2598 對輥窩眼式核桃破殼機的設計

2598 對輥窩眼式核桃破殼機的設計,對于,輥窩眼式,核桃,破殼機,設計 12 屆畢業(yè)論文對輥窩眼式核桃破殼機的設計設計說明書學生姓名 談向明 學 號 8031208129 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 蘭海鵬 日 期 2012.06 塔里木大學教務處制前 言核桃是林果業(yè)中最具市場競爭力的特色果品，也是近年來南疆林果業(yè)中發(fā)展速度最快的樹種。隨著核桃產量的日益增加，市場上對核桃深加工產品的需求也越來越迫切，將核桃破殼后深加工不僅可以增加核桃的附加值，而且還能帶動整個核桃產業(yè)的發(fā)展。核桃破殼是核桃深加工中必須首先解決的重要工序。核桃是主要的名特優(yōu)林果樹種之一，種植歷史悠久，種質資源豐富。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的貫徹落實，自治區(qū)將農業(yè)產業(yè)結構調整的著力點，放在提高農產品的質量、效益和產品競爭力上，將林果業(yè)作為農業(yè)增效、農村經濟發(fā)展、農民增收的支柱產業(yè)培育，使核桃生產向著基地化、規(guī)?；a業(yè)化方向發(fā)展。核桃是林果業(yè)中最具市場競爭力的特色果品，也是近年來南疆林果業(yè)中發(fā)展速度最快的樹種。據統(tǒng)計，2009 年全疆核桃種植面積已達 300 萬畝，比 2000 年（40 萬畝）增加了 260 萬畝，平均每年增加 24.5 萬畝核桃面積。約占全疆林果業(yè)總面積（1600 萬畝）的近五分之一，約占全國核桃栽培總面積(3000 萬畝)的十分之一，為第二大果樹。全疆 300 萬畝核桃，其中投產面積約 100 萬畝，年產核桃堅果 8 萬噸，總產值約 20 億元。核桃年產值位于自治區(qū)干、堅果樹種之首，僅次于葡萄、杏，名列全疆林果樹種年產值第三位。但是我們不能只靠賣原料來增收，而要走農產品深加工，一是取仁或取仁后加工飲料等，二是制油來提高核桃的附加值使農民增收。核桃破殼取仁是核桃深加工的第一步，必須首先解決。破殼后的核桃殼有著廣泛的用途，它可以制成活性碳、過濾器中的濾料、堵漏材料等等。核桃破殼取仁將大大提高核桃的附加值。目 錄1 緒論 ........................................................................................................................................11.1 選題的目的和意義 ..............................................................................................................................11.2 本課題所涉及的問題及國內（外）研究現狀及分析 ......................................................................12.設計方案的選擇 ...................................................................................................................22.1 研究方案的確定 ..................................................................................................................................22.2 核桃進料口的設計 ..............................................................................................................................32.3 核桃破殼部分的設計 ..........................................................................................................................32.4 軸的設計 ..............................................................................................................................................42.4.1 軸的設計 .......................................................................................................................................42.4.2 軸的校核 .......................................................................................................................................52.4.3 軸系零件的定位 ...........................................................................................................................62.5 軸承的選擇 .........................................................................................................................................72.6 鍵聯結的選擇與校核 .........................................................................................................................82.6.1 鍵的選擇 .......................................................................................................................................82.6.2 校核鍵聯接的強度 .......................................................................................................................82.7 軸承端蓋的設計 ..................................................................................................................................83 帶輪的選擇 ............................................................................................................................93.1 帶輪的結構設計 ..................................................................................................................................94 電動機的選擇 ........................................................................................................................95 電機的尺寸及安裝 ..............................................................................................................105.1 電機的安裝 ........................................................................................................................................105.2 電機的調整 ........................................................................................................................................106 固定支撐部分的設計 .........................................................................................................106.1 機架的設計 ........................................................................................................................................107.裝配質量 .............................................................................................................................118.總結 .....................................................................................................................................11塔里木大學畢業(yè)設計11 緒論1.1選題的目的和意義近年來，隨著經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，核桃的價值與功能進一步被世人認識和重視，國內外市場對核桃及其加工品的需求量日益增長。旺盛的國內外市場需求為我國核桃產業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，也對我國核桃產品加工及質量安全提出了更高的要求。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、核仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需要進行核仁分離，鑒于核仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以核仁分離也有相當難度。這是目前核桃破殼技術方面存在的主要問題 [1]。解決以上難度的方法就是將破殼取仁分解為分級、導向、擠壓破殼（多點）、核仁分離四部分，逐一加以解決。國外的核桃加工業(yè)已經相當成熟，并且形成了一定的規(guī)模。在美國、澳大利亞等發(fā)達國家，核桃的采收、脫青皮、清洗、烘干以及破殼和殼仁分離等工序已完全實現 J，機械化。我國核桃采后處理技術比較落后，在核桃脫青皮、破殼、殼仁分離等加工關鍵環(huán)節(jié)和設備成套性方面處于空白，嚴重制約了核桃油、核桃蛋白粉和核桃果汁等產品的精深加工。為提高我國核桃產業(yè)化加工技術水平，實現核桃生產的商品化，分析研究國外先進的核桃加工技術，摸索出了美國核桃加工工藝和生產線流程，結合我國核桃生產實際情況，設計出適合我國的核桃加工工藝和成套設備，是我們面臨的主要問題，也是研究核桃破殼的意義所在。1.2本課題所涉及的問題及國內（外）研究現狀及分析國外研究現狀及分析目前，核桃年產量在 20 萬 t 以上的國家僅有中國和美國。中美兩國的核桃產量占世界核桃總產量的 50％左右，而最有代表性、生產水平最高和市場占有份額最大的當數美國。在美國、澳大利亞以及歐洲等發(fā)達國家，核桃絕大部分都經過機械化生產線進行商品化處理。采收通過機械振蕩器將核桃果實振落到地面上，再由機械將果實收集起來，運到加工廠進行脫青皮、漂洗、烘干和帶殼包裝等處理。核桃仁加工也全部機械化，通過破殼機破殼，機械、氣流分選機進行殼仁分離，然后用分色機將果仁分為深色和淺色 [2]，再分為全仁和碎仁不同大小等級，最后分別包裝銷售。目前核桃生產國中最有代表性、生產水平最高、市場占有份額最大的當數美國。美國可謂核桃生產上年輕而又強大的王國。美國核桃采收的機械化程度很高，先是噴灑乙烯利(一種果實催熟藥劑)，然后用振落機采收，再用脫青皮機脫皮，用清洗機清洗，用烘干機烘干、利用冷庫進行干燥處理和貯藏。如加工果仁，采用破殼機破殼，通過氣流分選機進行殼仁分離，然后用分色機將果仁分為深色和淺色，再分出全仁和碎仁，最后分別稱重包裝銷售。國外早在 20 世紀 60 年代初，就著手研制堅果剝殼機具，至 80 年代初，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果剝殼機，如夏威夷果剝殼機、杏仁剝殼機等。經過數十年的發(fā)展，堅果剝殼機具已日趨成熟，目前，正朝著機電一體化方向發(fā)展。由于美國的主栽品種只有強特勒、哈特利、希爾、維納、土萊爾、豪沃迪這 6 個，其品質優(yōu)良，規(guī)格劃一，有利于機械化破殼，因此核桃破殼機在美國發(fā)展較早。主要的核桃破殼機類型有 [3]：①Larry H. Hemry 研制的專利號為 6098530 機械式核桃破殼機。該機的主要結構由機架、料斗、可調節(jié)定位板、破碎裝置、傳動機構以及動力所組成。機械式核桃破殼機通過調節(jié)可調節(jié)定位板和破碎裝置間的間隙能夠適應各類堅果的破殼。②Kenneth R. Evans 研制的專利號為 4201126 核桃破殼機。該機主要由喂料斗、輸送裝置、破殼裝置和出料口等組成。工作時，由輸送裝置把待破殼的核桃從料箱運送到破殼裝置，然后對其進行破殼。③Clarence Lloyd Warmack 和 Barry Shawn Warmack 等研制的專利號為 6516714 核桃破殼機。該機主要由機架、箱體、滾筒、旋轉破殼裝置和出料口等組成。該機可以成功有效地擊打核桃將其殼仁分離。④John W. Brazil 發(fā)明的專利號為 4255855 核桃鉗。該鉗由把手、可調柱塞、夾頭、底座和固定套等組成。使用時，將核桃放置在底座上，然后通過操塔里木大學畢業(yè)設計2縱把手推動可調柱塞在固定套內滑動，可調柱塞伸出從而使夾頭將核桃推到剛性砧底座上把核桃夾緊并破殼。⑤Michael P.Filice，Robert Lemos 和 Robert P.Baker 等研制的專利號為 5325769 核桃破殼機。該機主要由機架、喂料斗、輸送裝置、擊打裝置和傳動裝置等組成。工作時，料箱中的核桃由輸送裝置逐一運送到擊打裝置，然后由凸輪控制擊打打頭將核桃殼打破使其殼仁分離。國內研究現狀及分析我國堅果剝殼機具發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展，在一些生產應用的機具中，存 如下幾個突出的問題，因而，難以推廣應用 [4]。(1)剝殼率低。不少剝殼機漏剝或剝殼不完全，果仁去凈率不高，有些剝殼機剝殼率只有50%。這是堅果剝殼機推廣使用的最大障礙。(2)損失率高。由于參數選擇不合理，造成剝殼不完全現象嚴重，碎仁夾帶在碎殼中難以回收而被棄除。有些機具果仁損失率高達 20%。(3)果仁完整性差。有些機具的設計，為了減少漏剝或剝殼不完全現象，一味追求剝殼率的提高，導致高的破碎率，從而降低了產品的商品價值。(4)通用性差。一般剝殼機僅能用于某一品種堅果的剝殼作業(yè)，對于不同品種的堅果，不能通過更換主要零部件來實現一機多用。(5)機具性能不穩(wěn)定，適應性差。為某類堅果專門開發(fā)的專用機型，在該堅果品種、大小規(guī)格、外殼形狀和含水量等因素出現變化時，剝殼機具剝殼性能就變差。