核桃去壳机的设计

1、毕业设计说明书核桃去壳机的设计第一章引言1.1课题提出的背景核桃中富含脂肪和蛋白质，既是主要的食用植物油来源，而且又可提供丰富的植 物蛋白质。利用核桃或脱脂后的核桃饼粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作为 肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加剂。以核桃蛋白粉为原料或添加剂制 成的食品，既提高了蛋白质含量，又改善了其功能特性。核桃蛋白粉还可以通过高压 膨化制成蛋白肉。核桃是食用植物油工业的重要原料，利用核桃油可制造人造奶油、 起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。核桃除经简单加工就可食用外，经 深加工还可以制成营养丰富，色、香、味俱佳的各种食品和保健品。核桃加工副产品 核桃壳和核桃

2、饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。核桃在制取油脂、制取核桃蛋白、生产核桃仪器以及在核桃贸易出口时，都需要 对核桃进行预处理加工。核桃的预处理主要包括核桃的剥壳和分级、破碎、轧胚和蒸 炒等。核桃在加工或作为出口商品时，需要进行剥壳加工。核桃在制取油脂时，剥壳的 目的是为了提高出油率，提高毛油和饼粕的质量，利于轧胚等后续工序的进行和皮壳 的综合利用。传统的剥壳为人力手工剥壳，手工剥壳不仅手指易疲劳、受伤，而且工 效很低，所以核桃产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳。核桃剥壳机的诞生 在很大程度上改变了这种局面，使核桃产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行 剥壳，从而大大地减轻了农民

3、的体力劳动，同时还提高了核桃剥壳的效率。核桃脱壳机是将核桃荚果去掉外壳而得到核桃仁的场上作业机械。由于核桃本身 的生理特点决定了核桃脱壳不能与核桃的田间收获一起进行联合作业，而只能在核桃 荚果的含水率降到一定程度后才能进行脱壳。随着核桃种植业的不断发展，核桃手工 脱壳已无法满足高效生产的要求，实行脱壳机械化迫在眉睫。1. 2核桃脱壳机械的发展我国核桃脱壳机的研制自1965年原八机部下达核桃脱壳机的研制课题以来，已有 几十种核桃脱壳机问世。只进行单一脱壳功能的核桃脱壳机结构简单，价格便宜，以小型家用为主的核桃脱壳机在我国一些地区广泛应用，能够完成脱壳、分离、清选和 分级功能的较大型核桃脱壳机在一

4、些大批量核桃加工的企业中应用较为普遍。国内现 有的核桃脱壳机种类很多，如6BH一 60型核桃剥壳机、6BH一 20E型核桃剥壳机、6BH一 20型核桃脱壳机等（技术参数见附表），其作业效率为人工作业效率的2860倍以上。 锦州俏牌集团生产的TFHS150型核桃除杂脱壳分选机组一次能实现核桃原料的脱壳、 除皮、分选，是一种比较先进的核桃后期生产机械。伟民牌 6BH一 720型核桃脱壳机带 有复脱、分级装置，采用搓板式脱壳、风力初选、比重分离清选等装置，具有结构紧 凑、操作灵活方便、脱净率高、消耗动力小等特点。6BKH 22型核桃脱壳机是一种一次喂料就可完成核桃脱壳工作的机械，经风力初选、风扇振动

5、、分层分离、复脱清选分 级后的核桃仁可直接装袋入库。6BH一 1800型核桃脱壳机械采用了三轧辊混合脱壳结 构，能够进行二次脱壳。而随着我国核桃产业的进一步调整，核桃产量逐年增加，核 桃的机械化脱壳程度将大幅提高，核桃脱壳机械将拥有广阔的发展前景。核桃剥壳的原理很多，因此产生了很多种不同的核桃剥壳机械。核桃剥壳部件是 核桃剥壳机的关键工作部件，剥壳部件的技术水平决定了机具作业刚核桃仁破碎率、 核桃果一次剥净率及生产效率等重要的经济指标。在目前的生产销售中，核桃仁破碎 率是社会最为关心的主要指标。八十年代以前的核桃剥壳机械，破碎率一般都大于 8%有时高达15%以上。加工出 的核桃仁，只能用来榨油

6、，不能作种用，也达到出口标准。为了降低破碎率而探讨新 的剥壳原理，研制新式剥壳部件，便成为核桃剥壳机械的重要研究课题。从六十年代 初，开始在我国出现了封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式核桃剥壳机。自1983年以来，在已有的核桃剥壳部件的研制基础上，我国又相继研制了多种不同结构型式的新式剥壳 部件，其主要经济技术指标，特别是破壳率指标大有改善。以下介绍一下我国上个世纪几种主要的核桃剥壳部件1. 封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式核桃剥壳部件六十年代初， 我国在吸收国外技术的基础上，研制了 TH-340型核桃剥壳机，其剥 壳部件是在一个圆筒上镶上若干根纹杆组成的封闭式纹杆滚筒，下面装有若干根圆钢 条组成的栅条式凹

