核桃脫核機(jī)設(shè)計-脫殼機(jī)含15張CAD圖

核桃脫核機(jī)設(shè)計-脫殼機(jī)含15張CAD圖,核桃,脫核機(jī),設(shè)計,脫殼,15,cad 目 錄 1 機(jī)械破殼的意義 2 2核桃的分類 3 2.1.1 類群 3 2.1.1.1 核桃類群 3 2.1.1.2 鐵核桃類群 3 2.1.2 品種群 4 2.1.2.1 品種 4 3 桃破殼取仁機(jī)的機(jī)型研制 5 3. 1 陜西核桃剝殼機(jī)采用定向?qū)Φ稊D切原理剝殼取仁 5 3. 2 山西核桃剝殼機(jī)采用擠搓原理剝殼取仁 6 3. 3 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院、襄樊農(nóng)機(jī)化研究所研制的核桃剝殼機(jī) 6 3. 4 農(nóng)業(yè)大學(xué)史建新老師的6HP一150型核桃破殼機(jī)的設(shè)計 7 3.4.1 6HP一150型核桃破殼機(jī)的特點 8 3. 5農(nóng)業(yè)大學(xué)史建新老師的多輥擠壓式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 9 3.51 結(jié)構(gòu)特點 9 3.52工作原理 9 4 結(jié)論 10 參考文獻(xiàn) 11 核桃破殼機(jī)文獻(xiàn)綜述 【摘要】核桃具有營養(yǎng)很高，不論是在國內(nèi)還是在國外又具有很廣闊的市場空間，人們的需求量還是很大的。核桃的品種不是單一的，而是有多種品種。靠人工破殼很難達(dá)到預(yù)期的要求，這就需要用機(jī)械來實現(xiàn)，用機(jī)械的方法可將核桃分為兩類。然后進(jìn)行探究核桃的總體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行核桃的受力分析，再研制出適合不同品種的核桃破殼機(jī)。以達(dá)到最大限度的提高核桃破殼的總體效率。在主要對國內(nèi)研制大核桃破殼機(jī)中研究各自的原理、特點、缺點，進(jìn)行總結(jié)。之后進(jìn)行核桃的受力分析、結(jié)構(gòu)分析、環(huán)境分析?？偨Y(jié)出核桃的特點，設(shè)計出所需的核桃破殼機(jī)。 關(guān)鍵詞：品種 核桃結(jié)構(gòu) 原理 Machine for breaking walnut shell review 【Title】The walnut has high in nutrients, both at home and abroad and has a broad market space, people demand is very big still. Walnut varieties is not single, but there are several varieties. By artificial rupture of shell is very difficult to achieve the desired requirements, which need to use machinery to achieve, with mechanical method can be divided into two kinds of walnut. Then the overall structure of research of walnut, walnut stress analysis, and developed for different varieties of walnut shell breaking machine. In order to maximize the overall efficiency of breaking walnut shell. In the main on the domestic development of large machine for breaking walnut shell of each principle, characteristics, disadvantages, summary. After the walnut stress analysis, structure analysis, environmental analysis. Summarize the walnut characteristics, design for a machine for breaking walnut shell. Key words： Varieties；Walnut structure；Principle 核桃是世界著名四大干果之一(還有扁桃、腰果、榛子)，它是胡桃屬落葉喬木，在中國栽培有2000年以上的歷史。據(jù)市場預(yù)測，核桃富含脂肪(70%以上)及蛋白質(zhì)(20%)，是高熱能營養(yǎng)食物，又是無膽固醇的綠色保健食品，有著廣闊的國內(nèi)外市場，歷來被稱為“木本油料”、“鐵桿莊稼”，是中國開發(fā)山區(qū)林業(yè)生產(chǎn)的重要經(jīng)濟(jì)樹種。目前，全國25個省、市自治區(qū)都有核桃分布，面積有1000多萬畝，2億多株，以云南、山西、陜西、河北、甘肅、河南、四川、北京、山東、產(chǎn)量最多，約占全國總產(chǎn)量的85%以上，并且是我國傳統(tǒng)出口物資之一。 