(6)作業(yè)成本偏高。我國堅果剝殼機具尚未形成規(guī)模和系列，多數是單機制造，制造的工藝水平低、成本高、也因為通用性差，不能一機多用，使得生產企業(yè)設備配置的成本高，致使加工堅果的作業(yè)成本增加。目前，核桃破殼取仁方法有離心碰撞式破殼法、化學腐蝕法、真空破殼取仁法、超聲波破殼法和定間隙擠壓破殼法。離心碰撞方法碎仁太多，所以應用很少；化學腐蝕方法由于在實際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還會對環(huán)境造成污染；真空破殼和超聲波破殼方法設備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；定間隙擠壓破殼方法值得探索。核桃破殼裝置是核桃破殼取仁機的核心裝置。機械剝殼常用方法有借助粗糙表面碾搓作用的碾搓剝殼、借助撞擊作用撞擊剝殼、利用剪切作用的剪切剝殼和利用成對軋輥擠壓作用的擠壓剝殼。常見的破殼裝置有圓盤剝殼裝置、齒輥剝殼裝置、離心剝殼裝置、錘擊式剝殼裝置、軋輥式剝殼裝置、對輥窩眼式開口裝置、沖壓式破殼裝置、核桃鋸口破殼裝置、核桃破殼挖核裝置及平板擠壓式破殼裝置。由于核桃品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進行殼仁分離，鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分級、導向、擠壓破殼(多點)、殼仁分離四部分，逐一加以解決 [5]。本課題重點研究核桃破殼機的破殼部分，以改善現存的剝殼率低、損失率高、果仁完整性差、通用性差、機具性能不穩(wěn)定、適應性差、作業(yè)成本偏高等問題。2.設計方案的選擇2.1研究方案的確定通過查閱大量文獻資料，以及在指導老師的幫助下，確定了整個設計的大體思路。整個裝配圖由進料口、機架、擠壓裝置、傳動部分、電動機等組成。核桃由入料口進入擠壓輥破殼。其結構如圖 2-1 所示塔里木大學畢業(yè)設計3圖 2-1 核桃破殼機的結構示意圖2.2核桃進料口的設計核桃進料口是一個錐形裝置，口大底小，底的大小剛好能通過分選好的一排核桃。核桃通過此裝置剛好掉入擠壓輥中進行破殼。圖 2-2 進料口示意圖2.3核桃破殼部分的設計其結構示意圖如圖 2-3 所示：圖 2-3 核桃破殼機破殼部分的結構示意圖塔里木大學畢業(yè)設計4桃仁選取直徑為 30mm 的核桃為原料。因此本機使用于徑粒為 30mm 的核桃開口。根究實驗，要使核桃開口，其擠壓變形量△h=4mm。若△h＞4mm，則開口率降低；若△h＜4mm，則破碎率增加。圖 2-4 為核桃受輥擠壓時的狀態(tài)。D 為圓柱擠壓輥的外徑，D 0為窩底包絡線的直徑。為便于計算，將擠壓情況簡化為圖 2-3（a） （b） 。d 0為核桃的的原始直徑，d 1為擠壓時的尺寸。△h= d0- d1=4mm。α 為導入角。根據資料 [6]，要能夠正常導入進行擠壓，必須滿足 α＜ψ。其中 ψ 味核桃與加壓滾間的摩擦角。由幾何關系知?cos1h0???若用摩擦角表示則為?s0?D根據實驗，核桃與擠壓輥間的摩擦角約為 12°。由此可知，D 0>183mm，D>183mm+45=228mm，取 D=250mm。對輥中心距 A=250mm。圖 2-4（a） （b）核桃的擠壓原理簡圖2.4軸的設計2.4.1軸的設計設計軸長為 1143mm，分為 5 段。其結構示意圖如下所示塔里木大學畢業(yè)設計5圖 2-5 傳動軸結構示意圖第一段軸與皮帶輪以及軸承連接，其直徑為 25mm；第二段軸用來裝齒輪的，還需要設計一個軸肩，用來固定軸承：第三段是偏心軸，其基準直徑為 36mm，偏心距為 5mm。軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜 [7]，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設計采用 45 號剛作為軸的材料。調制處理。第三段軸軸表面淬火，增加其表面的耐磨性能。2.4.2軸的校核經過分析，主軸軸的受力最大，而且軸的周向受力是主要的，因此，對該軸進行扭矩校核。軸的結構見圖 2-4主軸轉速根據公式21hgt?（2—1）其中 h 為板的高度 0.6m，g 為 10m/s2 t 為時間得時間 t 約為 0.35s取 t 為 0.4s既得主軸 0.4s 轉一圈所以主軸轉速至少為 150r/min取其整數倍軸的扭矩計算電動機輸出轉矩：T = = （2—2）dmdnp950Nm93.5074??式中： 為電動機額定功率， 為電動機轉速dp主軸輸入轉矩：（2—3）12350.91.230.98745.9dTi Nm???????為皮帶輪的傳動效率根據設計指導書參考初選1 .1??塔里木大學畢業(yè)設計6為軸承的傳動效率初選?2 98.03??為鏈輪的傳動效率初選3 64根據要求，軸要滿足下列條軸的強度條件：（2—][053.2.0974.533 ?? ????MPadWT4）式中： 為軸的切應力，MPa;T 為轉矩，N.mm; 為抗扭截面系數， ; 為許用扭切應? T3m][?力，MPa.表 2—1 常用材料的 值和 C 值][?軸的材料 Q235，20 35 45 40Cr，35SiMnMPa/][?12-20 20-30 30-40 40-52C 160-135 135-118 118-107 107-98該軸的材料為 45 號鋼，則滿足強度條件，軸是安全的軸傳遞的轉矩（2—5）mNdFT.952013.1540231 ????（2—6）T .8.2?