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三维SW 含6张CAD图纸和文档全套资料 LB1系列 分级 挤压 核桃 破壳机 设计 三维 SW CAD 图纸 文档 全套 资料 LB1 系列

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内容简介：

塔里木大学毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级农机16-4学生姓名赵成伟学号8031212425课题名称分级挤压式核桃破壳机的设计起止时间2015年10月15日-2016年5月28日（共14周）指导教师兰海鹏职称讲师课题内容核桃在新疆地区有很大的产量，如果只是单一的卖核桃，价格很低，利润也不高，所以需要进行核桃的深加工，提高利润率。进行核桃的深加工就需要对核桃进行破壳，现在很大一部分是用人工破壳，破壳效率很低，所以在此基础上核桃破壳机应用而生。本课题的研究内容：1）查找相关文献，了解核桃破壳机的工作原理。2）查找专利及相关文献，熟悉核桃破壳机的结构。3）利用力学原理，对核桃破壳机构进行优化设计。4）依据查找到的专利及文献，设计核桃破壳机平面图。拟定工作进度（以周为单位）第 一 周：查找相关资料，熟悉课题内容。第 二 周：撰写开题报告，并制定总体方案。第三到十周：设计分级挤压式核桃破壳机平面图。第 十一 周：对分级挤压式核桃破壳机进行传动设计和机构设计。第 十二 周：撰写毕业论文，修改图纸中存在的问题。第十三周：编写答辩提纲，准备答辩。第十四周：答辩主要参考文献1曹成茂,朱德泉,江家伍,李兵,江庆.手剥山核桃破壳机的设计与研究J.安徽农业大学,2011,1003-188X(2011)11-0114-04.2 王利华.核桃的营养保健功能及加工利用J.中国食物与营养,2007,8:29-30.3张玲，杨战胜，苏澎.蔬菜纸形食品滚筒干燥成形及料浆调配J.洛阳工学院学报,1999,20（2)1-5.4陆振羲等.食品机械原理与设计J.北京:中国轻工业出版社,1995.5:14-18.6吴子岳.核桃不同破壳方式的破壳取仁效果J.南京农业大学学报1996,19(2):96-10.7李兴国等.食品机械学M,上册.成都:川教育出版社,1996.8王高平.一种新型核桃加工设备的研究J.南方农机,2002,(02):113-115.9乔园园,史建新,董远德.影响核桃壳仁脱离的主要因素J.农机化研究,2008,4:43-45.任务下达人（签字） 年 月 日任务接受人意见任务接受人签名 年 月 日注：1、此任务书由指导教师填写，任务下达人为指导教师。2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。3、此任务书一式三份，一份留学院存档，一份学生本人留存，一份指导教师留存。塔里木大学毕业论文（设计）开题报告课题名称 分级挤压式核桃破壳机的设计学生姓名 赵 成 伟 学 号 831212425 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化班 级 农机16-4 指导教师 兰海鹏 起止时间 2015.11.17-2016.5.29 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。一 本题来源及研究的目的和意义1.1 课题的来源：自选题1.2 研究的目的核桃在新疆地区有很大的产量，如果只是单一的卖核桃，价格很低，利润也不高，所以需要进行核桃的深加工，提高利润率。进行核桃的深加工就需要对核桃进行破壳，而在新疆地区，很大一部分是用人工破壳，破壳效果差，工作效率很低，大约只有每小时15公斤，所以在此基础上核桃破壳机应用而生。1.3 研究的意义本课题设计先用筛子对大小不同的核桃进行分级，凹型对辊的对转对核桃进行挤压式的破壳，因为设计方面的原因，所以能够大大提高破壳的效率，使核桃破壳从人工破壳方面解放出来，大大提高了劳动生产率，因为破壳后的果仁用于深加工，所以也能够提高利润率，增加农民收入。因此此项研究很有意义。二 课题所涉及的问题在国内外现状及分析2.1 国外现状 国外核桃破壳机发展现状，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、澳大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。采收通过机械振荡器将核桃果实振落到地面上，再由机械将果实收集起来，运到加工厂进行脱青皮、漂洗、烘干和带壳包装等处理。核桃仁加工也全部机械化，通过破壳机破壳，机械、气流分选机进行壳仁分离，然后用分色机将果仁分为深色和浅色，最后在根据核仁大小分级，包装即可销售。在国外，核桃生产技术水平、生产率最高的国家，最具代表性的要数美国。在技术方面，不管是采收阶段还是后续的破壳工艺机械化程度很高。他们在采摘前，先喷洒果实催熟药剂乙烯利，然后再用震落机采收，再用脱青皮机脱皮，用清洗机清洗，用烘干机烘干、利用冷库进行干燥处理和贮藏。待核桃水分脱到一定程度后，再用破壳机破壳，最后壳仁分离是用气流分选机分离。主要核桃破壳机类型有：LarryH.Hemry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。KennethR.Evans研制的专利号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。ClarenceLloydWarmack和BarryShawnWarmack等研制的专利为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。JohnW.Brazil发明的专利号为4255855核桃钳。该钳由把手、可调柱塞、夹头、底座和固定套等组成。使用时将核桃放置在底座上，然后通过操纵把手推动可调柱塞在固定套内滑动，可调柱塞伸出从而使夹头将核桃推到刚性砧底座上把核桃夹紧并破壳。MichaelP.Filice，RobertLemos和RobertP.Baker等研制的专利号为5325769核桃破壳机。该机主要由机架、喂料斗、输送装置、击打装置和传动装置等组成。工作时，料箱中的核桃由输送装置逐一运送到击打装置，然后由凸轮控制击打打头将核桃壳打破使其壳仁分离。