7、板，如图1-1封闭式纹杆滚筒所示。在该机构中核桃进口大（3O-50毫米），出口小（10-25毫米），工作时，核桃果在滚 筒的推动下由进口向出口端运动，在滚筒和凹板的冲击、挤压、揉搓作用下直接脱壳， 核桃受列剥壳机的直接搓擦作用，系强制脱壳，故破碎率高。剥壳时，直径同凹板栅缝一样大小的单粒果及双粒果便从栅缝中分离出来，所以一次剥净率低，最高80%。为了将混在一起的核桃仁和未脱果分离开来，采用栅条式凹板的剥壳机一般要配置分 离机构。后来研制并生产的TH-47OS, 6 BH-570型等型式的剥壳机，结构与其大同小 异，剥壳质量均不理想。2. 封闭橡胶板滚筒，直立橡胶板式剥壳部件该机的剥壳部件是由封

8、闭胶辊和直立胶板组成，剥壳原理系挤压式，如图1-2剥壳部件所示3毕业设计说明书图1-2剥壳部件作业时，核桃果在胶辊的推动下，通过剥壳间隙（5 20毫米），由胶辊和胶板的挤 压作用脱壳，避开了剥壳部件的揉搓作用，破碎率有所降低，但仍在5%以上。另外， 因直径小于剥壳间隙的小果未经剥壳便被分离出来，故一次剥净率很低，只有30%左右所以不得不增设循环机构，以使核桃经多次挤压脱壳，致使机器结构复杂、庞大，造 价较高。3. 开式纹杆滚筒，编织凹板式核桃剥壳部件剥壳部件采用了由两根金属纹杆组成的开式纹杆滚筒和用编织丝网制成的编织凹 板，其结构如图1-3凹板式核桃剥壳部件所示/或？聊肝图1-3凹板式核桃剥壳

9、部件作业时，核桃果在滚筒的推动下，受挤压揉搓脱壳，该结构与封闭滚筒式不同,核桃果受到开式滚筒的搅拌作用，剥壳力带有柔性，故其破碎率较低，可控制在3%-5%另外，与栅条式凹板不同，因系编织网孔凹板，剥壳时，只有直径小于网孔尺寸的单 粒瘪果末脱壳而被网孔分离，双粒长果则漏不出来，仍被剥壳，故剥净率较高。4. 立式剥壳机构剥壳部件采用了由两根扁钢条焊接而成的立式转子，下面装着用编织丝网制成的 编织平底筛，该剥壳部件如图1-4所示。4；么图1-4立式剥壳部件在剥壳室内，核桃果受立式转子的推动而相互磨擦，从而达到剥壳的目的，此方法系柔性揉搓剥壳。实践证明，该机破碎率较低，可控制在 3%以下。其缺点是由于

10、采 用立式传动， 故传动机构较为复杂。5. 开式扁条滚筒，编织凹板式核桃剥壳部件采用了由三根扁钢条制成的开式扁条滚筒，和用编织丝网制成的凹板结构，如图1-5开式扁条滚筒所示。作业时，核桃果在扁条的推动下随滚筒转动，在滚筒和凹板之 间形5毕业设计说明书图1-5开式扁条滚筒成一个活动层，核桃果在该活动层内互相揉搓而脱壳。由于在该机构中，避开了剥壳 部件的直接挤压， 冲击的作用，而是核桃搓核桃，系柔性剥壳，故破碎率较低，该机鉴定时实测破伤率（破碎率+损伤率）为0. 91。另外脱净率及生产效率等指标亦较理 想。1. 3核桃脱壳机械的研究应用现状目前国内核桃脱壳机从其脱壳原理、结构和材料上基本可分为以打

11、击、揉搓为主的钢纹杆一一钢栅条凹板 以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒一一橡胶浮动凹板两大类，但 脱壳质量均不高，破损率都大于8%，剥出的核桃米只能用于榨油和食用，满足不了外 贸出口和作种子的要求。探索先进的脱壳原理是解决脱壳机现存问题的重要途径。1. 3. 1目前核桃脱壳机采用的脱壳原理目前应用比较广泛的核桃机械脱壳原理有以下几种。撞击法脱壳撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力，使外壳破碎而实现脱壳的目的。其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组 成的离心脱壳机。甩料盘使核桃荚果产生一个较大的离心力撞击壁面，只要撞击力足 够大，荚果外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。当

12、荚果离开壁面时，由于外壳 具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，荚果所受到的弹性力较小，运动速度也 不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。撞 击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果。影响离心式脱壳 机脱壳质量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构特点等。碾搓法脱壳核桃荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使荚果 的外壳被撕裂而实现脱壳。其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆 盘剥壳机。荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒 沿径向向外运动，也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦

13、力；同时，磨片上的牙齿 不断对外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并 与壳仁脱离，达到脱壳的目的。该种方法影响因素有，荚果的水分含量、圆盘的直经、 转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。剪切法脱壳核桃荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作 用，外壳被切裂并打开，实现外壳与果仁的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座 为主要工作部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板，刀板座呈凹形， 带有调节机构，可根据核桃荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转 鼓旋转时，与刀板之间产生剪切作用，使物料外壳破裂和脱落。

14、主要适用于棉籽，特 别是带绒棉籽的剥壳，剥壳效果较好。由于其工作面较小，故易发生漏籽现象，重剥 率较高。该种方法影响因素有，原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大 小等。挤压法脱壳 挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反，转速相等的圆柱辊，调 整到适当间隙，使核桃荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳。荚果能否顺利地进入两 挤压辊的间隙，取决于挤压辊及与荚果接触的情况。要使荚果在两挤压辊间被挤压破 壳，荚果首先必须被夹住，然后被卷入两辊间隙。两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒 破损率和脱壳率高低的重要因素。搓撕法脱壳 搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行 脱壳的。两只胶辊水

15、平放置，分别以不同转速相对转动，辊面之间存在一定的线速差， 橡胶辊具有一定的弹性其摩擦系数较大。核桃荚果进入胶辊工作区时，与两辊面相 接触，如果此时荚果符合被辊子啮人的条件，即啮人角小于摩擦角，就能顺利进入两 辊问.此时荚果在被拉人辊间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外， 荚果又受到两辊面的法向挤压力的作用，当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力 最大，荚果受压产生弹性一一 塑性变形，此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂，在 上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。影响脱壳性能的因素有，线速差、胶压 辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。1. 3. 2新型脱壳技术压力膨胀法 原

16、理是先使一定压力的气体进入核桃壳内，维持一段时间，以使核桃 荚果内外达到气压平衡，然后瞬间卸压，内外压力平衡打破，壳体内气体在高压作用 下产生巨大的爆破力而冲破壳体，从而达到脱壳的目的。主要影响因素有，充气压力、 稳定压力维持时间、籽粒的含水率等。真空法将核桃荚果放在真空爆壳机中，在真空条件下，将具有相当水分的荚果加 热到一定温度，在真空泵的抽吸下，荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除，其 韧性与强度降低，脆性大大增加；真空作用又使壳外压力降低，壳内部相对处于较高 压力状态。壳内的压力达到一定数值时，就会使外壳爆裂。激光法 用激光逐个切割坚果外壳。试验显示，用这种方法几乎能够达到 100 9

17、 / 6 的整仁率，但因其费用昂贵、效率低下等原因，很难得到推广。1. 3. 3核桃脱壳机械的工艺研究在脱壳技术方面，除了在原理和设备上进行研究外，人们还在工艺上进行了研究 以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量。分级处理 物料的粒度范围大，必须先按大小分级，再进行脱壳，才能提高脱壳 率，减少破损率。水分含量 核桃荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响，含水率大，则外壳的韧 性增加；含水率小，则果仁的粉末度大。因此应使核桃荚果尽量保持最适当的含水率， 以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异，即外壳含水率低到使其具有 最大的脆性，脱壳时能被充分破裂，同时又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使 果仁在

18、外力作用下粉末度太大，可减少果仁破损率。1. 3. 4核桃脱壳机械存在的问题目前我国在核桃脱壳技术研究方面一直没有大的突破，资金投入也不足，脱壳部 件的研制仍在2O世纪90年代初的技术水平上徘徊，所以在脱壳性能上并没有很大的提 高。由于机械脱壳时对核桃仁的损伤率偏高，用于种子和较长期贮存的核桃仁至今仍 是手工剥壳。脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题：脱壳率低，脱壳后的果仁破损率高，损失大。 机具性能不稳定，适应性差。 通用性差，利用率低。 作业成本偏高，多数是单机制造，制造的工艺水平较低，同时能耗较高。有些 产品仅进行了样机试制或少量试生产，未进行大量生产性考核和示范应用，作业性能 及

19、商品性等方面还存在不少问题。1. 4核桃脱壳机械研究重点我国加入WT以来，国内外关于核桃脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现 有核桃脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对核桃脱壳机械在生产应 用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。1. 4. 1提高核桃脱壳机械的通用性和适应性提高核桃脱壳机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前，许多核 桃脱壳机械只是针对某一核桃品种和所在地区的生长环境来设计，其通用性、兼容性 和适应性较差。提高核桃脱壳机械的通用性和兼容性，使研制的核桃脱壳机械通过更 换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工。研制通过变换主要工

20、作部件即能 满足不同坚果脱壳作业需要的脱壳机具，并提高制造工艺水平，降低制造成本，以适 应不同加工企业的需要。核桃脱壳机械能否适应这种发展趋势，将直接影响到核桃脱 壳机械能否更好的推广应用与健康发展。1. 4. 2提高机械脱壳率。降低破损率对核桃脱壳机械的关键技术与工作部件进行重点攻关，改革传统结构，研究新的 脱壳机理，优化结构设计；同时在整体配置上进一步改进和完善，提高脱壳率，降低 籽仁破损率。目前国内外的核桃脱壳机械均存在脱壳率和破损率之间的矛盾，处理好 这一关键技术将关系到核桃脱壳机械的发展前景。1. 4. 3向自动控制和自动化方向发展向自动控制和自动化方向发展大多数机具目前仍依赖人工喂