軸的剛度計算（2—7）][20.3510.8947.3244 ???? ?????radGlIlP式中：T 為轉矩； 為受轉矩作用的長度， mm;G 為材料的切變模量，MPa;d 為軸徑，mm;l為軸截面的極慣性距。 ， ，故軸是安全的 [8]。PI 1][??][2.4.3軸系零件的定位(1)軸向定位為了防止軸上零件發(fā)生沿軸向的移動，必須對其進行定位，來保證齒輪的正確嚙合，根據軸上零件的的安裝要求和對軸的結要求，要選擇不同的定位方式，常用的定位方式主要有軸肩定位、套筒定位、軸端擋圈和彈性擋圈，軸間定位方式在本設計中有用到，具體的結構和參數見零件圖和明細表。(2)周向定位鍵主要是為了實現軸上零件的周向定位來傳遞轉距，鍵的形式用多種，因此要根據不同的要求來選擇不同型號的鍵，根據傳動的要求，本設計全部采用圓頭普通平鍵（A 型） ，它的兩個側面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點是定心性好、拆裝方便。塔里木大學畢業(yè)設計72.5 軸承的選擇主軸通過粉碎室內腔，其兩端由軸承固定在機架上。根據軸受力和軸徑的不同， ，本設計選用的軸承是：深溝球軸承 已知此處軸徑 ，所以選內徑為 35mm 的軸承，在機械設計手冊中選擇深溝球軸承；md35?查表 6-1，選擇型號為 6007 GB/T276—94 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內徑也md25?為 25mm 的軸承，選擇型號 61805 GB/T276—94 的軸承。所選的軸承基本參數如下：軸承內徑： d=35mmD=72mmB=17mm基本額定動載荷：C =19.8KNr基本額定靜載荷：C =13.5KNr0軸承內徑： d=25mmD=52mmB=15mm基本額定動載荷：C =10.8KNr基本額定靜載荷：C =6.95KNr0滾動軸承的壽命計算：??3/10,3,106磙 子 軸 承球 軸 承壽 命 指 數基 本 額 定 壽 命當 量 負 荷常 數 ?????? rLP???軸 向 力負 荷 系 數受 純 軸 向 負 荷 的 軸 承受 純 徑 向 負 荷 的 軸 承溫 度 系 數 ，?????????????????????AffPRfYAXCf hcncnLppptH8.12120676060.5860rC19.0??塔里木大學畢業(yè)設計8????, 31, 36.7460852.3172.51782.2.317 4.6045.01ChPnLNYRXfhp??????????????????????2.6 鍵聯結的選擇與校核2.6.1鍵的選擇根據軸的直徑的不同，應該選擇不同型號的鍵，另外，鍵的長度也有一系列的標準，應該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說明書中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第一段和第二段。第一段的直徑為 25mm。從機械設計手冊表中查得鍵的截面尺寸為：寬度 ，高度 。mb8?h5?2.6.2校核鍵聯接的強度 ???cpckldT???1032MPa136.9035241. ???M—傳遞的轉矩（N.M）d—軸的直徑（mm）l—鍵的工作長度（mm）;A 型，l=L－bk—鍵與輪轂的接觸高度（mm）;k=h－t，h 為鍵的高度，b—鍵的寬度（mm）t—切向鍵工作面寬度（mm）—鍵的許用切應力（MPa）c?—鍵連接的許用擠壓應力，/ MPap可見聯接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。2.7軸承端蓋的設計所選軸承外徑為 62mm，在 45-65 的范圍內，所以選擇螺釘直徑 d =6mm，螺釘數 4 個3md7130??Dm765.2.3??90210)~1(4???mdD5637305 ??2)2(6塔里木大學畢業(yè)設計9mde2.7.13??b=5～10 b 取 5mmh=（0.8~1）b=8mm3 帶輪的選擇帶輪是依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦傳動的，它可以吸收和緩沖振動，結構簡單，成本低廉。3.1帶輪的結構設計小帶輪的材料選擇 HT150，由小帶輪的基準直徑 =40mm<2.5d=2.5×20=50mm，因此小帶輪1d可采用實心式；由機械設計第八版表 8—10 得 Y 型槽的結構尺寸bd=5.3mm，h a=1.6mm，e=8mm，Z=2，d a=dd+2ha=40+2×1.6=43.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。圖 3-1 小帶輪結構大帶輪的材料選擇 HT150，由大帶輪的基準直徑 =100mm<2.5d=2.5×24=60mm，因此大2d帶輪可采用腹板式，由機械設計第八版表 8—10 得 Y 型槽的結構尺bd=5.3mm，h a=1.6mm，e=8mm，Z=2，d a=dd+2ha=100+2×1.6=103.2mm，B=(Z—1)e×2f=(2—1)×8+2×6=20mm。