分级挤压式核桃破壳机的设计

核桃去壳机毕业设计核桃去壳机毕业设计一、引言核桃是一种美味且营养丰富的坚果，但是去壳过程却是相当繁琐和费时的。

为了解决这一问题，我决定设计一台核桃去壳机作为我的毕业设计。

本文将介绍我设计的核桃去壳机的原理、功能以及设计过程中的挑战和解决方案。

二、核桃去壳机的原理核桃去壳机的原理主要是通过机械力和压力将核桃与壳分离。

核桃去壳机主要由以下几个部分组成：1. 输送系统：用于将核桃从进料口输送到去壳区域，确保核桃的连续供给。

2. 去壳系统：核桃在去壳区域受到一定的压力，使得核桃壳破裂并与核仁分离。

3. 分离系统：将去壳后的核仁和壳进行分离，确保只有核仁进入下一个处理阶段。

4. 储存系统：将去壳后的核仁储存起来，方便后续加工或包装。

三、核桃去壳机的功能设计的核桃去壳机具有以下功能：1. 高效去壳：通过优化机械结构和增加压力，核桃去壳机能够高效地去除核桃壳，提高去壳效率。

2. 自动化操作：核桃去壳机采用自动化控制系统，能够实现自动进料、去壳和分离，减少人工操作的需求。

3. 质量控制：通过传感器和控制系统，核桃去壳机能够监测核桃的质量和去壳效果，确保核桃的质量符合要求。

4. 可调节性：核桃去壳机具有可调节的压力和速度，可以适应不同种类和大小的核桃。

四、设计过程中的挑战和解决方案在设计核桃去壳机的过程中，我面临了一些挑战，例如核桃的形状和大小不一，壳的硬度不同等。

为了解决这些问题，我采取了以下措施：1. 优化结构：通过改变去壳区域的结构和形状，使得核桃在受到压力时能够更容易破裂，提高去壳效率。

2. 增加压力：通过增加压力，使得核桃壳更容易破裂。

同时，为了避免对核仁的损伤，我设计了一个可调节压力的系统，根据核桃的硬度和大小进行调整。

3. 传感器监测：通过安装传感器，监测核桃的质量和去壳效果。

如果发现去壳效果不理想，系统将自动调整压力和速度，以提高去壳效率。

五、总结通过设计核桃去壳机，我解决了核桃去壳过程中的繁琐和费时的问题。

新型多点挤压式核桃破壳机的设计与试验研究新型多点挤压式核桃破壳机的设计与试验研究摘要：本文基于核桃破壳的需求，设计了一种新型多点挤压式核桃破壳机，并进行了试验研究。

研究通过仿真分析和实验验证了该设备的工作原理和性能，并对其破壳效果进行了评估。

结果表明，新型破壳机具有较高的破壳效率和破壳质量，适用于核桃加工行业。

关键词：核桃破壳机，挤压式，设计，试验研究一、引言核桃是一种营养丰富的坚果，具有较高的经济价值和市场需求。

然而，核桃的坚硬外壳对其加工和消费带来了一定的困难。

目前，市场上存在一些核桃破壳机，但效率和破壳质量仍然有待改进。

因此，本研究旨在设计一种新型多点挤压式核桃破壳机，提高其破壳效率和破壳质量，以满足核桃加工行业的需求。

二、破壳机的设计与原理分析1. 设计思路：本设计采用多点挤压的方法破坏核桃外壳，实现快速、高效的破壳效果。

通过分析核桃外壳结构和力学特性，确定破壳机的挤压点位、力度和速度等参数，以提高核桃的破壳效率和破壳质量。

2. 设备结构：新型破壳机由主框架、压力系统、挤压装置和控制系统组成。

主框架为钢构架结构，提供稳定的支撑和工作空间。

压力系统通过油缸和液压系统提供挤压力度和速度。

3. 挤压原理：核桃经过输送带进入挤压装置，挤压装置由多个挤压模块组成。

挤压模块通过液压系统提供的力度和速度，将核桃外壳挤压破坏，使核仁脱离外壳。

脱离的核仁通过排渣装置进行分离，最后的残渣自动排出。

三、破壳机的试验与分析1. 试验方案：建立了试验样本和试验参数的设计方案。

采用了不同挤压力度、速度和核桃大小的组合进行试验，以评估破壳机的破壳效果和破壳质量。

2. 试验结果：通过试验分析，得到了不同参数下的破壳效果和破壳质量。

结果显示，随着挤压力度和速度的增加，破壳效果和破壳质量均有所提高。

同时，较大的核桃在相同参数下破壳效果较好。

3. 评估与改进：根据试验结果评估了破壳机的性能，并进一步改进了挤压装置的结构和参数。

专利名称：一种核桃分类处理螺旋挤压式整核破壳机专利类型：实用新型专利
发明人：范修文,姚富龙,王震涛,安静,徐福龙,王维鹏,吴琪申请号：CN201721004207.1
申请日：20170811
公开号：CN207519569U
公开日：
20180622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种核桃分类处理螺旋挤压式整核破壳机，包括筛选机架，所述筛选机架上方设置有入料口，所述筛选机架的右下方连接有电机放置架，所述电机放置架上方设置有第一电机，所述第一电机右侧连接有第一电机滚轮，所述第一电机滚轮正上方设置有筛选滚筒轮，所述筛选滚筒轮与所述第一电机滚轮之间通过传动皮带连接，所述筛选滚筒轮左侧连接有旋转横轴，所述旋转横轴上设置有筛选滚筒，所述筛选滚筒表面设置有筛选孔，解决了无法对核桃分类处理，容易将核桃内核破损，导致核桃的出售价格下降以及螺旋桨旋转容易过快造成核桃破损，或者采用螺旋桨直接挤压核桃青皮导致核桃在极大的压力下核桃核破损，造成经济损失的问题。

申请人：塔里木大学
地址：843000 新疆维吾尔自治区阿拉尔市塔里木大学
国籍：CN
代理机构：北京久维律师事务所
代理人：邢江峰
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食用杏核破壳取仁系列设备设计（分级设备）机械工程学院杨关印指导教师刘竹丽摘要：杏核具有极大的食用价值和药用价值。

传统的杏核分级、破壳装置都是依杏核的厚度尺寸进行的。

利用该方式后续加工的破仁率较高，阻碍杏仁成品质量。

本文完成了食用杏核破壳取仁系列设备中沿杏核宽度进行分级的分级设备设计。

文中第一对大量的杏核进行了详尽的数据测量、统计、和分析，进一步了解和熟悉了杏核的物理特性。

通过详细的设计计算和分析，对杏核分级设备的要紧部件制作模型，并进行大量的模拟实验。

结果说明该设备分级性能优良，分级率达95%以上，分级成效良好。

关键词：杏核、分级、破壳。

一、前言杏核具有极大的食用价值和药用价值，随着生活水平的提高，人们对其需求量日趋增加，除畅销国内市场外，还远销日本、东南亚及欧美等国仍是制造酒精和机械用油的工业原料。

在我省的三门峡等地有大面积的杏树种植。

目前我国杏仁加工企业均采纳传统的手工作坊形式，使杏仁产量、质量和经济效益受到阻碍。

因此说有必要研制一系列的杏核加工设备。

本课题要求学生在指导教师的指导下完成食用杏核破壳取仁系列设备之一——分级设备的方案设计，进行必要的设计计算并编制设计计算说明书；绘制总装图及重要零件图。

要求达到的要紧指标有：分级工作效率： 160kg/小时；分级合格率：95% ；整机利用寿命为：10年。

二、设计方案的拟定１杏核物理特性分析杏核外形为不规那么的扁壳状球体，其形状如图2-1所示。

由于杏核破壳加工时采取宽度方向上双侧面对挤的破壳方式，因此应该依照杏核的宽度进行分级。

杏核的宽度随品种的不同有专门大的不同，同一品种的宽度值大体上在必然的尺寸范围内，取三门峡地域所产的甜杏核257粒进行测量、统计和分析，图2-1 杏核的外轮廓形杏核宽度尺寸散布表2-1所示。

