杏仁破壳机的设计【含SOLIDWORKS和CAD图纸】
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 12 届毕业设计 杏仁破壳机的设计与仿真 设计说明书 学生姓名 马剑 学 号 8011208203 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 12 指导教师 王旭峰 起止时间 塔里木大学教务处监制 杏仁破壳机的设计与仿真 前 言 随着人们生活水平的提高，杏仁更多的走进了我们的生活里。杏仁富含蛋白质、脂肪、糖类、胡萝卜素、维生素 、铁等营养物质。此外，杏仁还具有多种药理作用，包括镇咳平喘、抗炎镇痛、降血糖、降血脂等。随着美容化妆品行业的发展，杏仁的美容作用也随之被挖掘。 在生产生活中，由于杏核坚硬不规则的外形，使得杏核的破壳有一定的困难，从而限制了杏仁产业的发展。面对这一关键而又困难的工序，新疆大部分地区还采用传统的手工破壳方法，其低下的生产率，是杏仁的卫生和品质都无法得到保障。本文全面阐 述了当前国内外在杏核脱壳技术上的研究和运用成果，探讨了杏核脱壳技术发展动态和现实意义。通过各方面的研究分析，设计出一种集分级、破壳一体的新型杏仁破壳机。 目 录 前 言 . 1 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 究对象及内容 . 错误 !未定义书签。 究目的 . 错误 !未定义书签。 行性分析 . 错误 !未定义书签。 究现状 . 错误 !未定义书签。 2 杏核物理特性的统计与分析 . 错误 !未定义书签。 核外形的定义 . 错误 !未定义书签。 核三维尺寸的测定与分析 . 错误 !未定义书签。 维尺寸 . 错误 !未定义书签。 维尺寸综合分析 . 错误 !未定义书签。 核的壳厚 . 错误 !未定义书签。 壳、杏仁的间隙及其与核厚的关系 . 错误 !未定义书签。 仁分级标准的定制 . 错误 !未定义书签。 核的压缩破坏载荷和变形 . 错误 !未定义书签。 3 设计方案及结构特点 . 错误 !未定义书签。 4 传动部分的选择 . 错误 !未定义书签。 动简图 . 错误 !未定义书签。 动机的选择与运动参数计算 . 错误 !未定义书签。 动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 . 错误 !未定义书签。 动带的选择及设计 . 错误 !未定义书签。 5 分级机构的设计 . 错误 !未定义书签。 级部分结构及分级原理 . 错误 !未定义书签。 级部分影响因素及参数确定 . 错误 !未定义书签。 筒内杏核受力分析 . 错误 !未定义书签。 筒倾角 . 错误 !未定义书签。 筒转速 . 错误 !未定义书签。 级主轴的设计与校核 . 错误 !未定义书签。 6 破壳机构的设计 . 错误 !未定义书签。 辊破碎的力学原理 . 错误 !未定义书签。 核破碎的力学分析 . 错误 !未定义书签。 个杏核 在破碎辊间的受力分析 . 错误 !未定义书签。 壳辊间隙的计算 . 错误 !未定义书签。 壳部分的设计 . 错误 !未定义书签。 的设计与校核 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 包含有 咨询 杏仁破壳机的设计与仿真 前 言 随着人们生活水平的提高，杏仁更多的走进了我们的生活里。杏仁富含蛋白质、脂肪、糖类、胡萝卜素、维生素 C 以及钙、磷、铁等营养物质。此外，杏仁还具有多种药理作用，包括镇咳平喘、抗炎镇痛、降血糖、降血脂等。随着美容化妆品行业的发展，杏仁的美容作用也随之被挖掘。 