒盡的物料進(jìn)行擠壓刮皮,使仁、皮分離,將仁、皮一起進(jìn)入分離器,仁在此被分離出,再將仁進(jìn)行清洗即可。這種方法脫殼率高,但燃燒溫度較難控制,很容易使物料熟化甚至焦化,這種脫殼工藝獨(dú)特,是國外技術(shù)專利,故整套設(shè)備價(jià)格昂貴。(8)化學(xué)腐蝕法:化學(xué)脫殼主要是將待脫殼的堅(jiān)果浸入脫殼溶液中。該溶液用來軟化物料外殼并溶去一部分外殼,然后取出果實(shí)再利用機(jī)械方式脫去外殼。這種方法需添加其它化學(xué)成分如堿、酶等,這些添加物會(huì)使產(chǎn)品具有異味異質(zhì),影響成品品質(zhì)風(fēng)味,但此方法整仁率較高。(9)復(fù)合型:對(duì)一些堅(jiān)果使用一種方法不能達(dá)到很好的破殼效果時(shí),可利用幾種破殼原理,合理地組合在一起,以克服和彌補(bǔ)單一脫殼法的不足,實(shí)現(xiàn)堅(jiān)果的高效脫殼。 1.1.3 幾種典型的堅(jiān)果類破殼機(jī)(1)擠壓式破殼機(jī)：主要由分級(jí)滾筒、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、破殼機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力所組成,它們依靠物料自身的重力自上而下形成一個(gè)系統(tǒng)作業(yè)流水線。工作時(shí),核桃從料斗進(jìn)入錐形分級(jí)滾筒,不同尺寸大小的核桃經(jīng)錐分級(jí)滾筒分級(jí),核桃按從大到小沿錐體軸線從小錐向大錐排列,隨錐形滾筒旋轉(zhuǎn)落到導(dǎo)向輥, 然后進(jìn)入擠壓滾筒 ,經(jīng)擠壓滾筒擠壓破殼后排出機(jī)外。擠壓式核桃破殼機(jī)的剝殼原理為:齒盤和弧齒板的斜面倒角 45°,間距為 L=8mm,在倒角面上分布著一定尺寸的小齒。當(dāng)核桃進(jìn)入擠壓滾筒中,齒盤的旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)核桃邊旋轉(zhuǎn)邊向下擠入,一定間距的齒尖不斷地沿著殼表面滾壓,隨著擠壓變形量的增加,殼表面變平甚至出現(xiàn)凹坑,核桃接觸的齒數(shù)由 1 個(gè)增加到 2、3 個(gè)甚至 4、5 個(gè)。這樣在接觸處產(chǎn)生的初始裂紋不斷擴(kuò)展,裂紋條數(shù)變得又多又長,由于核桃的旋轉(zhuǎn)使整個(gè)圓周都產(chǎn)生裂紋,使殼完全均勻地破裂,碎殼和仁通過最小間隙向下掉出來 。]4[(2)撞擊式破殼機(jī)：撞擊式破殼機(jī)結(jié)構(gòu)。工作部件是轉(zhuǎn)盤(甩盤)和擋板。果實(shí)一般以 0.037m/s 的速度通過可調(diào)節(jié)料門落下,從轉(zhuǎn)盤中心進(jìn)入后, 經(jīng)高速轉(zhuǎn)盤的擋塊或葉片的導(dǎo)向及加速作用,高速脫離轉(zhuǎn)盤。當(dāng)果實(shí)以較大的離心力撞擊壁面時(shí),壁面對(duì)果實(shí)產(chǎn)生一個(gè)同樣大小的反作用力,使果實(shí)外殼產(chǎn)生變形和裂紋。外殼彈性變形的恢復(fù) 使果實(shí)離開壁面,而果仁因慣性力的作用繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),并在緊靠外殼變形處產(chǎn)生了彈性變形。當(dāng)果實(shí)離開壁面時(shí),由于外殼與果仁具有不同的彈性,其運(yùn)動(dòng)速度也不同,果仁將阻止外殼迅速向回移動(dòng)致使外殼在裂紋處拉開破裂,完成外殼的剝離。（3）剪切式破殼機(jī)：板栗被提升機(jī)構(gòu)從料斗裝入后,提升至分料管,分別被導(dǎo)入兩個(gè)刀盤。在刀盤上,板栗受旋轉(zhuǎn)刀盤離心力的作用,向邊緣高速滾動(dòng)。安裝在盤面成輪輻狀的鋸齒刀對(duì)板栗外殼進(jìn)行不斷的鉤削、剪切,最終把殼剝離。一定的時(shí)間間隔后,出料口開啟,殼和仁從出料口排出,從而完成一個(gè)破殼循環(huán)(提升、導(dǎo)料、破殼和出料)。1.2 對(duì)堅(jiān)果類破殼機(jī)械未來展望分析堅(jiān)果生產(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)和農(nóng)村經(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3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。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。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，尚存在著以下幾方面需要解決的問題，這也是將來堅(jiān)果破殼機(jī)械研究的發(fā)展方向。a)堅(jiān)果的微觀結(jié)構(gòu)研究。微觀結(jié)構(gòu)是宏觀性能的決定因素，堅(jiān)果的破殼力學(xué)變形都是基于其可破殼的微觀結(jié)構(gòu)組成，但可惜的是目前人們對(duì)此尚未研究。由于這一根本性問題的存在,使人們進(jìn)一步在理論上研究堅(jiān)果破殼力學(xué)特性時(shí)遇到了很大困難。b)破殼力學(xué)特性研究。目前，人們對(duì)堅(jiān)果的破殼物理力學(xué)性能、機(jī)械性能的研究主要采用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行定性分析，從理論上進(jìn)行定量研究的很少。