杏核所特有的物理特性要紧有：杏核的外形为不规那么的扁壳状球体，外壳坚硬，沿厚度方向为凸起的球面状，表面滑腻；沿宽度方向慢慢收为棱状，表面比较粗糙；而长度方向那么配合着宽度和厚度方向的收缩慢慢变尖；另外杏核的平均个体的质量比较小，比重也不大。

前言核桃分级、剥壳及分离一体机设计1前言核桃是我国的传统果树，在我国农村区域经济中占有重要地位。

核桃在我国的栽培面积位居世界第一位，2000年我国核桃的总产量为30万吨。

核桃的深加工潜力巨大，有待开发。

核桃除用于人们熟悉的食品工业外，还可以用于医药、化工、工艺美术等领域。

随着我国核桃产量的逐年增加，农民如何依靠核桃致富，如何对核桃进行深加工，如何提高它的附加值等问题很快就会突现出来。

核桃破壳取仁这是核桃深加工的第一步，必须首先解决。

一般来说，核桃破壳取仁有这样几种方法①离心碰撞式破壳法②化学腐蚀法③真空破壳取仁法④超声波破壳法⑤定间隙挤压破壳法。

第一种方法，碎仁太多，所以应用很少。

第二种方法，由于在实际操作中不好控制，仁易受到腐蚀，处理不好还会造成对环境的污染，因此人们不愿接受。

第三、四种方法，设备昂贵，破壳成本高，且破壳效果不够理想。

而第五种方法是一个值得探索的方向。

但由于核桃品种繁杂，尺寸差异较大、形状不规则、壳仁间隙小，所以核桃的破壳取仁难度较大。

破壳后还需进行壳仁分离，鉴于壳仁密度相差不大(约为0.04ｇ/cm3)加之碎壳，碎仁上有许多毛刺，所以壳仁分离也有相当难度。

解决以上难题的方法就是将破壳取仁分解为分级，挤压破壳，多点壳仁分离三部分，逐一加以解决。

所以基于目前工厂的生产现状，长江大学机械工程学院机械设计及其自动化专业的我在指导老师黄和祥副教授的指点下，对核桃脱壳的生产机械进行了设计研究。

2选题背景2.1开发核桃剥壳机械的必要性随着核桃产量的逐年增加，同时人们对核桃营养价值的认识加深，如何对核桃进行深加工，以提高它的附加值等问题就突现出来。

核桃脱壳取仁是核桃深加工的第一步，必须首先解决。

由于核桃品种繁杂，形状不规则、尺寸差异较大、壳仁间隙小，壳完全破裂所要求的变形量大于壳仁间隙，所以破壳取仁难度较大。

用一般的机械挤压方法破壳必将核桃分级、剥壳及分离一体机设计造成大量的碎仁，对于固定挤压间隙的破壳装置来说，挤压间隙是固定的，不同尺寸的核桃都在同一开度内破壳，会出现小尺寸核桃难以破壳而大尺寸核桃仁的破碎率高的现象。

.... ..摘要核桃具有很高营养价值，不论是在国还是在国外都具有很广阔的市场空间，人们的需求量是很大的。

我国是核桃生产大国，在加工中存在的问题是核桃脱壳比较困难，核桃取仁在我国历来靠手工，效率低，破壳效果差。

人工剥壳难以满足生产发展的要求，研制高效剥壳机已成当务之急。

经调研和分析，设计了滚刀栅网——挤压式核桃脱壳机。

本文介绍了滚刀栅网——挤压破壳原理，核桃脱壳机的破壳装置、隔料装置、调间隙装置、拨料装置、整体结构设计及参数设计。

其中主要包括总体方案的确定，各部件的设计与计算，轴的校核，轴承的验算。

关键词：滚刀栅网；核桃脱壳机；调间隙装置。

...专.... ..AbstractWalnut has a high nu tritional value and has a very large m arket s pace whet her at hom e o r abro ad,people's d em and is enormou s.Walnu t prod uc tion in China is a big cou ntry in t he proc es sing pro blem is mo re difficu lt s helled walnut,walnut kernel in o u r cou ntry has always been taken by hand,lo w effic iency, poo r bro ken shell.Art ific ial S heller d ifficu lt to m eet t he requirem ents o f the d evelopm ent o f produ ctio n, the develo pm ent o f effic ient shelling m ac hine has becom e im perative.Ba sed o n this propos ed des igned o f Hob grid - extrusion type walnut s helling m achine. T his paper int rod uc e hob grid -- extrusion shell breaking principle, and design o f the bro ken s hell walnut s helling m achine d evic e, every feed ing d evic e, ad ju st gap d evic e, dial feeding d evice, the o verall s tru ct ural des ign and d es ign parameters. Whic h m ainly includ e the determ ination o f the o verall pro gram, d esign and c alc u latio n o f the vario us compo nents,c hec k the shaft,the bearing chec king,after co m pletio n o f all t he d es ign and us e o f s olid wo rks s o ft ware fo r the des ign o f three-d im ens io nal parts and as s em bly,final as s em bly and design d rawings o f the parts and s o o n.Key wo rds：Hob grid;walnut s helling m ac hine;ad jus t gap d evice; s olid wo rks...专.... ..目录摘要 (I)Abs tract ............................................................................ I I 1 绪论 (1)1．1 课题提出的背景 (1)1．2 课题研究的目的和意义 (2)1．3 核桃脱壳机械的发展 (3)1．4 核桃脱壳机械的研究应用现状 (9)1．4．1 目前核桃脱壳机采用的脱壳原理 (10)1．4．2 新型脱壳技术 (12)1．4．3 核桃脱壳机械的工艺研究 (12)1．4．4 核桃脱壳机械存在的问题 (13)1．5 核桃脱壳机械研究重点 (13)1．5．1 提高核桃脱壳机械的通用性和适应性 (14)1．6．2 提高机械脱壳率。

前言我国从20世纪80年代开始着手破壳机的研究和开发，但由于存在一些技术难点，至今此类机器没有得到大范围的推广和应用。

实现核桃加工的机械化生产，有利于提高核桃加工的效率，提高取仁质量。

本次设计的重点是对核桃进行分级以及核桃的破壳，所以所设计的机器名为分级挤压式核桃破壳机的设计。

本次设计所做的主要工作是介绍国内现存的核桃分级、破壳、壳仁分离技术，进行分级、破壳部分的设计，形成整体的机型。

最后对所设计的机子进行电机的选择，带轮的选择，以及带的选择，并进行轴的计算及选择。

设计的目的是大大提高核桃破壳的效率，并且保持核桃仁的完整度较高。

关键词：分级；破壳，效率；完整度目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内核桃破壳研究的现状分析 (2)1.3 核桃破壳机的市场预测 (3)2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究 (3)2.1 核桃分级装置 (3)2.2 核桃破壳装置 (4)2.3 核桃壳仁分离装置 (7)3 核桃破壳机的设计 (8)3.1 核桃破壳机设计方案的制定 (8)3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理 (9)3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计 (9)3.4 核桃破壳机破壳结构设计 (10)4 各部分零件的选择与校核计算 (11)4.1 电动机的选择 (12)4.2 带轮的选择 (12)4.3 带的选择 (13)4.4 轴的计算 (13)4.5 选择键联接的类型和尺寸 (14)5 结论与发展方向 (15)5.1 结论 (15)5.2 发展方向 (15)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1 课题研究的背景核桃为胡桃科、胡桃属植物，乔木，高达20.25米；树干较别的种类矮，树冠广阔；树皮幼时灰绿色，老时则灰白色而纵向浅裂；小枝无毛，具光泽，被盾状着生的腺体，灰绿色，后来带褐色。