在生产生活中，由于杏核坚硬不规则的外形，使得杏核的破壳有一定的困难，从而限制了杏仁产业的发展。面对这一关键而又困难的工序，新疆大部分地区还采用传统的手工破壳方法，其低下的生产率，是杏仁的卫生和品质都无法得到保障。本文全面阐 述了当前国内外在杏核脱壳技术上的研究和运用成果，探讨了杏核脱壳技术发展动态和现实意义。通过各方面的研究分析，设计出一种集分级、破壳一体的新型杏仁破壳机。 包含有 咨询 目 录 前 言 . 1 1 绪论 . 1 究对象及内容 . 1 究目的 . 1 行性分析 . 1 究现状 . 1 2 杏核物理特性的统计与分析 . 1 核外形的定义 . 1 核三维尺寸的测定与分析 . 2 维尺寸 . 2 维尺寸综合分析 . 3 核的壳厚 . 3 壳、杏仁的间隙及其与核厚的关系 . 3 仁分级标准的定制 . 3 核的压缩破坏载荷和变形 . 4 3 设计方案及结构特点 . 4 4 传动部分的选择 . 5 动简图 . 5 动机的选择与运动参数计算 . 5 动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 . 6 动带的选择及设计 . 6 5 分级机构的设计 . 10 级部分结构及分级原理 . 10 级部分影响因素及参数确定 . 11 筒内杏核受力分析 . 11 筒倾角 . 11 筒转速 . 11 级主轴 的设计与校核 . 12 6 破壳机构的设计 . 13 辊破碎的力学原理 . 13 核破碎的力学分析 . 13 个杏核在破碎辊间的受力分析 . 13 壳辊间隙的计算 . 13 壳部分的设计 . 15 的设计与校核 . 15 总 结 . 16 致 谢 . 17 参考文献 . 18 包含有 咨询 塔里木大学毕业设计 1 1 绪论 究对象及内容 新疆是我国最大的杏资源基地，品种繁多，产量丰富，品质优。杏仁具有广泛的食用价值， 适量食用不仅可以有效控制人体内 胆固醇 的含量，还能显著降低 心脏病 和多种慢性病的发病危险。 食用杏仁 可以及时 的 补充蛋白质、 微量元素 和 维生素 ，例如铁、锌及 维生素 E。甜杏仁中所含的脂肪是健康人士所必需的，是一种对 心脏 有益的高 不饱和脂肪 。 和较高的医用价值，还是制造酒精和机械用油的工业原料 究目的 在杏仁进行深加工的过程中，脱壳处理是一个关键而又困难的工序。因为杏核外形不规则，坚硬，难以剥离。新疆的大多数食品企业，年处理杏能力在万吨级，得核率为 10 15，果核量仅在千吨左右，而且杏核品种繁杂。因此，杏核的脱壳成为杏产业发展的瓶颈。开发一种适合新疆地区的集杏核分级、破碎、收集的小型杏核脱壳机械，具有重要的应用价值和现实意义。 行性分析 本课题研究设计出一种小型高效杏核加工机械，该机械集杏核均匀布料、分级、杏核破碎、杏仁收集于一体，以满足小型杏核加工厂或农户家庭使用的生产需要，其原理也可用于 大型杏核加工机械的制造。课题内容主要是杏仁破壳机的设计与仿真，首先对杏仁破壳机总体进行设计，主要对现有破壳机进行改进，进而用实体软件进行实体绘制，并对实体图进行仿真，达到干涉检测，变形模拟等目的。 究现状 目前杏核的破壳除少数采用机器外，主要是手工破壳。手工破壳的效率极低，每人日平均加工杏仁 56但耗费大量的人力资源，而且杏仁的卫生和品质均无法得到保证。由于人手的污染，大肠杆菌总数远远高于国际食品卫生法规定的标准而使出口受到限制。如果引进国外破壳设备，它对果核的大小要求严格，生产效率高，规模 大，价格昂贵。 我国杏仁加工业起伏较大，早在五六十年代，就有一些农民从实际出发，设计出简单的机械来帮助破壳取仁，代替手工劳动，使我国杏仁产量一度占世界的 80，但随后跌入低谷。