我國的核桃栽培面積約130萬hm2以上，主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上，核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界4大干果，核桃作為保健食品早已被國內(nèi)外所認(rèn)識。我國核桃總產(chǎn)量約31萬噸，全國人均占有0. 24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn)，如美國人均占有核桃1. 5kg，是我國的6倍。針對核桃加工存在的問題和市場的需求，確定核桃加工工藝，除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外，還可進(jìn)一步深加工。在加工中，存在的問題是核桃脫殼比較困難，主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。 核桃也是我國干果類商品出口之一， 加工和出口的季節(jié)性比較強(qiáng)。核桃取仁在我國歷來靠手工， 一人一天平均僅能砸30斤核桃， 取仁約12斤， 以天津口岸年出口核桃仁5000噸計，僅取仁一項需占用勞力80多萬個勞動日， 而且， 加工和出口的時間正值三秋和農(nóng)田基本建設(shè)大忙季節(jié)， 任務(wù)重， 時間緊， 形成與農(nóng)業(yè)爭勞力的局面， 所以， 實現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化， 對解放勞動力， 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。核桃出口國家較多， 進(jìn)口國家比較集中， 國際市場斗爭十分激烈， 實現(xiàn)核桃加工機(jī)械化， 有利于我們搶時間， 爭速度， 支援外貿(mào)。從經(jīng)濟(jì)上說， 國際市場核桃仁各質(zhì)量等級的差價甚大。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量，增加外匯， 同時大規(guī)模集中加工， 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油，大量的核桃殼是做活性炭的好原料。手工分散加工， 這些碎末都浪費了。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)?、特別是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法，研究實現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。 1 機(jī)械破殼的意義 為了了使堅果食品增值，近年來各國都在加工制造成品方面想辦法。目前整體核桃仁在國際市場上的價格是帶殼核桃的幾十倍，且核桃?guī)け４嫒菀酌範(fàn)€。因此，尋求效率高，質(zhì)量好的脫殼方法，是發(fā)展的必然。我國核桃資源豐富，1993年全國產(chǎn)量達(dá)到21.3萬噸，如何有效去殼，對滿足人們生活需要和換取外匯都有著重要的意義。堅果類破殼問題的研究，如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法，我國對棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究，在理論和實踐方面都做了有些的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。 在我國，如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，我國出口的核桃仁全都是手工砸取，勞動生產(chǎn)率低，且病菌感染指數(shù)高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了桃仁的品質(zhì)，降低了換匯率。在國內(nèi)的市場銷售，對人民不利。 2 核桃的分類 2.1.1 類群 形態(tài)特征和生態(tài)類型具有統(tǒng)一性的品種群稱為類群。我國核桃品種分為核桃類群和鐵核桃累群。通常稱前者為北方核桃，后者為南方核桃。 2.1.1.1 核桃類群 各品種群的核桃外表近似球形。殼表面沿縱徑方向分布著長條溝紋，結(jié)合線下半部平，上半部微隆起，約1~2mm。見下圖。 2.1.1.2 鐵核桃類群 各個種群的核桃外表近似球形，殼表面分布較深的坑點，結(jié)合線寬而隆起約2~3mm。 2.1.2 品種群 核桃殼厚薄，含仁率高低相近似的一些品種稱為品種群。我國核桃品種基本上可劃為四個種群，劃分標(biāo)準(zhǔn)件表1。 2.1.2.1 品種 品種的命名主要是依據(jù)堅果大小形狀、核桃殼表面特性、產(chǎn)品地等。 表1 核桃品種群的劃分標(biāo)準(zhǔn) 品種群 核桃殼厚度 含仁率 橫隔壁 內(nèi)褶壁 取出仁 紙皮核桃 <0.9 >65 退化 退化 全仁 薄殼核桃 1~1.5 50~60 呈膜質(zhì) 退化 半仁 中殼核桃 1.6~2.0 41~49 呈膜質(zhì) 不發(fā)達(dá) 1/4仁 厚殼核桃 >2.1 <41 呈膜質(zhì) 發(fā)達(dá) 碎仁 注：1、橫隔膜是指分隔開兩半仁的十字架式的薄膜。 