核桃皮毒性较大，可入药，治疗皮肤脓疖等。

核桃果仁具有很高的营养价值，含有丰富的蛋白质、氨基酸及矿物原素，并具有润肺强肾、降低血脂，预防冠心病之功效，长期食用具有益寿养颜，抗衰老等作用。

核桃破壳机毕业设计摘要：本文介绍了一种核桃破壳机的设计方案。

该设计方案通过运用传动系统、结构设计和电控系统，实现了高效、准确地破壳。

设计方案通过对核桃的力学特性和破壳力的分析，以及对核桃外壳的特点和破裂方式的研究，确定了最佳的破壳策略。

该设计方案具有结构简单、操作方便、高效节能等优点。

关键词：核桃破壳机；传动系统；结构设计；电控系统；破壳策略第一章引言1.1背景核桃是一种常见的坚果，具有丰富的营养价值。

然而，核桃的外壳非常坚硬，给人工破壳带来了很大的困难。

因此，研发一种高效、准确的核桃破壳机具有重要的现实意义。

1.2目的本文的目的是设计一种核桃破壳机，以实现高效、准确地破壳。

第二章核桃破壳机设计方案2.1传动系统设计传动系统是核桃破壳机的关键部分，它将驱动力传递给破壳部件。

本设计采用了齿轮传动系统，通过齿轮组的配合，实现了高效的动力传递和转速调节。

2.2结构设计2.3电控系统设计为了实现破壳的准确性和调节性，本设计还增加了电控系统。

电控系统可以根据核桃的大小和外壳硬度，调节破壳力度和速度。

通过传感器和控制器的配合，实现了自动控制。

第三章毕业设计实施方案3.1实验设备和条件本设计的实施需要一定的实验设备和条件，包括核桃样品、齿轮传动系统、结构部件和电控系统等。

3.2实验步骤实施该设计的步骤包括：核桃样品的选取和制备、传动系统和结构部件的装配、电控系统的调试等。

3.3预期结果通过实验验证，本设计预期能够实现高效、准确地破壳。

实验结果将通过核桃破裂情况和破壳速度等指标进行评估。

第四章结论本文设计了一种核桃破壳机的方案，通过传动系统、结构设计和电控系统的运用，实现了高效、准确地破壳。

实验结果表明，该设计具有结构简单、操作方便、高效节能等优点。

然而，该设计也存在一定的不足之处，需要进一步完善和优化。

塔里木大学
毕业论文（设计）开题报告
课题名称分级挤压式核桃破壳机的设计
学生姓名
学号
所属学院
专业
班级
指导教师
起止时间
机械电气化工程学院教务办制
填表说明
一、学生撰写《开题报告》应包含的内容：
1、本课题来源及研究的目的和意义；
2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；
3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；
4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；
5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；
6、完成本课题的工作方案及进度计划；
7、主要参考文献（不少于7篇）。

二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。

三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。

四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。

毕业设计开题报告机械设计制造及自动化山核桃破壳机的设计一、选题的背景、意义山核桃果肉香脆可口、肥厚甘美，可炒食又可制作各种糕点，深受乡居民的青睐。

经测定，山核桃坚果干粒重3040～4425g,出仁率43.7％～49.2％,干仁含油率69.8％～74.11％,蛋白质含量7.8％～9.6％,氨基酸含量高达25％,其中人体必须的氨基酸占7种；山核桃果肉中还含有22种矿物质元素，特别是钙,钾,锌含量大大高于一般干果仁,有很高的营养价值,并有润肺强肾，降低血脂,预防冠心病之功效。

长期食用,还对癌症具有一定的预防效果。

山核桃果含油率是木本油料中最高的一种,且油的碘价、皂化值高；油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量占88.38％～95.78％,超过油茶4倍,也比世界著名食用油——橄榄油的含量高,饱和脂肪酸及廿碳以上难消化脂肪酸含量极微,是易消化和防治高血脂、冠心病的优良食用油,药用上有润肠、滋补功效,是营养丰富无污染的绿色食品。

山核桃在社会上的需求量日益增加,市场前景非常广阔。

在我国核桃栽培面积大，产量高，但是加工技术落后，没有成熟的核桃破壳机械，因此，针对核桃加工存在的问题和市场的需求,确定核桃加工工艺,除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳分离与包装外,还可进一步深加工。

在加工中,存在的问题是核桃脱壳比较困难，主要由人工完成。

人工剥壳难以满足生产发展的要求，故研制高效剥壳机已成当务之急[11]。

二、相关研究的最新成果及动态目前，主要是采取物理式破壳取仁方法，常见国内外的破壳装置有以下几种：2.1核桃破壳挖核装置该装置由电动机经二条路线传动。

一条是由主动轮经摇臂、槽轮、链条间歇地带动送料桃碗运动；另一条是由主动轮经链条带动从动轮。

从动轮带动一个凸轮 ,该凸轮使定位机械手上下运动将核桃压紧定位于桃碗。

同时该链条还带动与从动轮同轴的一个凸轮。

凸轮转动使挖核机械手上下运动。

手指张开、合拢，二者同步调工作完成核桃的半自动上料及自动挖核[7]。

一、摘要本次毕业设计是关于核桃剥壳机的设计。

首先对核桃剥壳机作了简单的概述；接着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的各主要零部件进行了校核。

本次设计主要由上料装置、分类装置、传送装置、剥壳通道、主体钢结构、剥壳轮、动力源装置等部件组成。

最后简单的说明了安装与维护。

目前，核桃剥壳机主要具备结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠、核桃仁破碎率低、分选好、损失率低等优点。

为了更好的满足实际工作要求，设计者们还应努力尝试设计出能应对多种核桃外形、实现最大自动化生产的机械设备。

近年来出现各种功能独特的食品机械，在这方面我国与国外先进水平的差距确实存在，但是正在不断缩小。

国内在设计制造特种食品机械的过程中也积累了大量的实际经验。

本次核桃剥壳机设计代表了设计的一般过程, 难免存在各种纰漏、失误。

权当一次难得的实践过程，希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。

关键词：核桃剥壳机；选型设计；主要部件；养护维修。

全套图纸加153893706二、AbstractThis graduation design is the design of the walnut shelling machine. First of all on the walnut sheller is summarized; and then analyzed the selection principle and the calculation method of each part of components and parts; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then the checking computations about main component parts selection. This design is mainly composed of feeding device, transmission device, and classification device, channel, the main steel structure, shucking wheel, power source device and other components. Finally, a simple description of the installation and maintenance.At present, the walnut shelling machine has compact structure, easy operation, stable and reliable performance, walnut kernel broken rate is low, good sorting, loss rate etc.. In order to better meet the requirements of practical work, the designer should also try to design a mechanical equipment automation production to the various shape, walnut. Mechanical food unique function in recent years, the domestic and foreign advanced level gap exists, but is shrinking. In the process of design and manufacture of special domestic food machinery has accumulated lots of experience.The walnut sheller design represents the general process of design, there are all kinds of loopholes and errors inevitably. As a rare practice, hope to have the certain reference value to theselection of the design in the future.Keywords: Walnut peeling machine; design; components; maintenance.三、目录一、摘要 (1)二、Abstract (2)三、目录 (4)四、绪论 (6)（一）原始参数 (6)（二）设计解决的问题 (7)五、核桃剥壳机设计概述 (8)（一）核桃剥壳机主传动部分（上料、分类、传送、通道、钢结构、剥壳轮、动力源、传动轴、减震垫）的工作原理 (8)1．上料装置 (9)2．分类装置 (9)3．传送装置 (9)4．剥壳通道 (9)5．主体钢结构 (9)6．动力源 (9)7．剥壳轮 (10)8．传动轴 (10)9．减震垫 (10)（二）核桃剥壳机的工艺原理 (10)六、核桃剥壳机的设计计算 (12)（一）已知原始数据及工作条件 (12)（二）计算步骤 (12)1．外形尺寸的确定: (12)2．皮带轮驱动力计算 (12)3．传动功率计算 (15)4．电动机功率计算 (16)5．传动皮带张力计算 (17)6．皮带轮最大扭矩计算 (17)7．万向脚轮 (18)8．轴的作用及类型 (21)9．轴与剥壳轮的配合结构 (26)10．轴与传送轮的配合结构 (27)11．轴的计算及校核： (28)12．轮的计算与校核 (38)13．轴、轮连接螺栓的效核 (41)14．减速机的选用 (42)15．减震装置 (45)16．制动装置......................................................................... 错误!未定义书签。