改革开放后又得到发展，随着食品加工业、化妆品和制药业对杏仁需求的大幅度增加，尤其是对外出口的大幅度增加，促进了杏仁加工机械的发展。由于我国的杏树品种繁杂，如果采用大规模进口设备加工杏核，在加工过程中必然造成杏核的浪费。因此研制适合中国国情的小规模机械除壳设备，对于我国中小型食品加工企业非常重要。许多科研院所、厂矿企业、个入投入了大量的 精力，对此进行深入研究。 美国加州是除我国之外最大的杏源产地，截止上世纪末，仅加州就有 6000 多杏仁树种植商，所产杏仁占全美市场的 80，正是在美国加州大面积杏树栽培环境下杏仁产业得到了较大发展。杏仁产业发展初期，杏仁加工主要以手工破壳为主，随着社会的发展，手工满足不了市场需求，机械加工随之而来。美国的 证了随着对辊间隙的变化，其对坚果破壳率、破仁率方面的影响，认为随着坚果尺寸的变大，破碎辊的间隙也随之变大，坚果破碎时的破裂点在坚果与破碎辊接触处，在轧 辊上刻花纹是提高破壳率的有效手段之一。从现有的资料看，国外对于形状比较规则 (近似圆球形如澳洲坚果 )的坚果有较系统地研究，而对于形状比较特殊的坚果 (如杏核 )则缺乏足够的研究。因此，有必要对形状特殊的杏核破壳机理以及破壳方式进行深入地研究。 综上所述，虽然国内外对坚果破壳机械有一定的研究，但各种机械又都存在着这样那样的问题，同时也没有对杏核的物理特性参数和力学特性进行研究，在理论上存在着一定的缺陷。因此很有必要对杏核的破碎机理以及破碎过程进行研究，设计出一种相对完善的小型杏核破壳机械。 2 杏核物理特性的统计与 分析 核外形的定义 塔里木大学毕业设计 2 杏核在实际生产生活中种类繁杂，外形不规则，现通过参考相关资料对其外形进行定义，如图所示： 图 2核形状结构示意图 (1)结合线 在杏核两壳体结合的一侧，往往存在两条对称的棱突，将在其中间突起的结合部称为结合线。 (2)核长 将杏核自然平放，沿结合线方向，两尖角间的最大距离。 (3)核宽 将杏核自然平放，沿结合线水平垂直方向，杏核周边最大距离。 (4)核厚 将杏核自然平放，沿结合线竖直 垂直方向，杏核两壳面间最大距离。 (5)壳厚 杏核壳的平均厚度。 核三维尺寸的测定与分析 维尺寸 通过游标卡尺对 550 个杏核进行测量，得到其三维尺寸，即核长、核厚、核宽。统计处理后，可得出各自分布状况表进行分析。 表 2核长度分布 序号 核长（ 个数 所占比例 序号 核长（ 个数 所占比例 1 2 3 4 5 6 7 16 17 18 19 20 21 22 3 7 22 27 71 110 98 9 10 11 12 13 14 23 24 25 26 27 28 28 66 54 30 16 13 5 4 2核厚度分布 序号 核厚（ 个数 所占比例 序号 核厚（ 个数 所占比例 1 0 9 19 12 25 8 1 10 118 0 13 5 18 1 13 3 11 115 表 2核宽度分布 序号 核宽 个数 所占比例 序号 核厚 个数 所占比例 1 13 7 19 18 14 47 20 9 15 107 21 9 里木大学毕业设计 3 4 16 150 0 22 0 0 5 17 124 1 23 1 18 53 2 23 1 三维尺寸综合分析 通过对杏核三维尺寸分布状况表研究可知其三维尺寸分布特点： 杏核长度分布在 15 528 96中绝大部分杏核的长度分布在 1825数量占总杏核量的 90左右。 杏核厚度分布在 8 0中绝大部分杏核的厚度分布在 12数量占总杏 核量的 90左右。 杏核宽度分布在 23 62中绝大部分杏核的宽度分布在 1418数量占总杏核量的 90左右。 通过实际测量和资料检索确定本课题的研究对象是：厚度尺寸最大范围应在 6 515间，其中绝大部分杏核厚度分布在 量占总杏核量的 90左右。 