4 電動機的選擇進過多方查閱資料，確定偏心軸轉速為 300r/min，所需功率為 3KW，符合這一范圍的同步轉速為：查機械設計文獻３第 155 頁表 12-1 可知, , min750ri1rmin50r塔里木大學畢業(yè)設計10根據容量和轉速，由設計手冊查出的電動機型號，因此有以下三種傳動比選擇方案，如下表4—1表 4—1 電動機的類型方方案電動機型號額定功率 kw同步轉速 minr滿載轉速 inr電動機質量 kg參考價格傳動裝置傳動比1Y-160M1-8 4 750 720 118 5.00 10.212Y132M1-6 4 1000 960 73 3.48 13.613Y112M-4 4 1500 1440 43 2.22 20.42①本參考價格為 4 極，同步轉速為 750r\min，功率為 4kw 的電動機價格為 1 計算，表中數值為相對值，僅供參考。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，質量，價格以及傳動比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動機的型號是 Y-160M1-8。5 電機的尺寸及安裝5.1電機的安裝電機選定后，可根據其安裝尺寸設計機架及調節(jié)裝置，考慮到 V 帶傳動運轉一段時間以后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應定期檢查帶的松弛程度，做相應的調整。設計采用定期張緊裝置，通過人為定期改變中心距的方法來調節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。將電機安放在角鐵上，通過調節(jié)螺栓來改變中心距， 使 V 帶保持張緊狀態(tài)，將效率損失降到最低。電動機的安裝尺寸見表 4-2 該電動機的主要外型和安裝尺寸如下表 5—1：表 5—1 電動機主要外形尺寸其主要外形安裝尺寸如圖 5-1圖 5-1 電動機主要外形安裝尺寸5.2電機的調整電機底座安放在 的等邊角鋼的平面上，角鐵通過四根 的全螺線螺栓固定在總30?12m?機架上，定期檢查帶的松緊程度，如果需要調整中心距，可通過調節(jié)四根螺栓上鎖緊螺母的位置來實現。這樣有效的防止了帶的打滑，減小了機械效率損失。使電機功率得到合理應用。6 固定支撐部分的設計6.1機架的設計機架采用角鐵焊接而成，根據需要選擇熱軋槽鋼（GB/T707-1988） ?；境叽缫姳?6-1中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸112 38×265×190 190×140 12 28×60 8塔里木大學畢業(yè)設計11表 6-1 槽鋼尺寸尺寸/mm槽鋼號數 b h d t r r18 43 80 5.0 8.0 8.0 4.06.2 軸承座的安放由于軸承座為標準件，在選定軸承后，查手冊可知軸承座的安裝尺寸，見表 6-2表 6-2 滾動軸承座安裝尺寸型號 A1 L J S N1 N 質量/（kg）SN205 46 165 130 M12 15 20 1.37.裝配質量（1）整機零部件完整，無缺件，安裝方便；（2）運動件操作靈活，無有卡死、磕碰現象；（3）非運動件無明顯偏移、翹曲等現象；（4）緊固件緊固可靠；（5）電動機、帶輪、鏈輪安裝牢固、可靠。8.總結通過此次設計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。我所選設計題目是“平板擠壓式核桃破殼機的設計”，之所以選擇這個題目，是因為我對這個課題比較的感興趣。在我的生活里，核桃破殼主要是在門縫里夾碎，這樣力道不容易把握，不是夾得太碎就是破裂程度很小，同時對門也造成了一定程度的破壞。因此，就想設計一款既省力又快速且破殼完整的機械。經過查找資料和老師的指導，以及上網搜集更多的相關學術論文、核心期刊、書籍等，終于對核桃破殼機有了一定得了解，心里有了大體的思路。最終確定的核桃破殼機有平板擠壓式破殼機。對于這一破殼機械有以下的結論：（1）通過對核桃物理機械特性的測定和內力分析，提出了剝殼取仁原理破裂核桃殼，并研制了入料裝置 ，使得核桃成排狀向下落，有利于擠壓，有利于裂紋的產生與擴展，提高剝殼性能。（2） 設備結構參數：定板和破板一樣大其尺寸為長 600mm，寬 400mm。間距 L 和最小間隙 s根據核桃尺寸等級在理論最佳值附近加以選擇。最佳運動參數：偏心軸轉速 300 r／min，以每個核桃 10g 計，則最大生產率為 18Okg/h。塔里木大學畢業(yè)設計12致 謝在這次畢業(yè)設計的過程中，我學到了很多，許多人也幫助了我。首先我要感謝我的指導老師蘭海鵬老師，是他不停的督促我，在設計過程中不斷的糾正我的錯誤，使我學會了許多東西，尤其是想問題和解決問題的思路，對我以后有很大的幫助。還有我的同學，隨時都會幫助我，這次最大收獲是掌握了 Autocad 制圖。謝謝他們幫助了我，使我順利的完成畢業(yè)設計。塔里木大學畢業(yè)設計13參考文獻[1]張玉先，張仲欣，謝秀英等.甘薯粉絲加工成套設備的設計[J].洛陽工學院學報，1998，19(2)：71～75.[2]張玲，楊戰(zhàn)勝，蘇澎.蔬菜紙形食品滾筒干燥成形及料漿調配[J].洛陽工學院學報，1999，20（2）：1～5.[3]陸振羲等.食品機械原理與設計[J].北京:中國輕工業(yè)出版社，1995.5：14～18.[4]李興國等.食品機械學[M]，上冊.成都:川教育出版社，1996.[5]楊軍，梁勤安.6BxH～800 核桃青皮剝離.清洗機[J]農機化，200l(5)28：7～9.[6]李忠新，楊軍，楊莉玲，等.核桃破殼取仁工藝及關鍵設備[J].農機化研究，2008(12):28～29.[7]郭從善.核桃及其加工與利用[J].糧油食品科技，1999(5):24～26.[8]張木林，王瑋.1MS-800 型塑料殘膜回收機的研究[J].農牧與食品機械，1992(2):68～71.