1.绪论1.1选题的意义和目的为了使坚果食品增值，近年来在各国都在加工制造成品方面很想办法。

目前整体核桃核仁在国际市场上的价格是带壳核桃的几十倍，且核桃带壳保存易霉烂。

因此，寻求效率高，质量好的脱壳方法，是必然发展的。

我国核桃资源丰富，如何的有效去壳，对满足人们生活需要和换取外汇都有着很重要的意义。

现在剥核桃的方法很多比说门缝里夹，锤子砸等等，都解决不了批量剥壳的问题，核桃破壳是核桃深加工的第一步，必须首先解决.经实测发现核桃形状的不规则、壳仁的间隙小，试验证明核桃壳完全破裂所需的变形量大于壳仁的间隙,用一般的机械挤压方法破壳必然会造成大量的碎仁，随着逐年核桃产量的猛增加，如何对核桃深加工问题也就随而来之，核桃破壳取仁技术也突显出来了。

实际上人工剥壳速度难以满足生产发展的要求，故研制高效剥壳机已经成当务之急[1]。

针对核桃加工存在的问题和市场需求，确定核桃加工的工艺，除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳分离与包装外，还可进一步的深加工。

在加工中，存在的问题是核桃脱壳比较困难，主要都由人工完成。

人工剥壳难以满足生产的发展的要求，故研制高效剥壳机已成当务之急[2]。

我国的核桃栽培面积约130万hm2以上，主要种植区域在西南与西北。

在国际的市场上，核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界的4大干果，核桃作为保健食品早已经被国内外所认识。

我国核桃总产量约1万t，全国人均占有为0.24kg。

这与国际上一些国家相比相差很远，如美国人均占有核桃量为1.5kg，是我国国民的6倍。

核桃系胡桃科核桃属。

原产我国的有4个种和1个杂交种，栽培较多的有普通核桃和云南薄壳核。

目前我国核桃面积约为66．7公顷，年产量约20多万吨。

核桃出仁率达50％左右，优质的核桃仁为淡黄色或琥珀色，营养丰富而味美，可以生食，是很好的滋养品，也是制作糕点的好原料。

很多国家有消费核桃的习惯，美国的膳食指南将核桃与大豆列为同类食物。

近些年来，核桃除销售干果或核桃仁外，核桃乳、核桃速食粉、核桃精等加工品也进入市场，另有少量的核桃油产品的销售，但是核桃的深加工产品很少见，随着核桃生产的发展，其后续产品的开发和加工迫在眉[2]。

核桃破壳机设计范文摘要：核桃是一种非常受欢迎的坚果，但打开核桃壳是一项费时费力的任务。

为了解决这个问题，设计了一台核桃破壳机。

该破壳机基于机械和电力原理，能够快速、高效地打开核桃壳，提高生产效率。

本文详细介绍了核桃破壳机的构造和工作原理，并对其性能进行了测试和评估。

1.引言核桃是一种坚果，具有丰富的营养成分，并且具有许多有益健康的特性。

然而，打开核桃壳是一个繁琐的任务，通常需要人工来完成。

为了提高生产效率，降低劳动成本，设计了一台核桃破壳机。

该机器能够自动地将核桃破壳，减少人力投入，提高生产效率。

2.设计原理核桃破壳机的设计基于机械和电力原理。

它由一个机械臂、一个壳破碎器和一个电动机组成。

电动机通过带动机械臂的运动来控制壳破碎器的操作。

机械臂能够将核桃放置在壳破碎器的位置上，并通过旋转的方式将壳打开。

电动机的转动力通过传动系统传递给壳破碎器，从而实现核桃破壳的过程。

3.结构设计核桃破壳机的结构设计非常重要。

首先，机械臂必须能够准确地将核桃放置在壳破碎器的位置上，并具有足够的力量将核桃打开。

其次，壳破碎器必须具有适当的形状和尺寸，以确保核桃能够完全打开。

最后，电动机必须具有足够的功率和控制能力，以确保机器的正常运行。

通过优化这些设计参数，可以提高核桃破壳机的性能和可靠性。

4.工作原理核桃破壳机的工作原理如下：首先，电动机通过传动系统带动机械臂的运动。

然后，机械臂将核桃放置在壳破碎器的位置上。

接下来，电动机产生的转动力通过传动系统传递给壳破碎器，从而将核桃壳打开。

最后，机械臂将打开的核桃从壳破碎器中取出，完成破壳过程。

5.性能测试和评估为了评估核桃破壳机的性能，进行了一系列测试。

首先，测试了破壳机的破壳效果和破壳速度。

结果显示，该破壳机能够有效地打开核桃壳，并且具有较高的破壳速度。

其次，测试了机械臂和壳破碎器的稳定性和可靠性。

结果表明，设计的机械臂和壳破碎器具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间工作而不出现故障。

法 ， 用 破 壳 辊 与 多对 辅 助 破壳 辊 形 成 由大 到 小 间 断 性 的 多 工 位 挤 压 破 壳 ＿ 作 区 ， 区可 对 核 桃 进 行 破 壳 取 仁 。 利 Ｔ 该 通 过 对 核 桃破 壳 试 验 及影 响 核 桃 破 壳 的 主要 因素 进 行 分 析 表 明 ．当最 小 破 壳 间 距 小 于 核 桃 横 径 ２ ｍｍ， 壳 辊 转 破
Ｄ（ＮＧ ｈ— ａ ） Ｓ ｉ ｎ，Ｓ Ｉ ｉｎ ｘｎ ｈ Ｈ ａ ～ ｉ Ｊ
（ ｌ ｇ ｆＭ ｅ ｈ ｎｃ ｌＥｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ， ｎ ｉｎ ｒｃ ｌｕ ａ ｉ ｅｓｔ ， ｕ Ｃｏｌ ｅｏ ｃ ａ ｉａ ｅ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ａ ｄ Ｃｏ ｎｃ ｔｏ Ｘｉｊ ｇ Ａｇ ｉｕｔ ｒｌＵｎｖ ｒｉｙ Ｕｒ ａ
ｔ ｅｗａｎ ｔｄａ ｔｒ ，ｈ ｏ ａｉｎ ｌｓ ｅ ｄ ｏ ｈ ｈ ｌ ｂ ｅ ｋｎ ｏ ｌｒｉ ８ ／ ｎ ａ ｄ ｔ ｅｒ ｔｔ ｎ ｌｓ ｅ ｄ ｈ ｌ ｕ ｉｍｅｅ ｔ ｅｒ ｔｔｏ ａ ｐ ｅ ｆｔ ｅｓ ｅｌ ｒ ａ ｉ ｇ ｒ ｌ ｓ ０ ｒ ｍｉ ｎ ｈ ｏ ａ ｉ ａ ｐ ｅ — ｅ ｏ
多辊 挤 压 式 核 桃 破 壳 机 的设 计 与 试 验
董 诗 韩 ，史 建 新
（ 疆农 业 大 学 机 械 交通 学 院 ， 鲁 木 齐 新 乌 ８０ ５ ） ３ ０ ２
摘
要 ： 针 对 国 内挤 压 式 核桃 破壳 机 的 缺 点 ， 出 一 种 多 辊 挤 压 式 核 桃 破 壳 机 ， 机 选 用 间 断 性 挤 压 式 破 壳 方 提 该
速 ８ ／ ｉ ， 助破 壳 辊 转 速 ５ ／ ｎ时 ， 壳 质 量 较好 。 Ｏｒｒ ｎ 辅 ａ ０ｒ ｍｉ 破 关键 词 ： 核 桃 ；破 壳