而堅(jiān)果破殼可破殼性機(jī)理復(fù)雜,力學(xué)特性參數(shù)甚多。因此,這方面問題的解決僅靠實(shí)驗(yàn)研究 是不夠的。c)影響因素的確定與控制。影響堅(jiān)果破殼開口的因素眾多,各因素之間相互影響，關(guān)系極為復(fù)雜。在某一特定破殼操作中，對(duì)影響參數(shù)條件的控制操作不易掌握，這就使得堅(jiān)果的破殼設(shè)備在很大范圍內(nèi)推廣使用受到限制。2 核桃破殼的機(jī)設(shè)計(jì)目的、意義核桃，在我國已有兩千多年的栽培歷史，并逐漸由我國的西部擴(kuò)展到黃河流域。目前我國的核桃栽培面積約 130 萬 km2以上，產(chǎn)量數(shù)十萬噸，主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場(chǎng)上，核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果，核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識(shí) [1]。在，2000 年年初自治區(qū)政府在下發(fā)的《關(guān)于調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)的意見》中提出，要加快作為五大基地建設(shè)之一的林果業(yè)的發(fā)展，使其成為本世紀(jì)初自治區(qū)的優(yōu)勢(shì)支柱產(chǎn)業(yè)。核桃和核桃仁是我國傳統(tǒng)的出口商品，外貿(mào)部門根據(jù)核桃仁的完整程度將其分為一路仁、二路仁和碎仁。一路仁是指半仁及大半仁，二路仁是指四分仁以及比 1/4 大的三角仁，比 1/4 還小的仁稱為碎仁。二路仁與二路之和統(tǒng)稱為高路仁。高路仁重與仁總重的比值稱為高路仁率，這是評(píng)價(jià)核桃脫核機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，另一個(gè)指標(biāo)是：剝核率=（核桃總量—含仁的核重）/核桃總重核桃的總類：核桃劃分為四個(gè)品種群，(如表 2-1)表 2-1 核桃品種群品種群 核桃殼厚度 含仁率（%） 橫膈膜 內(nèi)褶壁 取出仁（mm）紙皮核桃 65 退化 退化 全仁薄殼核桃 1~1.5 50~64 呈膜質(zhì) 退化 半仁中殼核桃 1.6~2.0 41~49 呈革質(zhì) 不發(fā)達(dá) 1/4 仁后殼核桃 >2.1 <41 呈骨質(zhì) 發(fā)達(dá) 碎仁由此可見，對(duì)核桃的生產(chǎn)以及加工已越來越迫切。然而，核桃外殼堅(jiān)硬，不宜取仁，給我們的生產(chǎn)帶來了很大的困難。因此，我們考慮可以通過機(jī)器來達(dá)到破殼取仁的目的。目前，常見的破殼裝置有圓盤剝殼裝置、齒輥剝殼裝置、離心剝殼裝置、錘擊式剝殼裝置、4軋輥式剝殼裝置、對(duì)輥窩眼式開口裝置、沖壓式破殼裝置、核桃鋸口破殼裝置、核桃破殼挖核裝置以及平板擠壓式破殼裝置。本課題選擇的是沖壓式破殼，核桃主要以的薄皮核桃作為研究對(duì)象。3 弧板-滾筒式核桃破殼機(jī)的工作原理1.滾筒 2.弧板 3.活塞 4.彈簧 5.氣壓裝載系統(tǒng)圖 3-1 設(shè)計(jì)原理圖該裝置是由弧形板 2 和滾筒 1 組成，在滾筒上裝有兩個(gè)角度成 180°的活塞，兩活塞由彈簧支撐。 當(dāng)分級(jí)后的核桃喂入旋轉(zhuǎn)滾筒后， 自行定位在活塞的頂端，隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在活塞和弧板的共同擠壓下破裂，而后進(jìn)入料斗。半仁以上的占 75%，碎仁占 15%，未破殼的約占 6%，生產(chǎn)能力 30kg/h。3.1 破殼機(jī)的總體裝配思路本裝置主要有入料斗﹑上箱蓋﹑箱體﹑滾筒﹑弧板﹑氣缸等組成。入料斗和上箱蓋通過螺紋連接，然后和箱體連接，在滾筒上有對(duì)稱的四排凹槽，用來固定從入料斗下來的核桃，然后電機(jī)通過 V 帶帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng) 90 度的的時(shí)候，氣動(dòng)裝置打擊一次核桃，通過氣動(dòng)裝置上的撞針和弧板的擠壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)核桃的破殼。破殼以后的核桃隨著滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后掉落，最后通過出料斗輸出。如圖 3-2：圖 3-2 設(shè)計(jì)總裝圖4 氣動(dòng)裝置的選取由于本裝置設(shè)計(jì)體積不大，所使用的氣缸又必須能到實(shí)驗(yàn)的要求，綜合考慮本裝置選取單作用微型氣缸。型號(hào)表示方法：C D J 2 B 16 - 45 S R - C73 s/nD 處：無標(biāo)記表示無內(nèi)置磁環(huán)，有符號(hào) D 則表示內(nèi)置磁環(huán)。5B 表示安裝形式：B 是基本型，F(xiàn) 表示桿側(cè)法蘭型，L 表示腳座型，D 表示雙耳環(huán)型。16 表示缸徑45 表示行程R 表示軸向，無 R 表示徑向C73 表示磁性開關(guān)的型號(hào)，如果無型號(hào)則表示無磁性開關(guān)C73 后面如果無標(biāo)記則表示有 2 個(gè)磁性開關(guān)，是 s 則表示磁性開關(guān)個(gè)數(shù)是 1，是 n 則表示有 n 個(gè)磁性開關(guān) [2]。