核桃脱核机设计-(去壳去皮机)食品农业机械

核桃脱核机设计

学生：

指导老师：

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摘要：本文首先提出核桃机械剥核取仁的必要性和重要性。提出了双齿盘一齿板式剥核原

理及最优设计参数，并研制了核桃脱壳机。其中主要包括总体方案的确定，各部件的设计与计算，总装与零部件装图纸；完成设计后，分析了它的特点、优势，以及存在的不足，需要改进，提出了

一些改进措施。

关键词：核桃；机械；剥核

Design Of Decorticator For Walnut

Abstract：It’s necessary to crack walnut by machine. Cracking principle was put forward. The cracking machine and its optimal parameters were designed, which included the Determining totality scheme, the design and calculation of every components.Total assembling and every components’drawing. After complete the design, analyze the feature, superiority and some defects. Aiming at this defect and raise some improvemeng steps.

Keywords：walnut；machine；craking

1 前言

核桃，是人们常见的食物。它营养丰富，具有健脑、补肾、美容、降血脂四大功效。核桃和核桃仁还是我国传统的出口商品。

但是，由于核桃壳坚硬，手工剥核极其不便而且费时费力。因此，提高核桃取仁的机械化程度，是生产过程中急需解决的问题。

鉴于此，本设计根据以往的研究与资料，提出了双齿盘——齿板式剥核原理以及最优设计参数，并研制了核桃脱壳机。本机能完美的解决核桃难剥核和人工剥核不能保证仁的完全性难题，且又有较高的生产率和较高的高路仁率。

本次设计采用常见的电机作动力源，利用V带减速和传递功率。利用轴旋转带动齿盘的转动，齿弧板固定，从而机器能够连续的工作，大大提高了生产率。

2设计的目的、意义、国内外动态

核桃，在我国有两千多年栽培历史，并逐渐由我国西部扩展到黄河流域。目前，全国核桃产量10万多吨，其中山西、陕西、云南和河北四省年产量均在万吨以上。核桃和核桃仁是我国传统的出口商品，外贸部门根据核桃仁的完整程度将其分为一路仁、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还小的仁称为碎仁。二路仁与二路之和统称为高路仁。高路仁重与仁总重的比值称为高路仁率，这是评价核桃脱核机的一个重要指标，另一个指标是：

剥核率=（核桃总量—含仁的核重）/核桃总重

核桃的总类：

核桃划分为四个品种群，(如表1)

表1 核桃品种群

Table 1 Walnut Cultivar Group

品种群核桃壳厚度含仁率（%）横膈膜内褶壁取出仁

（mm）

纸皮核桃<0.9 >65 退化退化全仁

薄壳核桃1~1.5 50~64 呈膜质退化半仁

中壳核桃 1.6~2.0 41~49 呈革质不发达1/4仁

后壳核桃>2.1 <41 呈骨质发达碎仁

注：1.横隔膜是指分隔开两半仁的十字架式的薄膜

2.内褶壁是指凹凸不平的内壁

因此，此种核桃脱核机所剥核的对象是指核桃壳厚度小于2mm，横膈膜退化或呈膜质、革质，内褶壁退化或不发达，较易于用机械剥壳取仁，包括纸皮、薄壳和中壳核桃品种群。目前，此种核桃占全部核桃的85%~90%，随着无性繁殖的推广和品种的进一步改良，夹核桃将逐渐被淘汰。故本文着重研究品种纯度较高的云南漾濞县产的薄壳核桃作为本机械研究对象。

3 核桃脱壳机的总体方案的确定

3.1 三种挤压破裂方法的比较

挤压破裂核桃基本上有以下三种方式（如图1）

图1 三种破裂方式

Figure1 Three rupture mode

3.1.1 核桃的旋转角度

采用第一种方式，核桃在圆盘之间没有旋转，故旋转角β=0。采用第二、第三种方式，核桃则绕接触点D2（D3）旋转，由于核桃表面粗糙，可认为向下无滑移，运动

过程简化为绕瞬心D2（D3）点作向下纯滚动，可分解为绕质心（圆心）的匀速转动和质心的匀速平动。

匀速转动的角速度ω=(v/2)/(d/2)=v/d，式中v为圆盘线速度。

当核桃开始受挤压时，旋转的圆盘带动核桃边转动边向下平动。当圆盘转过α角

时，核桃向下平动的圆弧长度l：

l=α(r+)(3-1)所用时间t：

t=l/=2α(r+)/v(3-2) 核桃旋转角：

β=ωt=(+1) α(3-3) 当r,d一定时，β与α成正比关系。比较第二、第三种方式，挤入角α3>α2，则β3>β2。因此，第三种方式最有利于壳的全面破裂。

3.1.2 核桃的压缩变形曲线

根据几何尺寸关系，运用三角形的余弦定理核正弦定理，就可以求出这三种方案的压缩变形量δ（α）与圆盘转角α的关系式，简称压缩变形曲线。δm是指最大压缩

变形量。

对于第一种方式：

cosα1=

δ（α）=C1D1-C1D1’=2r[cos(α1-α)- cosα1]

δm=2r(1- cosα1)

对于第二种方式：

cosα2=

δ（α）= - A

其中A=

δm= –S

对于第三种方式：

cosα3=

sink3=sinα3

δ（α）=-B

其中B= (3-4)

Sink= (3-5)

δm =-S (3-6) 选取r=100mm, d/2=10.4mm, S=19.1mm. R=180mm,就可以绘制出三种方式下的压缩变形曲线。（如图2）