国内现状核桃要完成破壳的工序是要等青皮脱落后，一定时间内核桃本身脱去水分后才进行。在过去，我国核桃破壳主要是靠人工来完成，在一些农家地方用专用的小孔模具来撞击完成破壳工序。随着核桃业的不断发展，手工破壳已经不能完全满足社会的需要。因此，采用机械式的破壳方式是满足社会和生产率唯一选择。当前核桃破壳取仁的方法主要有：离心式碰撞破壳。化学腐蚀。真空破壳取仁。超声波破壳。定间隙挤压破壳。其中采用第一种方法破壳时会产生大量的碎仁，所以此方法很少被应用；第二种方法，由于在实际操作中仁易受到腐蚀不好控制，产生的废水废液还有可能污染环境，所以应用的也很少；第三、四种破壳方法，需要的破壳设备昂贵，这无疑增加了破壳成本，并且破壳效果也不能达到人们的要求；只有第五种方法值得探索。我国坚果剥壳机具发展缓慢，远远落后于种植业的发展，在一些生产应用的机具中，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。(4)通用性差。一般剥壳机仅能用于某一品种坚果的剥壳作业，对于不同品种的坚果，不能通过更换主要零部件来实现一机多用。(5)机具性能不稳定，适应性差。为某类坚果专门开发的专用机型，在该坚果品种、大小规格、外壳形状和含水量等因素出现变化时，剥壳机具剥壳性能就变差。(6)作业成本偏高。我国坚果剥壳机具尚未形成规模和系列，多数是单机制造，制造的工艺水平低、成本高、也因为通用性差，不能一机多用，使得生产企业设备配置的成本高，致使加工坚果的作业成本增加。2.2 技术现状1、 现有的核桃分级装置主要有：锥辊式分级装置、圆孔筛分级装置和栅式滚筒分级装置三种。（1）锥辊式分级装置锥辊式分级装置，采用一对相对转动的锥形辊，如图3-19，核桃在两锥形辊的带动下不停地上升和下落，同时，核桃在重力和上端核桃对其侧向挤压力的共同作用下沿锥形辊向下移动，直至两锥形辊的间隙大于核桃的直径时，核桃通过间隙落下。该装置分级效果不好，原因核挑大最喂入时，上层的核挑无法及时地与下层的核桃进行交换，造成前一级的核挑在后一级甚至后儿级才被分离出去，出现分级混杂现象。由于有相当一部分伎桃是椭球形的，这些核桃在下滑时，会因下滚姿态的不同，而在不同的位置下落，从而造成分级误差。（2）圆孔筛分级装置图3-20是圆孔筛分级原理图，该圆孔筛与水平线的夹角为a。筛孔由右往左逐渐变大，核桃在重力和离心力的共同作下沿筛壁下滑并通过合适的孔口落下。该装置的一个缺点是，在分级的过程中，有时会出现孩桃堵塞筛孔的现象,尤其是在核桃大量喂人时。（3）栅式滚筒分级装置图3-21是栅式分级装置简图。该装置是由具有一定锥度的栅条组成的，滚简的转动带动核桃不停地上升、下落，并在重力和离心力的驱动下向前移动，直至从滚简中脱出。该装置结构简单,能耗低、分级均匀度高。2、新型核桃分级装置设计现有的核桃分级装置都需要动力源，而且在整体组装上都很复杂。为避免这些不必要的能源浪费和繁琐的组装，现设计出一种靠核桃自身重力分级的装置。原理是将核桃分为两个级别，大于近似球体直径平均值为31.5838mm的，直接在50mm的上管道内通过，小于这个平均值的，核桃在上管道滚落过程中，靠自身的重力掉入下管道，这样就可以完成分级。2.3 核桃破壳机械的研究重点现阶段，随着工农业的发展，核桃产业逐年递增，相应的破壳机械种类也有很多，特别是国外的技术已经很先进，在破壳流程中几乎不用人工的参与，但国内的破壳机械还存在一系列的问题，为了使破壳机械在生产中发挥高效率作用，需要对各个破壳机械装置进行比较，进行完善其功能。现阶段我国核桃破壳机械的研究重点是：(1)提高机械的兼容性和适应性。当前，相当多的核桃破壳机械设计有局限性，它们只能应用在具有特定的地区生长环境的某类核桃中，其兼容性和适应性较差。提高机械的通用性和适应性，通过变换核桃破壳机械的主要部件达到同时具备对其他带壳坚果进行脱壳加工的功能已成为核桃破壳机械发展的一个趋势和新的挑战，如何研制出满足兼容性和适应性的要求的工作部件，改进技术工艺，提高生产效率，给核桃破壳机械作业的发展提出了新的难题。(2)提高机械脱壳率，降低破损率。核桃机械破壳存在的破碎率高、整仁率低的问题是一直制约核桃实现机械化生产加工的重要问题，对我国核桃产业的发展造成了一定影响。处理好这一关键技术将关系到核桃破壳机械在未来的发展和应用。一方面，提高核桃破壳机械的核心技术，改进工作部件，改革传统结构，研发新的脱壳机理，优化结构设计；另一方面，进一步改进和完善整体配置，提高脱壳率，降低核桃仁破损率。(3)提高机械自动化，加强自动控制。目前，多数机械仍脱离不了人工喂料和人工定位，一定程度上降低了生产作业速度和质量，增加了生产成本。为此，需要研发以一种新的人工智能系统，通过机电一体化的手段使脱皮壳机械设备自动喂料、自动定位。并且保证喂料的均匀和定位的有效性，实现自动化操作，进一步提高作业的速度和质量，提高科学性和精确度，满足脱壳机械的发展要求，不断拓宽国内外市场，改变现有的生产结构。(4)提高技术、改进工艺、增加新材料。在这个科技飞速发展的时代，伴随着电子技术、数控技术的发展，核桃剥壳机机械结构复杂、材料笨重、工艺落后等问题将被淘汰，随之而来的是简单的操作流程、较小的阻力、较长的使用寿命、较少的劳动力、轻便的材料等等，类似的高新技术将会被应用到实际的生产中，这也是核桃脱壳机械在未来发展中应重点研发的主要课题。2.3.1 设计要求目前核桃破壳机械装置存在较大的地域差异性，在不同的地方产不同种类的核桃，即大小不一，这样就造成了核桃破壳机械的局限性。现设计的新型核桃破壳机械要能改善地域的差异性，能破多种品种的核桃；分级装置的改进，能使生产效率提高和降低碎仁率；调节装置的改进，可以针对不同品种的核桃。2.4 核桃的有关信息核桃是世界著名四大干果之一(还有扁桃、腰果、榛子)，它是胡桃属落叶乔木，在中国栽培有2000年以上的历史。据市场预测，核桃富含脂肪(70%以上) 及蛋白质(20%)，是高热能营养食物，又是无胆固醇的绿色保健食品，有着广阔的国内外市场，历来被称为“木本油料”、“铁杆庄稼”，是中国开发山区林业生产的重要经济树种。目前，全国25个省、市自治区都有核桃分布，面积有1000多万亩，2亿多株，以云南、山西、陕西、河北、甘肃、河南、四川、北京、山东、新疆产量最多，约占全国总产量的85%以上，并且是我国传统出口物资之一。我国的核桃栽培面积约130万hm2以上，主要种植区域在西南和西北。