本裝置綜合考慮選取的氣缸型號(hào)為：CDJ2B16-35 SR-C73圖 4-1 CDJ2B10-15 S-C73 氣缸5 弧板-滾筒式核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)資料得主軸的轉(zhuǎn)速在 800-1000 轉(zhuǎn)/分，按《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》推薦的傳動(dòng)比合理取值范圍，取 V 帶的傳動(dòng)比為 2～4，即可滿足電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸的轉(zhuǎn)速相匹配。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出三種適宜的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種不同的傳動(dòng)比方案，如表 5-1：表 5-1 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 P/kW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min效率（%） 電動(dòng)機(jī)重量（Kg）功率因數(shù)1 Y90S-2 1.53000 2840 78 22 0.852 Y90S-4 1.13000 1400 79 27 0.793 Y90S-6 0.75 1000 910 82 25 0.86綜臺(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，可知方案 2 比較適合,因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90S-4。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 P＝1.1kw ，滿載轉(zhuǎn)速 n=1400r／min，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。如表 5-2：表 5-2 Y90S-4 主要參數(shù)如下表型 號(hào) 額定功率KW轉(zhuǎn)速r/min電流/A 效率（%）功率因數(shù) 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩Y90S-41.114003.65820.866.52.0 2.0表 5-3 電動(dòng)機(jī)尺寸列表 單位 mm中心高(H)外形尺寸 HDACL???)2(底腳安裝尺寸 B地腳螺栓孔直徑 K軸伸尺寸ED?裝鍵部位尺寸 GF90 1905.43 1254 10 5024 20866 帶及帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)核桃破殼機(jī)的具體傳動(dòng)要求，可選取電動(dòng)機(jī)和主軸之間用 V 帶和帶輪的傳動(dòng)方式傳動(dòng)，因?yàn)樵谄茪C(jī)的工作過程中，傳動(dòng)件 V 帶是一個(gè)撓性件，它賦有彈性，能緩和沖擊，吸收震動(dòng)，因而使破殼機(jī)工作平穩(wěn)，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。雖然在傳動(dòng)過程中 V 帶與帶輪之間存在著一些摩擦，導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng)，使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響破殼機(jī)的傳動(dòng)，因?yàn)槠茪C(jī)不需要精確的傳動(dòng)比，只要傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確就可以滿足要求，而且 V 帶的彈性滑動(dòng)對(duì)破殼機(jī)的一些重要部件是一種過載保護(hù)，不會(huì)造成機(jī)體部件的嚴(yán)重?fù)p壞，還有 V 帶及帶輪的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以，在電動(dòng)機(jī)與核桃破殼機(jī)之間選用 V 帶與帶輪的傳動(dòng)配合是很合理的。選擇 V 帶和帶輪因當(dāng)從它的傳動(dòng)參數(shù)入手，來確定 V 帶的型號(hào)、長度和根數(shù)，再來確定導(dǎo)輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸（輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等） ，傳動(dòng)中心距（安裝尺寸） ，帶輪作用在軸的壓力（為設(shè)計(jì)軸承作好準(zhǔn)備） 。6.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)6.1.1 確定計(jì)算功率 (6-1)PKAca??其中： —工作情況系數(shù)—電動(dòng)機(jī)的功率查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書中的表 8-7 可知： =1.18AKkwca298.1.?6.1.2 選擇 V 帶的型號(hào)取傳動(dòng)比為 5 轉(zhuǎn)速合適。 