为使本课题所研究成果具有广泛的适应性，因此在机械结构设计时，将杏核厚度尺寸范围定在 814为分级机构设计的依据。 核的壳厚 对单个杏核而言，除结合线部 分的壳厚较大以外，其它各位置的壳厚基本一样。据相关资料显示，杏核壳厚一般在 O 91， 6内，平均值为 1 09本研究对象新疆杏核而言，不同杏核的壳厚分布范围为 O 582 36中绝大部分杏核的壳厚分布在 量占总杏核量的 92左右。对本研究对象壳厚的测量数据进行统计处理如下表，可知其平均值为 明各地杏核存在差异，对破壳势必造成显著影响。同时其变异系数大于 19，说明本研究对象壳厚同样存在一定差异，在以后的研究中应适当予以考虑 。 表 2核壳厚数据统计结果 项目 平均值 均方差 变异系数 壳厚 杏壳、杏仁的间隙及其与核厚的关系 杏壳、杏仁的间隙可由间接法求得：杏壳与杏仁的间隙 =核厚 两倍壳厚。通过对 550 个新疆杏核进行计算。可得出对应的杏壳与杏仁的间隙，其分布范围为 8 6中绝大部分杏核与杏仁的间隙分布在 2 5间，占杏核总数量的 87左右，而查阅有关资料显示，壳仁间隙在 369间，平均值为 2 66于新疆杏的间 隙。但是，实际测量时，在 550个新疆杏核中，杏核与杏仁间隙小于 O 54 个，然而间隙大于 3个，分析其原因后可得出，造成此种结果主要是由于杏壳的破裂或杏仁的干缩而无法准确测量造成的。 仁分级标准的定制 由以上实验数据的分析可知，本文确定对象的核厚尺寸分布在 资料显示杏核厚度范围为 15间，杏仁与杏核的间隙在 么，我们可以确定当在设计中采用对辊轮挤压方式破壳时，只要辊子间隙小于杏核厚度，即杏仁与杏核间隙的尺寸，杏核 破碎后杏仁是不会受到挤压的，也就是说杏仁处于安全位置之中。综上所述，现将杏核分为 3级。具体分布如下表所示。 表 2核分级表 级数 杏核尺寸范围 1 8 10 10 12里木大学毕业设计 4 3 12 14核的压缩破坏载荷和变形 抗压力、抗剪力是杏核力学特性的主要指标，经查有关资料得出杏核压缩破坏载荷和变形量之间的关系表及杏核的压力 变形曲线图。 表 2核压缩破坏载荷和变形量 厚度范围（ 压缩破坏载荷（ N）（平均值） 破坏时的变形（ 平均值） 8,9） 9,10） 10,11） 11,12） 12,13） 13,14） 表中可以看出，破坏载荷由于是取平均值，所以不能反映其最大、最小值，根据实验记录破坏载荷的最大值为： 小值为： 差为： 212 4N，平均值为 时破坏载荷有如下变化特性：开始时破坏载荷随杏核厚度的增大而增大，当厚度达到 11 压缩破坏载荷达到最大，然后随厚度 增大破坏载荷略有下降。 图 2核压力与变形曲线 由图可知，杏核开始加压后，压力和压缩变形量曲线呈直线上升，直到最大值，此时杏核受挤压处 (核厚处 )开始出现裂纹，承受载荷能力下降，变形加大，随后杏核受挤压面积变大，变形也继续增大，承受载荷能力也出现增大趋势，直至杏核破裂。从图中还可以看出，在杏核挤压破裂之前，压力和压缩变形量之间基本上保持着线性关系。 杏核压缩破坏载荷是确定破壳功率消耗的主要依据。由于各个尺寸组破坏载荷不同，设计破壳机构时应以最大破坏载荷为依据。杏核破坏时的变形量是确定对辊间隙和杏核分 级的重要依据。只有合理的设计，才能以较少的功率消耗，完成杏核破壳的任务。 若采用固定间隙的对辊进行破壳，如果按较大的厚度来计算，则会使较薄的杏核难以压破，影响破壳率，破壳率仅为 70左右；如按较小的杏核厚度来计算，则会使较厚杏核的碎仁率达到 30以上。因此在杏核破碎之前必须对杏核进行分级，即可保证较高的破碎率和较低的破仁率。 