山核桃破壳机设计【开题报告】

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]。

2.2 双齿盘——齿板式破壳装置

图1为绵核桃剥壳取仁原理图。齿盘1旋转带动绵核桃边旋转边挤进由齿盘1、偏心圆孤齿板3组成的剥壳区域，受到挤压作用，核桃表面产生裂纹并逐渐扩展，直至最终完全破裂，碎壳和仁从最小间隙处掉下。

由于该装置很好地满足了“四点加压”原理，而且实现了核桃的滚动挤压，因此破裂效果好,碎仁率低。

该装置破壳取仁的性能指标如下：最大生产率为l80kg/h ,破壳率在90％上，高路仁率为70％～90％，其中一路仁率为30％一40％[7]。

图1 绵核桃剿壳取仁原理圈

1.核桃

2.齿盘

3.偏心圆弧板

2.3变形恒定破壳装置

图2为变形恒定破壳装置破壳原理圈。该破壳装置是由一对螺纹螺旋方向相反的滚柱组成。在滚柱面上切制有螺距恒定的梯形螺纹，螺纹滚柱在结构上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大。当核桃夹在一对左右螺纹之间时。形成了四点加压。不同果径的核桃可在不同开度处破壳。为避免核桃与滚柱间发生相对滑移，滚柱面进行“滚花”处理[7]。

图2 变形恒定破壳装置破壳原理图

1.挤压辊

2.核桃

2.4 内外磨核桃破壳装置

图3是带有齿槽的内外磨核桃破壳装置的破壳原理图。外磨1固定在机架上，内磨3在电机的带动下转动。核桃在内外磨之间的间隙内破裂脱壳，当破碎到合适的粒度后、由挡板 4与内磨3下底之间的缝隙落到落料板上。

因该机不能自动适应核桃的太小，由于目前核桃的品种不纯、太小不一，因此该机在实际使用中存在一定缺陷，破裂果径不同的核桃，需更换尺寸太小不同的内外磨[7]。

1.外磨

2.核桃

3.内磨

4.挡板

图3内外磨破壳原理图

2 .5 圆盘破壳装置

图4是圆盘破壳装置结构简图。设装置由一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳盘组成的。两破壳盘用等速万向节偶合。狭缝角度通过动轴承组件可调，狭缝宽度通过破壳盘上的固定螺钉可调。落入破壳盘狭缝一侧的核桃，随盘旋转经最窄处破壳后从另一侧甩出。该机可破大小混杂在一起的核桃[7]。

l.主动轴 2.螺钉 3.破壳盘4.主动轴

5.等速万向节

6.核桃

图4圆盘破壳装置结构简图

2.6弧板——滚筒破壳装置

该装置破壳原理图如图5，该装置是由弧形板和滚筒组成，在滚筒上装有两个角度成180度的活塞，两活塞由弹簧支撑。当分级后的核桃喂入旋转着的滚筒后，自行定位在活塞的顶端，随滚筒连续转动。在活塞和弧板的共同挤压下破裂，而后进入接料斗。

图中的气压调节装置5，通过实验发现没有起到预想的作用，因此在该装置里，被废弃不用。试验表明：核桃经该装置破壳后，半仁以上的占75%，破仁率占15%，未破壳率约占6%。该机生产率为30KG/H[7]。

1.滚筒

2.弧板

3.活塞

4.弹簧

5.气压调节装置

图 5 弧板——滚筒破壳原理图

2 .7冲压式破壳装置

图6是冲压式破壳装置的破壳原理图。冲压时，核桃外壳受到挤压兼切割作用而破裂。但冲压时应避开核桃的结合线，否则核桃会在结合线处裂开为两半，难于取仁。由于该破壳装置要求物料精确定向，增加了机械的复杂程度[7]。

1.冲压环

2.刀体

3.刀片

4.锥套

图6冲压式剥壳原理图

2 .8 核桃锯口破壳装置

核桃锯口破壳装置由基座和顶盖组成。基座的上半部是一个圆台，圆台的顶面有一个下凹的剥壳腔。剥壳腔的边缘带有圈锯齿，基座的轴线处有一轴向孔,其侧壁有一固定螺孔。使用时，将电机轴插人基座的轴向孔，用螺钉通过螺孔将电机轴固定在基座中，将核桃放在剥壳腔的锯齿上，用下面带有橡胶垫的顶盖将核桃压住，启动电机就可将核桃壳锯出一个缺口，锯出4-6个缺口后就可将核桃壳剥开[7]。

2 .9 对辊窝眼式开口装置

对辊窝眼式核桃开口机主要由进料斗、锥辊式分级装置、对辊窝眼式开口装置、出料滑板、机架和传动系统等组成，如图7所示：锥辊式分级装置为一对锥形辊。锥形辊大端与大端相对，小端与小端相对，进料斗对准锥形辊的大端。这样，由两锥形辊所形成的间隙由小逐渐变大.对辊窝眼式开口装置为一对直径相同的圆柱形挤压辊，如图8同一个圆周平均分布着8个窝眼。窝眼在整个挤压辊表面上呈交错排列，窝眼纵向间距为54mm，所有窝眼开口半径均为30mm．但不在同一圆周上的窝眼的深度都不相同，H从1 3 mm依次增加0.5mm 直到 20mm为止 .d对辊的长度 I：870mm，该装置能对大小不同的核桃进行定距离挤压，因此，很好地满足了挤压要求。同时挤压时用窝眼抓取核桃，抓取可靠，核桃挤压时不会窜动，能进行可靠的挤压。锥辊式分级装置上的核桃进行分级时,不应受挤压,所以,一对锥形辊应相开转动。对辊窝眼式开口装置要对落在其窝眼内的核桃实施挤压开口，所以，一对圆柱形挤压辊应相对转。

工作时,先将核桃装入进料斗内。开动电机,使两锥形分级辊相开转动，两