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碰撞式核桃破壳机的设计【优秀食品加工机械设备设计含8张CAD图纸】

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关键词：: 碰撞核桃破壳机机械设备设计加工机械设备碰撞式核桃破壳机的设计食品加工机械设备设计

资源描述：

碰撞式核桃破壳机的设计

核桃破壳机的设计全套课程毕业设计

碰撞式核桃破壳机的设计【优秀食品加工机械设备设计含8张CAD图纸】

【带任务书+开题报告+答辩ppt】【20页@正文10200字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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任务书

课题名称碰撞式核桃破壳机的设计

课题内容

该装置由上机壳与下机壳，以及传动部件组成。上机壳下部设置和传动部件相连的脱辊，脱棍与上机壳的外壁之间设置数根固连在上机壳两侧与脱辊平行的辐条筛，辐条筛与脱棍之间形成上大下小漏斗形状的脱壳室，辐条筛的下部和脱辊之间形成脱壳室的咽喉，进入脱壳室的核桃在凸筋的抛送下与辐条筛碰撞击碎核桃壳，为碰撞的核桃在咽喉处被搓擦挤压破碎。

拟定工作进度（以周为单位）

第1周—第2周通过查找文献资料，了解核桃破壳的国内外现状。

第2周—第5周设计碰撞式核桃的总体方案。

第6周—第9周碰撞式核桃的结构进行具体设计。

第10周—第12周撰写设计说明书，对部分问题修改、调整。

第13周—第14周整理资料准备答辩。

主要参考文献

[1] 史建新,高大中,王学农等.6HP-150型核桃破壳机[J].粮油加工与食品机械,2000,(1):28-29.

[2] 李忠新,杨军,杨莉玲等.核桃破壳取仁工艺及关键设备[J].农机化研究,2008,(12):27-29,89.

[3] 李忠新,杨军,杨莉玲等.一种核桃破壳取仁设备的研究[J].中国农机化,2011,(3):104-106.DOI:10.3969/j.issn.1006-7205.2011.03.028.

[4] 董诗韩,史建新.多辊挤压式核桃破壳机的设计与试验[J].新农业大学学报,2011,34(1):62-65.

[5] 何义川,史建新.核桃壳力学特性分析与试验[J].新农业大学学报,2009,32(6):70-75.

[6] 史建新,辛动军.国内外核桃破壳取仁机械的现状及问题探讨[J].新农机化,2001,(6):29-32.

[7] 梁莉,郭玉明,廉晓华等.微波核桃破壳力学性质试验与分析[C].//第六届博士生学术年会论文集.2008:448-452.

[8] 梁莉,郭玉明,张鹏等.微波核桃破壳及对壳体材料拉伸力学性质的影响研究[C].//纪念中国农业工程学会成立三十周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE2009)论文集.2009:1-2.

碰撞式核桃破壳机的设计

摘要

我国是核桃种植大国，尤其是新地区核桃产量居全国前列，但核桃加工技术相对落后，没有先进的核桃破壳机械。针对核桃的加工和核桃破壳取仁的工艺方法，设计了碰撞式核桃破壳机，对其结构及其原理作了介绍。该装置采用滚筒和辐条筛使核桃碰撞和挤压达到破壳的目的。通过对核桃破壳实验研究和主要影响因素分析表明此设计设计合理可以实现壳仁的分离。

关键词：核桃破壳; 取仁

引言

无论在国际还是国内市场上核桃都是很受欢迎的一种干果，但我国核桃产量却远落后于国际上其他国家。在我国核桃种植主要集中在西北、西南地区，在种植业发达的新地区核桃年产量已达12万吨。[1]

随着核桃种植面积的扩大，产量的增加，与核桃相关的加工开始发展，如核桃的破壳、清洗、分级等等，大量生产加工不能依靠人力，必须有相应的机械换设备和自动生产线，因此这些加工设备的研究成为当务之急。

