螺紋螺旋式變形恒定核桃破殼機(jī)的設(shè)計

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24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠(yuǎn),如美國人均占有核桃1. 5kg,是我國的6倍。是我國主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá)300萬畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國核桃栽培面積大， 產(chǎn)量高， 但是加工技術(shù)落后， 沒有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)摹⑻貏e是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，采用有限單元法，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對解放勞動力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義，同時避免衛(wèi)生狀況難以達(dá)標(biāo)和造成核桃殼的浪費(fèi)。核桃出口國家較多, 進(jìn)口國家比較集中, 國際市場斗爭十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時間, 爭速度, 支援外貿(mào)。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯, 同時, 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等。因此，結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識的空白，推進(jìn)堅果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步，提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。二、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 1. 國外的研究現(xiàn)狀 堅果類破殼問題的研究， 國外早在20世紀(jì)60年代初，就著手研制各種堅果破殼機(jī)具，至80年代初，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果破殼機(jī)，如夏威夷、杏仁破殼機(jī)等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅果破殼機(jī)具已日趨成熟，目前正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法。 2. 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 目前, 國內(nèi)研制的機(jī)械擠壓式核桃破殼機(jī)有多種, 實(shí)現(xiàn)核桃破殼的結(jié)構(gòu)主要有: 雙齒盤齒板式、對輥窩眼式、內(nèi)磨與外磨式、圓盤與圓盤式、圓盤與偏心圓弧板式、圓盤與直板式 1 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結(jié)構(gòu)在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說我國對棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究，在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，勞動生產(chǎn)率低，且菌感染指數(shù)高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，影響了桃仁的品質(zhì)，降低了換匯率。 3. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 日前核桃破殼取仁有以下幾種方法：離心碰撞式破殼往?；瘜W(xué)腐蝕法。真空破殼取仁法。超聲波破殼法。定向擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多所以應(yīng)用很少；第二種方法，由于在實(shí)際操作中不好控制仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此人們不愿接受；第三、四種方法設(shè)備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進(jìn)行殼仁分離。鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當(dāng)難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分緩、導(dǎo)向、擠壓殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分，逐一加以解決。三、 對本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1. 任務(wù)要求（1） 通過查找文獻(xiàn)、試驗(yàn)和統(tǒng)計等多種方法確定設(shè)計方案；（2）對核桃破殼機(jī)械的破殼裝置進(jìn)行研究，進(jìn)行實(shí)地數(shù)據(jù)采集；（3）了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性，提出主要問題，給出初步的設(shè)計方案；（4）完成關(guān)鍵部件的設(shè)計，并在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出各參數(shù)的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設(shè)計螺旋式核桃破殼取仁機(jī)，設(shè)計過程中主要是對破殼機(jī)的破殼裝置進(jìn)行分析研究，掌握其工作原理，動力特性，破殼強(qiáng)度，工作轉(zhuǎn)速等。采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，采用CAD、Solid works繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計，并對涉及結(jié)果進(jìn)行分析，對核桃破殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計。理論分析采用概率統(tǒng)計學(xué)和力學(xué)分析法，分析并計算各個實(shí)際參數(shù)和運(yùn)動條件，設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的核桃破殼機(jī)。 。四、 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決的思路 本課題重點(diǎn)研究的是：依據(jù)核桃的品質(zhì)分級和核桃破殼機(jī)的檢測現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，采集有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行破殼裝置的實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計。 關(guān)鍵是：分析核桃破殼機(jī)破殼裝置和核桃物理特性的特點(diǎn)，設(shè)計可實(shí)現(xiàn)破殼效率高的實(shí)驗(yàn)裝置，畫出初步的裝置框圖。 解決思路：查閱參考有關(guān)核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻(xiàn)。核桃大小有異，所以要求核桃剝殼機(jī)要具有分級裝置，主要是可進(jìn)行破殼定量調(diào)控，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就可提高破殼機(jī)的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題，首先，要對計算機(jī)繪圖有熟練的掌握和技巧；其次，要了解核桃破殼機(jī)的工作原理和核心部件的零件組成。還有，收集到核桃破殼機(jī)分級裝置、破殼裝置、分離裝置的技術(shù)參數(shù)，最后就是要靜下心來，仔細(xì)畫圖。其中計算機(jī)繪圖有一定基礎(chǔ)，需要在不斷的深入工程中不斷加強(qiáng)。核桃破殼機(jī)的工作原理也知道，對于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術(shù)參數(shù)的話現(xiàn)有的資料有限，可以去相關(guān)工廠采集數(shù)據(jù)參數(shù)。最重要的還是能否在規(guī)定的計劃時間內(nèi)完成繪圖工作，前面的基礎(chǔ)根本不足以去完成工作，這樣邊學(xué)邊畫效率無法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖，認(rèn)認(rèn)真真的對待這份工作，才能達(dá)成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃本課題的完成方式是以計算機(jī)輔助設(shè)計CAD和Solid works為依托，仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機(jī)的工作原理和動畫，通過對核桃剝殼機(jī)實(shí)際工作工程中的數(shù)據(jù)采集，植入真實(shí)數(shù)據(jù)，將核桃剝殼機(jī)的全過程以動畫形式呈現(xiàn)出來。擬定工作進(jìn)度是（以周為單位）1、第1周，任務(wù)書制定，確定設(shè)計計劃。2、第2-3周，撰寫開題報告，確定課題研究的意義和方法。3、第4-6周，進(jìn)行可行性論證，確定設(shè)計方案和草圖。4、第7-10周，繪制模型零件圖、裝配圖、3D實(shí)體圖、動畫模擬圖。5、第11-12周，設(shè)計說明和對設(shè)計圖進(jìn)行修改、分析。6、第13周，設(shè)計答辯準(zhǔn)備工作。7、第14周，最后修正，提交設(shè)計。七、 主要參考文獻(xiàn)1. 史建新6PH-150型核桃破殼機(jī)期刊論文-糧油加工與食品機(jī)械 2000(01)2. 張仲欣，對輥窩眼式核桃開口機(jī)設(shè)計洛陽工學(xué)院學(xué)報199920(4)：8113. 吳斌方等綿核桃剝殼取仁機(jī)的研制，湖北工學(xué)院學(xué)報1995 4. 陳秉均，美國胡桃加工技術(shù)的新進(jìn)展農(nóng)機(jī)情報資料1985(9)38435. 史建新，辛動軍，國內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問題探討.農(nóng)機(jī)化，2001.（6）：29-326. 張林泉，龔麗，剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法的探討.食品機(jī)械，2006，（7）：72-747. 趙學(xué)篤，陳元生，張守勤，農(nóng)業(yè)物科學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986年8. 辛動軍，核桃破殼取仁方法及試驗(yàn)研究，農(nóng)業(yè)大學(xué).2002年5月9. 吳守一，郭永宏.農(nóng)業(yè)物料空氣動力學(xué)特性的研究.種子加工技術(shù)，1986，（1）：16-18 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日