根據(jù)計(jì)算得知的功率 和電動(dòng)機(jī)上帶輪（小帶輪）的轉(zhuǎn)速caP（與電動(dòng)機(jī)一樣的速度） ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 8-10，可以選擇 V 帶的型號(hào)為 Z 型。1n6.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）初選主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 ：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》一書，可選擇 V 帶的型號(hào)1d參考表 8-6 和表 8-8，選取小帶輪直徑 =71mm。（2）計(jì)算 V 帶的速度 V：（6-smndv35.0647.3106?????2）V 帶在 ～ 的范圍內(nèi)，速度 V 符合要求5sm（3）計(jì)算從動(dòng)輪的直徑 2d（6-id132??3）根據(jù)表 8-8 取 =224mm 實(shí)際傳動(dòng)比 i=3.156.1.4 確定傳動(dòng)中心距 a 和帶長 L取： )(2)(7.02121 dd?????即： 4740??得： m5688.9?。?a0?帶長： （6-012104)()(2aDLd ?????4）7即： 40)712()71(24.30??????dL得： m158按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書中查表 8-2[4]，選擇想近的基本長度 可查得：dL。Ld1250?實(shí)際的中心距可按下列公式求得：（6-396215804200 ??????dLa5） 50.430.71maxin??dL中心距范圍 377.25~433.50mm。6.1.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角（6-012017.538??a?6）即： .90001694???求得 ： 滿足 V 帶傳動(dòng)的包角要求。125.＞a6.1.6 確定 V 帶的根數(shù) V 帶的根數(shù)由下列公式確定： (6-kpkpZlac?????)(007)其中 ： —單根普通 V 帶的許用功率值 0p)(0w—考慮包角不同大的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)?k—V 帶的基準(zhǔn)長度系數(shù)，取 。l 1.?lk—計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根普通 V 帶所能傳遞的功率的增量。0p?由 和 查表 8-4a 得min/284rn?d71?kwp5.0由 和 i=3.15 查表 8-4b 4??查表取值： 95.0?k.lk8(6-8)5769.0)(0?????Lr kp?所以： .2?rcaZ即： 取 根。6.?3?Z6.1.7 確定帶的初拉力 單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵? 由下列公式求得0F(6-9)20k-5.2qvzpca????）（其中： —傳動(dòng)帶單位長度的質(zhì)量，qmg即： NF 50.7310.52.1039.4)(5 20 ??????6.1.8 求 V 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力為了設(shè)計(jì)安裝帶輪軸和軸承，比需確定 V 帶作用在軸上的壓力 ，它等于 V 帶兩邊的Q初拉力之和，忽略 V 帶兩邊的拉力差，則 值可以近似由下式算出：Q即： NFZP 93.42sin2)(0min????7 V 帶帶輪的設(shè)計(jì)7.1 帶輪的材料選擇因?yàn)閹л喌霓D(zhuǎn)速 ，即 ，轉(zhuǎn)速比較底，所以材料選定為灰鑄鐵，sv5.1smv5＜硬度為 。50HT][7.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑，選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號(hào)來確定帶論輪槽的尺寸，設(shè)計(jì)如下：主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑尺寸 ，而與主動(dòng)帶輪md71?配合的電動(dòng)機(jī)軸的直徑是 ，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ，所以主動(dòng) md24? d）＜ （ 3~5.2帶輪采用腹板式。帶輪參數(shù)的選擇：通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書，可以確定主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表，其他的相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得?！ ”?6-1 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）槽型 dbminahinf e minf??Z 8.5 2 7 12±0.3 7 13 ?34主動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： 求得 （7-dL??)2~5.1(1）即 ： L48?9主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 7-1：圖 7-1 主動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)7.3 從動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)從動(dòng)帶輪的結(jié)果選擇 因?yàn)楦鶕?jù)主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)比來確定，即 ， ，所以從動(dòng)帶輪采用腹板式。