针对当前核桃加工存在的问题和市场需求设计了核桃破壳机械代替人力脱壳。

摘要1

引言2

1核桃破壳技术现状3

2核桃破壳机总体结构4

3核桃破壳机的设计5

3.1电动机的选择5

3.2电动机的转速5

4带及带轮的设计5

4.1 确定计算功率6

4.2 选择V带的型号6

4.3确定带轮的基准直径6

4.4 确定传动中心距a和带长L6

4.5 验算主动轮上的包角6

4.6 确定V带的根数7

4.7 确定带的初拉力7

4.8求V带传动作用在轴上的压力7

5 V 带带轮的设计7

5.1带轮的材料选择7

5.2结构设计7

5.3 从动带轮的设计8

6传动轴的设计9

6.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度9

6.2 初步选择输出轴系10

6.3确定输出轴上的圆角半径值10

6.4 按弯扭合成条件校核轴的强度10

6.4.1 作轴的简图10

6.4.2 求输出轴上的所受作用力的大小10

6.4.3滚筒上的合力11

6.4.4轴上水平面内所受支反力11

6.4.5轴在垂直面内所受的支反力11

6.4.6 作弯矩图11

6.4.7作扭矩图13

6.5 校核轴的强度13

7 滚筒的设计13

8圆盘的设计14

9入料口及破壳机上盖的设计14

10机架的设计15

小结17

致谢18

参考文献19

1核桃破壳技术现状

国外早在 20 世纪 60 年代初,就着手研制坚果破壳机具,至 80 年代初,美国、意大利、法国等已相继推出了各种坚果破壳机,如夏威夷果破壳机、杏仁破壳机等。经过数十年的发展,坚果破壳机具已日趋成熟,目前,正朝着机电一体化方向发展。我国在传统脱壳设备的基础上,尽管正在积极研制和开发各种类型脱壳机械, 但其发展相当缓慢,同时成熟的机型及进行批量生产的不多,远远落后于农产品深加工的需求。

参考文献

[1]史建新,高大中,王学农.6HP-150型核桃破壳机[J].粮油加工与食品机械,2000,(1):28-29.

[2]李忠新,杨军,杨莉玲.核桃破壳取仁工艺及关键设备[J].农机化研究,2008,(12):27-29,89.

[3]李忠新,杨军,杨莉玲.一种核桃破壳取仁设备的研究[J].中国农机化,2011,(3):104-106.

[4]董诗韩,史建新.多辊挤压式核桃破壳机的设计与试验[J].新农业大学学报,2011,34(1):62-65.

[5]何义川,史建新.核桃壳力学特性分析与试验[J].新农业大学学报,2009,32(6):70-75.

[6]史建新,辛动军.国内外核桃破壳取仁机械的现状及问题探讨[J].新农机化,2001,(6):29-32.

[7]梁莉,郭玉明,廉晓华.微波核桃破壳力学性质试验与分析[C].第六届博士生学术年会论文集.2008:448-452.

[8]梁莉,郭玉明,张鹏.微波核桃破壳及对壳体材料拉伸力学性质的影响研究[C].纪念中国农业工程学会成立三十周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE2009)论文集.2009:1-2.