3 设计方案及结构特点 该机集杏核分级和破壳于一体，分级部分主要采用删条滚筒进行工作，破壳部分采用对辊进行工作，具有结构简单、传动可靠、调整方便、对杏核损伤小、动力消耗小等特点。总装图如 下，由图可看出该机的工作过程：杏核通过进料口滑至滚筒内，滚筒在主轴的带动下进行转动，由于滚筒具有倾角，所以杏核受到离心力随滚筒转动的同时，向右端滑动。由于三段滚筒上的删条间隙越来越大，所以厚度小的杏核先掉入第一个接料口内，厚度较大的杏核则继续向右端滑动，最终完成杏核的分级。杏核经分级部分筛选后，掉至正下方的两破壳辊之间，完成破壳。其中破壳主辊由皮带塔里木大学毕业设计 5 轮连接到传动机构，从而获得动力，进行转动。在主动辊右端装有齿轮，通过齿轮，主动辊从动辊进行啮合，带动从动辊转动。在两齿轮右边有一调隙手柄，可在一定程度上进行调隙。 调隙部分主要是由于从动辊内装有一根偏心轴，通过转动偏心轴，促使从动辊整体向主动辊靠近或远离，从而达到调隙的目的，并且在调隙的过程中，两齿轮的间距不变，避免了齿轮被过度磨损。 图 3维装配图 4 传动部分的选择 动简图 图 3动简图 1 电动机 2 减速箱 3 皮带轮 4 分级滚筒 5 破壳主辊 动机的选择与运动参数计算 由于分级部分的转速约为 20r/壳部分所需转速约为 50r/此电机在选择时不需要过大的转速。 由于杏核破壳所需的剪切力为： 22100F N m m 工作机所需功率： 12 5 3 . 1 4 4 0 0 0 . 5 26 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 2 1 0 0 0 . 5 2 1 . 2 41 0 0 0 1 0 0 0w k w 传动装置总效率： a 5423221 a 塔里木大学毕业设计 6 滚动轴承的效率为：（每对） 齿轮的效率为： 联轴器的效率为： a 电动机的输出功率： 取 选择电动机为 技术数据：额定功率（ 满载转矩（ 940 额定转矩（ ） 最大转矩（ ） 动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 总 传动比： （见课设式 0 各级传动比分配：（见课设式 321 初定 : i i i 动带的选择及设计 传送带包括两个部分，一部分是发动机经减速机构减速后与分级部分之间的带传动，另一部分是与破壳主动辊左端带轮之间的带传动。 带 1传动 1）传动带的选择 选为普通 确定计算功率 由表 设）查得工作情况系数 K 塔里木大学毕业设计 7 由式 2）选择 查图 8设）选 带。 3）确定带轮直径 1 2参考图 8设）及表 8设）选取小带轮直径 a 1061 21 （电机中心高符合要求） 验算带速 由式 : a 06940100060 111 （ 4 因为 5 m /s v 3 0 m /s，故带速合适。 从动带轮直径 222 查表 8设） 取 a 2802 传动比 i : m 4）确定中心距 0a 和带长 按式（机设）初选中心距 : 21021 27.0 （ 4 1050367 0 a 取 000 按式（机设）求带的计算基础准长度 0L 塔里木大学毕业设计 8 004)106280()280106(25002(2)()(2222122100（ 4 由表 8设）取带的基准长度 800 按式（机设）计算中心距： a d 589)2 00 （ 4 按式（机设）确定中心距调整范围 d 643)a x （ 4 d 5 6 2)1 8 0 00 1 9(0 1 i n （ 4 5）验算小带轮包角 1 由式（机设） 12016260180 121 a dd （ 4 6）确定 由表 8设）查得 106 , 及 时，单根 线性插值法求 时的额定功率 r 由表 8设）查得 表 8设）查得包角系数 K 由表 8设）查得长度系数 计算 ，由式（机设） 00 4 取 Z=2 根 7）计算单根 F ，由式（机设） 塔里木大学毕业设计 9 60)00 20 （ 4 设）查得 8）计算对轴的压力 由式（机设）得 160s i s i 0 （ 4 9）确定带轮的结构尺寸，给制带 轮工作图 小带轮基准直径 106用实心式结构。 