md24?d302＜從動(dòng)帶輪的參數(shù)選擇：通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書，可查得帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)間表，其他一些相關(guān)尺寸可以根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得：表 7-2 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 單位（mm）槽型 dbminahinfe minf??Z 8.5 2 7 12±0.3 7 13 ?34從動(dòng)帶輪的厚度可以由計(jì)算公式： ，當(dāng) B＜1.5d 是，L=B 求得dB??)2~5.1(即 ： BL48?從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)如圖 7-2：圖 7-2 從動(dòng)帶輪的結(jié)構(gòu)8 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是核桃破殼機(jī)的主要設(shè)計(jì)部件之一，它在核桃破殼機(jī)正常工作過程中，承擔(dān)主要轉(zhuǎn)矩、扭矩、彎矩和支撐傳動(dòng)軸上的回轉(zhuǎn)零件，核桃破殼是瞬時(shí)沖擊很大，而且沖擊次10數(shù)很頻繁的工作環(huán)境，因此傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它的主要公用是：一是支持軸上所安裝的回轉(zhuǎn)零件，使其有確定的工作位置；而是傳遞軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸按照軸線形狀的不同，可以分為曲軸、直軸、軟軸和撓形軸等 ，根據(jù)核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)]6[和組成形狀及工作強(qiáng)度和環(huán)境的要求，核桃破殼機(jī)的主軸選用直軸形式傳遞，而且選用直軸中的階梯軸。此軸的設(shè)計(jì)如下：根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來初步計(jì)算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗(yàn)公式：（8-30npAd?1） 其中： —軸常用的幾種材料的 的 值0??T?0A—主軸上的功率 pkw—主軸上的轉(zhuǎn)速 nminr軸上的材料由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》一書中表 18—1 可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的 45 號(hào)鋼， ，書中表 18—2 取 ，于是得 ： MPB650??0?Ad845.13min??輸出軸上的最小直徑顯然是安裝帶輪的內(nèi)孔，必在軸上開有鍵槽，因此，為了開鍵槽又不消耗輸出軸的強(qiáng)度，可以使周的直徑增加 7%以上，這樣增加輸出軸的尺寸，因而可以提高軸的工作強(qiáng)度 。即：]7[md26.19%)7(18)7(???主輸出軸的最小直徑是安裝帶輪處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪相配合，故使輸出軸端的軸徑選為 20mm。在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書。查表可以得知帶輪的厚度，則取輸出軸的次段軸徑為 ，其長度為 。mB48?2058.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ—Ⅱ軸段右端需要制出一個(gè)軸肩，故取Ⅰ—Ⅱ段和Ⅶ—Ⅷ的軸直徑 ，輸出軸的徑向定位由普通平鍵來完成。選用鍵的型號(hào)為普通d35?平鍵 為 。鍵的型號(hào)可以通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》一書取得。lhb?406?8.2 初步選擇輸出軸系 由破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸可知所設(shè)計(jì)的軸上裝有帶輪和滾筒，根據(jù) ，初md25?步選取支撐的軸承為角接觸球軸承，在《機(jī)械設(shè)實(shí)用冊(cè)》查得 7202AC 型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得 a=21mm，它的結(jié)構(gòu)尺寸 為 ，取Ⅱ—Ⅲ段的直徑相等，即BDd?17235?。md42?考慮到機(jī)體的制造誤差等原因造成的安裝錯(cuò)位或是借口不齊等，滾動(dòng)軸承應(yīng)在機(jī)體內(nèi)有一段移動(dòng)的位移，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可等位移量 。