毕业设计开题报告-山核桃开核取仁装置设计开发

1、上海电机学院毕业设计（论文）开题报告课题名称山核桃开核取仁装置设计开发机械学院业机械设计制造及其自动化班 级 bj1005学 号姓 名指导教师定稿日期：2014年3月7日山核桃开核取仁装置设计开发1选题背景及其意义我国的核桃栽培面积约130万公顷以上，主要种植区域在西南和西北。在w际市场 上，核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界四大干果，核桃作为保健食品早已被国内 外所认识。我国核桃总产量约31万吨，为了使坚果食品增值，近年来各国都在加工制造 成品方面想办法。目前整体核桃仁在国际市场上的价格是带壳核桃的儿十倍，且核桃带 壳保存容易霉烂。因此，寻求效率高.质量好的脱壳方法，是发展的必然。山核桃是

2、一种 皮坚而硬的小核桃。一般采用煮的方式来开核取仁，或采用钳子等器具压开取仁，但这 不仅难以将核仁完全取出，而且前者药物煮核难免会损伤核仁成分，后者则效率很低。 本课题设计一套自动供核上料、三个同时开核、然后采用振动和吹风的方式(或其它方 式)将皮和仁分离收集的装置。2文献综述(国内外研宄现状与发展趋势)在全球范围内，核桃年产量在20万t以上的国家仅有中国和美国。中美两国的核桃 产量占世界核桃总产量的50%左右，而最有代表性、生产水平最高和市场占有份额最大 的当数美国。在美国、澳人利亚以及欧洲等发达国家，核桃绝大部分都经过机械化生产 线进行商品化处理。国外早在20世纪60年代初，就着手研制坚果

3、剥壳机具，至80年代初，美国、意大 利、法国等已相继推出了各种坚果剥壳机，如夏威夷果剥壳机、杏仁剥壳机等。经过数 十年的发展，坚果剥壳机具已h趋成熟，目前，正朝着机电一体化方向发展。由于美国 的主栽品种只有强特勒、哈特利、希尔、维纳、土莱尔、豪沃辿这6个，其品质优良， 规格划一，有利于机械化破壳，因此核桃破壳机在美国发展较早。主要的核桃破壳机类 型有：(1) larry h. hernry研制的专利号为6098530机械式核桃破壳机。该机的主要结构 由机架、料斗、可调节定位板、破碎装置、传动机构以及动力所组成。机械式核桃破壳 机通过调节可调节定位板和破碎装置间的间隙能够适应各类坚果的破壳。(2

4、) kenneth r. evans研制的专利号为4201126核桃破壳机。该机主要由喂料斗、 输送装置、破壳装置和出料口等组成。工作时，由输送装置把待破壳的核桃从料箱运送到破壳装置，然后对其进行破壳。(3) clarence lloyd warmack 和 barry shawn warmack 等研制的专利号为 6516714 核桃破壳机。该机主要由机架、箱体、滚筒、旋转破壳装置和出料口等组成。该机可以 成功有效地击打核桃将其壳仁分离。我国坚果脱壳机具发展缓慢，远远落后于种植业的发展，在一些生产应用的机具屮， 存在如下几个突出的问题，因而，难以推广应用。(1) 剥壳率低。不少剥壳机漏剥或剥

5、壳不完全，果仁去净率不高，有些剥壳机剥壳 率只有50%。这是坚果剥壳机推广使用的最大障碍。(2) 损失率高。由于参数选择不合理，造成剥壳不完全现象严重，碎仁夹带在碎壳 中难以回收而被弃除。有些机具果仁损失率高达20%。(3) 果仁完整性差。有些机具的设计，为了减少漏剥或剥壳不完全现象，一味追求 剥壳率的提高，导致高的破碎率，从而降低了产品的商品价值。因此，在国内，核桃硬壳的剥除主要还是依赖人工完成，该方式费时费力，对于劳 动者来说，双手长期剥核桃壳也会受到极大的伤害。机械剥壳因为机械成本高、剥壳效 率低等原因一直没有得到广泛推广，目前在核桃加工过程中使用的多是如图2-1所示的青 核桃清洗去皮机

6、，该机器虽然能解放一部分劳动力，但仅能去除核桃最外层较软的青皮， 对于硬壳则无能为力了。阎2-1青核桃去皮机3研宄内容3.1 了解、明确山核桃的壳硬程度通过实验，了解山核桃壳的坚硬程度，需要使用多人的力才能成功破壳并不破 坏核桃仁。3.2分析送料机构采用合理的送料机构可以提高送料效率，从而提高生产效率。3.3设计开核机构利用对山核桃壳硬度的分析，设计合理的开核机构，保证山核桃充分打幵且不 造成核仁严重破坏。3.4设计壳、仁分离机构采用风吹，振动等方式将核桃壳与核桃仁分离。4研宄方案4.1送料部分4.1.1带式送料机构（如图4-1）图4-1带式送料机构送料部分的主要功能是将待开核的山核桃由料斗自