核桃破壳机理研究及破壳机的设计核桃破壳机理研究及破壳机的设计引言：核桃是一种营养丰富的坚果，但它的坚硬外壳使得人们在食用前需要投入大量的时间和精力去破壳，限制了它的广泛应用。

因此，研究核桃破壳机理及设计一种高效的破壳机具有重要的实践意义。

本文将从破壳机理的研究以及破壳机的设计两个方面进行探讨。

一、核桃破壳机理的研究1. 机械破壳原理：核桃的外壳硬度较高，常规的物理方法如敲击、压碎等难以实现高效破壳。

通过观察核桃壳的破裂断面，发现其呈现出一定的纹路和裂纹。

这说明核桃的破壳过程中出现了应力集中和裂纹扩展的现象。

因此，基于应力集中和裂纹扩展原理，设计适合破壳的机构，可以提高破壳效率。

2. 液压破壳原理：核桃的纹路和裂纹形成是由于内核与外壳之间的摩擦力造成的。

通过使用液压破壳技术，可以在外壳与核仁之间形成压力差，从而降低外壳与核仁之间的摩擦力。

研究表明，合理地应用液压力，能够有效地破碎核桃坚硬的外壳。

二、核桃破壳机的设计1. 结构设计：核桃破壳机的设计应该注重结构的稳定性和材料的选择。

机器应具备坚固的外壳，以防止破壳过程中的杂散振动和外壳的破损。

此外，选用高强度的材料来抵抗核桃壳的抗拉和抗撞击力也是非常重要的。

2. 动力设计：核桃的破壳需要一定的压力，因此机器的动力系统需要具备充足的动力输出。

一种常见的设计是采用电动机来驱动液压泵，通过液压系统提供需要的压力。

此外，控制系统也需要考虑到输出压力的调节和保持。

3. 安全设计：核桃破壳过程中可能会产生高压力和高速碎片，因此安全设计必不可少。

设计应考虑到机器的防护装置，如安全帽和护眼镜，以防止操作人员受伤。

同时，应加装紧急停机装置来应对突发情况。

4. 自动化设计：为了提高破壳机的效率，可以考虑引入自动化设计。

自动化系统可以实现核桃的输送、定位和破壳等工作，减少人工操作的需要，提高生产效率和质量。

结论：通过对核桃破壳机理的研究以及破壳机的设计，可以实现核桃快速、高效地破壳，从而提高核桃的利用率。

分级击打式山核桃破壳机的设计宋㊀超ꎬ陈超超ꎬ刘贤喜ꎬ张开兴(山东农业大学机械与电子工程学院ꎬ山东泰安㊀２７１０１８)摘㊀要:针对目前我国山核桃破壳机适用机型少㊁大部分地区山核桃破壳仍以手工为主的破壳方式的现状ꎬ设计并试制了一种自分级击打式山核桃破壳机ꎮ首先对山核桃的力学性能进行了分析ꎬ然后设计了分级机构和击打机构ꎮ同时ꎬ对关键的零部件进行有限元仿真分析ꎬ并通过试验验证ꎮ结果表明:样机的破壳率在９９.２４％左右ꎬ果仁损伤率在６.４７％左右ꎮ击打式山核桃破壳机破壳率高ꎬ果仁损伤率在合理区间ꎬ是一种新型高效的山核桃破壳机械ꎮ关键词:破壳机ꎻ击打式ꎻ分级机构ꎻ有限元分析ꎻ破壳率中图分类号:Ｓ２２６.４㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ文章编号:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０９－００５６－０６０㊀引言山核桃又名小核桃ꎬ主要产于皖㊁浙交界的天目山区及昌北区ꎬ具有较高的营养价值和独特的风味[１－２]ꎮ随着种植规模和需求量的增加ꎬ采用人工敲打破壳取仁的方法不仅效率太低㊁人工成本较高ꎬ且容易产生二次污染ꎬ品质不能保证[３－４]ꎮ国内外学者对山核桃破壳机械进行了大量的研究ꎮ曹成茂[５]等设计了一种凹槽滚筒载料的山核桃破壳机械ꎻＯｊｏｌｏ[６]等设计了一种通过机械臂和载有山核桃的转轮进行挤压从而实现破壳的山核桃破壳机ꎮ因为山核桃个体存在较大差异ꎬ故破壳效果参差不齐[７－８]ꎮ针对山核桃个体存在差异㊁大部分破壳机械没有进行分级击打的现状ꎬ研制了一种自分级击打式山核桃破壳机ꎬ设计了分级机构和击打机构对山核桃进行逐个破壳作业ꎬ保证了不同尺寸的山核桃的破壳质量ꎮ本机提高了破壳率ꎬ加快了山核桃破壳机械化的步伐ꎮ１㊀山核桃的力学性能分析山核桃进行破壳作业时ꎬ会对果壳进行纵向(平行缝合线)挤压ꎮ果壳所受最大压缩变形量及最大破坏载荷是设计击打装置的重要参考参数ꎬ故有必要进收稿日期:２０１８－０４－１２基金项目:国家重点研发计划项目(２０１６ＹＦＤ０７００５００ꎬ２０１７ＹＦＤ０７００１００)作者简介:宋㊀超(１９９２－)ꎬ男ꎬ山东济宁人ꎬ硕士研究生ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｅｄｄｉｓｃ＠１６３.ｃｏｍꎮ通讯作者:张开兴(１９８４－)ꎬ男ꎬ山东泰安人ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ(Ｅ－ｍａｉｌ)ｋａｉｘｉｎｇｚｈａｎｇ＠１３９.ｃｏｍꎮ行壳体承受载荷和压缩变形量的检测ꎮ随机选取完好山核桃１００粒作为试验对象ꎬ然后将这山核桃逐一放置于微机控制电子式万能试验机[９]作业平台中ꎬ测试施加外加力与壳体纵径方向时的破壳过程ꎮ对试验机的相关监测参数进行设定ꎬ逐渐增加施加于壳体上的作用力ꎬ取部分曲线可得到实时载荷曲线如图１所示ꎮ图１㊀破壳压力变化曲线图Ｆｉｇ.１㊀Ｂｒｏｋｅｎｓｈｅｌｌｐｒｅｓｓｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｇｒａｐｈ压力变化曲线可分为３个阶段:第１阶段ꎬ对壳体进行的压缩力开始增加ꎬ此时山核桃壳体的形变量较小ꎬ压缩位移在０~０.３ｍｍ之间ꎬ为弹性受力阶段ꎻ第２阶段ꎬ随着压力的继续增加ꎬ当形变达到０.３~０.７ｍｍ时ꎬ压力迅速增加ꎬ此时壳体开始屈服破裂ꎬ然而破裂不完全ꎬ为屈服破裂阶段ꎻ第３阶段ꎬ破裂的壳体不能保持稳定ꎬ压力迅速下降ꎬ碎裂的果壳碎片散落开从而不能再承受压力ꎬ为余裂阶段ꎮ２㊀整机结构及工作原理分级击打式山核桃破壳机主要由分级机构㊁破壳机构及分离机构等部件组成ꎬ如图２所示ꎮ１.喂料斗㊀２.分级从动轮㊀３.分级辊筒㊀４.落果斗㊀５.三角带６.击打机构㊀７.料斗㊀８.振动板㊀９.分离从动轮㊀１０.出风口１１.减速机㊀１２.电动机㊀１３.风机㊀１４.从动轮图２㊀山核桃破壳机的原理示意图Ｆｉｇ.２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｅｃａｎｓｈｅｌｌｂｒｅａｋｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ工作原理:将处理后的山核桃加入喂料料斗中ꎬ山核桃在重力的作用下流入分级机构中ꎮ分级机构中的分级滚筒设计为呈现一定倾斜角度的由细到粗的形状ꎬ由电动机带动以特定速度旋转ꎬ由喂料斗进入分级辊筒的山核桃在重力和分级辊筒旋转的作用力下ꎬ由分级滚筒的一端向另一端螺旋移动ꎻ分级辊筒设计为栅条间距不同的分级辊ꎬ当在辊筒内的山核桃尺寸小于栅条间距时ꎬ山核桃落到落果斗ꎬ从而实现分级功能ꎮ进入落果斗中的山核桃随即在重力作用和下落入击打机构导管中ꎬ击打机构中的凸轮轴牵引敲击锤向后移动ꎬ敲击锤后退一定距离时ꎬ在机构的联动下山核桃从导管中落入击打机构的击打管中ꎮ当敲击锤与轴承达到临界点时ꎬ敲击锤不再受凸轮的牵制ꎬ敲击锤冲出撞向击打凹槽ꎬ从而实现山核桃的破壳作业ꎮ破壳后的物料经料斗落向振动板ꎬ曲柄连杆机构使振动板产生颤动ꎬ物料在振动中落下ꎬ且由风机产生的气流促使壳仁分离开来ꎮ３㊀主要机构㊁工作原理及参数确定３.