21、料或定位，影响了作 业速度和作业质量。因此应通过机电一体化手段，开发设计自动喂料、自动定位脱壳 装置，保证均匀喂料与有效定位，实现机组自动化操作，进一步提高作业精确性和作 业速度，提高产品质量与生产率，满足部分大、中型加工企业的需要，以开拓国内和 国外市场。新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于核桃机械的研制开发中，随着液 压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展，许多复杂的机械机构、动 9毕业设计说明书力传递、笨重的材料和落后的工艺将逐渐被取代。减轻重量，减少阻力，简化操作， 减少辅助工作时间，延长使用寿命，降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于 脱壳机械的设计制造。随着国

22、内外高新技术的进一步发展，如何将这些高新技术更好 的应用到实际生产中，也是目前核桃脱壳机械需要尽快解决的问题。1. 5核桃脱壳机械应用前景展望核桃生产机械化是农业现代化的重要组成部分，是农业和农村经济持续快速发展 的重要保证，近年来，核桃机械装备总量不断稳步增长，作业水平进一步提高，社会 化服务规模不断扩大，虽然目前核桃脱壳机械化水平较高，但是多应用于经济发达地 区与示范推广区，并且小型机械多、大型机械少，低档机械多、高性能机械少。在一 些地区，用作种子和特殊用途的核桃仁仍采用传统的手工剥壳，劳动生产率低，区域 性发展不平衡。进入21世纪，我国核桃生产机械化开始了新的发展阶段，农业结构调 整发

23、生了新的变化，也对核桃机械的发展产生了积极而深远的影响，不仅拉动了新的 有效需求，而且构筑了适合核桃生产机械化发展的新舞台，为核桃生产机械化真正成 为农村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件。在一些地区推进核桃生产机械 化的过程中，相继出台了鼓励和扶持农民购买核桃机械、开展核桃机械作业服务的优 惠政策和措施，调动了农民购买核桃机械的积极性，形成了新的市场需求。随着核桃 种植业的不断发展，国内外对核桃深加工产品的需求不断增大，提高核桃脱壳机械化 作业水平成为必然。核桃脱壳机在提高劳动生产率，减轻劳动强度方面起到了积极的 作用，促进了核桃加工业的科技进步，为核桃脱壳机械的发展提供了空间。10毕

24、业设计说明书第二章刮板式核桃去壳机的结构及工作原理2. 1刮板式核桃去壳机的结构根据刮板式核桃去壳机的剥壳原理可知道，核桃是从上至下依次经过集料斗、剥壳 箱、栅格、下箱出口、分选口，核桃仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构 的依据就出来了。设计过程是从上往下，从核桃的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱, 集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，核桃必须经过刮板的撞击和挤压作用 才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。核桃经过刮板的撞击和挤压进行剥壳 后，要经过位于剥壳箱底部的栅格，于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼，将其固定在 剥壳箱的下半箱内。核桃穿过栅格后经过剥壳箱

25、底部的出口往下落，在下落过程中，设 计一个风机的吹入口，其作用是将经过剥壳的核桃壳与核桃仁进行分离，重量稍重的不 被风吹走，而重量较轻的核桃壳将被风机吹来的气流带入到核桃壳收集通道，通道的底 部设计成一定角度。经过分离的核桃仁往下落，落入核桃仁收集通道，将此通道与核桃 壳收集通道的底面设计成一个整体，这样的设计可以让被风吹走的核桃仁通过自身的重 量往下回滚到花仁收集通道。为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定 位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图 2-1所示。11毕业设计说明书图2-1剥壳机安装结构简图2. 2工作原理刮

26、板式核桃去壳机以前也称为刀笼剥壳机，是借助转动轴上的刮板与笼栅的挤压和打击作用，将核桃果外壳破碎的一种机械设备，其特点是结构简单、操作方便。其结构 如图2-2刮板式核桃去壳机所示。它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。图2-2刮板式核桃去壳机核桃果进入存料斗后，经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内，与高速旋转的 刮板相互碰撞，在刮板的锤击下，核桃壳发生破裂，从而进行第一次剥壳。部分核桃果在 下落过程中没有与刮板发生碰撞，有些发生碰撞了而核桃壳却未撞裂，这部分核桃落入到 由圆钢棒排列成的栅格上，由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个核桃 果，因此核桃果将在落入栅格的