對輥窩眼式核桃破殼機的設計,姓名：談向明 專業(yè)：農業(yè)機械化及其自動化 學院：機械電氣化工程學院 指導老師：蘭海鵬,前言,近年來，隨著經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，核桃的價值與功能進一步被世人認識和重視，國內外市場對核桃及其加工品的需求量日益增長。旺盛的國內外市場需求為我國核桃產業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，也對我國核桃產品加工及質量安全提出了更高的要求。,目前存在的問題,由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、核仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需要進行核仁分離，鑒于核仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以核仁分離也有相當難度。這是目前核桃破殼技術方面存在的主要問題,國內外研究現狀及分析,我國堅果破殼機具發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展，在一些生產應用的機具中存在如下幾個問題 （1）破殼率低 （2）果仁完整性差 （3）通用性差 （4）損失率搞 （5）機具性能不穩(wěn)定，適應性差,目前核桃破殼的幾種方法的利弊,目前，核桃破殼取仁方法有離心碰撞式破殼法、化學腐蝕法、真空破殼取仁法、超聲波破殼法和定間隙擠壓破殼法。離心碰撞方法碎仁太多，所以應用很少；化學腐蝕方法由于在實際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還會對環(huán)境造成污染；真空破殼和超聲波破殼方法設備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；定間隙擠壓破殼方法值得探索。核桃破殼裝置是核桃破殼取仁機的核心裝置。機械剝殼常用方法有借助粗糙表面碾搓作用的碾搓剝殼、借助撞擊作用撞擊剝殼、利用剪切作用的剪切剝殼和利用成對軋輥擠壓作用的擠壓剝殼。常見的破殼裝置有圓盤剝殼裝置、齒輥剝殼裝置、離心剝殼裝置、錘擊式剝殼裝置、軋輥式剝殼裝置、對輥窩眼式開口裝置、沖壓式破殼裝置、核桃鋸口破殼裝置、核桃破殼挖核裝置及平板擠壓式破殼裝置。由于核桃品種繁雜、尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進行殼仁分離,鑒于殼仁密度相差不大(約為0．4g/cm )，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分級、導向、擠壓破殼(多點)、殼仁分離四部分，逐一加以解決。,方案的選取,針對核桃破殼過程中的各種問題，同過查閱資料以及對以上各種核桃破殼機的了解。確定選用對輥窩眼式核桃破殼機進行設計和研究。,可行性分析,對輥窩眼式核桃破殼機已經是一種成熟的核桃破殼機，所以在大的方向上沒問題。由于本人水平有限所以沒有加核桃分級裝置，直接用分選好的核桃進行擠壓破殼。大大降低了設計難度，使的設計能夠順利進行。,設計方案,分選好的核桃從進料口喂入，由于進料口上寬下窄，窄的部分剛好能通過一排直徑為30mm左右的核桃進入擠壓輥。電機通過帶傳動帶動擠壓輥轉動進行破殼，破殼后的核桃掉入出料槽從出料口送出。,基本構架,核心部件,核心部件的設計,核心部件是擠壓輥，它的表面分布著很多核桃大小的窩眼。窩眼的加工是一項很復雜的工作，工藝要求很高，所以我們可以借工程師設計好的輥拿過來用。,設計的總體評價,本課題為繞核桃破殼，簡單介紹了對輥窩眼式核桃破殼機的工作原理和過程。本課題整體簡單明了，設備在實際操作中也很簡單方便，并且效率很高。在核桃破殼過程中壓碎的情況較少。缺點是小尺寸的核桃容易漏掉破殼不徹底。,,感謝各位老師的批評和指正,塔里木大學畢業(yè)論文（設計）開題報告課題名稱對輥窩眼式式核桃破殼機的設計 學生姓名 譚向明 學 號 8031208129 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 蘭海鵬 起止時間 2011-12-1----2012-5-20 機械電氣化工程學院教務辦制 1、本課題的來源及研究的目的和意義近年來，隨著經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，核桃的價值與功能進一步被世人認識和重視，國內外市場對核桃及其加工品的需求量日益增長。旺盛的國內外市場需求為我國核桃產業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，也對我國核桃產品加工及質量安全提出了更高的要求。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、核仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需要進行核仁分離，鑒于核仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以核仁分離也有相當難度。這是目前核桃破殼技術方面存在的主要問題。解決以上難度的方法就是將破殼取仁分解為分級、導向、擠壓破殼（多點）、核仁分離四部分，逐一加以解決。國外的核桃加工業(yè)已經相當成熟，并且形成了一定的規(guī)模。在美國、澳大利亞等發(fā)達國家，核桃的采收、脫青皮、清洗、烘干以及破殼和殼仁分離等工序已完全實現 J，機械化。