在国际市场上，核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界4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，全国人均占有0.24kg。这与国际上一些国家相比相差甚远，如美国人均占有核桃1.5kg，是我国的6倍。针对核桃加工存在的问题和市场的需求，确定核桃加工工艺，除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳分离与包装外，还可进一步深加工。在加工中，存在的问题是核桃脱壳比较困难，主要由人工完成。人工剥壳难以满足生产发展的要求，故研制高效剥壳机已成当务之急。核桃也是我国干果类商品出口之一，加工和出口的季节性比较强。核桃取仁在我国历来靠手工，一人一天平均仅能砸30斤核桃，取仁约12斤，以天津口岸年出口核桃仁5000吨计，仅取仁一项需占用劳力80多万个劳动日，而且，加工和出口的时间正值三秋和农田基本建设大忙季节，任务重，时间紧，形成与农业争劳力的局面，所以，实现核桃取仁机械化，对解放劳动力，支援农业生产有重要意义。核桃出口国家较多，进口国家比较集中，国际市场斗争十分激烈，实现核桃加工机械化，有利于我们抢时间，争速度支援外贸。从经济上说，国际市场核桃仁各质量等级的差价甚大。机械取仁有希望提高取仁质量，增加外汇，同时大规模集中加工，便于综合利用。核桃仁中约占5%的碎末可以集中榨油，大量的核桃壳是做活性炭的好原料。手工分散加工，这些碎末都浪费了。研制核桃取仁机的具体任务是寻找适当的、特别是保证取仁质量的破壳工艺方法，研究实现这一工艺方法所要求的机器。三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析3.1 课题任务要求本装置主要是为了将核桃破壳这道工序从手工破壳解放出来，其中最突出的特点就是效率要高，单位时间内的破壳量要大，而且还要适当的照顾整仁率，不能够有太多的碎仁。3.2 课题设计预期目标的可行性分析本装置主要是通过机械加工的手段对核桃进行破壳，通过对国内国外的一些破壳机械的研究，在与本装置进行对比，在机械的原理上是行的通的。再根据一些力学性能指标，本装置是完全符合的。综上所述，该设计是可行的。四 本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路4.1 本课题需要研究的重点问题需要对核桃进行分级，分类，然后分别进行破壳，提高整仁率。破壳的效率要高，单位时间内的破壳数量要明显高于人工。4.2 本课题需要研究的难点问题解决的思路通过对核桃大小的研究，设计合理大小筛孔的筛子，通过振动作用，将核桃分级。分级后不同大小的核桃先后通过挤压辊进行挤压，挤压的缝隙通过调整动挤压辊来调整，以便不同的核桃通过，提高整仁率。五 完成本课题需要的工作条件及解决的办法 完成本课题所必须做的工作有利用学校图书馆及互联网查阅大量资料，了解核桃的基本性质，破壳机的结构、原理等，了解各种类型的破壳机的特点。关键问题可请求老师指导或通过同学讨论，选择适合的破壳机类型，对拟定的破壳机进行设计，计算，利用Auto CAD等绘图软件绘制出破壳机的零件图，装配图，反复对设计内容进行检验、校核。六 工作方案及进度计划工作方案：设计总体含括分级装置设计破壳部分装置设计动力装置设计机箱及外围设备设计机体有机组合。进度计划：第1周第2周 通过查找文献资料，了解核桃破壳机的国内外现状。第2周第5周 设计核桃破壳机的总体方案。第6周第9周 对核桃破壳机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。七 参考文献 1曹成茂,朱德泉,江家伍,李兵,江庆.手剥山核桃破壳机的设计与研究J.安徽农业大学,2011,1003-188X(2011)11-0114-04.2 王利华.核桃的营养保健功能及加工利用J.中国食物与营养,2007,8:29-30.3张玲，杨战胜，苏澎.蔬菜纸形食品滚筒干燥成形及料浆调配J.洛阳工学院学报,1999,20（2)1-5.4陆振羲等.食品机械原理与设计J.北京:中国轻工业出版社,1995.5:14-18.6吴子岳.核桃不同破壳方式的破壳取仁效果J.南京农业大学学报1996,19(2):96-10.7李兴国等.食品机械学M,上册.成都:川教育出版社,1996.8王高平.一种新型核桃加工设备的研究J.南方农机,2002,(02):113-115.9乔园园,史建新,董远德.影响核桃壳仁脱离的主要因素J.农机化研究,2008,4:43-45.10吕朋翔,核桃破壳力实验及核桃剥壳机主要部件虚拟样机设计.2011,5:27.11梁勤安,杨军.核桃初加工工艺及关键设备J,农机化研究,2003-1:154-164.12濮良贵，纪名刚.机械设计J.第8版.北京：高等教育出版社,2006-5:387-388.13吴宗泽，罗圣国机械课程设计简明手册M.北京：高等教育出版社，2006-514辛动军,史建新.国内外核桃破壳取仁机械的现状及问题的探讨J.新疆农业大学学报2001,24(6):29-31.学生签名 年 月 日指导教师审阅意见指导教师签名 年 月 日开题报告答辩 塔里木大学机械电气化工程学院 分级挤压式核桃破壳机的设计 班级 农机16 4学生 赵成伟学号 8031212425指导教师 兰海鹏 汇报内容 选题背景研究目的与意义国内外研究现状研究目标研究主要内容难点问题创新点 1选题背景 核桃在新疆地区有很大的产量 如果只是单一的卖核桃 价格很低 利润也不高 所以需要进行核桃的深加工 提高利润率 进行核桃的深加工就需要对核桃进行破壳 而在新疆地区 很大一部分是用人工破壳 破壳效果差 工作效率很低 大约只有每小时15公斤 在新疆机械破壳的比率只有百分之二 所以在此基础上核桃破壳机应用而生 当前一些核桃破壳机的适应性较差 不能很好的对新疆核桃进行破壳 破壳效率和质量都较差 2研究目的与意义 本项研究的目的是在保证一定整仁率的情况下提高核桃破壳的效率 本课题设计先用筛子对大小不同的核桃进行分级 凹型对辊的对转对核桃进行挤压式的破壳 因为设计方面的原因 所以能够大大提高破壳的效率 使核桃破壳从人工破壳方面解放出来 大大提高了劳动生产率 因为破壳后的果仁用于深加工 所以也能够提高利润率 增加农民收入 因此此项研究很有意义 