27、同时被刮板再次锤击和挤压，从而使这些核桃果的果壳也 被压碎。剥壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下，在下落的同时，受到风机吹来的经调节 好的气流作用，果壳因重量轻而被气流送入集壳通道，而核桃仁因重量大，继续往下落， 从而达到了壳仁分离的目的。14毕业设计说明书第三章刮板式核桃去壳机主要部件的结构设计刮板式核桃去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机 器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理, 机器就能正常的运转对并对核桃果进行剥壳。因此，刮板式核桃去壳机的主要部件的设 计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠

28、。3. 1设计前各项参数的确定3. 1. 1刮板的半径及转速初定刮板的旋转必须确保能将部分核桃壳撞碎，当核桃果与钢质物体相对速度达到 5m/ s时，可使核桃壳破碎而不会破坏到核桃仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。如图3-1所示，核桃下落位置在 -? R之间，设计时采用最小碰撞半径-为计算半2 2径v = 2pnr取半径 R=250mm，则 n=382.2r/min结论：R=250mm，n=382.2r/min图3-13. 1. 2刮板所需功率计算根据公式P=学可计算出刮板所需的功率刮板对核桃做功Q = Ek + E pEk :刮板改变核桃的动能Ep :刮板改变核桃的势能12 12E k =

29、 E1 + E2 = 一 mv1 + 一 mv2 2 2Ep = mgh = mgR1 2 2Q =(w + v2 + gR)2mQ 1m 22P =(v. + v2 + gR)t2t 12根据所给产量要求1500kg/h,即0.417kg/s,此为核桃仁的产量，折合核桃果产量为0.417/纯仁率,根据国家标准，湖南所处地理位置可取核桃的纯仁率为69%折合核桃果产量为0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的核桃果的重量。核桃接触刮板时初速度 设为1m/s，方向向下，脱离刮板时速度为15m/s,方向向左，脱离刮板时相对初位置高度为 500mmt=1sm=0.604kg/sv1 =1m/s

30、v2=15m/sR=0.5mc Q 1m / 22 fP =(v1 + v2 + gR) =(0.302+67.95+2.96)W=71.212w加上刮板与核桃在栅格中挤压所需要的能量，P也不会超过500w。为计算电动机的所需工率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率h。设h1、h 2分别为滚动轴承和 V带传动的效率，于是有h = h 12 + h I =-0.8668电动机所需功率Fd = Pw不会超过700W，由于给定电动机的功率为1.5kW，远大于此计h算值，故所给电动机的功率完全符合要求。3. 1. 3传动方案拟定由于刮板式核桃去壳机的工作轴旋转速度较高，达到n2=382.2r/m

31、in可有两种选择，第一种是采用一级 V带传动，第二种是采用两级混合传动，而很明显的，若采用两级传动 方案，将会致使机器的结构复杂，而且成本升高，所以选用一级V带传动。3. 1. 4电动机的选择根据所给的功率及同步转速，可选用的电机型号有两种Y90L-4 型禾口Y100L-6 型根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比，现将此两种电动机的数据和传 动比列于表3-1表3-1电动机的数据和传动比方案号电机型号额定功率kw同步转速r/min满载转速r/min总传动比i1Y100L-61. 510009402. 4592Y90L-41. 5150014003. 663由上表可知：方案1总传动比虽小，

32、转速低，但价格高，作为家用机械的电机不是太合算，故选择方案 2,即电机型号为 Y90L-4。查表得此种电动机的中心高 H=90mm外伸轴径为24mm轴的外伸长度为 50mm3. 1. 5传动装置的运动和参数计算轴的转速m = 1400r / minn2 = n / i = 382.2r / min轴的输入功率2 2P2 二 Pd h 2 = 1.5 0.95 =1.35kw轴的转矩T2 = 9550P2 / n2 = 33.732N .m3. 2 V带传动首先列出设计的基本条件电机型号：Y90L-4额定功率：1.5kw转速：m = 1400r/min传动比：i =3.663假设每天运转时间t1

33、0h1. 确定计算功率Pca查表得工作情况系数K A =1.1Pca = K A P =1.1 X 1.5=1.65(kw)2. 选择V带带型根据Pca、n1查得最适合的带型为 A型3. 确定带轮基准直径由主动轮基准直径系中选取 d d1 = 75mm，从动轮基准直径为d d2 = i d d 1 = 3.663 75mm = 274.725mm验算带的速度pdd1 n1p 75 1400v =m / s = 5.498m / s60 1000 601000v=5.498m/ s vmax = 25m/ s因此所选带的速度合适4 .确定中心距a和带的基准长度根据0.7(ddi + dd2 )

34、ao 120o713.82主动轮包角合适6.计算V带的根数zPCaZ =9( P0 + DP0 )ka k i由 m = 1400r / min , d d1 = 75mm , i =3.663 查表得P0 = 0.68 kw , DP0 = 0.17kw , K a = 0.95 , K l = 1.03 代入数值，经计算Z=1.984取z=27. 计算预紧力F。Pca 2.52F0 = 500 亠(-1) + qv = 125.436Nvz K a8. 计算作用在轴上的压轴力Fp代入数值计算得Fp = 2 zF0 sinaiF p =482.7N9. V带轮的结构尺寸计算及选用带轮材料选用