带 2传动 1)传动带选为 普通 选择 查图 8设）选 带。 2)确定中心距 a 和带长 (1)按式（机设）初选中心距 21021 27.0 （ 4 696243 0 取 (2)按式（机设）求带的计算基础准长度 0504)2502(2)()(2222122100（ 4 由表 8设）取带的基准长度 120 (3)按式表（机设）计算中心距： a 63)2 9 41 1 2 0250(2 00 （ 4 (4)按式表（机设）确定中心距调整范围 d 297)m a x （ 4 d 2 4 6)1 1 2 00 1 3(0 1 m i n （ 4 (5)验算小带轮包角 1 塔里木大学毕业设计 10 由式（机设） 21 a dd （ 4 3)确定 V 带根数 Z (1)由表查得 280 ,00 r 及 40 r 时，单根 线性插值法求 40 r 时的额定功率 。 0 1 . 1 4 1 . 0 0( 1 . 0 0 ( 9 6 0 8 0 0 ) 1 . 1 69 4 0 8 0 0P K w K w 由表 8设）查得 表 8设）查得包角系数 K 由表 8设）查得长度系数 (2)计算 ，由式 8设） 00()1 . 6 5(1 . 1 6 0 . 1 1 ) 0 . 9 6 1 . 0 31 . 2 9 K K （ 4 取 Z=2根 (3)计算单根 F ，由式（机设） 30)00 20 （ 4 由表查得 (4)计算对轴的压力 式（机设）得 160s i s i 0 （ 4 (5)确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 大带轮基准直径 280采用孔板式结构。 5 分级机构的设计 分级装置主要由三段栅条式滚筒组成，每段滚筒之间的栅条间隙不断增大，从而可以筛分出三个不同等级的杏核。栅条滚筒的直径为 400筒的总长度为 1300 级部分结构及分级原理 分级部分由 3 段滚筒组成，每段滚筒的栅条间隙不同，第 1级到第 3级栅条的间隙逐渐增大。杏核在滚筒内径向随着滚筒一起做圆周运动；轴向上，由于杏核具有一定的弹性而且滚筒与水平面有一定的夹角，所以可以做曲线或直线运动。当杏核进入滚筒时，厚度尺寸小的杏核在离心力的作塔里木大学毕业设计 11 用下从第 1 级被分离出来，掉入接料口内。宽厚度尺寸较大的杏核在滚筒的带动下运动到下一级继续筛选。如此重复，直到杏核从最后一级漏入接料口。棚条滚筒结构示意图如下所示： 图 5条滚筒结构示意图 级部分 影响因素及参数确定 影响分级机构性能指标的因素较多，其中主要因素有滚筒与水平面的夹角、滚筒的转速、滚筒的长度、滚筒的直径等。反映分级机性能的指标有杏核的混级率、伤果率、生产率等。 混级率 = 伤果率 = 式中 各级混级杏核的质量（ 各级筛分出的杏仁的总质量。 根据经验和实际条件，基本上确定两个因素：滚筒倾角和滚筒转速。 筒内杏核受力分析 对单个杏核在滚筒内进行受力分析，杏核在做圆周运动的滚筒内，受到三个力的作用： 杏核受到的重力 G 式中 m 杏核质量（ g 重力加速度（ m/） 杏核随滚筒做圆周运动时受到的离心惯性力 P 杏核沿滚筒滑动时所受到的摩擦力 F， 远和杏核的滑动方向相反。 式中 f 杏核与滚筒之间的静滑动摩擦系数。 