核桃要完成破壳的工序是要等青皮脱落后 一定时间内核桃本身脱去水分后才进行 在过去 我国核桃破壳主要是靠人工来完成 在一些农家地方用专用的小孔模具来撞击完成破壳工序 随着核桃业的不断发展 手工破壳已经不能完全满足社会的需要 因此 采用机械式的破壳方式是满足社会和生产率唯一选择 当前核桃破壳取仁的方法主要有 离心式碰撞破壳 化学腐蚀 真空破壳取仁 超声波破壳 定间隙挤压破壳 其中采用第一种方法破壳时会产生大量的碎仁 所以此方法很少被应用 第二种方法 由于在实际操作中仁易受到腐蚀不好控制 产生的废水废液还有可能污染环境 所以应用的也很少 第三 四种破壳方法 需要的破壳设备昂贵 这无疑增加了破壳成本 并且破壳效果也不能达到人们的要求 只有第五种方法值得探索 3国内外研究现状 我国核桃破壳机具发展缓慢 远远落后于种植业的发展 在一些生产应用的机具中 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壳不完全 果仁去净率不高 有些剥壳机剥壳率只有50 这是核桃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 4 通用性差 一般剥壳机仅能用于某一品种坚果的剥壳作业 对于不同品种的坚果 不能通过更换主要零部件来实现一机多用 5 机具性能不稳定 适应性差 为某类核桃专门开发的专用机型 在该核桃品种 大小规格 外壳形状和含水量等因素出现变化时 剥壳机具剥壳性能就变差 6 作业成本偏高 我国核桃剥壳机具尚未形成规模和系列 多数是单机制造 制造的工艺水平低 成本高 也因为通用性差 不能一机多用 使得生产企业设备配置的成本高 致使加工核桃的作业成本增加 1 现有的核桃分级装置主要有 锥辊式分级装置 圆孔筛分级装置和栅式滚筒分级装置三种 1 锥辊式分级装置锥辊式分级装置 采用一对相对转动的锥形辊 核桃在两锥形辊的带动下不停地上升和下落 同时 核桃在重力和上端核桃对其侧向挤压力的共同作用下沿锥形辊向下移动 直至两锥形辊的间隙大于核桃的直径时 核桃通过间隙落下 该装置分级效果不好 原因 核挑大量喂入时 上层的核挑无法及时地与下层的核桃进行交换 造成前一级的核挑在后一级甚至后几级才被分离出去 出现分级混杂现象 由于有相当一部分核桃是椭球形的 这些核桃在下滑时 会因下滚姿态的不同 而在不同的位置下落 从而造成分级误差 2 圆孔筛分级装置筛孔由右往左逐渐变大 核桃在重力和离心力的共同作下沿筛壁下滑并通过合适的孔口落下 该装置的一个缺点是 在分级的过程中 有时会出现孩桃堵塞筛孔的现象 尤其是在核桃大量喂人时 3 栅式滚筒分级装置该装置是由具有一定锥度的栅条组成的 滚简的转动带动核桃不停地上升 下落 并在重力和离心力的驱动下向前移动 直至从滚简中脱出 该装置结构简单 能耗低 分级均匀度高 现有的破壳机械原理图 4研究目标 现阶段 随着工农业的发展 核桃产业逐年递增 相应的破壳机械种类也有很多 特别是国外的技术已经很先进 在破壳流程中几乎不用人工的参与 但国内的破壳机械还存在一系列的问题 为了使破壳机械在生产中发挥高效率作用 需要对各个破壳机械装置进行比较 进行完善其功能 现阶段我国核桃破壳机械的研究目标是 1 提高机械的兼容性和适应性 当前 相当多的核桃破壳机械设计有局限性 它们只能应用在具有特定的地区生长环境的某类核桃中 其兼容性和适应性较差 提高机械的通用性和适应性 通过变换核桃破壳机械的主要部件达到同时具备对其他带壳坚果进行脱壳加工的功能已成为核桃破壳机械发展的一个趋势和新的挑战 如何研制出满足兼容性和适应性的要求的工作部件 改进技术工艺 提高生产效率 给核桃破壳机械作业的发展提出了新的难题 2 提高机械脱壳率 降低破损率 核桃机械破壳存在的破碎率高 整仁率低的问题是一直制约核桃实现机械化生产加工的重要问题 对我国核桃产业的发展造成了一定影响 处理好这一关键技术将关系到核桃破壳机械在未来的发展和应用 一方面 提高核桃破壳机械的核心技术 改进工作部件 改革传统结构 研发新的脱壳机理 优化结构设计 另一方面 进一步改进和完善整体配置 提高脱壳率 降低核桃仁破损率 5研究主要内容 查找选题相关的文献资料 确定思路框架 具有整体意识 对分级装置 破壳机构及传动系统等关键部分进行设计 完成破壳机的三维模型以及相关技术图纸材料 对关键部件进行强度 刚度校核 以及进行受力分析 对整体结构进行调整 优化 6难点问题 核桃的大小不均 在受力时就不一样 所以需对核桃进行分级破壳 分级时所用的筛子筛孔大小的确定可能需要做大量的试验来确定 在破壳时需要兼顾破壳的效果 提高整仁率 降低碎仁率 所以需要对挤压辊的形状进行设计 根据不同品种的核桃 挤压辊之间的间隙有不同的要求 所以挤压辊的间隙要可调 7创新点 在进行破壳时对核桃进行分级处理 提高整体的破壳质量挤压辊分为固定辊和可调节辊 能够调节辊间间隙 以应对不同大小 不同品种的核桃挤压辊的形状设计较为合理 提高整仁率 降低碎仁率设计有收集装置 避免人工收集 降低劳动强度 欢迎大家予以批评指正 塔里木大学毕业设计答辩 XXXXXXXXXXXX机的设计 学生姓名 XXX指导老师 XXX答辩时间 2014 05 课题研究的目的及意义 课题研究的主要内容 关键部件的设计 创新与改进 1 课题研究的目的及意义核桃果仁具有很高的营养价值 含有丰富的蛋白质 氨基酸及矿物原素 并具有润肺强肾 降低血脂 预防冠心病之功效 核桃果仁具有很高的药用价值 核桃仁有治虚寒喘咳 心腹疝痛等功效 核桃果仁具有很高的食用价值 加工而成的高级食用植物油 油色清味香 品位高档 近年来 随着经济的迅速发展 核桃的价值与功能近一步被人们所认识 核桃的深加工就涉及到破壳取仁的操作步骤 目前我国关于这方面的技术还不成熟 所以本次设计的分级挤压式核桃破壳机是很有意义的 2 课题研究的主要内容本次设计主要内容是对目前市场上的分级装置 破壳装置 壳仁分离装置进行简单的介绍 了解各种装置的优缺点 并且在所有的装置中选择比较理想的装置作为本次设计的分级装置 破壳装置 将所选择的装置进行改进设计 并结合电动机 机架 分级筛轴等部件进行分级破壳机的整体设计 做出三维图 二维图 对所用的电动机 轴 带轮 带进行分析 计算 选择 2 1工作原理 核桃经由进料口进入破壳机 先进入分级筛网进行分级 经过分级处理后 核桃按照其大小的不同被分为若干等级 被分级好的核桃掉落至核桃挤压装置中 