ms8?基本結(jié)構(gòu)如圖 8-1：圖 8-1 軸的結(jié)構(gòu)與裝配又因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)所使用的軸為懸臂軸，因此軸的設(shè)計(jì)很有講究，綜合考慮，設(shè)計(jì)圖形11如下：圖 8-2 懸臂軸8.3 確定輸出軸上的圓角半徑 值 r按前面所述的原則，求出軸肩處的圓角半徑 的值，詳細(xì)見圖。軸端倒角在軸的兩端r均為 ，小軸肩為 軸肩的作用是使階梯直軸在軸徑改變截面上減小應(yīng)力集0452?045.1?中。8.4 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度8.4.1 求輸出軸上的所受作用力的大小根據(jù)公式： （8-npT??9502）求得：其中： —電動(dòng)機(jī)的額定功率 pkw—主軸的轉(zhuǎn)速 nminr即： MNT????89.3502.19508.4.2 求滾筒上所受的的合力根據(jù)公式： （8-dFt3）求得：其中 ： —輸出軸的軸心到釘齒定的距離即 ： Nt 38.672105.2???根據(jù)受力分析即 ： Fr.由于核桃破殼機(jī)的主軸軸向不受力。 則取 0?aF圓周力 徑向力 軸向力 的方向如圖 8-3 所示tra12圖 8-3 受力分析8.4.3 軸上水平面內(nèi)所受支反力如圖根據(jù)公式： （8-4）321LFtH???求得：其中： —是輸出軸上Ⅲ—Ⅳ段的中心線到Ⅳ —Ⅴ段距左端三分之一處的距離 m—是輸出軸上Ⅳ—Ⅴ段距左端三分之一處到右端Ⅴ—Ⅵ段中心線3之間的距離 即 ： NFH04.81?根據(jù)公式： 求得 12Ht??即 ： 3.98.4.4 軸在垂直面內(nèi)所受的支反力根據(jù)公式： 求得321 )(*Lrv??即 ： NF48.5?根據(jù)公式 ： 求得1vrvR??即 ： 9.728.4.5 作彎矩圖 在水平面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ：BCD根據(jù)公式 ： （8-0HM5）21LFHD??求得：即： NCH??2.19作水平面內(nèi)彎矩圖如圖 1（b）所示在垂直面內(nèi)，軸上 、 、 三點(diǎn)的彎矩為 ： AB根據(jù)公式 ： （8-0VM6）求得31LFvC??即 ： N?4.6根據(jù)公式： 求得23122 *)(*LFNVVv ??即 ： mC59.13合成的彎矩為 ：0?CBMMNVH???058.2121v792根據(jù)公式 ： 求得npTCB??950Nb ??89.3502.1其中 ： —電動(dòng)機(jī)的額定功率 pkw—主軸轉(zhuǎn)速 nminr0?DT作軸的彎矩圖 8-5 所示圖 8-5 軸的彎矩分析8.4.6 軸的載荷分析8.4.7 當(dāng)量彎矩計(jì)算（彎矩、扭矩合成圖）B 點(diǎn)： mNTMBCa???26.1059?C 點(diǎn)左側(cè) ： c?0.)(2D 點(diǎn)右側(cè) ： 。ca.8.5 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度（既危險(xiǎn)截面 c 的強(qiáng)度） 。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出 。]8[公式 ： （8-??acac MPWT???????22)(7）式中 ： —軸的抗彎拋面模量， 3m—軸的許用應(yīng)力， 。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在 、 、??aMP??b1??b0中選取其相應(yīng)的數(shù)值，從《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》可以查出。b1??aca PT4750.261.059)2()3?????按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》書中查得，對(duì)于 的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力B?aM。??acaⅢPP4750.5??9 入料斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入料斗(如圖 9-1)是保證進(jìn)料順利，起定料的作用，根據(jù)本機(jī)的整體特點(diǎn)，入料斗設(shè)計(jì)成矩形和梯形相結(jié)合的形狀，且矩形的寬度為 400mm，能保證剛好一個(gè)核桃進(jìn)入滾筒進(jìn)行剝殼。14圖 9-1 入料斗10 滾筒的設(shè)計(jì)滾筒是核桃破殼機(jī)的主要部件之一，它直接關(guān)系到核桃破殼機(jī)正常工作時(shí)整體的破殼效果情況，它的功能是采用滾筒上的凹槽，均勻快速的轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，將進(jìn)入的核桃運(yùn)到指定位置，然后通過撞針的撞擊從而實(shí)現(xiàn)破殼。1.螺栓 2.滾筒端蓋 3.滾筒圖 9-2 滾筒11 軸承端蓋由于左端軸承需要固定，所以左端的軸承端蓋設(shè)計(jì)成螺紋結(jié)構(gòu)，以此把左端軸承固定死。如圖 11-1 所示：圖 11-1 軸承端蓋12 氣缸撞擊裝置氣缸撞擊裝置主要是選用和核桃半徑差不多的撞針，使其焊接在氣缸的前部，可以根據(jù)自己的實(shí)際需求來選擇撞擊裝置的撞針數(shù)量。