１㊀分级机构的设计山核桃存在个体的差异ꎬ为确保山核桃的破壳效果ꎬ在对山核桃进行破壳作业前ꎬ需先要对山核桃进行分级ꎬ故设计了分级机构ꎬ如图３所示ꎮ图３㊀分级机构三维模型Ｆｉｇ.３㊀Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ分级机构由喂料斗㊁分级辊筒㊁活门板及出料斗等部件组成ꎮ其中ꎬ喂料斗采用顶置式ꎻ活门板安装于喂料斗与分级辊筒的连接处ꎬ可调控山核桃喂入分级辊筒的速度与量ꎻ分级辊筒与机架处安有橡胶ꎬ橡胶与分级辊筒中的栅条接触ꎬ有效防止了山核桃夹在栅条之间的状况发生ꎮ分级机构下安装有７个落果斗ꎬ落果斗与垂直方向呈３０ʎ夹角ꎬ以便于山核桃的顺利下流ꎮ３.１.１㊀分级辊筒转速的计算为确保对山核桃顺利准确的分级ꎬ需要将落入分级辊筒中尺寸不一的山核桃进行位置互换ꎬ从而增加山核桃与栅格的接触机会ꎬ提升下落的机率ꎮ分级辊筒内的山核桃受力大小与在辊筒内的位置有较大关系ꎬ山核桃在分级辊筒内存在３个特殊的位置点－９０ʎ㊁０ʎ㊁＋９０ʎꎮ１)当分级滚筒的转速偏小时ꎬ此时山核桃转动到β角ꎬ而β的范围在－９０ʎ~０ʎ之间时ꎬ山核桃的受力如图４所示ꎮ假定此时处于相对静止ꎬ即此时在辊筒内的山核桃受力平衡ꎬ忽略山核桃与辊筒栅条之间的摩擦作用力ꎬ则再转ｄβ度时ꎬ山核桃开始滚动ꎬ此时:在水平方向上有Ｆ１ｓｉｎβ－Ｎｓｉｎβｃｏｓθ＋Ｆｆｃｏｓβｃｏｓθ＝０(１)在竖直方向上有Ｎｓｉｎβｃｏｓθ－Ｆ１ｃｏｓβ－Ｇ＋Ｆｆｓｉｎβｃｏｓθ＝０(２)其中ꎬβ为γ轴与离心力之间的夹角ꎻθ为中心线和辊筒栅条间的夹角ꎻＦｆ为摩擦力ꎻＦ１为离心力ꎻＧ为重力ꎻμ为摩擦因数ꎻω为辊筒角速度ꎻＲ为离心半径ꎮ图４㊀山核桃在滚筒的受力图Ｆｉｇ.４㊀Ｐｅｃａｎｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｄｒｕｍ２)在分级辊筒转速相对较大时ꎬ在离心力的作用下β角在０ʎ~９０ʎ时(见图５)可得:在水平方向上有Ｆ１ｃｏｓ(１８０ʎ－β)－Ｎｃｏｓ(１８０ʎ－β)ｃｏｓθ＋Ｆｆｓｉｎ(１８０ʎ－β)ｃｏｓθ＝０(３)在竖直方向上有Ｆ１ｓｉｎ(１８０ʎ－β)－Ｎｓｉｎ(１８０ʎ－β)ｃｏｓθ－Ｇ＋Ｆｆｃｏｓ(１８０ʎ－β)ｃｏｓθ＝０(４)图５㊀山核桃在滚筒内的受力图Ｆｉｇ.５㊀Ｐｅｃａｎｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｄｒｕｍ因此ꎬ为了让山核桃在辊筒内滚动以实现相对位置的互换ꎬ需确保在滚筒内转到０ʎ~９０ʎ之间下落ꎬ即满足ｍω２Ｒ<Ｇ(５)解得:ｎ<３０πＲｇｒ/ｍｉｎꎮ所以ꎬ保证尺寸不一的山核桃能够实现交换位置必须满足为μω２Ｒ(ｃｏｓ２β＋ｓｉｎ２β)＝(ｃｏｓβ－μｓｉｎβ)ｇ(６)代入数值得:ｎ<１８０ｒ/ｍｉｎꎬ取ｎ＝６０ｒ/ｍｉｎꎮ３.１.２㊀分级滚筒锥角的计算山核桃尺寸不一ꎬ但相差不大ꎬ所以分级滚筒的两端的直径差别不大ꎬ故分级滚筒的锥角不大ꎮ分级滚筒大小端半径分别为Ｒ１＝１２(Ｃ１＋ｄ)ｓｉｎａ２(７)Ｒ２＝１２(Ｃ２＋ｄ)ｓｉｎａ２(８)ｔｇΦ＝Ｒ１－Ｒ２Ｌ(９)其中ꎬＣ１为辊筒大端栅条间距ꎻＣ２为辊筒小端栅条间距ꎻｄ为栅条直径ꎻａ为栅条间角ꎻΦ为辊筒锥角ꎻＬ为辊筒长度ꎮ代入数据可得:Φ<８ʎꎮ因此ꎬ山核桃在分级滚筒的小端向大端移动时ꎬ壳体较大的山核桃在辊筒内的移动相对较慢ꎬ为防止影响后续喂入辊筒内山核桃的移动ꎬ使分级效率下降ꎬ需要在分级辊筒内安装螺旋形导向板ꎬ从而增大山核桃在辊筒轴向的移动速度ꎮ３.２㊀击打机构的设计击打机构包括击打凹槽㊁敲击锤㊁弹簧㊁落果调控阀㊁凸轮轴及牵引杆等组成ꎬ如图６所示ꎮ１.敲击锤导管㊀２.落果调控阀㊀３.导管㊀４.击打凹槽５.敲击锤㊀６.杠杆片㊀７.凸轮㊀８.弹簧图６㊀击打机构三维结构图Ｆｉｇ.６㊀Ｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｔｒｉｋｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ分级后的山核桃进入击打机构的导管中ꎬ击打机构中的凸轮带动敲击锤向后移动ꎬ同时压缩弹簧ꎻ当敲击锤后退到一定距离ꎬ敲击锤带动落果调控阀打开ꎬ在导管中的山核桃落入敲击锤导管中ꎻ此后凸轮带动敲击锤后退到临界点时ꎬ敲击锤冲出ꎬ完成对山核桃的一次击打ꎻ在凸轮释放敲击锤的同时ꎬ落果控制阀随着敲击锤的释放而关闭ꎬ完成一个循环ꎮ３.２.１㊀击打装置的设计击打机构是本机的核心机构ꎬ敲击锤的形状结构关系到山核桃的破壳效果ꎮ所以ꎬ采用合理的敲击锤凹形槽结构与角度ꎬ能提高山核桃的破壳率与高露仁率ꎮ鉴于人工破壳较好的破壳效果ꎬ击打机构中的击打装置借鉴了人工敲击工具ꎬ人工敲击工具的形状和角度为击打装置提供设计依据[１０]ꎮ击打装置结构示意图如图７所示ꎮ图７㊀敲击锤的结构图Ｆｉｇ.７㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｈａｍｍｅｒｂｒｏｋｅｎｓｈｅｌｌ３.２.２㊀凸轮轴的设计为了满足不同尺寸山核桃的破壳要求ꎬ并提高破壳率及露仁率ꎬ击打机构采用多工位设计ꎬ击打机构的工位数目及间距的设定要与分级机构各级占比和长度匹配ꎬ由于一㊁二㊁三级占比较大ꎬ故设计为２个工位ꎬ四级占比较小设计为１个工位ꎮ故凸轮轴上共设计了７个凸轮ꎬ同时为避免应力集中或过大ꎬ造成机构的损坏ꎬ故凸轮设计为沿凸轮轴轴心顺时针间距６０ʎ排列分布ꎬ如图８所示ꎮ图８㊀凸轮轴三维模型Ｆｉｇ.８㊀Ｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｃａｍｓｈａｆｔ４㊀仿真分析与试验４.１㊀击打机构关键零部件的仿真与分析自分级击打式山核桃破壳机击打机构中的凸轮轴是其核心部件ꎬ为了确保其工作可靠ꎬ使用集成在Ｐｒｏ/Ｅ中的有限元分析软件Ｍｅｃｈａｎｉｃａ进行了有限元分析ꎬ结果如图９~图１１所示ꎮ图９㊀凸轮轴应力云图Ｆｉｇ.９㊀Ｃａｍｓｈａｆｔｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄ图１０㊀凸轮轴位移云图Ｆｉｇ.１０㊀Ｃａｍｓｈａｆｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｌｏｕｄ图１１㊀凸轮轴的安全系数云图Ｆｉｇ.１１㊀Ｃａｍｓｈａｆｔｃｌｏｕｄｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ由图９可知:在凸轮齿根部受应力较大ꎬ凸轮轴的最大应力发生在轮齿的根部ꎬ最大应力数值为４.００２ｅ＋０３Ｎ/ｍ２ꎮ由如图１０可知:凸轮的最大位移发生于凸轮轴的齿尖上ꎬ最大位移量为５.１３８３ｅ－０１ｍｍꎮ由图１１可知:最大安全系数位于受力一侧的凸轮齿齿根部ꎬ大小为９.０００ｅ＋０５ꎻ最小安全系数出现在受力的两凸轮齿处ꎬ为１.