35、HT200根据基准直径的大小选用不同的带轮类型，小径带轮采用实心式，大径带轮采用轮辐式，主要结构尺寸如表 3-2 表3-2结构尺寸单位：mm尺寸类型小带轮大带轮d d75280基准宽度bd11.011.0基准线上槽深ha min2.752.75基准线下槽深h f min8.78.7槽间距e15 0.315 0.3第一槽对称面至端面距离 f10+210+2轮缘厚d1212带轮宽B3535外径d a80.5285.5轮槽角j3838极限偏差1 1孔径d 02616轮毂长5035d 14832轮辐厚D8h120h216D 1230.5具体结构设计见零件图3.3轴轴的转速n2 = n1 / i = 3

36、82.2r / min轴的输入功率2 2F2 二 Pd h 2 = 1.5 0.95 =1.35kw轴的转矩T2 = 9550P2 / n2 = 33.732N .m1初步确定轴的最小直径先按经验公式算邮轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。查表选取Ao = 105，于是得d min=Ao105 V 382.21.35=15.99mm22毕业设计说明书#毕业设计说明书2拟定轴上零件的装配方案通过对各种方案的比较，现选用图3-2所示装配方案图3-2装配方案图3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(1)为满足V带轮的轴向定位，1-2轴右端制一轴肩，故取 2-3段直径d23=22mm，

37、左端用轴端挡圈定位，取直径 D=22mm。V带轮与轴配合的毂孔长试为 35mm，为保证 轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，故1-2段长度取为l12 = 32mm(2)初步选择滚动轴承因轴承只承受径向力，故先用深沟球轴承。参照工作要求并根据d23 = 22mm，初步选取深沟球轴承 6205，其基本参数如表3-3表3-3参数表6204基本尺寸安装尺寸极限转速aDBrs mindaD aras脂润滑油润滑2552151314611200016000(3) 安装刮板架段轴直径 d45 = 60mm。刮板架段安装宽度取145二542mm，(4) 轴承端盖总厚度20mm，取端盖外端与V带轮右端面间

38、的距离丨二40mm，故 取 l23 = 60mm(5) 取刮板距箱体内壁 a = 20mm，取 l34 = 40mm，l56 = 26mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。(6) 轴上零件的周向固定V带轮与轴的周向定位采用平键联接，按其直径查手册得平键截面如下 表3-4平键截面d12 = 16mmbh =55长度l取22mmV带轮与轴的配合为 H7/n6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。(7) 确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角2 X 45，各轴肩处圆角半径见零件图3.4刮板结构刮板结构是整个机器的关键部分，它的作用就是对核桃果进行剥壳。此结构采用

39、四 钢板十字交叉固定在旋转筒架上，其结构如图3-3旋转筒架图所示23毕业设计说明书图3-3旋转筒架图因为采用的是打击和挤压两种方式配合进行剥壳，所以对刮板的强度有一定要求， 米用材料是45号钢，而且刮板的表面必须进行处理，表面渗碳1-1.5mm，热处理硬度HRC56-62。刮板选用四块8mm厚钢板，长宽=500mm129mm，刮板外缘距旋转中心距 离250mm。固定刮板的筒架结构，其内径为26mm，外径120mm，刮板固定支架长度为140mm，截面尺寸40mm 20mm，每块刮板由两根固定支架固定，两者间采用M10螺栓联接。3.5半栅笼半栅笼在机器中的作用是让已经被剥壳的核桃与未被剥壳的核桃进

40、行分离，其分离 的原理就是“小个通过，大个不过”。半栅笼的每一个栅格都只能容许一个核桃仁大小的 物体通过，被剥壳的核桃由于核桃壳的破裂，被变成破碎的核桃壳和整粒的核桃仁，核 桃仁的大小刚好可以穿过栅格，而核桃果因为太大，无法通过栅格，将被阻挡在剥壳箱 内，继续进行剥壳直到其外壳破碎为止。其结构如图3-4半栅笼所示。图3-4半栅笼栅条是利用两块墙板对两端进行固定的，墙板材料为HT200,栅条材料为20号钢。栅条采用$ 10圆截面长条，长度为538mm，因其特殊的作用，还需对其进行表面处理， 要求渗碳1-1.5mm，热处理硬度HRC56-62。栅条的两头装砌在墙板的圆形槽内，组成半 圆栅笼，栅条间

41、距为10mm，这样可使剥出的核桃仁能通过栅格，而未剥壳的刚不能通过。装砌完成后要太上锁紧条，防止栅条松动。半栅笼内径为$ 516mm。3.6箱体箱体的作用是提供给刮板一个封闭的剥壳环境，并对相关结构起到支承和定位作用。为了便于轴系部件的安装和拆卸，将箱体做成剖分式，箱由箱座和箱盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。箱座和箱盖采用普通螺栓联接，用圆锥销定位。箱体的材料 选用HT200,铸造成型。具体结构设计见零件图。3.7壳仁分离装置壳仁分离装置分为两个部分，一个是气流通道，它的一端接风机，另一端安装在箱体 的下方，还有就是壳与仁的收集板，它同样也安装在箱体下方。核桃经过箱体内的剥壳过 程后，将

42、由此装置对其进行壳仁分离，分离的基本原理是利用核桃壳与核桃仁的重量及受 力面积的不同，用气流对其进行分离。重量稍重的不被气流吹走，直接下落到核桃仁收集 通道，而重量较轻的核桃壳将被风机吹来的气流带入到核桃壳收集通道。具体结构见装配 图。3.8机架整个机架采用L63*63*6角钢焊接而成，起到其它几个部分的支承、定位、连接作用， 并将电机安装在机架里面。剥壳机安装在机架上面，联接采用普通螺栓联接。具体结构见 装配图。3.9附件刮板式核桃去壳的附件包括装料斗，轴承盖，风量调节装置。第四章如何正确使用核桃脱壳机1对脱壳机的要求。脱壳干净、生产效率高，对有清选装置的脱壳机，还要求有较 高的清洁度。损失

43、率低、破碎率小。结构简单，使用可靠，调整方便，有一定的通用 性，能脱多种作物。2. 对核桃穴皮果雪的要求。核桃干湿适宜，太干则破碎率高，过湿则影响工作效率。农村储存的核桃穴皮果雪一般较干燥，为使其干湿适宜可采用下列方法：冬季脱壳。脱 壳前用10公斤左右的温水均匀地喷洒在 50公斤的核桃上，用塑料薄膜覆盖 10小时左右，然 后再晾晒1小时左右即可开始脱壳，其他季节用塑料薄膜覆盖的时间为6小时左右。可将较干的核桃穴皮果雪浸在大水池内，浸后立即捞出用塑料薄膜覆盖 1天左右，再晾晒，待干湿适宜后开始脱壳。对电压的要求及工作场所的选择：单相电动机要正常工作，电压需 达到其额定电压。在农村农户较为分散，加

44、之所用线路又不标准，致使离变压器较远的农 户电压不足，因此，工作场所应选择离变压器较近的地方。操作方法与注意事项1. 使用前，应先检查各紧固件是否拧紧，旋转部位是否灵活，各轴承内是否有润滑油，脱壳机应放置在较平的地面上。然后检查电源，开关必须处于断开位置。2. 电动机启动后，转子的转向应与机具上所指方向一致。先空转几分钟，观察有 无异常响声，运转正常时方可均匀地喂入核桃。3. 核桃果喂入时，要均匀、适量，不可含有铁屑、石块等杂物，以防打碎核桃米及造成机械事故。当核桃米覆盖满筛子面时，方可打开出米口开关。4. 核桃应干湿适宜，要根据核桃的大小选用适当的筛网。5. 核桃米内核桃壳增多时，可将电动机

45、向下移动，以便张紧风扇皮带，加大吹风量。6. 操作时，人不要站在皮带传动一侧，以免伤人。7. 存放机器时，应清除机器外表的尘土、污垢和内部残存的杂物。用柴油清洗各 部位轴承后涂上黄油。机器要覆盖好，置于干燥库房内，避免日晒雨淋。8. 应保证传动部位和轴承室内有充足的润滑油，并定期予以清理和更换。第五章总结本文是围绕农用机械产品一一核桃去壳机的设计，实现了核桃剥壳的机械化，应 用本机器后，可使广大农民群众大大节省劳动量，提高生产效率和生产质量。该机的 关键部分是刮板结构与半栅笼结构，因为核桃剥壳的整个过程都是由这两部分完成的， 剥出来的核桃能不能符合要求，完全是看刮板与半栅笼的性能能不能达到要求

46、。本文 也介绍了目前各种核桃剥壳原理及装备，并对核桃剥壳机械的发展现状以及发展前景 作出了简明的概括和分析。本次设计是对我的四年的大学生活做出的总结，同时为将来工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己解分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一 个良好的基础。从这次设计也可以看出一些问题 :1心态:应该保持认真的态度，坚持冷静独立的解决问题2基本:认真学好基本知识，扎实自己的基本知识 使面对问题时不会遇到很多挫折 从而打击自己的信心，结果使自己很浮躁，越来越不想搞这设计，故应该好好学习基本知 识,一步一步的来，不要急功近利！3树立自己的良好形象，乐观的面对生活，坚持自己的想法和意识总

47、的说来，虽然在这次设计中自己学到了很多的东西，取得一定的成绩，但同时也存在一定的不足和缺陷，我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加 努力认真，以冷静沉着的心态去办好每一件事情 ！27毕业设计说明书1234578910111213参考文献周瑞宝核桃加工技术M北京：化学工业出版社2003.1段淑芬，胡文广，李秀平，等世界核桃生产现状分析J.核桃学报，1999,(增刊)J.核桃学报，2003,(增刊)J.莱阳农学院学报，1990, 7(1)J.农业工程学报，1998, 14(1)孟宪珍.核桃脱壳机的设计和试验J.国外农机。1980.尚书旗，刘曙光，王方燕核桃生产机械的应用现状与进展