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内容简介：: 碰撞式核桃破壳机的设计付志凯（塔里木大学机械电气化工程学院，新疆阿拉尔 843300）摘要：我国是核桃种植大国，尤其是新疆地区核桃产量居全国前列，但核桃加工技术相对落后，没有先进的核桃破壳机械。针对核桃的加工和核桃破壳取仁的工艺方法，设计了碰撞式核桃破壳机，对其结构及其原理作了介绍。该装置采用滚筒和辐条筛使核桃碰撞和挤压达到破壳的目的。通过对核桃破壳实验研究和主要影响因素分析表明此设计设计合理可以实现壳仁的分离。关键词：核桃破壳 ; 取仁 1 引言无论在国际还是国内市场上核桃都是很受欢迎的一种干果，但我国核桃产量却远落后于国际上其他国家。在我国核桃种植主要集中在西北、西南地区，在种植业发达的新疆地区核桃年产量已达 12 万吨。 1 随着核桃种植面积的扩大，产量的增加，与核桃相关的加工开始发展，如核桃的破壳、清洗、分级等等，大量生产加工不能依靠人力，必须有相应的机械换设备和自动生产线，因此这些加工设备的研究成为当务之急。针对当前核桃加工存在的问题和市场需求设计了核桃破壳机械代替人力脱壳。 2 核桃破壳取仁方法及核桃破壳装置 2.1 核桃破壳取仁方法有离心碰撞式破壳法、化学腐蚀法、真空破壳取仁法、超声波破壳法和定间隙挤压破壳法。离心碰撞方法碎仁太多 ,所以应用很少 ;化学腐蚀方法由于在实际操作中不好控制 ,仁易受到腐蚀 ,处理不好还会造成对环境的污染 ;真空破壳和超声波破壳方法设备昂贵 ,破壳成本高 ,且破壳效果不够理想 ;定间隙挤压破壳方法值得探索 2。核桃破壳取仁装置有很多种，常见的有机械打击破壳、圆盘剥壳装置、齿辊剥壳装置、离心剥壳装置、锤击式剥壳装置、轧辊式剥壳装置、对辊窝眼式开口装置、冲压式破壳装置、核桃锯口破壳装置、核桃破壳挖核装置以及平板挤压式破壳装置等。 3 3 碰撞式核桃破壳机的介绍通过对核桃破壳的实验分析，采用碰撞挤压破壳的方法。通过滚筒的抛送，核桃与辐条筛碰撞，进而在滚筒与辐条筛的挤压下破壳。其整体结构图如下： nts 1.机架 2.、 9.螺母 3、 10.垫圈 4、 11.螺栓 5.电机 6.键 7.主动带轮 8.V 带 12.滚筒 13.辐条筛 14.上机壳图 1 碰撞式核桃破壳机整体结构图 3.1 破壳机的工作原理该装置由上机壳与下机壳，以及传动部件组成。上机壳下部设置和传动部件相连的滚筒，滚筒与上机壳的外壁之间设置数根固连在上机壳两侧与滚筒平行的辐条筛，辐条筛与滚筒之间形成上大下小漏斗形状的脱壳室，辐条筛的下部和滚筒之间形成脱壳室的咽喉，进入脱壳室的核桃在凸筋的抛送下与辐条筛碰撞击并挤压碎核桃壳。 3.2 破壳机的主要结构辐条筛部分：辐条筛起碰撞挤压作用，它是由一定数量的圆钢焊接在上机壳两侧钢板上，与滚筒平行安装，每两根圆钢之间的缝隙可以将核桃卡住，然后快速旋转的滚筒将被卡住的撞破的核桃挤碎。滚筒的设计：滚筒部分主要是由滚筒、凸筋、圆板焊接而成。核桃在滚筒和凸筋之间被抛出，使其撞在辐条筛上，落到脱壳室咽喉处，由滚筒与辐条筛挤压破碎，破碎的核桃掉入下部出口。滚筒是核桃破壳机的主要部件之一，它直接关系到核桃破壳机正常工作时整体的破壳效果情况。它的功能是采用滚筒上的凸筋，均匀快速的转动情况下，将进入的核桃抛出，被抛出的核桃与辐条筛撞击破裂，当其进入脱壳室咽喉出被凸筋与辐条筛挤压破壳。凸筋是数条钢筋焊接在滚筒上的，圆筒用的是钢管，圆通两端通过圆钢板使滚筒与轴通过焊接方式连接在一起，核桃破壳机的主要功能是碰撞挤压破壳，而滚筒在工作中起到了重要作用，因此，滚筒是破壳机的设计的主要部件。入料口及破壳机上盖的设计：入料口与核桃破壳机的上盖部分相连，它是利用薄钢板制成，入料部位与滚筒的凸筋部位相切，将从入料口进入的核桃，下滑到凸筋部位，由凸筋抛出进行撞击。入料口是将核桃填入核桃破壳机机体内的一个重要部分，它是核桃破壳机上的一个部件，它的作用在于通过入料口可以将核桃顺利的填入机体内，而且不会将核桃从入料口飞溅出来，造成人员伤害等事故发生，而且在填入的过程中或是填入后的工作过程中，破壳机机能安全的工作，因此，核桃破壳机的入料口的设计，即关系到核桃破壳机的工作质量及安全。在设计核桃破壳机入料口时应当考虑到设计不当可能发生的危害，需要精心的设计其结构。因为在将核桃添入破壳机时，电动机在高速的旋转，连同它的主轴一起旋转，这种填料方式对主轴、对机体都有很大的副作用，有可能瞬时加大主轴的承担负载，即同时加大主轴的弯曲应力、扭转应力等，如果入料口的填料方式不利于主轴的工作，就会加大了滚筒上的凸筋的磨损和老化等。如果入料口的设计不当，会造成主轴的瞬时被卡死，电动机闷车等现象发生，这些现象对电动机和核桃破壳机的主轴有及大的破坏性。核桃破壳机的入料口与破壳机的上盖相连接为一体，即入料口安装在核桃破壳机的上盖上，两者均采用 2mm 的薄铁板制成，焊接连接，核桃破壳机的上盖成方形。核桃破壳机的上盖的两端部位、入料口的两侧及中间部位，均采用铁条加固，其连接的方式采用焊接，这样可以提高核桃破壳机的上盖的刚度，不宜变形，同样也有支撑作用。