０００ｅ＋０５ꎮ因此ꎬ最小安全系数是３ꎬ依照第四强度理论[１１]对强度校核ꎬ屈服准则的表达式为σｖｏｎＭｉｓｅｓ＝１２σ１－σ２()２＋σ２－σ３()２＋σ３－σ１()２[]第四强度理论强度条件为１２σ１－σ２()２＋σ２－σ３()２＋σ３－σ１()２[]ɤσ[]屈服应力可等同于应力极限σｌｉｍꎬ故安全系数(ＦＯＳ)＝σｌｉｍ/σｖｏｎＭｉｓｅｓꎬ安全系数(ＦＯＳ)＝１.９０６ꎬ取安全系数为１.９０６ꎬ可以满足使用要求ꎮ４.２㊀样机试验与结果为了验证样机的破壳率及果仁损伤率ꎬ对样机进行了山核桃破壳试验ꎮ试验所用的材料为产于安徽省宁国市的宁国山核桃ꎮ目前ꎬ山核桃的横径(垂直缝合线方向)大多集中在１５~２５ｍｍꎬ分别随机选取大小不一的３组质量在５０００ｇ左右的山核桃ꎬ试验前需将山核桃进行去青皮㊁开水煮㊁烘干处理ꎬ并保证含水率在１４.５５％~１６.３５％ꎮ为了便于测算统计ꎬ将果壳表面有裂痕但整体完整的山核桃归为未破壳山核桃ꎮ破壳后的核桃仁小于整体核桃仁１/４的为碎仁ꎮ试验的破壳效果与果仁损伤情况如表１所示ꎮ表１㊀样机试验的破壳效果与果仁损伤情况Ｔａｂｌｅ１㊀Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｔｅｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｅｃａｎｓｈｅｌｌｂｒｅａｋａｎｄｋｅｒｎｅｌｄａｍａｇｅ测量组数山核桃总质量/ｇ山核桃仁总质量/ｇ未破壳山核桃质量/ｇ整仁质量/ｇ破仁质量/ｇ破壳率/％果仁损伤率/％１５１０８２７３０３０.２２５６５１６２９９.４１６.０４２４９９６２７０７２４.８２５３０１７７９９.５１６.５４３５２２７２７９２３３.７２６０１１９１９８.７９６.８４平均５１１０.３２７４３２９.６２５６５１７７９９.２４６.４７㊀㊀从表１数据可以看出:进行的３组山核桃破壳试验破壳率分别为９９.４１％㊁９９.５１％和９８.７９％ꎬ平均破壳率为９９.２４％ꎻ３组山核桃破壳试验的果仁损伤率分别为６.０４％㊁６.５４％和６.８４％ꎬ平均果仁损伤率为６.４７％ꎬ在合理的范围内ꎮ５㊀结论１)利用Ｐｒｏ/Ｅ软件建立击打式山核桃破壳机的模型ꎬ并通过Ｍｅｃｈａｎｉｃａ软件进行了关键零部件的有限元分析ꎮ２)对山核桃进行了物理学力学特性的实验ꎬ对数据进行分析ꎬ从而为结构参数㊁零部件的设计提供理论支持ꎮ根据山核桃外观尺寸的差异进行了破壳前的分级工作ꎬ并采用多工位逐一击打的破壳方式ꎮ３)破壳试验表明:本机的破壳率较高ꎬ山核桃的损伤率在合理范围内ꎮ参考文献:[１]㊀沈柳杨ꎬ张宏ꎬ唐玉荣ꎬ等.自分级挤压式核桃破壳机的设计与试验[Ｊ].食品与机械ꎬ２０１６ꎬ３２(７):８０－８５.[２]㊀朱德泉ꎬ曹成茂ꎬ方家文ꎬ等.６ＨＳ－６型山核桃破壳机的实验研究[Ｊ].食品工业科技ꎬ２０１０ꎬ３１(１１):３０４－３０６ꎬ３４６.[３]㊀洪翎ꎬ曹成茂ꎬ毕如俊ꎬ等.手剥山核桃破壳机的设计与试验[Ｊ].包装与食品机械ꎬ２００９ꎬ２７(６):３１－３４.[４]㊀闫茹ꎬ赵奎鹏ꎬ郑甲红ꎬ等.挤压式核桃破壳机参数优化试验[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１６ꎬ３８(６):２１９－２２４.[５]㊀曹成茂ꎬ朱德泉ꎬ江家伍ꎬ等.手剥山核桃破壳机的设计与研究[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１１ꎬ３３(１１):１１４－１１７.[６]㊀ＯｊｏｌｏＳＪꎬＤａｍｉｓａＯꎬＯｒｉｓａｌｅｙｅＪＩꎬｅｔａｌ.Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌ￣ｏｐｍｅｎｔｏｆｃａｓｈｅｗｎｕｔｓｈｅｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１０ꎬ８(２):１４６－１５７.[７]㊀丁冉ꎬ曹成茂ꎬ詹超ꎬ等.仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验[Ｊ].农业工程学报ꎬ２０１７ꎬ３３(３):２５７－２６４.[８]㊀ＯｌｕｗｏｌｅＦＡꎬＡｖｉａｒａＮＡꎬＨａｑｕｅＭＡ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓｏｆａｓｈｅａｎｕｔｃｒａｃｋｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００４ꎬ６５(１):１１７－１２３.[９]㊀董诗韩ꎬ史建新.多辊挤压式核桃破壳机的设计与试验[Ｊ].新疆农业大学学报ꎬ２０１１ꎬ３４(１):６２－６５.[１０]㊀曹成茂ꎬ蒋兰ꎬ吴崇友ꎬ等.山核桃破壳机加载锤头设计与试验[Ｊ].农业机械学报ꎬ２０１７ꎬ４８(１０):３０７－３１５.[１１]㊀闫群ꎬ朱福才ꎬ徐淑琴.第三与第四强度理论值差异的探讨[Ｊ].农机化研究ꎬ２００３(３):８３－８４.２０１９年９月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第９期ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙＧｒａｄｉｎｇａｎｄＨｉｔｔｉｎｇＴｙｐｅＨｉｃｋｏｒｙＮｕｔＳｈｅｌｌＢｒｅａｋｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＳｏｎｇＣｈａｏꎬＣｈｅｎＣｈａｏｃｈａｏꎬＬｉｕＸｉａｎｘｉꎬＺｈａｎｇＫａｉｘｉｎｇ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＴａｉ'ａｎ２７１０１８Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｏｗａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｃｋｏｒｙｓｈｅｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｎＣｈｉｎａꎬｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｃｋｏｒｙｓｈｅｌｌｂｒｅａｋｉｎｇｉｎｍｏｓｔａｒｅａｓｉｓｓｔｉｌｌｂｙｈａｎｄ.Ａｋｉｎｄｏｆｓｔｒｉｋｉｎｇｐｅｃａｎｓｈｅｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｒｉａｌ－ｐｒｏｄｕｃｅｄ.Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｉｒｓｔａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｅｃａｎꎬａｎｄｔｈｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｇｒａｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｓｈｅｌｌｂｒｅａｋ￣ｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ.Ｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ.Ｔｈｅｓｈｅｌｌ－ｂｒｅａｋｉｎｇｒａｔｅｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗａｓａｂｏｕｔ９９.２４％ꎬａｎｄｔｈｅｄａｍａｇｅｒａｔｅｏｆｔｈｅｎｕｔｓｗａｓａｂｏｕｔ６.４７％.Ｔｈｅｔｅｓｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｒｏｋｅｎｓｈｅｌｌｒａｔｅｏｆｔｈｅｈｉｔ－ｔｙｐｅｈｉｃｋｏｒｙｃｒｕｓｈｅｒｗａｓｈｉｇｈ.Ｔｈｅｄａｍａｇｅｒａｔｅｏｆｎｕｔｓｉｓｉｎａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒａｎｇｅꎬｗｈｉｃｈｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｐｅｃａｎｓｈｅｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｈｅｌｌｂｒｅａｋｉｎｇｍａｃｈｉｎｅꎻｂｅａｔｉｎｇｔｙｐｅꎻｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓꎻｓｈｅｌｌｂｒｅａｋｉｎｇｒａｔｅ(上接第３３页)ＡｂｓｔｒａｃｔＩＤ:１００３－１８８Ｘ(２０１９)０９－００２８－ＥＡＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｕｌｌ－ｕｐＳｐｅｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＣａｓｓａｖａＨａｒｖｅｓｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＰＳＯＡｌｇｏｒｉｔｈｍＷａｎｇＪｉｎｔａｏꎬＹａｎｇＷａｎｇꎬＹａｎｇＪｉａｎꎬＺｈｅｎｇＸｉａｎꎬＱｉＰｅｎｇｗｅｉ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｎｉｎｇ５３０００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｋｅｙｏｆｃａｓｓａｖａｈａｒｖｅｓｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｕｔｐｕｔｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｔｏｒ.ＩｔｉｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｉｎｇＰＩＤａｌｇｏ￣ｒｉｔｈｍｆｏｒｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｉｍｅ－ｃｏｎｓｕｍｉｎｇａｎｄｌａｂｏｒｉｏｕｓｆｏｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＰＩＤｐａｒａｍｅｔｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ.ＴｈｅＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍａｓｔｈｅｇｏａｌꎬａｎｄｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｖｅｒｉｆｙｉｔ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ.ＷｈｅｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃａｓｓａｖａｈａｒｖｅｓｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒꎬＫｐꎬＫｉａｎｄＫｄａｒｅ０.６４４１ꎬ２.７２６９ａｎｄ０.０３６２ꎬｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔｉｓｇｏｏｄａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｓｔａｂｌｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃａｓｓａｖａｈａｒｖｅｓｔｅｒꎻｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｙｓｔｅｍꎻＰＩＤꎻＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍꎻｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201621306525.9(22)申请日 2016.12.01(73)专利权人 江西省南城县东方校具有限公司地址 344700 江西省抚州市南城县株良镇城上村(72)发明人 韩良河　(51)Int.Cl.A23N 5/00(2006.01)(54)实用新型名称一种分级挤压式核桃破壳机(57)摘要本实用新型公开了一种分级挤压式核桃破壳机，包括支撑骨架、挤压板、分级筛网、进料斗、导流槽，所述支撑骨架的一侧设置有横副梁，所述横副梁的上方设置有电动机，所述电动机的一侧设置有辊子皮带轮，所述辊子皮带轮的一端设置有辊子，所述辊子的一侧设置有所述挤压板，所述挤压板的上方设置有大带轮，所述大带轮的一侧设置有所述分级筛网，所述分级筛网的一侧设置有所述进料斗，所述进料斗的下方设置有分级筛罩，所述分级筛罩的下方设置有所述导流槽，所述导流槽的一端设置有移动滑块，所述移动滑块的前方设置有手动轮。

有益效果在于：核桃仁破碎率低，表面磨损少，生产率高，并且结构简单，操作与维护方便，自动化程度高。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 206518105 U 2017.09.26C N 206518105U1.一种分级挤压式核桃破壳机，其特征在于：包括支撑骨架、挤压板、分级筛网、进料斗、导流槽，所述支撑骨架的一侧设置有横副梁，所述横副梁的上方设置有电动机，所述电动机的一侧设置有辊子皮带轮，所述辊子皮带轮的一端设置有辊子，所述辊子的一侧设置有所述挤压板，所述挤压板的上方设置有大带轮，所述大带轮的一侧设置有所述分级筛网，所述分级筛网的一侧设置有所述进料斗，所述进料斗的下方设置有分级筛罩，所述分级筛罩的下方设置有所述导流槽，所述导流槽的一端设置有移动滑块，所述移动滑块的前方设置有手动轮。

2.根据权利要求1所述的一种分级挤压式核桃破壳机，其特征在于：所述支撑骨架与所述横副梁通过焊接相连接，所述横副梁与上方的所述电动机通过螺栓相连接，所述电动机与一侧的所述辊子皮带轮相连接。