48、分析张效鹏，张嘉玉.核桃脱壳机的不同部件对核桃脱壳性能的影响王延耀，张岩，尚书旗，等.气爆式核桃脱壳性能的试验研究王智才我国农机市场需求及发展前景J.农机质量与监督，2002, (5)28毕业设计说明书#毕业设计说明书石一兵食品机械与设备M北京：中国商业出版社1992.6#毕业设计说明书肖旭霖食品机械与设备M北京：科学出版社，2006#毕业设计说明书#毕业设计说明书中国标准出版社第一编辑室唐增宝，何永然，刘安俊中国食品工业标准汇编M 北京：中国标准出版社，2004机械设计课程设计M 武汉：华中理工大学出版社1999.3濮良贵，纪名刚机械设计M北京：高等教育出版社，2001成大先机械设计手册单行

49、本机械传动M 北京：化学工业出版社2004.129毕业设计说明书致谢本文是在老师的精心指导和关怀下完成的，老师渊博的学识、严谨的治学态度、 精益求精的工作作风、高度的责任心对我产生了深深的震撼。在老师的培养和教育不 仅使我顺利完成了论文，而且将继续激励我在今后的人生旅途上不断进取。最后，谨向所有给我关心、理解、支持和帮助的人们表示最诚挚的谢意！外文翻译近净成形技术工业发达国家的近净成形技术在近 20多年来有很大发展，已经成为机械制造业主要的 制造技术，在铸造、锻压、焊接、热处理和表面改性方面都已占据了总产量的主要地位。在我国近净成形技术在整个成形生产中比重还比较低，成形件精度总体平均要比国外低

50、 12个等级，一些先进的近净成形技术在我国只有少数企业采用，一些复杂难成形件我国还 不能生产，部分先进成形设备、机械手和机器人、很大一部分高水平自动化生产线建线技 术，我国还不能全部立足国内，因而总体水平上要比先进国家落后1525年。每一个专业方向上，国外近20年来都出现了一批新技术，有一些我们还没有掌握，有一些虽然做了试 验研究，还没有用于生产。过去人们往往侧重于单项技术的发展和应用研究，今天市场竞争激烈，人们为了更好更经济成形零部件，越来越多地注意到多项先进技术的综合运用，可以获得更好的效果。例如利用材料超塑特性进行焊接在航空件成形中的应用，利用低合金成份的非调质钢通过 控锻控冷可以取代调

51、质热处理，把铸造和锻压结合起来的半固态成形，粉未烧结的坯料再 经过锻造获更好性能近净形零件，都是国外发展较快应用效果好的技术。我国专家把成形 辊锻和精锻相结合，用于汽车前梁生产比国外通用技术建设生产线，一条线就可节约上亿 投资。传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术，制定一个新零件成形工艺在 生产时还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展，特别是非线性有限元的发展，使 得难度很大的成形过程有可能进行模拟分析和数值计算。发达国家在这方面已经开展了大 量研究工作，并形成一些商业软件用于成形工艺分析。我国在这方面已经进行了大量研究，一些单位也研制了一些软件，但由于投入不足，形成商业软件的

52、很少。近净成形与近无缺陷成形技术通常用于大批量生产，要求企业建设不同技术水平的生产线，需要有相应的机械手和机器人。由于工作的条件、环境比较恶劣，对这些机器人的 需要数量相对较少、品种较多，所以需要由本专业人员参与研制。当今，人们对产品需求 逐步提出了一些个性化要求，所以在建设自动生产线时，提出了建设柔性生产线的要求， 国外在近净成形生产方面已经出现了少量柔性生产线，我国必须注意这一动向，应该根据 用户需求和投资强度，建设不同自动化程度和满足柔性化需求的生产线。在超高速加工技术方面，1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床，最高转速达到了 20000rpm。特别引人注目的是，联邦德国

53、Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究，对各种金属和非金属材料进行高速切削 试验，联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作。自80年代中后期以来，商品化的超高速切削机床不断出现，超高速机床从单一的超高速铣床发展成 为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。瑞士、英国、日本也相继推出自己的 超高速机床。日本日立精机的 HG400III型加工中心主轴最高转速达3600040000r/min，工作台快速移动速度为 3640m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高 速加工中心进给移动速度为60m/min。近年来，我国在高速超高速加工的各关键领域，如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究， 但总体水平同国外尚有较大差距。近一定形总備元召技術工業先進国近一定形总備元召技術处20近数年来大幅発展機械的肚制造業O主要肚製造技術、鋳造、 鍛造七型押溶接、熱処理七表面切 生总直歹方面総生産