可以根据核桃的大小来制定核桃破壳挤压的具体距离 在发动电动机以后 辊子转动 核桃在该挤压区受到连续四点挤压 破壳成功 通过收集板将破碎以后的壳仁混合物导出来 2 2分级挤压式核桃破壳机整体结构 1 进料口 2 筛网保护罩 3 分级筛网 4 筛罩 5 大皮带轮 6 分级筛轴 7 腿管 8 副横梁 9 辊子 10 辊子皮带轮 11 挤压板 12 轴承 13 电动机皮带轮 14 电动机 15 手轮 16 滑块母 17 滑块 18 导流槽 19 主横梁 20 侧横梁 3关键部件的设计3 1分级机构分级机构如图所示 由分级筛网 导流槽这两部分组成 关键部件是分级筛网 分级筛网采用栅式滚筒装置 并且为了分级更加细致 精确 在栅条的垂直方向上加了一些等距的钢圈 为了使核桃能够快速高效分级 在滚筒的内部加上了像弹簧一样的螺旋装置 螺旋的厚度为5厘米 使滚筒和螺旋装置一块旋转 这样核桃就会随着螺旋方向在滚筒内向前移动 3 2破壳装置破壳装置由一块挤压板和一个辊子组成 可以根据核桃的大小自由的调节挤压板与辊子之间的距离 以适应实际情况 并且由于挤压板上面是一个锯齿形的板子 在破壳的过程中可以持续的四点加压 由于有筋的缘故 并且挤压板的锯齿形部分表面粗糙 所以会减小打滑的情况 提高破壳的效率 4创新与改进4 1创新点 1 分级筛网采用栅式滚筒装置 并且为了分级更加细致 精确 在栅条的垂直方向上加了一些等距的钢圈 为了使核桃能够快速高效分级 在滚筒的内部加上了像弹簧一样的螺旋装置 螺旋的厚度为5厘米 使滚筒和螺旋装置一块旋转 这样核桃就会随着螺旋方向在滚筒内向前移动 2 破壳装置采用一个固定的挤压板 一个可以移动的动辊组成 可以有效的根据核桃大小的实际情况调节 提高破壳的质量 挤压板挤压部分表面粗糙化 可以防止打滑 提高破壳效率 4 2改进的地方 1 由于本人能力有限 本次设计主要进行的是核桃的分级以及破壳 没有对后续的壳仁分离进行设计 所以后面的壳仁混合物还需要用专门的机子进行清选 理想的机型是分级 破壳 壳仁分离一体机 这是需要改进的一个地方 2 本次设计只是单纯的机械设计 没有涉及到自动化部分 而随着社会的发展 技术的进步 设计应该会向自动化 智能化方向发展 谢谢大家 诚请各位老师指正 16 届毕业设计分级挤压式核桃破壳机的设计学生姓名 赵成伟 学 号 8031212425 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化班 级 16-4 指导老师 兰海鹏 日 期 2016.05 塔里木大学机械电气化工程学院制前 言我国从20世纪80年代开始着手破壳机的研究和开发，但由于存在一些技术难点，至今此类机器没有得到大范围的推广和应用。实现核桃加工的机械化生产，有利于提高核桃加工的效率，提高取仁质量。本次设计的重点是对核桃进行分级以及核桃的破壳，所以所设计的机器名为分级挤压式核桃破壳机的设计。本次设计所做的主要工作是介绍国内现存的核桃分级、破壳、壳仁分离技术，进行分级、破壳部分的设计，形成整体的机型。最后对所设计的机子进行电机的选择，带轮的选择，以及带的选择，并进行轴的计算及选择。设计的目的是大大提高核桃破壳的效率，并且保持核桃仁的完整度较高。关键词：分级；破壳，效率；完整度目 录1 绪论11.1 课题研究的背景11.2 国内核桃破壳研究的现状分析21.3 核桃破壳机的市场预测32 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究32.1 核桃分级装置32.2 核桃破壳装置42.3 核桃壳仁分离装置73 核桃破壳机的设计83.1 核桃破壳机设计方案的制定83.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理93.3 核桃破壳机分级筛网结构设计93.4 核桃破壳机破壳结构设计104 各部分零件的选择与校核计算114.1 电动机的选择124.2 带轮的选择124.3 带的选择134.4 轴的计算134.5 选择键联接的类型和尺寸145 结论与发展方向155.1 结论155.2 发展方向15总 结16致 谢17参考文献18 塔里木大学毕业设计1 绪论1.1 课题研究的背景核桃为胡桃科、胡桃属植物，乔木，高达20.25米；树干较别的种类矮，树冠广阔；树皮幼时灰绿色，老时则灰白色而纵向浅裂；小枝无毛，具光泽，被盾状着生的腺体，灰绿色，后来带褐色。核桃皮毒性较大，可入药，治疗皮肤脓疖等。核桃果仁具有很高的营养价值，含有丰富的蛋白质、氨基酸及矿物原素，并具有润肺强肾、降低血脂，预防冠心病之功效，长期食用具有益寿养颜，抗衰老等作用。核桃果仁具有很高的药用价值，核桃仁有“补气养血，润燥化痰，益命门，处三焦，温肺润肠，治虚寒喘咳，腰脚重疼，心腹疝痛，血痢肠风”等功效。长期食用益寿养颜、抗衰老，孕妇食用对胎儿智力发育有神奇功效。核桃果仁具有很高的食用价值，用东北山核桃加工而成的高级食用植物油，油色清味香，品位高档，含有脂肪酸、油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占88%-96%之间，高于油茶油，也高于食用橄榄油。常食山核桃仁、油产品，具有健脾开胃、润沛强肾、滋补康复、预防冠心病和降低血脂的功效。是一种健康味美、营养丰富的天然绿色营养食品。种仁多破碎成不规则的块状，完整者类球形，由二瓣种仁合成，皱缩多沟，凹凸不平。外被棕褐色薄膜状的种皮包围，剥去种皮显黄白色。质脆，子叶富油质。气微弱，子叶味淡，油样，种皮味涩。以色黄、个大、饱满、油多者为佳。近年来，随着经济的迅猛发展、人民生活水平的不断提高，核桃的价值与功能进一步被世人所认识，在国内外的市场上，人们对核桃及其加工品的需求量不断增加。这就为核桃的发展提供了广阔的市场，同时也对核桃的安全生产和加工质量提出了更高的要求。但由于核桃品种繁杂，尺寸各异、形状不规则、核仁与核壳间隙小，这个间隙小于壳完全破裂时的变形量，这大大增加了核桃的破壳取仁难度。破壳后还有很多的工作要完成，怎样实现壳仁分离是面临的又一大难题。这是核桃破壳技术方面存在的主要问题。性能良好的破壳机有以下三个特点：（1） 破壳效率高；（2） 破壳后核仁的清洁度高；（3） 破壳机自动化程度高。1.2 国内核桃破壳研究的现状分析陕西科技大学的硕士研究生高警进行了核桃破壳机理研究及破壳机的设计，依据核桃破壳机理研究的结果，并结合目前国外成熟的核桃破壳机械的工作原理，本课题中采用定间隙挤压破壳法和定向击打法设计破壳设备。在课题研究的过程中,由于各个核桃之间的尺寸存在差异，需要根据实际的尺寸条件设计破壳机构，并设计简单的调节装置以适应不同大小的核桃。先根据破壳方案运用UG设计出核桃破壳机的三维模型，并根据机械设计理论和优化设计理论对核桃破壳机的三维模型进行优化，最后确定设备的尺寸并加工出样机。最后,对样机进行试验，确定最终的设计方案。偏心挤压式核桃破壳机和击打式核桃破壳机在原理上都能够对核桃进行破壳，但是两种设备的破壳效果不尽相同，所以本课题用两种设备利用正交试验对不同种类的核桃进行破壳，通过从破壳效果、破壳机加工成本、操作方便性、设备寿命、环境影响等方面进行比较，确定出最终的设计方案以适应薄皮核桃品种。 山西农业大学的硕士研究生刘德华进行了核桃分级破壳机的设计与试验研究，运用机械设计理论，对核桃分级破壳机的上料装置、传送装置、分级装置以及破壳装置四部分进行了设计，其中上料装置中的隔料器实现均匀喂料，传送装置将样本传送至分级装置，分级装置对样本进行分级处理，最后在破壳装置中进行破壳操作。利用三维建模软件Solid Works对核桃分级破壳机各部分零件进行建模，并装配以验证有关设计。新疆农业大学的硕士研究生何义川进行了气动击打式核桃破壳机的设计及试验研究，该机的主要特点是喂料箱里的核桃由喂料拨轮不停地转动将核桃送到喂料箱的出口，并将喂料箱出口多余的核桃往回拨从而防止核桃在喂料箱中出现搭桥；设计出了由两条平行的驱动链和输送核桃盒子组成的输送装置，该装置可以保证核桃被单一连续地输送到破壳工位；同时,设计出了防止核桃在输送过程中有跳动和偏出现象的导向护送装置。通过对气动击打式核桃破壳机的二次回归正交试验，得到了在不同试验指标下破壳机的破壳回归方程和最优方案。青岛理工大学的硕士研究生刘明政进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁的机理分析与实验研究，目前所存在的核桃破壳取仁设备主要采用刚性元件，存在破壳率和露仁率低的问题，多数剥壳机一味追求剥壳率的提高，导致高的核桃仁破碎率，损失率较高，并且对不同品种的核桃适应性差。采用柔性元件并设计合理的机构能有效提高破壳率和露仁率，减少对核桃仁损害，提高了整仁率。本研究课题利用自行研制的核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离设备，重点对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁系统进行结构设计与破壳取仁机理分析，并对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁效果进行实验验证具体研究内容如下:（1） 针对目前核桃生产加工中破壳取仁工序存在的问题，分析了目前核桃破壳取仁方法的优劣，得出机械装置的方法较为理想；针对不同的机械破壳方法，综述了国内外核桃破壳以及脱壳取仁机械设备研究现状，并对坚果破壳过程中的力学特性的国内外研究现状进行了分析。在上述分析的基础上，提出了基于剪切挤压机理柔性带核桃破壳取仁的研究课题。（2） 进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的结构设计，设计了柔性带剪切挤压破壳及脱壳系统，柔性叶片锤击取仁系统，气力与柔性螺旋叶片耦合作用下核桃壳仁滚筒双向分离系统，并分析了每个系统中的关键技术和工作原理；对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的有益效果进行了分析；设计了新型核桃分级设备，并对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置三个系统中各自相应的部件进行改进设计。1.3 核桃破壳机的市场预测随着社会的进步与人们生活水平的提高以及核桃市场的发展，核桃破壳机的市场肯定会越来越好，需求量会越来越大，所以说这一块的市场市很好的。但是目前这一市场还不成熟，技术也不是很成熟，急需大量的科技工作者涌入这一领域。2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究2.1 核桃分级装置 锥辊式分级装置，如图2-1所示，该装置用一对相对转动的锥形辊挤压核桃，核桃在两锥形辊的带动下不停地翻动，核桃在重力和上端核桃对其侧向挤压力的共同作用沿锥形辊向下移动直至两锥形辊的间隙大于核桃的直径时，核桃通过间隙落下。理论上锥辊也可用圆辊，只要两端的间距不同即可，且线速度相同，锥辊则线速度不同。该装置分级时如果核桃进料过多会造成上层核桃无法及时与下层核桃进行交换，使前一级的核桃在后一级甚至后几级才被分离出去， 出现分级混杂现象。另外有的核桃是椭球形的，这些核桃在下滑时，会因下滚姿态的不同，而在不同的位置下落，从而造成分级误差。 1.锥辊 2.核桃 1.进料斗 2.出料斗 3.栅式滚图2-1 锥辊式分级装置 图2-2 栅式滚筒分级装置 栅式滚筒分级装置，如图2-2所示，该装置由栅条组成的有一定锥度滚筒构成，滚筒的转动带动核桃不停地上升和下落，并在重力和离心力的驱动下向前移动，直至从滚筒中脱出。该装置结构简单，能耗低、分级均匀度高。 1.窝眼辊 2.核桃 1.核桃 2.齿盘 3.齿板图2-3 对辊窝眼式破壳装置 图2-4 双齿盘-齿板式破壳装置 2.2 核桃破壳装置 对辊窝眼式破壳装置，如图2-3所示，对辊窝眼式开口装置的每个辊上同一个圆周平均分布着8个窝眼。窝眼在整个挤压辊表面上呈交错排列，窝眼纵向间距为54mm，所有窝眼开口半径均为 30mm，但不在同一圆周的窝眼的深度都不相同，从13mm 依次增加 0.5mm 直到 20mm 为止，辊的长度870mm。该装置能对大小不同的核桃进行定距离挤压，同时挤压时用窝眼抓取核桃，抓取可靠，核桃挤压时不会窜动，能进行可靠的挤压。破壳的核桃需进行进一步的脱壳。该装置生产能力150kg/h，核桃按粒径大小自动分级的准确率95%，开口率95%，破碎率2%。 双齿盘齿板式破壳机，如图2-4所示，齿盘旋转带动核桃边旋转边挤进由齿盘、偏心圆弧齿板组成的剥壳区，受到挤压作用，核桃表面产生裂纹并逐渐扩展，直至最终完全破裂，碎壳和仁从最小间隙处掉下。由于该装置能较好满足 “四点加压” 原理，且可实现核桃的滚动挤压，因此破裂效果好、碎仁率低。