2、內(nèi)褶壁式指凹凸不平的內(nèi)壁。 從表中可見，紙皮核桃、薄殼核桃和中殼核桃品種群易于用機(jī)械剝殼取仁剝殼比較完整。而厚殼核桃品種群難以剝殼取仁，其原因是橫膈膜成故知，內(nèi)褶壁發(fā)達(dá)，把仁夾嵌在殼里。人工取仁只能用錐子挑出桃仁，機(jī)械只能取碎仁。 圖1 核桃的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （1）綿核桃 指核桃殼厚小于2mm，橫膈膜退化或成膜質(zhì)、革質(zhì)，內(nèi)褶壁退化或不發(fā)達(dá)，可取得1/4或半仁。它包括紙皮、薄殼和中殼核桃品種群。 （2）夾核桃 指核桃殼厚超過2mm，橫膈膜呈骨質(zhì)，內(nèi)褶壁發(fā)達(dá)的厚殼核桃品種群。 目前，綿核桃的總量占全部核桃的80%~90%，隨著無性繁殖的推廣和品種的進(jìn)一步改良，夾核桃的機(jī)械剝殼取仁。 3 桃破殼取仁機(jī)的技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀 到目前為止，國內(nèi)有幾個單位研究核桃剝殼取仁機(jī)理及試驗機(jī)型，各有所長。因此有必要對核桃剝殼取仁方式進(jìn)行研究。現(xiàn)將其原理簡單介紹如下： 3. 1 陜西核桃剝殼機(jī)采用定向?qū)Φ稊D切原理剝殼取仁 由于核桃結(jié)合線截面與兩半仁的結(jié)合面(橫隔膜平面)交叉成90度，殼上溝紋方向與縱徑方向一致。因此，采用兩把刀頭沿縱徑兩端作用(擠壓兼切割)，刀頭形狀見圖2。每把刀頭均勻地鑲?cè)胛鍓K刀片，刀片做成弧形輪廓.以盡可能接觸核桃外殼。擠切的兩刀頭，其刀片相對錯開，使得碎殼瓣小而數(shù)多，有利于殼的完全破裂，提高剝殼質(zhì)量。 圖2 刀頭形狀示意圖 3. 2 山西核桃剝殼機(jī)采用擠搓原理剝殼取仁 擠搓原理剝殼取仁石磙半徑120mm。凹板形狀曲線由圓弧段和直線段聯(lián)接而成，圓弧半徑140mm。直線長度即工作行程為30mm。由于石磙以50r/min轉(zhuǎn)動，凹板固定，核桃本身將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。這樣，核桃不是在一點而是在一條線或一個區(qū)域上受到擠搓作用，有利于殼的完全破裂。（如圖3所示） 1 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 2 凸版 3 石磙 4 喂入斗 5 核桃 圖3 山西古縣核桃剝殼 3. 3 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院、襄樊農(nóng)機(jī)化研究所研制的核桃剝殼機(jī) 核桃剝殼機(jī)原理如圖4。當(dāng)綿核桃喂入到克剝裝置中，齒盤的旋轉(zhuǎn)帶動綿核桃邊旋轉(zhuǎn)邊向里擠入。間距的齒尖不斷地沿著殼表面克壓，使得裂紋不擴(kuò)展部分殼和仁掉離出來。最后殼基本上完全裂，碎殼和仁通過最小間隙向下掉出。 根據(jù)對綿核桃殼、仁擠壓破裂的試驗結(jié)果，對于綿核桃完全破裂所需的變形量一對力為4.017，二對力為2.271，三對力為2.854，一對滾動力為2.862，而殼與仁之間的間隙為0.67—1.86mm，仁不被擠破的擠壓變形量為0.7—1.0 ，因此當(dāng)擠壓變形量大于1.37—2.86mm時，仁將破碎，當(dāng)二對滾動力作用是擠壓變形量小于1.638時，殼不能完全破裂。如按上面的方法取仁，必須將核桃分類，一般以中徑分，每兩毫米為一級，由于核桃不是球體，各方面尺寸有差異，即使是同一方向，同一級中大的有可能仁破，小的有可能不能完全破裂，影響剝殼質(zhì)量和高露仁率。為了保證剝殼質(zhì)量和高露仁率，我們采用了一種全新的結(jié)構(gòu)。 圖4 北農(nóng)機(jī)綿核桃剝殼取仁原理 3. 4 農(nóng)業(yè)大學(xué)史建新老師的6HP一150型核桃破殼機(jī)的設(shè)計 由農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院研制的6HP一150型核桃破殼機(jī)由分級裝置、導(dǎo)向裝置、破殼機(jī)構(gòu)組成(圖5)。 1 料斗 2分級滾筒 3傳動鏈條 4支撐輪 5導(dǎo)向輥 6傳動齒傳動 7弧齒板 擠壓輥 9電機(jī) 圖5 6HP-150核桃破殼機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖 3.4.1 6HP一150型核桃破殼機(jī)的特點 1該機(jī)能依次自動完成分級、導(dǎo)向、破殼，無需人工參與。提高了勞動生產(chǎn)率和降低了生產(chǎn)成本。 2分級采用的是錐型滾筒柵式分級機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)具有功耗低、振動小、可實現(xiàn)無級分級、對工位數(shù)的適應(yīng)性強(qiáng)等特點。 