分级挤压式核桃破壳机的设计

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。

核桃果仁具有很高的药用价值，核桃仁有“补气养血，润燥化痰，益命门，处三焦，温肺润肠，治虚寒喘咳，腰脚重疼，心腹疝痛，血痢肠风”等功效。长期食用益寿养颜、抗衰老，孕妇食用对胎儿智力发育有神奇功效。

核桃果仁具有很高的食用价值，用东北山核桃加工而成的高级食用植物油，油色清味香，品位高档，含有脂肪酸、油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占88%-96%之间，高于油茶油，也高于食用橄榄油。常食山核桃仁、油产品，具有健脾开胃、润沛强肾、滋补康复、预防冠心病和降低血脂的功效。是一种健康味美、营养丰富的天然绿色营养食品。

种仁多破碎成不规则的块状，完整者类球形，由二瓣种仁合成，皱缩多沟，凹凸不平。外被棕褐色薄膜状的种皮包围，剥去种皮显黄白色。质脆，子叶富油质。气微弱，子叶味淡，油样，种皮味涩。以色黄、个大、饱满、油多者为佳。

近年来，随着经济的迅猛发展、人民生活水平的不断提高，核桃的价值与功能进一步被世人所认识，在国内外的市场上，人们对核桃及其加工品的需求量不断增加。这就为核桃的发展提供了广阔的市场，同时也对核桃的安全生产和加工质量提出了更高的要求。但由于核桃品种繁杂，尺寸各异、形状不规则、核仁与核壳间隙小，这个间隙小于壳完全破裂时的变形量，这大大增加了核桃的破壳取仁难度。破壳后还有很多的工作要完成，怎样实现壳仁分离是面临的又一大难题。这是核桃破壳技术方面存在的主要问题。性能良好的破壳机有以下三个特点：

（1）破壳效率高；

（2）破壳后核仁的清洁度高；

（3）破壳机自动化程度高。

1.2 国内核桃破壳研究的现状分析

陕西科技大学的硕士研究生高警进行了核桃破壳机理研究及破壳机的设计，依据核桃破壳机理研究的结果，并结合目前国外成熟的核桃破壳机械的工作原理，本课题中采用定间隙挤压破壳法和定向击打法设计破壳设备。在课题研究的过程中,由于各个核桃之间的尺寸存在差异，需要根据实际的尺寸条件设计破壳机构，并设计简单的调节装置以适应不同大小的核桃。先根据破壳方案运用UG 设计出核桃破壳机的三维模型，并根据机械设计理论和优化设计理论对核桃破壳机的三维模型进行优化，最后确定设备的尺寸并加工出样机。最后,对样机进行试验，确定最终的设计方案。偏心挤压式核桃破壳机和击打式核桃破壳机在原理上都能够对核桃进行破壳，但是两种设备的破壳效果不尽相同，所以本课题用两种设备利用正交试验对不同种类的核桃进行破壳，通过从破壳效果、破壳机加工成本、操作方便性、设备寿命、环境影响等方面进行比较，确定出最终的设计方案以适应薄皮核桃品种。

山西农业大学的硕士研究生刘德华进行了核桃分级破壳机的设计与试验研究，运用机械设计理论，对核桃分级破壳机的上料装置、传送装置、分级装置以及破壳装置四部分进行了设计，其中上料装置中的隔料器实现均匀喂料，传送装置将样本传送至分级装置，分级装置对样本进行分级处理，最后在破壳装置中进行破壳操作。利用三维建模软件Solid Works对核桃分级破壳机各部分零件进行建模，并装配以验证有关设计。

新疆农业大学的硕士研究生何义川进行了气动击打式核桃破壳机的设计及试验研究，该机的主要特点是喂料箱里的核桃由喂料拨轮不停地转动将核桃送到喂料箱的出口，并将喂料箱出口多余的核桃往回拨从而防止核桃在喂料箱中出现搭桥；设计出了由两条平行的驱动链和输送核桃盒子组成的输送装置，该装置可以保证核桃被单一连续地输送到破壳工位；同时,设计出了防止核桃在输送过程中有跳动和偏出现象的导向护送装置。通过对气动击打式核桃破壳机的二次回归正交试验，得到了在不同试验指标下破壳机的破壳回归方程和最优方案。

青岛理工大学的硕士研究生刘明政进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁的机理分析与实验研究，目前所存在的核桃破壳取仁设备主要采用刚性元件，存在破壳率和露仁率低的问题，多数剥壳机一味追求剥壳率的提高，导致高的核桃仁破碎率，损失率较高，并且对不同品种的核桃适应性差。采用柔性元件并设计合理的机构能有效提高破壳率和露仁率，减少对核桃仁损害，提高了整仁率。本研究课题利用自行研制的核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离设备，重点对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁系统进行结构设计与破壳取仁机理分析，并对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁效果进行实验验证具体研究内容如下: