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毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级学生姓名学号课题名称青皮核桃去皮清洗机的设计起止时间指导教师职称课题内容：根据我国青皮核桃去皮清洗机的发展现状和存在问题以及市场对青皮核桃去皮清洗机的需求及理想发展方向，设计一种较为简易有效的青皮核桃去皮清洗机。主要由去皮装置、清洗装置等功能性装置，及喂入装置、和出料装置、淋洗装置等辅助装置和动力及传动装置组成。先确定现有机器的类型，分析各种不同机器的不同去皮原理及结构布局来设计新的青皮核桃去皮清洗机。使其能满足小型作坊、及家庭的需求。既要达到合适的去皮率及清洗彻底，同时降低破壳率，且结构简单制造成本较低等特点。研究内容：（1） 选择较合理的传递动力方式，设计功能性装置和传动装置及辅助装置。（2）运用Auto CAD软件，绘制二维零件图和装配图。（3）利用Solidworks进行虚拟样机设计，完成整体和各零件的三维模型。拟定工作进度（以周为单位）第一周：收集青皮核桃去皮清洗机的相关资料，对相关资料进行分析整理。第二周：掌握青皮核桃去皮清洗机的工作原理，完成开题报告。第三至五周：确定总体设计方案，同时进行主要传动参数的计算，在主要参数的基础上进行带传动 的设计。第六至九周：确定前期设计出现问题，进行轴的设计，带传动的设计，拨料板斜置角度的设计等。第十至十二周：拟定论文写作提纲，开始撰写设计说明书，完成说明书初稿，与指导老师交流修改。第十三至十四周：完成毕业设计，准备答辩。主要参考文献1王冰,裴新民，李忠新.我国核桃初加工现状及发展前景的分析研究J.中国农机化.2010.05:231.2王维,刘东琴,王亚妮.一种实用型青核桃去皮机的设计与试验J.包装与食品机械.2014:32-3.3李龙夫.脱核桃青皮方法J.农业科技.2001.05:017.4杨天兴，杨娜.青皮核桃脱皮机械发展现状与前景探析J.Discussion论坛.2010.08:1000-9868.5吴东泽,郑甲红,梁金生.青核桃块状去皮机的研制J.食品与机械.2015.05:033.6崔波宽,李忠新,杨莉玲.连续式核桃清洗机的设计与实验J.农产品加工.2013.08:08.7李忠新,杨忠强,朱占江.核桃脱青皮技术及其装备研究J.食品与机械.2013.06:030.8梁金生,宋智超,张威.核桃挤压揉搓脱青皮方式研究及机器设计J.南方农机.2016.04:8-12-02.9郑书童,李景彬,郭庆贺.国内核桃脱青皮机械设备研究现状分析J.新疆农机化.2015.05:9-04.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。20 年 月 第 期青皮核桃去皮清洗机的设计 摘 要：鉴于我国核桃种植分布广，品种多，现阶段去皮清洗机械结构复杂造价高不易推广，特设计一种结构较为简单，通用性较好，制造成本低的青皮核桃去皮清洗机。该机采用拨杆与环形刀桶相作用的方法切削去除核桃大块青皮，由粗洗滚筒孔洞与钢丝刷击打来去除小块青皮，短毛刷与水刷洗来彻底清洗核桃完成全部去皮、清洗工作。生产率为600kg/h，功率为1.5kw。机具结构简单，设计合理，很大程度上加快了核桃初加工的速度。关键词：青皮核桃；去皮；清洗；带传动中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：- 4 -0 引言核桃，是世界上有名的干果，它有很高的价值。我国对核桃的需求和生产量都很大。青皮核桃在采摘后需要尽快脱去青皮，并清洗烘干，才能形成市面上最常见的初级农产品核桃。如不及时去青皮，青皮核桃堆积沤烂会产生汁液使果仁发霉腐烂，且外观也会非常不美观。以前采用人工去皮方式，该方式虽然效果较好，但在核桃成熟时需要大量人力，具有成本较高、效率较低、劳动强度较大、生产不灵活等缺点。且青皮汁液污染性极强，人工去皮即使带胶皮手套，任然能渗透到手上腐蚀皮肤，很难洗净。随着经济的不断发展，市场对核桃深加工产品的需求量也在不断增加，因此对原有产品的需求也随之增加。但过高的成本和低效率是核桃加工速度很慢，所以，必须由机器去皮代替人力才能满足市场需求。市场上现有的同类产品效率高，效果好。现有机械用不同原理的去皮及清洗，各有优缺点，本课题所研究问题即为去皮、清洗的良好结合。本次设计的青皮核桃去皮清洗机是加工核桃的必用机械，能很大程度的提高核桃去皮的速度，且降低成本。本课题设计的主要内容是青皮核桃去皮清洗机的设计。主要通过对方案的论证比较与选择，完成对核桃去皮清洗机的总体设计，脱皮原理的设计，清洗原理的设计以及传动方案的选择等内容。并对青皮核桃去皮清洗机的结构、传动件、动力原件、轴及其他零件进行计算说明。14。1 设计原理及机构1.1 去皮原理青皮核桃落入去皮滚筒中，程单层由拨料杆波动，由相对静态在拨料板的作用下加速至拨料板的线速度，此过程为加速阶段。青皮核桃离心力不断加大，核桃相对刀桶既有滑动又有滚动16。当核桃速度达到拨料板线速度时，由拨料板与螺旋刀的相对位置作用，拨料板对核桃的作用力F1挤压核桃，使刀面嵌入青皮中，核桃继续随拨料板运动。此时既有滚动由有滑动。且嵌入青皮的刀刃会给核桃较大阻力F2，核桃受切向力F3及此阻力F2作用，会使核桃达到一定速度的滚动，将青皮切割剜下。期间均匀排列的滚刀会不断嵌入青皮，将青皮不断剜下。受进给力作用向前运动到第一级拨料板末端时，核桃会从中间间隙落下，落入第二级拨料板的出时端，更换一方向继续去青皮，如图1所示。图1 去皮原理图1.2 粗洗原理核桃在去完大块青皮进入粗洗滚筒时，会有部分小块青皮附着于核桃表面，在粗洗滚筒壁上开大小可将核桃固定接受钢丝刷击打刷洗的空洞，且该洞的大小不能将核桃落下，也不能阻碍核桃被钢丝刷击打时核桃的运动，同时要将被刷下杂物排出。斜置的钢丝刷起到刷洗及给予核桃轴向进给力的作用，核桃不停被刷洗击打，达到一定高度滚下，不断换面，以达到每个表面都被刷洗干净，如图2所示。图2 粗洗原理图1.3 精洗原理当粗洗完成后，核桃进入精洗滚筒，喷淋水管不断喷洒干净水，由斜置的精洗板拨动核桃在精洗滚筒内沿内壁滚动，且自身滚动受精洗板及滚筒内壁毛刷刷洗掉颗粒状附着物，达到所需干净程度从出料口排出，如图3所示。图3 精洗原理图1.4 整机结构设计青皮核桃去皮清洗机的结构主要由去皮、粗洗、精洗等三大功能机构，进料口、出料口、出杂口、淋水管等四大辅助机构，再配置必不可少的动力和传动机构来组成整体。人工将青皮核桃喂入进料口，其在拨杆拨动下沿环切滚筒做圆周运动，既有自转由于公转，如此与环切滚筒上的刀刃作用来切除大块青皮。退下的大块青皮有滚筒间隙落入废料排出口滑下排出。当螺旋刀片之间间隙被堵塞后，滚筒上端盖卸去四颗螺丝即可对滚筒内部进行清理。两对并列的去皮拨料杆之间具有一定间隙当喂入核桃过多时，部分核桃从间隙落下，减小拨料板所受阻力，有效防止电机过载。去完大块青皮的核桃在具有一定角度的拨料板及具有一定螺旋线性的滚筒同时作用下，绕轴旋转的同时向前进给，进入粗洗滚筒。粗洗滚筒布满小洞，在保证核桃不落下的同时对核桃具有部分固定作用。粗洗滚筒顶部水管不断喷洒水的同时，由四把钢丝刷对核桃进行刷洗，钢丝刷的击打作用克去除与核桃接触表面的小块附着青皮，起到抛光的作用。被击打的核桃会沿滚筒面滚动，在另一处空洞处停下由钢丝刷涮洗另一表面，重复的刷洗打击使得核桃各个表面青皮都去除。去除下的小块青皮等杂物由小孔洞排入排出口，由上部清洗用水的下流冲出。四把钢丝刷的排列与轴具有一定角度，核桃经过一定清洗后会向前进给，进入精洗滚筒。在精洗滚筒中，去过青皮的核桃因钢丝毛刷的击打抛光，表面会粘有击打下的粉末物。精洗滚筒内部付有细短刷，精洗拨板上也具有细刷。核桃在进入精洗滚筒后由精洗板波动在滚筒内旋转，与两侧毛刷摩擦，同时顶部水管碰水，使得核桃表面彻底洗净细小的粉末状杂物在水的冲刷下有滚筒底部的小孔洞流入废料排出口。旋转的核桃具有较高的离心力，始终会贴在滚筒内壁进行刷洗。同样具有一定角度的精洗板会将洗净的核桃继续向前进给，有出料口排出，完成去皮、清洗的工作，得到产品。这样不断的以一定速度喂入青皮核桃，对核桃进行连续的去皮清洗。所有的废料由排料口排出，可用不同方法进行收集，方便简单。本机器适用于家庭及小型作坊，操作方便，维修简单，成本较低，省时省力，如图4/5所示。1.电机 2.张紧轮 3.主轴 4.轴承进料口 5.进料口6.去皮滚筒上盖 7.粗洗滚筒 8.喷淋水管 9.精洗滚筒 10.出料口 11.机架 12.排污口13.去皮滚筒下盖图4 外部结构图14. 去皮拨料组 15.钢丝刷组件 16.精洗板组件图5 内部结构图2 关键部件设计2.1 去皮拨料板斜置角度设计核桃脱皮的质量受很多方面的影响，首先是核桃的青皮厚度、水分、形状、核桃大小等因素。核桃较圆而青皮较薄，青皮含水量较少成熟度较高的核桃去皮容易。而青皮较厚，青皮含水量较多尚未成熟的核桃，青皮对核桃硬壳的附着较强，不易脱下大块的青皮，且留在核桃表面的小块青皮杂物较多，加大粗洗的工作量。现有数据表明，不同采收期对核桃去青皮效果的影响较为显著。现有数据表明，当核桃青皮含水率控制55%65%时更容易去皮5。影响核桃去皮率的因素还有核桃在去皮滚筒内的旋转圈数，既拨料板的斜置角度。我国各地种植的核桃由于品种不同而差异较大，各种核桃间具有尺寸和皮厚的差异，相同的核桃也会有不同大小。我们可以把去皮前后的核桃都近似看成球体来方便研究，对我们学校周边常见的几种核桃进行样品采集，通过测量以下三个品种的核桃外形尺寸，得出青皮核桃和硬壳核桃的直径见表1。表3-2 核桃近似球体直径尺寸 样品号温185新新2扎343青皮硬壳青皮硬壳青皮硬壳155.139.849.13657.138.8251.738.348.735.556.838.3354.639.249.736.657.639.2皮在每把滚刀上去除体积为：将被切下青皮每个面都近似看为平面，则切下青皮可看成两个四棱锥体的组合体，如图6所示。图 6 青皮切块近似图则所切青皮块体积为此两四棱锥体体积之和。切块青皮体积为：核桃在滚筒内线速度为：核桃在滚筒内的运动如图7所示。图7 核桃运动分析2.2 其它部件为方便物料的输入，通常将料斗设计成上大下小的四棱柱型，以充分利用物料的自有重力使物料连续下落。喂料斗底部连接一小段垂直引导板，有效阻隔核桃从进料口与螺旋刀桶之间的间隙滚出，或避免核桃旋转到连接处时卡主。进料口固定在机架上，方便拆卸切稳固。因喂料自由下流，且原料形状为球体，故淌板角度不用过大，淌板与垂直线程30角即可。这样使得青皮核桃垂直落入滚筒内，重力G作用下使得核桃撞击到底部刀刃，刀刃自然嵌入青皮中，拨料板接触到核桃时，瞬间的击打会使核桃皮对核桃的附着不在那么紧固，易于削下大块青皮。使核桃皮对核桃的附着不在那么紧固，易于削下大块青皮。正常工作下对生产率的需求为Q=600kg/h，设计进料斗出口尺寸，设核桃连续喂入，且将核桃近似为球体6。已知青皮核桃平均直径为d1=53.38mm，则核桃从进入进料口到排出进料斗的时间为：推出： 因此，核桃生产率：其中上式中：Q核桃生产率（kg/h）；a料斗出口宽度（m）；b料斗出口长度（m）； 物料填充系数，一般为0.3-0.4；r青皮核桃半径（m）；t核桃从进入料斗到排出料斗时间（s）；k核桃平均质量（kg）；带入数据得：计算得：，取，。3 结论1) 该青皮核桃去皮清洗机，与市场现有类似产品相比，结构较为简单，省去了很多精细零件。且所用零件都为大块铸造、焊接件。对生产水平要求不高，适合各种规模工厂生产。2) 该机简单的结构使得成本大大降低，对该机器的推广有一定的促进作用。功能方面，在保证去皮效率的同时，用粗洗、精洗两步来加强的清洗功能。3) 顶部喷淋水管在工作时无间断的喷水使该机的水资源浪费量较大，因核桃青皮内汁液污染极强，若循环用水将不能保证核桃清洗的质量。该问题是本机器存在较为显著的缺点，也是后期改进升级要重点研究的问题。参考文献：1 王 冰,裴新民,李忠新.我国核桃初加工现状及发展前景的分析研究J.中国农机化.2010.05:231.2 王 维,刘东琴,王亚妮.一种实用型青核桃去皮机的设计与试验J.包装与食品械.2014:32-3.3 李龙夫.脱核桃青皮方法J.农业科技.2001.05:017.4 杨天兴,杨 娜.青皮核桃脱皮机械发展现状与前景探析J.Discussion论坛.2010.08:1000-9868.5 吴东泽,郑甲红,梁金生.青核桃块状去皮机的研制J.食品与机械.2015.05:033.6 崔波宽,李忠新,杨莉玲.连续式核桃清洗机的设计与实验J.农产品加工.2013.08:08.GreenwalnutpeelcleaningmachineAbstract:In view of our country walnut cultivation is widely distributed, multi species, stage peeled and cleaned the complex mechanical structure high cost not easy to promote, and designed a structure is relatively simple, general better, walnut green husk peeled cleaning machine for producing low cost. The machine by poking rod and annular knife barrel phase method cutting removal of large walnut green husk, coarse washing drum hole with a wire brush strike called to remove a small piece of peel, short hair brush and water to scrub thoroughly cleaning walnut finish all peeled, cleaning work. Productivity is 600kg/h, power 1.5kw. machine is simple in structure, reasonable design, greatly accelerate the walnut processing speed.Key words: Green walnut peeling; cleaning; belt drive;毕业论文（设计）开题报告课题名称 青皮核桃去皮清洗机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导教师 起止时间 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，又称胡桃，为胡桃科植物。与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”。中国是核桃生产大国，新疆作为我国核桃生产的大省，种植面积、产量均在全国的前列，核桃产业是发展新疆经济的重要组成部分，新疆的南疆具有独特的干旱荒漠气候环境，形成了适应当地干旱少雨、昼夜温差大和多风沙气候特点的独特核桃生态地理品种群。但新疆核桃栽培长期处于自种自食的封闭状态，对这些宝贵的核桃资源缺少系统的收集、评价与全面开发利用。我国核桃产业1刚刚起步，云南、山西、陕西、甘肃及东北部分地区核桃产业当做农业主导产业抓，在退耕还林时期已大面积种植，现已进入结果期和盛果期。21世纪以来,随着新疆“大力发展特色林果业”战略的贯彻落实,使新疆核桃种植业进入了跨越式发展时期,每年以2一3、l了腼2的速度猛增。截至2012年年底,新疆核桃种植面积已达29.1x7104hznZ,结果面积达2.06x9l了hmZ,年产核桃30.4x8l了t。核桃己成为促进新疆核桃主产区农村经济社会发展、农民持续增收的支柱产业和主导产业,新疆己成为中国核桃生产的重要主产区之一,自2010年起新疆年生产核桃总量稳居全国第二名。我国核桃种植面积广，各地区核桃脱皮技术的发展程度也不一样。最原始的脱皮方法就是带个橡胶手套，将青核桃往地上摔、用石头砸和用刀削等方式剥皮，但这些方法一是费工费时，不能用于批量生产，只能用于少量的青核桃去皮；二是不能够保证核桃外观洁净和品质；三是容易污染、弄脏衣服、手，且不容易清洗。随之发明了传统“堆沤脱皮法”，这种方法就是将采收后的青核桃及时运到室外阴凉处或通风室内，按 50 cm 左右的厚度堆成堆，堆积过厚容易腐烂，绝对禁止在阳光下曝晒，避免核仁发热变色变质。 堆上覆盖厚 10cm 左右的单袋或秸秆、杂草，以提高堆内温度促进皮核脱离。然而这种方法在沤时污液渗入果壳内污染果仁会降低核桃坚果的品质与商品价值。进而又发明了“乙烯利脱皮法”。但是采用堆沤脱皮法和乙烯利脱皮法不仅费时、费工、费力，而且因青皮腐烂严重，导致果核污染面积大，污染率高。 而且这两种脱青皮方法都严重地影响了核桃的产品质量，且不符合无公害食品和绿色环保的要求。而机械脱皮的发展，解决了这一系列问题。采用机械剥离核桃青皮可以提高核桃外观质量及内在品质，减轻劳动强度，提高生产效率，加快核桃上市速度。 据测定，刚采收后的核桃青皮含水率为 40%50%， 如此高的水分含量很容易使核桃采收后腐烂变质，所以应尽快脱掉坚果外面的青皮，以保持坚果面洁净，增加商品外观品质，提高核桃的附加值。 与手工剥离青皮相比较，机械剥离青皮可提高工效 20倍以上， 并且可以避免青皮对手的损伤。与直接运输青皮核桃相比，脱皮后的核桃不但节约运输成本，而且还增加运输的数量，对农户和商户来说都能够增加收益。 因此，加强对青核桃脱皮机械的开发研究，不仅可以提高农户和商户的经济收入，而且能够有效处理固体废弃物，变废为宝。但不少加工厂的前期处理仍采用落后的手工业方式,致使生产率低下,加工卫生条件不能得到保障。为了减轻劳动强度、提高工作效率、提高核桃商品价值,使核桃初加工工业与种植业得到同步发展,研究青核桃脱皮、清洗设备将是一种必然趋势。二、课题所涉及的问题在国内现状2.1国内现状 我国核桃去皮机械的发展种类也较繁多，第一种脱皮机将置于传送带上的青核桃被输送到一块固定在底座上的下表面安装两排刀刃的压紧铁板下，刀刃离传送带的距离可以调节。 