3 破殼裝置果用滾筒-弧齒板式結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)更有利于得到完整的核桃仁。 該機(jī)采用擠壓破殼原理(圖6)，當(dāng)兩對法向集中力作f}I在核桃上時較有利于殼的均勻完全破裂，而多對集中力作用在核桃上因提高了核桃的剛度，降低了內(nèi)力值。核桃反而不易破裂。為了在破殼時能滿足上述原理上的要求，在破殼裝置結(jié)構(gòu)上采用帶有多級凹槽及齒紋的擠壓輥，弧齒板采用雙弧板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)符合“四點加壓”原理，因而有利于殼的完全破裂。 1核桃 2擠壓輥 3弧齒板 圖6 擠壓破簡圖 理想的擠壓破裂過程要求核桃從擠壓開始到破裂結(jié)束至少要轉(zhuǎn)過半周，即要求B≥180。，以保證核桃在整個圓周上都產(chǎn)生裂紋，使殼的破裂全面而均勻?？紤]到核桃在擠壓過程中會出現(xiàn)滑動，通過修正工作弧長L2 的值，使實際擠壓工作角q大于上述理論值，從而確保B≥180。，L2=πdL。其中k為修正系數(shù)，取k=1．2。由于該結(jié)構(gòu)在破殼時保證了核桃在整個圓周上都能產(chǎn)生裂紋，因此該結(jié)構(gòu)有利于殼的完全破裂。 3. 5 農(nóng)業(yè)大學(xué)史建新老師的多輥擠壓式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 3.51 結(jié)構(gòu)特點 該機(jī)主要由機(jī)架、喂料斗、破殼輥、輔助破殼輥( 數(shù)量3~ 5)、擠壓間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、擋板、出料斗、帶傳動、電機(jī)等, 其結(jié)構(gòu)見圖7。破殼輥與輔助破殼輥為破殼機(jī)的主要部件，兩輥構(gòu)成間斷性的擠壓破殼工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到間斷性的擠壓，受擠壓的核桃沒有很快進(jìn)行二次擠壓，核桃仁損傷程度小； 伸進(jìn)喂料斗內(nèi)的輔助破殼輥有助于均勻單層喂料；當(dāng)兩輥以一定速度相對旋轉(zhuǎn)， 工作時核桃受力方向一致，不會造成核桃的兩半破裂，擠壓間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可改變擠壓破殼工作區(qū)的大小，以適應(yīng)不同大小的核桃。 1輔助破殼輥 2擋板 3破殼棍 4機(jī)架 5帶傳動 6電機(jī) 7出料斗 8擠壓間距調(diào)整機(jī)構(gòu) 9喂料斗 圖7多輥擠壓式核桃破殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 3.52 工作原理 破殼輥與輔助破殼輥形成由大到小間斷性的多工位擠壓破殼工作區(qū)，當(dāng)兩輥以一定速度相對旋轉(zhuǎn)時，伸進(jìn)喂料斗內(nèi)的輔助破殼輥帶動料斗內(nèi)的核桃均勻的單層進(jìn)入擠壓破殼工作區(qū)，由于該區(qū)大于核桃橫徑，核桃沒有受到擠壓；此時破殼輥帶動核桃做勻速轉(zhuǎn)動和均勻平動到下一工作區(qū)，核桃在該區(qū)受到微量擠壓，被擠壓的核桃由破殼輥再次帶動到下一工作區(qū)，如此循環(huán)往復(fù), 被擠壓程度逐漸加深，當(dāng)核桃被擠壓到核桃殼最大擠壓變形量￡max 時，核桃破裂，破裂的核桃從出料口排出。 4 結(jié)論 核桃的品種、結(jié)構(gòu)各不一樣，在進(jìn)行一些核桃破殼機(jī)的研究之后會發(fā)現(xiàn)有很多種不同的方法，有的方法雖然很好，但是還是存在一些缺點，可以再次基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，并且參照這些設(shè)計自己也會有一個方向，沿著這個方向設(shè)計一個核桃破殼機(jī)。 的天氣條件造就了的核桃品質(zhì)還是比較好的，如果再加上有一個效率很高的核桃破殼機(jī)，會有很大的商業(yè)價值。的核桃也有些不同于其他地方的核桃，這也是由于特殊的地理條件。所以要在已有的核桃破殼機(jī)基礎(chǔ)上吸收各自的特點，設(shè)計一個社和的核桃破殼機(jī)。 參考文獻(xiàn) [1]董遠(yuǎn)德、史建新、喬園園。核桃不同破殼方式的破殼取仁效果[J]。農(nóng)產(chǎn)品加工􀀂 學(xué)刊，2007(9)：4-5。 [2]催建云。食品加工機(jī)械與設(shè)備[M]，北京：中國輕工業(yè)出版社，2004。 [3]王高平。一種新型核桃加工設(shè)備的研究[J]。南方農(nóng)機(jī)，2002，2(2)：29-32。 [4]沈再春。農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M]。北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002。 [5]史建新，辛動軍。國內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問題探討[J]。農(nóng)機(jī)化，2001(6)：29-34。 12