7、动送至开核机构，并按生产 节奏，控制核桃送出的频率。该机构的缺点在于每次只能落下一个核桃，无法完成一次开多个的生产要求，效率较低。 4.1.2转盘式送料机构（如图4-2）图4-2转盘式送料机构该机构通过料斗振动使核桃从料斗下方落丁，沿料斗出料口滚出。转盘共分为 两层，上层为动盘，下层为静盘。动盘开有四个储料仓，每个仓可容纳三个核桃， 通过动盘上的挡板控制核桃的下落，只有当动盘转至有储料仓的地方时，核桃冰能 顺利落不并随动盘转动。在静盘上只有一个开门，开口下为一接料盒，当核桃随动 盘转至静盘开u处时，核桃落进接料盒，待三个核桃都落下后，接料盒下端挡板打 开，三个核桃分别进入三个管道，各自被送往开

8、核机构。该机构可以很好的控制进料的节奏，并能保证多个核桃同时送料，是比较理想 的送料方式。4.2开核机构开核机构是整套装置的开发重点，既要保证有足够的力打开山核桃壳，又要保 证核桃仁不受到严重破坏，保持其完整性。具体有一 k几种方案：4.2.1横向挤压，下端落料（如阁4-3）图4-3挤压式开核机构该机构可由上段进料，下端落料，横向挤压，可在后端安装传感器，通过测量 挤压力的人小控制挤压部分的挤压深度。该机构挤压效果较好。4.2.2单齿辊开核机构（如图4-4）单齿辊开核机构如上阁，由左侧浮动部分和右侧齿轮组成，核桃由上段进入， 经两部分缝隙，被挤压而开裂，左侧部分可根据核桃大小自动调节。该机构结

9、构较 简单，且能根据核桃大小自行调节，较理想。4.2.3钳式开核机构（如阁4-5）图4-5钳式开核机构钳式开核机构可以产生较大的力，破碎程度较好，但需要侧向进料，侧向落料, 带来较大不便性。尤其是在核桃破碎后，众多碎屑要成功排出，开核器下端需要翻 转，采用翻转机构乂会导致下端承重能力降低，不利于开核。4.2.4爪式开核机构（如图4-6）推杆夫板支架机壳电动机螺杆图4-6爪式幵核机构内部机构如阁4-6所示，通过电动机带动螺杆转动，螺杆推动推杆的来回移动，从而控制 夹板开合，待核桃落入开核机构后，电动机正转，推板向中间移动，夹板合拢，将核 桃夹碎。核桃壳破碎的瞬间，力传感器感受到力的变化，通过控制

10、器控制电动机反转, 推板向外侧移动，夹板打开，下端挡板打开，碎核桃落入分离机构。如阁4-7,整个机构由前后两部分组成，共有六个夹板同时夹核桃，开壳充分。图4-7爪式开核机构整体图4.3壳仁分离机构4.3.1风吹、振动筛选机构（如图4-8）阁4-8振动筛选机构通过下方筛板的振动，将壳仁进行初步分离，并靠旁边的风扇将较轻的壳吹走。 此方案较易实现，但较沉的壳不易分离，切需要人工将分离产品取下，不够智能化。4.3.2离心式壳仁分离装置（如图4-9）阁4-9离心式分离装置依靠传送带将破碎后的核桃传送至高处并扬出，因核仁与壳的重量不同，扬出 的距离也不同，在卜'方可用相应的储物盒接住，同时通过一

11、台风扇将细小的碎屑吹 出，提高核仁纯度。4.4总体方案根据上述分析，落料部分选择盘式落料机构，开核部分采用爪式开核机构，壳仁 分离部分采用离心式分离机构。由各部分方案中较好的结构组成整个总体送料开核取 仁机构，具体布局如图4-105进度计划2013.11.-2013.12.01收集资料，分析主要技术规格，研读资料 2013.12.01-2010.01.15进行方案比较,拟订总体设计方案 2014.01.15-2014.03.15进行开核机构、装罝设计，绘制原理图 2014.03.15-2014.04.05机械结构设计、绘制总装图 2014.04.05-2014.05.10主要零部件设计计算，绘

12、制零件工作图 2014.05.10-2014.05.25撰写设计计算说明书2014.05.25-2014.06.06 修改及答辩参考文献1 唐增宝等.机械设计课程设计m.第二版.武汉：华中科技大学出版社，1998.6.2 王铎、程靳等.理论力学m.北京：高等教育出版社，2009.73 濮良贵等.机械设计m.北京：高等教育出版社，2006.54 张彦青等.solidworks2009高级设计m.北京：淸华大学出版社，2009.85 秦晓彦，李锦，孙爱芹.核桃的采收、脱皮、分级和贮藏j.农技服务，2006,(11) :48-496 梅立新，郭春会.中美核桃业之差距与对策j.西北农林科技大学学报，2

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