由于整個(gè)的設(shè)計(jì)裝置不大，而且氣缸又是選取的微型氣缸，壓力有限。所以，不能安裝很多的撞針，安裝很多的話有可能減少使用15壽命。圖 12-1 氣動(dòng)撞擊裝置13 影響核桃破殼的因素多次試驗(yàn)的結(jié)果證明,破殼效果與多種因素有關(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)。13.1 核桃的性質(zhì)13.1.1 核桃的品種由于核桃品種繁雜,形狀不規(guī)則,尺寸差異較大,殼仁間隙小,殼完全破裂所要求的變形量大于殼仁間隙,所以破殼取仁難度較大[4]。核桃仁與殼之間的空隙大,仁殼結(jié)合松懈,易剝殼分離,否則難以剝殼分離。因此,應(yīng)盡量選擇殼薄與橫隔膜(夾層)退化的核桃,從而易于破出更多的整仁或半仁。13.1.2 核桃飽滿程度和均勻度核桃飽滿程度和均勻度對(duì)剝殼效果也產(chǎn)生影響。核桃粒度不均勻,剝殼設(shè)備最佳操作條件的確定困難,使剝殼效率和粉末度無法達(dá)到最佳的平衡,剝殼效果下降。為提高剝殼效果,可采取循環(huán)剝殼和二次剝殼的工藝,當(dāng)粒度相差太大時(shí),最好采取分級(jí)剝殼,才能達(dá)到好的工藝效果。13.1.3 核桃的濕度要適中核桃水分含量對(duì)外殼的強(qiáng)度、彈性、塑性以及仁的粉碎度都有直接影響。一般情況下,核桃含水量越低,其外殼越脆,剝殼時(shí)易破殼,但剝殼后混合物的粉末度增加;反之,外殼的韌性好,剝殼時(shí)的破殼率低,但剝殼后的整仁率提高。在核桃剝殼時(shí),應(yīng)保持最適當(dāng)?shù)乃趾?使外殼和仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異,這樣一方面使外殼含水量低到使其具有最大的脆性更易破碎剝殼,另一方面又不致于使仁在機(jī)械外力的作用下粉末度太大。因此,控制核桃剝殼時(shí)的最佳水分含量,對(duì)提高剝殼效率和減少粉末度都十分重要。試驗(yàn)結(jié)果證明,核桃濕度 15%左右時(shí)破殼較為合適。13.1.4 破殼板的硬度破殼板硬度對(duì)破殼有較大影響,適當(dāng)?shù)挠捕燃皬椥钥色@得與核桃殼之間所需的摩擦力。若硬度太低,破殼板容易摩擦受熱發(fā)軟而過快磨損,使用壽命短;若硬度太大,則彈性差,對(duì)核桃擠壓力大容易傷核桃仁,同時(shí)變形小,與核桃殼之間摩擦減小,使撕剝作用相對(duì)較弱,影響破殼。試驗(yàn)結(jié)果證明,采用 HRC 硬度 40-50 的 45 號(hào)鋼較合適。13.2 喂料速度對(duì)破殼效果的影響在兩板間隙不變的情況下,喂料速度越高,單位時(shí)間通過的核桃量越多,生產(chǎn)率越高。但經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)喂料速度遠(yuǎn)大于生產(chǎn)率時(shí),核桃破碎率增加,而破殼質(zhì)量則嚴(yán)重下降。因此,喂16料速度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi) 。]9[結(jié) 論(1)本課題所完成的工作主要由以下幾的點(diǎn)1)在核桃破殼原理及試驗(yàn)分析這一部分，主要做如下工作:首先，利用薄殼理論和動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展理論，分析了核桃的破殼原理。通過分析得出:①核桃在兩對(duì)法向集中力的作用下較易十破裂;②實(shí)現(xiàn)核桃破裂時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)，即在破裂核桃時(shí)，給核桃殼施加一交變應(yīng)力，有利于殼的破裂和裂紋的擴(kuò)展，從而更有利于核桃的破裂;在核桃破殼時(shí)如能滿足上述兩個(gè)條件，則能夠?qū)崿F(xiàn)用最小的擠壓力，達(dá)到合適的擠壓量，對(duì)理論分析不變考慮的因素。2)在核桃破殼機(jī)裝置試驗(yàn)研究這一部分，主要做如下工作:首先，分別從理論和試驗(yàn)兩個(gè)角度，分析了破殼前對(duì)核桃進(jìn)行導(dǎo)向的必要性，認(rèn)為在破殼前對(duì)核桃進(jìn)行導(dǎo)向是非常必要的;其次，分析了核桃的可導(dǎo)向性;第二，設(shè)計(jì)了核桃導(dǎo)向定位試驗(yàn)裝置;最后，通過正交試驗(yàn)，一方面驗(yàn)證了上述理論分析的正確性，另一方面對(duì)核桃進(jìn)行了一、二次導(dǎo)向分析，優(yōu)選出了一、二次導(dǎo)向槽水平導(dǎo)向角和導(dǎo)向輥轉(zhuǎn)速的合適參數(shù);3)在核桃殼仁分離試驗(yàn)這一部分，主要做了如下工作:首先，分別測(cè)定了幾種典型核桃的殼和仁的密度，測(cè)量結(jié)果表明殼和仁密度相差不大。對(duì)核桃殼、仁的分離進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)說明了殼、仁分離的可能性。本課題完全可以實(shí)現(xiàn)，在國內(nèi)外已有先例。隨著核桃產(chǎn)量的逐年增加， 如何對(duì)核桃進(jìn)17行深加工， 以提高它的附加值等問題就突現(xiàn)出來。 核桃脫殼取仁是核桃深加工的第一步，人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求， 故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。 