筒倾角 杏核在栅条式滚筒内向右端运动是靠滚筒与水平面的倾斜角来实现的。角取值过大，容易造成杏核在滚筒中运动速度过快，使杏核来不及被筛分就被排出滚筒外；反之，取值过小，生产率就会降低。根据有关资料，初步确定角取值范围为 3。 筒转速 滚筒的转速直接影响生产 率和分级效果。对滚筒内的杏核进行受力分析，得出滚筒转速的公式为： 式中 n 滚筒转速（ r/ 下滑起始角（） 杏核与删条摩擦角（） r 滚筒的半径（ 测得 =25， r=400525r/分析可得当滚筒倾角为 3，滚筒转速为 20r/级的效果最佳。 塔里木大学毕业设计 12 级主轴的设计与校核 轴的材料：轴的材料主要是碳刚和合金刚。由于碳刚比合金刚价格便宜，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以本设计采用 45号刚作为轴的材料。调制处理。 为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，轴为单向旋转，旋转切应力为脉动循环变应力，取 ，轴的计算应力 2 2 2 23( ) 1 9 2 9 0 ( 0 . 6 1 2 7 0 0 0 ) 3 0 . 63232 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表得 1 60 因此， 1 ，故强度满足。 1）轴的弯曲刚度校核计算 按材料力学公式计算出轴的挠度 挠曲线方程： (22 载荷作用于悬臂端时， L l K （ 轴的弯曲刚度条件为： 挠度： 偏转角： y 轴的允许挠度， 轴的允许偏转角， 查书机械设计表 15 y = 0 . 0 0 0 5 = 0 . 0 0 0 5 2 0 0 = 0 . 1l 算得 y = 0 7 m m y = 0 2 由计算得所用轴满足轴的弯曲刚度要求 塔里木大学毕业设计 13 2）轴的扭转刚度校核计算 轴的扭转变形用每米长的扭转角 来表示。圆轴扭转角 的计算公式为： 44412700= 5 . 7 3 1 0 5 . 7 3 1 0 0 . 8 7 38 . 1 1 0 1 0 2 9 4PT r a 轴的扭转刚度条件为 一般传动轴 ，许用扭转角 m/1 根据上述公式计算出轴能满足扭转刚度要求。 6 破壳机构的设计 本部分主要研究杏核的破碎问题，杏核的破碎就是将分级后的杏核，按不同的粒径分别予以破碎。重点在于通过破碎理论研究，要求杏核在受力时逐步受到正压力、剪切力，沿杏核厚度方向受力过程逐步变大，在这些力的复合作用下，杏核外壳逐步破碎，成为小碎片，也就是爆炸式破碎，碎片粒度明显地小于杏仁，同时又不伤及杏仁。通过建立杏核破碎的力学模型，从而设计出破碎机构。 辊破碎的力学原理 之所以要采用这种形状，就是要将以往其他形式的杏核破碎机械简单地 模仿人工手锤砸杏核的平面力学运动，改为空间力学运动。这种结构的优点是： 1)杏核受力为空间力系，受力状态为从小到大逐步渐入，不是平面力系突然向杏核施加力，确保杏核受力后的破坏形式呈爆炸式的碎片。 2)两破碎辊在相对滚动时给杏核一个向下的轴向力，右旋的滚子给杏核一个向上轴向力，同时相向旋转的滚子给杏核挤压力，确保了杏核所受空间力系的形成。 3）由于两辊的相对作用，将杏核受力范围固定在一个 30 30的菱形空间，防止杏核因为突然受力而产生滑脱的现象，确保杏核被旋转的破壳辊夹持、导入、挤压、破碎，完成破碎的全过程。 由于杏核的分级部分将杏核分为三组，每组下方都有破壳辊部分每组间隙为杏核厚度 +（ 0-2）
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