青核桃在通过该铁板时青皮被切削刀刃除去。该核桃脱皮机取代了人力手工操作，提高了工效，成功解决了核桃成熟期来不及脱皮大量堆集腐烂的问题。第二种脱皮机采用半圆形栅格下机壳、上机壳和带花纹的硬橡胶栅条轴作为主要工作部件，通过挤压揉搓的方式解决了手工作业劳动强度大、效率低以及青皮中汁液对手的腐蚀问题。 该机脱皮效率 5001 000 kg/h，比人工作业效率提高 30 倍以上， 青皮剥净率不低于99%，破损率小于 1%，提高了商品核桃的外观品质和内在品质。第三种脱皮机其特征是装有进料口的脱皮网笼固定在支架上，位于脱皮网笼轴心的转动轴通过轴承安装在支架上，转动轴上装有一条放射状排列的拨料杆。 工作时将核桃通过进料口装入脱皮网笼，核桃在拨料杆的拨动下在网笼内旋转与网笼摩擦，青皮被摩擦脱去从出料口排出。 该青皮核桃脱皮机结构简单，易于制作，脱皮效率高，适合农村核桃种植加工户使用。而第四种刮削式核桃青皮剥离机，其优点在于采用栅框笼固定一排核桃，在栅框笼的带动下核桃与削皮钢丝栅条接触从而刮去核桃青皮，结构简单，机械损伤率较低，青皮剥离充分，青皮从削皮钢丝栅长间隙间落下，核桃在支架左端落下， 两者相互隔离， 获得外观洁净的商品核桃。但各种机械都存在一定的缺陷，如供料快时，无法达到去皮效果。破壳率太高，清洗不够干净等。本课题所研究问题即为去皮、清洗的良好结合。三 青皮核桃去皮清洗机的工作原理 青皮核桃从入料口进入环切滚筒，拨料杆拨动青皮核桃沿滚筒切线方向运动并摩擦栅条，在滚刀的切削和滚筒与拨料板之间的挤压、摩擦作用下将核桃青皮剥离下来。剥离后的青皮从滚筒刀刃间隙中分离出来进入出杂口。由于拨料板安装斜置，因此核桃在剥离青皮的过程中向出料口方向移动。与此同时，将一定压力的水喷射到核桃表面，冲洗核桃表面的污物。核桃进入筛网后，少量未削净的青皮被钢丝毛刷清除，脱去青皮的核桃在钢丝毛刷的作用下继续前进进入毛刷滚筒，在抛料杆的带动下及高压水的冲击下彻底洗净，从出料口排出。四 本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路目前影响青皮核桃脱皮的主要因素有：刚刚摘下的青皮核桃，青皮与核桃硬壳紧紧贴附，粘着力大，青皮不容易脱掉。需放置 35 天，待核桃青皮稍微膨胀或开裂时再进行机械脱皮。而当栅条与旋切滚筒之间的间隙过大时，无法对核桃脱皮。过小时，由于滚刀、栅条对青皮核桃切削、挤压、摩擦作用较强，易造成核桃破碎。可在固定栅条滚筒时用弹簧弹性固定，青皮核桃在切削过程中受到栅条的挤压，反过来，栅条在核桃的反作用力下向外张开。若相邻两栅条间隙过大，在受反作用力向外同时张开时，核桃容易从间隙中漏出。或改进为滚筒内置滚刀，自由旋转切割。在设计过程中，必须考虑这一因素，适当减小相邻焊接条之间的间隙。另外，调节弹簧的松紧度也可控制栅条张开的大小。若进料口进料过快且数量过多，将无法保证青皮的脱净率。五 进度计划第一周：收集青皮核桃去皮清洗机的相关资料，对相关资料进行分析整理。第二周：掌握青皮核桃去皮清洗机的工作原理，完成开题报告。第三至五周：确定总体设计方案，同时进行主要传动参数的计算，在主要参数的基础上进行带传动 的设计。第六至九周：确定前期设计出现问题，进行轴的设计，带传动的设计，拨料板斜置角度的设计等。第十至十二周：拟定论文写作提纲，开始撰写设计说明书，完成说明书初稿，与指导老师交流修改。第十三至十四周：完成毕业设计，准备答辩。六 参考文献1王冰,裴新民，李忠新.我国核桃初加工现状及发展前景的分析研究J.中国农机化.2010.05:231.2王维,刘东琴,王亚妮.一种实用型青核桃去皮机的设计与试验J.包装与食品机械.2014:32-3.3李龙夫.脱核桃青