破壳机的上盖整体焊接两个角铁上，目的是便于与破壳机的下半部分安装，将破壳机上盖的缘地脚与角铁焊接相连，起加固作用的铁条同样焊接在两个角铁上，以加坚固。在核桃破壳机上盖的两端设有两个半圆形状的铁板，其采用的材料是一样的，目的一是保障工作人员的安全，因为在破壳机正常工作时，它的主轴高速旋转，如果没有两打的铁板挡住，有可能工作人员不甚将手或衣服绞进破壳机中，造成人员伤亡等事故发生。二是阻挡破壳后的核桃飞溅，nts 核桃被破壳机破壳后，由于主轴的高速旋转击打破壳下的核桃四处飞溅，致使核桃不能很好的收集起来，如果核桃破壳机上盖的两端没有着两快铁板的拦挡，同时飞溅的核桃碎壳也给工作人员带来危险，因此核桃破壳机上盖两端的挡板设计是必要的，也是必须的。而且，根据它的结构设计，挡板在核桃破壳机安装中是纵向布置的，两个挡板都应该骑压轴承座，即挡板的设计即要考虑到它与破壳机上盖的连接又要考虑到它与轴承座的配合，而且，两端开口，它与轴承相交处的形状根据轴承来确定机架的设计：机架是核桃破壳机的主要支撑部件，机架的坚固是核桃破壳机的工作稳定、运转平稳的基础，它是承担所有来自轴及电动机、滚筒的冲击和应力，因此机架无论是从结构上还是从材料上，都应该采用坚固的稳定的材料和样式制成。在机架上有两段横梁，要求它的工作强度大，承载能力强，受冲击载荷、弯矩、扭矩不会变形，因此这两端横梁选为角铁，这样的材料来支撑核桃破壳机的主要载荷部分。核桃破壳机的机架上安装有一出口，目的是当破壳机将核桃破壳后，核桃从脱壳室中漏出，落到出出口上，核桃顺着斜板下滑，从而滑出机体之外，达到将核桃破壳的完成，而随时地将核桃排出机体之外，它的材料也同样是选用铁板制成。传动部分：传动部分采用带传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点。 4 破壳机的结构因素 4.1 滚筒转速的选用破壳机滚筒转速与抛送效果和碰撞效果有一定关系，但速度过大也会是震动过大，造成机械不稳定，选用 400600r/min 较为合适。选择如下电机：表 4-1 Y90L-2 主要参数如下表型号额定功率 KW 转速r/min 电流 /A 效率（ %）功率因数额定电流额定转矩最大转矩 Y90L-4 1.5 1400 3.65 79 0.79 6.5 2.2 2.2 4.2 带轮及传送带的设计表 4-2 传动部分主要参数如下表带型传动比主动轮直径从动轮直径带长主动轮包角 V 带根数带初压力从动轮转速 Z 型带 3.15 71 224 1250 159.5 3 73.5 sm55.10 4.3 主轴校核表 4-3 主轴受力主要参数如下表电机输出扭矩mmN 滚筒上的力 N 水平面内轴承支反力)(1 NFH 水平面内轴承支反力)(2 NFH 垂直面内支反力)(1 NFV 垂直面内支反力 )(2 NFV31345.73 06.597 tr FF 53.298 31.9 345.23 251.83 nts 表 3-2 主轴弯矩主要参数如下表水平弯矩（ mmN ）水平弯矩（ mmN ）垂直弯矩（ mmN ）垂直弯矩（ mmN ）合成弯矩（ mmN ）扭矩图 48.124188CHM0 DHBH MM 0 CVBV MM 30.1437881 CvM24.2268432 CvM35.1899941 CM9.2586122 CM CB TT31345.73 0DT 进行校核时，通常只校核轴上承受最大当量弯矩的强度（既危险截面 c 的强度）。由经验公式及上面计算出的数值可得出。公式： acaca MPW TMWM 22 )( （ 4-1）式中： W 轴的抗弯抛面模量， 3mm 轴的许用应力，aMP。按轴实际所受弯曲应力的循环特性，在 b1、 b0、 b1中选取其相应的数值，从机械设计基础可以查出。 acaca MPWM 51.40401.0 88.25929531 按机械设计手册书中查得，对于 600BaMP的碳钢，承受对称循环变应力时的许用应力 acaa MPMP 51.4055 。其他截面虽然引起的应力集中削弱疲劳强度，但由于最小直径按扭转强度较为宽裕确定的，所以无需校核。 4.2 滚筒与辐条筛的硬度滚筒和辐条筛与核桃挤压部分的硬度对破壳有影响，若硬度太低 ,滚筒及辐条筛容易磨损和产生变形 ,使用寿命缩短。若硬度太大 ,则弹性差 ,对核桃挤压力大容易伤核桃仁 ,同时变形小 ,影响破壳。 5试验结果证明 ,采用 HRC 硬度为 4050 的 45 钢较合适。 4. 3 喂料速度对破壳效果的影响在入料口两板有间隙每次可以使一排核桃同时掉落进去 ,喂料速度越高 ,单位时间通过的核桃量越多 ,生产率越高。但当喂料速度远大于生产率时 ,核桃破碎率增加 ,而破壳质量则严重下降。因此 ,喂料速度应控制在一定范围内。 5 结论核桃破壳机主要靠碰撞和挤压使核桃破壳，其影响因素主要有转速、咽喉间隙、材料硬度、喂料速度等。增加破壳效率可适当提高转速，增大喂料量，增长滚筒长度。 nts 参考文献 1 李忠新 , 杨军 , 杨莉玲等 . 核桃破壳取仁工艺及关键设备 J. 农

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