最大生产率 180kg/h，破壳率 90%以上，高路仁率 70%-90%，其中一路仁率 30%-40%。 1.挤压辊 2.核桃 1.外磨 2.核桃 3.内磨 4.挡板图2-5 变形恒定破壳装置 图2-6 内外磨破壳装置 变形恒定破壳装置，如图2-5所示，该破壳装置是由一对螺纹螺方向相反的滚柱组成，在滚柱上切制有螺距恒定的梯形栅纹，栅纹滚柱在结构上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大。 当核桃夹在一对左、右螺纹之间时，形成了四点加压。不同果径的核桃可在不同开度处壳。为避免核桃与滚柱间发生相对滑移，滚柱面进行了“滚花”处理。 内外磨核桃破壳装置，如图2-6所示，外磨1固定在机架上，内磨3在电机的带动下转动。核桃2在内外磨之间的间隙内破裂脱壳，当破碎到合适的粒度后，由挡板4与内磨下底之间的缝隙落到落料扳上。因该机不能自动适应核桃的大小，又由于目前核桃品种不纯、大小不一，因此该机在实际使用中存在一定缺陷，破裂果径不同的核桃，需更换尺寸大小不同的内外磨。 圆盘破壳装置，如图2-7所示，该装置由一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳盘3组成的。两破壳盘用等速万向节5偶合。狭缝角度通过动轴承组件1、4可调，狭缝宽度通过破壳盘上的固定螺钉2可调 。落人破壳盘狭缝一侧的核桃6，随盘旋转经最窄处破壳后从另一侧甩出。该机可破大小混杂在一起的核桃。 1.主动轴 2.螺钉 3.破壳盘 1.定破壳板 2.调距手柄 3.偏心轴4.从动轴 5.万向节 6. 核桃 4.动破壳板图2-7 圆盘破壳装置 图2-8 6PK-400核桃破壳机简图 平板挤压破壳装置，李忠新等人选用平板挤压破壳方法，采用了一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板作为核桃破壳工作部件，对核桃进行破壳取仁。并设计出了 6PK-400 核桃破壳机，如图2-8所示，该装置由一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板组成。动破壳板一端通过铰链连接到壳体，一端可由偏心轴带动做往复曲线运动；定破壳板是一可调挤压直板，上方一端与机体铰接，下方与调距手柄相连，手柄由可转动的一段螺栓组成。旋转手柄可推动定破壳板前后运动，用来调节两板之间的间隙和角度，使挤压间隙的最小宽度小于果壳的直径，并近于核桃果仁最大外径。破壳板表面焊有鱼鳞状铁网，有许多细小的横纹，用于增加与核桃接触的粗糙度。落入破壳板狭缝的核桃，随动破壳板运动经最窄处破壳后，经出料口甩出。该机可破大小混杂在一起的核桃。 弧板滚筒破壳装置，如图2-9所示，该装置是由弧形板2和滚筒1组成，在滚筒上装有两个角度成 180的活塞，两活塞由弹簧支撑。当分级后的核桃喂入旋转滚筒后，自行定位在活塞的顶端，随滚筒转动，在活塞和弧板的共同挤压下破裂，而后进入料斗。 半仁以上的占 75%， 碎仁占 15%， 未破壳的约占 6%，生产能力 30kg/h。 1.滚筒 2.弧板 3.活塞 4.弹簧 1.机架 2.出料口 3.主滚筒 4.进料 5.电机5.气压装载系统 6.敲击臂 7.压杆滚筒 8.电机图2-9 弧板-滚筒破壳装置 图2-10 机械打击破壳装置 机械击打破壳装置，如图2-10所示，打击方式破壳能得到较多的高路仁，破壳后的核桃壳较碎，有利于实现核桃的机械破壳，破壳的综合效果优与挤压破壳。洪翎等人采用仿生机械敲击臂敲击山核桃使其破壳，研制了一种采用机械击打方式的实用高效手剥山核桃破壳机。该机主要由输送机构、破壳机构、传动机构、电机及机架等组成，不受山核桃形状和大小限制，免除了分级步骤。 碰撞碎壳装置，如图2-11所示，该装置由上机壳10与下机壳4，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9，相邻辐条筛的间距为18-20mm，辐条筛与脱棍之间形成上大下小漏斗形状的脱壳室 8， 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。脱出的核桃仁一、二等品占 70%以上。 1.料斗 2.挡板 3.绒辊 4.出料斗图2-11 碰撞破壳装置 图2-12 绒辊壳仁分离装置2.3 核桃壳仁分离装置 绒辊壳仁分离机，如图2-12所示，由一对外表面包着绒布2的辊子3组成。两个辊子全程彼此接触反向转动且相对于水平面倾斜。当壳和仁从料斗1喂入后表面光滑的仁不易被绒毛粘附沿两辊之间的凹槽向下滑移，直至从底端排出。端口粗糙的壳被绒毛粘附经过绒辊落入排料斗4。为了达到一定的分离效果，一般该装置由多对绒辊组成，进行反复分离。由于仁的断裂端口也有毛刺易被毛绒粘附，因此分离效果不好。 1.接壳斗 2.进料斗 3.分离带 4.接仁斗图2-13 带式壳仁分离装置 图2-14 分选式壳仁分离装置 带式分离壳仁，如图2-13所示，环形带沿长度方向与水平面倾斜，带面由低端向高端运行。 表面光滑的仁沿带面下行从底端排出端口粗糙的充顺带面上行，从高端排出。为了达到分离精度， 一般采用多层分离带分离。由于仁的断裂端口也会有毛刺，所以该装置也不能很好地分离壳和仁。 风选式分离壳仁，如图2-14所示，运用气流分选法分离核桃壳仁，气流由风机提供，可以调节风量。新疆农大核桃壳仁分选机包括喂料斗1、机架2、物料输送装置3、抖动装置4、风机10和 R 型分选装置17。机架2上方设喂料斗1，喂料斗1下方设输送装置3；抖动装置4位于输送装置3下方，抖动装置4和分选装置17间设喂料淌板16；支架11上安装风机10，风机出口接入分选装置17；分选装置17由中空通风腔22，气流入口21、节流器13、仁出口通道15、物料入口通道23、壳出口通道14和泄压口18等7部分组成。本实用新型具有较高的壳、仁分选率 ，且结构简单、操作方便等特点。3 核桃破壳机的设计3.1 核桃破壳机设计方案的制定核桃破壳机设计方案的制定是一个相当复杂的过程，要想设计出一款好的机器，就要在经济性和实用性上下功夫。要综合考虑诸多方面的因素，包括产品实用性、经济性，安全性，实用性就要要求所设计的产品便于操作，经济性则要求产品效率高，同时自动化程度高，节省劳动力，降低劳动成本。安全性要考虑所设计的产品在生产加工过程中安全系数要高，充分考虑工人的人身安全。