核桃脱壳机创新设计分析
摘要：核桃本身具有很大的营养价值，这也就使得其市场非常广阔。但是由于核桃本身的形状具有不规则性，使得常用的剥壳技术不能够满足其要求，导致了在核桃加工阶段的剥壳环节只能由人工进行分级，然后才可以用机械进行剥壳。本文根据核桃形状不规则、核仁间隙小的特点设计一款自动甄选剥壳的机器。
关键词：脱壳机创新自动
随着科技的快速发展，我国各种农作物的产量也随之增加，核桃就是其中的一个代表。但是由于市场对核桃产品的需求越来越多，而核桃产品加工的速度跟不上，从而导致了供需矛盾日益突出。对于此种矛盾的出现，核桃产品加工受到机械设备的制约是其产量提升不上去的重要原因。而在核桃产品的加工过程中，其脱壳所耗费的时间最长，工序最麻烦，而且现在对于核桃脱壳的技术还不太成熟，这就使得核桃产品的加工受到了很大的制约。本文根据核桃自身的特点设计了一款新型的脱壳设备。下面，我们展开介绍。
一、工作机理
在进行工作前，要将核桃的外表青皮去除，然后将其投入料斗。通过机器的运转，使得核桃进入到传输机构，而传输机构中设计有等间距交错的单元格，该对于该单元格说，其尺寸大小仅能容纳一个核桃，而且在传输机构中其滑槽在不断的运动，在运动时单元格在不停地进行间歇性的开闭运动，从而使得核桃的进出与输出保持一个相对的平衡。而且，在单元格内部装设有针式自适应夹，其构成是由一定密度的可伸缩钢针构成，其钢针均匀分布，而且在适应夹两边的刚针能够将向中间靠拢，夹紧核桃，使其能够做往复直线运动一次，同时，在其运动的路径上设计相应的刀具，在刀具上设有控制其切削深度的挡片，根据核桃的大小及其壳的厚度进行相应的设计，使得在往复运动的过程中使得的刀具能够沿着核桃的轮廓进行往复的切割，使其能够切透核桃壳。在切割完毕后，将核桃释放，使得核桃进入栅栏通道，通过相应设计使得核桃能够在风力的作用下做撞击运动，从而让核桃能够从切口处进行破裂，将核仁与核桃壳脱离，然后分别进入果皮箱与核仁箱。之后，进行下一次循环。
二、主要结构设计
（一）传输结构设计
根据上图可以看出，其传输结构是由料斗1、滑槽2以及U形导轨三者组成。通过在料斗上方进行等间距设计开口B，在滑槽2上进行等间距单元格设计。同时，在单元格的底部进行相应的垫片设定，使得其在空间的上下位置能够确定。在进行单元格设定之前，要对核桃的体积进行相应的测定，通过对具体数据的分析，对于其单元格的设定要求其空间能够符合大多数核桃的体积，使得每一个单元格容纳一个核桃。在将核桃装入单元格之后，开启滑槽运动，在将核桃运送到
过料斗B口处释放，使其沿着U形导轨自由下落，然后根据U形导轨的设定，使其能够到达相应的夹具装卡位置。在单元格打开的同时，要保证在开口B处只能够进入一个核桃。滑槽的往复运动，使得核桃能够不断的运送到夹具中去，而单元格的间歇性开闭运动，能够使得该机器不断地进行循环。
（二）夹具设计
对于夹具的设计，就是要对其两边钢针的排列进行设计，其要求是能够同时夹住多个具有不同尺寸的核桃。因此，在进行核桃加工之前不用进行核桃的分级工作，直接将核桃导入过料口即可。通过上图可以看出该夹具是由夹板、钢针以及弹簧构成。通常来讲，核桃的直径在35—45mm之间，为了使得夹具能够加紧核桃，而不出现打滑现象，其设计的夹持宽度应该在27mm左右。其夹角要在41°—54°之间。同时要设计的夹持点最少为4个，其钢针的排列密度设计应该在1.2根/cm2左右。同时，在设计时，为了保证两块夹板之间不出现相对滑动的现象，要在钢针安装之后，设定限位卡。当核桃通过U形导轨之后，其就落入夹具之间的滑槽上，此时，夹具合拢，将核桃夹紧，之后夹具带动核桃做往复直线运动一次，从而使得切割机构进行切割。在经过切割之后，夹具在程序的控制下松开夹具，使得核桃自由下落，落入破碎区，在鼓风机的风力作用下进行破碎。
（三）切割机构设计
在进行切割机构设计时，要将刀具装卡于夹具运动路径的上下两侧，其刀具的直径大约为45mm，两刀之间留有一定的空隙，以使核桃能够在其间进行运动，因此其间隙应该大于核桃的直径，一般来说45mm左右是最合适的为距离，这样也就使得经过切割后其切透的弧度大越长20mm，使得其切割的弧度大约为整个圆周的63.4%—71.7%，使得其在破碎区的进行破碎时耗时较短。同时，为了使两个砂轮刀具在运动的时候不会产生干涉现象，要将传输机构中单元格之间的距离设为83mm。同时，要根据核桃的品种不同进行不同的弹簧与垫片的设定。为了使核桃的运行过程能够按照设计的方向运行，要在刀架上设定有导向结构，如上图中的A，该结构可以使得核桃调整到合适切割的位置，使得核桃的最大截面与刀具接触，使得刀具能够沿着核桃的最大截面处进行切割，又因为在核桃内部分为4部分，而其最大截面处为分离组织，这也就使得刀具的切割不损伤核仁，从而使得核桃的核仁能够最大限度的保留。
（四）分离机构设计
通过上面的工作之后，核桃基本上分为了两部分。为了使得核桃的核仁与果壳完全的分离，要设计相应的分离机构。对分离机构的设计是由五部分组成，其分别是方棱杆、栅栏通道、鼓风机、果壳箱、核仁箱。其中鼓风机是安装在栅栏通道的内壁上，在切割工作完成之后，核桃沿着物料通道落入分离箱，在下落的过程中，运用鼓风机的风力使其不断的撞击方棱杆，从而使得核桃在切割处的裂纹不断地扩大，核仁与果壳之间也出现松动。经过多次的撞击过程，使得核仁与果壳分离，然后根据其密度与硬度的不同，用相应的钢针与相应的力度对分离后的果仁、果壳进行鉴别，从而使得果仁与果壳彻底分离。在不同的通道运行下，
使得果壳进入果壳箱，核仁进入核仁箱，从而真正的实现物料分离。
结语
对于此种机械的创新设计仅仅是通过对其进行定性分析，其实际工作性能还有待加强与改善。通过对核桃脱壳机械创新设计，使得核桃产品加工企业的机械化程度得以提高，能够大大的解放劳动力，提高企业运行的效率，从而为企业带来更高的利益。
参考文献：
[1]李晓霞，郭玉明.带壳物料脱壳方法及脱壳装备现状与分析[J].农产品加工（学刊），2008（06）.
[2]吕小莲，吕小荣，张孝琼.坚果剥壳机具的研究现状与分析[J].食品工业科技，2011（08）.
[3]王大源，李金明，闫越.核桃脱壳机创新设计[J].科技创新导报，2011（32）.