設(shè)計(jì)和改進(jìn)破殼機(jī)械要結(jié)合核桃的品種和破殼方式進(jìn)行考慮， 同時(shí)破殼機(jī)械要向?qū)I(yè)化、 規(guī)模化方向發(fā)展，以降低破殼機(jī)械的制造成本；研制適合山區(qū)核桃破殼取仁的小型移動(dòng)式機(jī)械也是核桃破殼機(jī)的發(fā)展方向。如果能實(shí)現(xiàn)本課題大批量生產(chǎn)的話，不經(jīng)能節(jié)約較大的勞動(dòng)力，而且效率也會(huì)大大的提高，不僅提高了個(gè)人效益更提高了社會(huì)效益，不僅有利于促進(jìn)核桃產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展更加快了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速提高。(2)需要重點(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。由十實(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。因此，為了研究的需要，所建立起來的模型一般都太理想化，與實(shí)際情況有一定差距，難以充分反映核桃的主要特征。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)核桃品種、形狀、尺寸、殼的厚度等方面的差異，對(duì)破殼取仁質(zhì)量的影響的研究還不夠深入。由于品種的差異，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，對(duì)于固定間隙的核桃破殼機(jī)來說，每一固定間隙只適合破同一大小的核桃，因此，在破殼前需對(duì)核桃進(jìn)行分級(jí)，但目前已研制開發(fā)出的核桃分級(jí)機(jī)構(gòu)，分級(jí)效果還不夠理想。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，破碎少;反之，核桃不能隨擠壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)造成沿核桃長軸方向的剪切破裂，出現(xiàn)兩半破裂，造成仁殼分離困難和仁的破碎，從降低了高路仁率。可見，對(duì)于固定間隙的核桃破殼機(jī)來說，核桃進(jìn)入破殼機(jī)構(gòu)的姿態(tài)，對(duì)破殼率和高路仁率有很大影響，因此，有必要對(duì)核桃導(dǎo)向進(jìn)行研究。3)還未有找出經(jīng)濟(jì)有效的殼、仁分離方法。目前國內(nèi)尚未見到好的分離方法和分離設(shè)備的報(bào)道， 而國外雖然很好地解決了殼仁分離的問題，但設(shè)備成本高，工藝復(fù)雜，對(duì)于加工能力有限的工廠和個(gè)人來說是很難接受的。對(duì)于固定間隙核桃來說，核桃分選的好壞，直接影響破殼質(zhì)量，核桃進(jìn)入擠壓空間的姿態(tài)不同，也將會(huì)影響破殼質(zhì)量。不同的擠壓方式一一滾動(dòng)擠壓與固定擠壓，對(duì)破殼取仁質(zhì)量有一定影響。當(dāng)呈橢圓形核桃的長軸與擠壓滾筒軸線平行時(shí)，核桃可隨擠壓滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，核桃破殼完全，取仁容易，破碎少;反之，核桃不能隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)造成沿核桃長軸方向的剪切破裂，出現(xiàn)兩半破裂，造成仁殼分離困難，但由于目前導(dǎo)向裝置定向喂入的可靠性不高，導(dǎo)致輥壓擠碎效果不好，核仁破碎率較高，因此有必要對(duì)分選和導(dǎo)向裝置進(jìn)行研究。為此，本課題欲對(duì)核桃殼和仁的分離進(jìn)行研究，以期找到合適的殼仁分離方法。致 謝經(jīng)過近半學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師張宏老師。張老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為簡潔，但是高老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)內(nèi)容中的錯(cuò)誤。除了敬佩張老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，他的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路也給予我無盡的啟迪。并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無私的幫助，特別是在非標(biāo)準(zhǔn)件尺寸確定方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)。最后我要感謝我的母?！锬敬髮W(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。在此，我謝謝大家!18參考文獻(xiàn)[1]鐘海雁等.核桃生產(chǎn)加工利用研究的現(xiàn)狀與前景[J].食品與機(jī)械,2008,(4):28-29.[2]吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社,2009.[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)：第 1 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