基于以上所要考虑的各个方面，我们要通过所学的专业知识对所设计的产品进行全面的分析，使得产品在后期的工作中没有后顾之忧。通过对国内外核桃破壳机的分析，以及查阅大量文献资料，此次我设计的是分级挤压式核桃破壳机。整个装配图由进料口、机架、分级部分、挤压部分、传动部分、电动机等组成。核桃由入料口进入分级部分然后经过挤压部分破壳最后进行收集。3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理分级挤压式核桃破壳机的总体结构包括：进料口，分级筛网，筛轴，挤压板，辊子，机架，电动机，大皮带轮，小皮带轮等组成。工作原理：核桃经由进料口进入破壳机，先进入分级筛网进行分级，经过分级处理后，核桃按照其大小的不同被分为若干等级，被分级好的核桃掉落至核桃挤压装置中，可以根据核桃的大小来制定核桃破壳挤压的具体距离，在发动电动机以后，辊子转动，核桃在该挤压区受到连续四点挤压，最后破壳成功。下图3-1为本次设计机器总体装配图：图3-1 分级挤压式核桃破壳机 3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计 对比我们前面提到的各种分级装置，栅式滚筒分级装置结构比较简单，耗能少，并且分级精度也比较理想，分级均匀度高，所以我们选用此装置作为本机的分级装置，如图3-2所示：图3-2 栅式滚筒分级装置为了防止核桃在两条栅条之间移动混乱，在此对栅条滚筒进行改进，我在栅条的垂直方向上加上一圈一圈的钢圈，如图3-3所示，滚筒的转动带动核桃不停地上升和下落， 并在重力和离心力的驱动下向前移动， 直至从滚筒中脱出。因为核桃是不规则的近似圆形，并且单靠重力与离心力的作用很难使核桃向前移动（栅条的锥度也并不是很大），所以我在滚筒内设计加上一个像弹簧一样的螺旋装置，螺旋的厚度为5厘米，使滚筒和螺旋装置一块旋转，这样核桃就会随着螺旋方向在滚筒内向前移动。图3-3 分级筛选装置3.4 核桃破壳机破壳结构设计根据我们前面提供的几种破壳方式，综合分析利弊，我们在这里选择变形恒定破壳装置，该破壳装置是由一对螺纹方向相反的滚柱组成，在滚柱上切制有螺距恒定的梯形栅纹，栅纹滚柱在结构上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大，如图3-4所示：当核桃夹在一对左 、右螺纹之间时 ，形成了四点加压，两个滚柱发生相对转动，核桃在压力的作用下，进行破壳。图3-4 变形恒定破壳装置但是此装置也有一些不足之处，最大的弊端就是两个滚柱之间的距离是不可调整的，虽然说两个滚柱之间的距离根据滚柱上螺纹的直径大小的改变是能够改变的，但是因为滚柱整体的直径不会很大，所以这个距离的改变是非常有限的。并且由于是两个滚柱，四点加压只有一个地方，会影响破壳的效果。最后由于滚柱的表面比较光滑，可能在挤压时发生打滑。我在此基础上对此进行了改进如图3-5所示，让其中的一个滚柱固定，不再转动，并且去掉螺纹，在上面加一个锯齿形的板子，形成挤压板。另一个滚柱设计成一个辊子，不再用螺旋结构，在挤压部分设计成锯齿形，辊子与挤压板的距离可以通过手轮调节，在辊子的锯齿形部分加上一条筋。这样设计最大的好处就是可以根据核桃的大小自由的调节挤压板与辊子之间的距离，以适应实际情况，并且由于挤压板上面是一个锯齿形的板子，在破壳的过程中可以持续的四点加压，由于有筋的缘故，所以会减小打滑的情况，提高破壳的效率。图3-5 分级挤压装置4 各部分零件的选择与校核计算4.1 电动机的选择按工作要求和条件，选用三相变频异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型，功率为5.5KW，电动机的转速为，根据转速和功率，由设计文献查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如4-1表所示：表4-1 电动机型号与功率转数的对应关系方案电动机型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min电机质量N123Y132M-4Y132S2-2Y160M-67.57.57.5150030001000144029009708170119综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，功率，以及转速，可见第1种方案比较合适，因此选定电动机的型号是Y132M-4。4.2 带轮的选择确定带轮基准直径：查表知道主动轮的最小基准直径为： （4-1）根据带轮的基准直径系列与实际情况：取 （4-2）计算从动轮（大皮带轮）的基准直径，取传动比为1:3： （4-3）根据基准直径系列，取： （4-4）验算带的速度： （4-5）速度在5-25m/s内，合适。4.3 带的选择确定设计功率，选取V带类型：查表可得工作情况系数 ：， （4-6）依据，所以选取普通A型V带。 确定普通V带的基准长度和传动中心距： （4-7）初步确定中心距：，计算带的初选长度：，带入：，=1630 （4-8）选取带的基准长度: （4-9）计算带的实际中心距a为: （4-10） 带的中心距离在一定范围内是可以调节的。4.4 轴的计算初步确定主动轴的最小直径，根据课本中的公式初步估算主动轴的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取：，5.50.995.445KW （4-11）则： （4-12） 取整数，所以d=19mm。筛轴的从动功率为：5.4450.80.98=4.27KW （4-13） 按文献1中的公式初步估算筛轴的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取：，=1440/3=480则： （4-14）取整数，所以d=22mm。4.5 选择键联接的类型和尺寸本设计中有四处要求使用键联接，一处为电机轴处与小皮带轮的连接键，此处为键1，此处轴的直径d1=19mm。一处是在筛轴与大皮带轮的连接处，此处为键2，此处轴的直径d2=22mm，一处是辊子与小皮带轮的连接处，此处的键为键3，此处轴的直径d3=21mm，最后一处为调整丝杠与手轮的连接处，此处的键为键4，此处轴的直径d4=18mm。一般8级以上的精度要有定心精度的要求，所以选择用平键联接，此处用圆头普通平键（A）型。根