我國核桃采后處理技術比較落后，在核桃脫青皮、破殼、殼仁分離等加工關鍵環(huán)節(jié)和設備成套性方面處于空白，嚴重制約了核桃油、核桃蛋白粉和核桃果汁等產品的精深加工。為提高我國核桃產業(yè)化加工技術水平，實現核桃生產的商品化，分析研究國外先進的核桃加工技術，摸索出了美國核桃加工工藝和生產線流程，結合我國核桃生產實際情況，設計出適合我國的核桃加工工藝和成套設備，是我們面臨的主要問題，也是研究核桃破殼的意義所在。2、本課題所涉及的問題在國內（外）研究現狀及分析；目前，核桃年產量在 20 萬 t 以上的國家僅有中國和美國。中美兩國的核桃產量占世界核桃總產量的 50％左右，而最有代表性、生產水平最高和市場占有份額最大的當數美國。在美國、澳大利亞以及歐洲等發(fā)達國家，核桃絕大部分都經過機械化生產線進行商品化處理。采收通過機械振蕩器將核桃果實振落到地面上，再由機械將果實收集起來，運到加工廠進行脫青皮、漂洗、烘干和帶殼包裝等處理。核桃仁加工也全部機械化，通過破殼機破殼，機械、氣流分選機進行殼仁分離，然后用分色機將果仁分為深色和淺色，再分為全仁和碎仁不同大小等級，最后分別包裝銷售。我國的核桃產品加工起步較晚，相應的加工規(guī)模小，技術水平低，遠遠落后于核桃生產發(fā)達國家。生產中采用人工敲打、去青皮、清洗和自然晾干干燥，核桃破殼取仁采用冷水浸泡、人工砸取的方式，大大降低了核桃和果仁加工質量等級，且形不成規(guī)模生產。目前，我國有關科研和生產單位根據核桃生產的實際，研制出一些小型核桃采后商品化處理機械，如農業(yè)科學院、河北興隆縣林業(yè)局研制的脫核桃青皮及清洗機，云南大理、楚雄研制的小型烘干機等，已在生產中初步應用。這些加工都形不成規(guī)模效益，產品質量也得不到保證，許多關鍵技術和設備還有待進一現在核桃品種多，只能制造出適合大多數品種的適應，對輥窩眼式式破殼法，研究很有意義，符合現階段的需要，適宜大產量的生產，進一步深加工。目前，雖然我國已研制開發(fā)出了一些堅果破殼機械，但是核桃破殼機的發(fā)展相當緩慢，并且能進行批量生產的成熟機型不多，遠不能滿足實際生產需要。具有代表性的核桃破殼機主要有：①農業(yè)大學史建新、喬園園、董遠德等研究人員研制的新型核桃破殼機。該新型核桃破殼機結構簡單、破殼效率高，能實現核桃的機械化破殼取仁 [9]3、對課題所涉及的任務要求及實現預期目標的可行性分析；（1）任務要求對輥窩眼式核桃開口機主要由進料斗錐輥式分級裝置對輥窩眼式開裝置出料滑板機架和傳動系統(tǒng)等組成 ，如圖； 所示 錐輥式分級裝置為一對錐形輥 ，錐形輥大端與大端相對， 小端與小端相對 進料斗對準錐形輥， 的大端 這樣由兩錐形輥所形成的間隙由小逐漸變大， 對輥窩眼式開裝置為一對直徑相同的圓柱形擠壓輥 其上帶有窩眼 ，與錐輥式分級裝置小間隙端所對應，的窩眼深度小，與大間隙端所對應的窩眼深度大 ，兩輥上的窩眼配合對核桃 ，實施擠壓開錐輥式分級裝置上 ，的核桃進行分級時，不應受擠壓 所以一對錐形輥應相開轉動，對輥窩眼式開 裝置要對落在其窩眼內的核桃實施擠壓開所以一對圓柱形擠壓輥應相對轉動（2）可行性分析對輥窩眼式核桃破殼機已經是比較成熟的裝置，但是在設計過程中我們得把握住幾個大的方面。1、我們要弄清楚它的主要結構；2、掌握它的工作原理。 4、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路；重點研究的、關鍵的問題（1）對輥直徑的確定（2）對輥長度的確定（3）兩錐形輥間隙與錐度的確定（4）核桃在錐輥式分級裝置上的運動分析解決的思路（1）研究核桃的外形形狀，設計初步方案，在對其做可行性分析。（2）準確的確定出對輥的直徑、長度、以及間隙和錐度的距離。5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；本課題難度較大較復雜，所以在設計的過程中必須得仔細認真。精確的測量以及嚴謹的計算是首要條件。其次課題主要研究四部分（1）對輥窩眼式開口裝置結構參數設計（2)錐輥式分級裝置結構參數設計（3）核桃在錐輥式分級裝置上的運動分析（4）傳動系統(tǒng)的分析；我們可以通過查閱大量的參考文獻資料來分析，以及仿真軟件來分析設計。6、完成本課題的工作方案及進度計劃；第 1 周—第 2 周 通過查找文獻資料，了解核桃破殼的國內外現狀。 做任務書。第 2 周—第 5 周 設計對輥窩眼式核桃破殼機的總體方案。寫好開題報告。第 6 周—第 9 周 對對輥窩眼式核桃的結構進行具體設計。畫零件圖和裝配圖。第 10 周—第 12 周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調整。做好答辯 PPT.7、主要參考文獻（1）張玉先， 張仲欣，謝秀英等。 甘薯粉絲加工成套設備的設計 。洛陽工學院學報，1998，19（2）：71-75（2）張玲，、楊戰(zhàn)勝，蘇 澎。蔬菜紙形食品滾筒干燥成形及料漿調配。洛陽工學院學報，1999，20（2）：1-5（3）陸振羲等。食品機械原理與設計。北京：中國輕工業(yè)出版社，1995（4）李興國等。，食品機械學。上冊，成都：川教育出版社,1996（5）楊軍，梁勤安．6BxH 一800核桃青皮剝離、清洗機[J]農機化，200l(5)：28 ．(6)李忠新，楊軍，楊莉玲，等．核桃破殼取仁工藝及關鍵設備[j]．農機化研究。2008(12) ：28—29．(7)郭從善．核桃及其加工與利用[J]．糧油食品科技，1999(5)：24—26．學生簽名 譚向明 2011 年 12 月 26 日指導教師審閱意見指導教師簽名 年 月 日