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塔里木大學
畢業(yè)論文（設計）開題報告
課題名稱 碰撞式核桃破殼機
學生姓名 付志凱
學 號 8011208218
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級 機械12-2
指導教師 張宏
起止時間 2012-3——2012-6
機械電氣化工程學院教務辦制
填 表 說 明
一、學生撰寫《開題報告》應包含的內容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內（外）研究現狀及分析；
3、對課題所涉及的任務要求及實現預期目標的可行性分析；
4、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進度計劃；
7、主要參考文獻（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字數在3000字以上，由學生在本報告冊內填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。
碰撞式核桃破殼機
1、 課題來源及研究的目的和意義
無論在國際還是國內市場上核桃都是很受歡迎的一種干果，但我國核桃產量卻遠落后于國際上其他國家。在我國核桃種植主要集中在西北、西南地區(qū)，在種植業(yè)發(fā)達的地區(qū)核桃年產量已達12萬噸。
隨著核桃種植面積的擴大，產量的增加，與核桃相關的加工開始發(fā)展，如核桃的破殼、清洗、分級等 等，大量生產加工不能依靠人力，必須有相應的機械換設備和自動生產線，因此這些加工設備的研究成為當務之急。
該裝置由上機殼與下機殼，以及傳動部件組成上機殼下部設置和傳動部件相連的脫輥，脫棍與上機殼的外辟之間設置數根固連在上機殼兩側與脫輥平行的輻條篩，相鄰輻條篩的間距為18-20mm，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉，進入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼。
2、國內（外）研究現狀及分析
國外方面
生產機械化是農業(yè)現代化的重要組成部分,是農業(yè)經濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證,近年來,堅果機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長,作業(yè)水平進一步提高,社會化服務規(guī)模不斷擴大,雖然目前堅果破殼機械化水平較高,但是多應用于經濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū),并且小型機械多、大型機械少,低檔機械多、高性能機械少。在一些地區(qū),特殊用途的堅果仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼,勞動生產率低,區(qū)域性發(fā)展不平衡。早在20世紀 60 年代初,就著手研制堅果破殼機具,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,如夏威夷果破殼機、杏仁破殼機、澳洲破殼機。其中澳洲破殼機破殼機運用了固定變形速率原理，確保了破壞的均勻性、持續(xù)性并最終得到一個較完整的核仁。試驗表明平均75%的核仁是完整的或兩半的。經過數十年的發(fā)展,堅果破殼機具已日趨成熟,目前,正朝著機電一體化方向發(fā)展。
國內方面
進入21世紀,我國堅果生產機械化開始了新的發(fā)展階段,農業(yè)結構調整發(fā)生了新的變化,也對堅果機械的發(fā)展產生了積極而深遠的影響,不僅拉動了新的有效需求,而且構筑了適合堅果生產機械化發(fā)展的新舞臺,為堅果生產機械化真正成為農村經濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件[1]。在一些地區(qū)推進堅果生產機械化的過程中,相繼出臺了鼓勵和扶持農民購買堅果機械、開展堅果機械作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施,調動了農民購買堅果機械的積極性,形成了新的市場需求。隨著堅果種植業(yè)的不斷發(fā)展,國內外對堅果深加工產品的需求不斷增大,提高堅果破殼機械化作業(yè)水平成為必然。堅果破殼機在提高勞動生產率,減輕勞動強度方面起到了積極的作用,促進了堅果加工業(yè)的科技進步,為堅果破殼機械的發(fā)展提供了空間。綜上所述，在堅果的破殼設備中，更多的為機械擠壓設備，與傳統(tǒng)手工法相比,機械法省工、省力、高效、環(huán)保，但這種設備仍存在著破殼率低、碎仁率高、機械適性差等缺點。而對于堅果破殼設備及破殼技術的研究，均基于堅果的機理研究。我認為在堅果破殼技術與破殼機理的研究中，尚存在著很多的問題需要解決。
這些年來,國內有些加工企業(yè)和科研院所已逐步研制開發(fā)出一些堅果類破殼加工設備,但多數破殼機具一次性破殼率偏低,碎仁率偏高,致使生產效率低,加工損失大。
3、 任務要求及實現預期目標的可行性分析
3.1任務要求
該裝置由上機殼與下機殼，以及傳動部件組成上機殼下部設置和傳動部件相連的脫輥，脫棍與上機殼的外辟之間設置數根固連在上機殼兩側與脫輥平行的輻條篩，相鄰輻條篩的間距為18-20mm，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉，進入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼，為碰撞的核桃在咽喉處被搓擦擠壓破碎脫出的核桃仁。
3.2、實現預期目標的可行性分析
破殼是帶殼的物料在深加工之前必須進行的一道工序,堅果破殼在農產品加工中相當重要但難度很大, 主要是借助一對擠壓力引起的，擠壓力只能使核桃殼破碎。核桃破殼擠壓力的大小取決于破殼板間隙、硬度和摩擦系數，增加破殼板花紋是提高脫殼能力又不增加破碎率的有效方法。破殼效果與破殼機結構和物料有關。機械的結構因素有進入角、摩擦角、電機轉速、破殼板間隙、破殼板硬度、破殼板上網格形狀和大小等。物料因素有品種、含水率、粒型大小、飽滿程度、均勻度、表面粗糙度、殼的厚薄和內隔膜面積等。除此之外，還和喂料速度有關。提高生產率可通過增加料斗容量和破殼板面積獲得。由于核桃存在品種繁雜、形狀不規(guī)則、尺寸差異大、各品種平均殼厚各不相同以及殼仁密度相差不大等特性，使得破殼后的核桃殼仁分離特性差異較大。
4、重點研究的、關鍵的問題及解決的思路
1）破殼理論的研究與實踐的聯(lián)系不夠緊密。由于實際中的核桃尺寸大小不一、球度不同，殼的厚度也不一樣，建模比較困難。為了使所建立起來的模型能應用到實際中去，還需對破殼原理進行深入分析。
2）對破殼取仁質量的影響的研究還不夠深入。由于核桃品種、形狀、尺寸、殼的厚度等方面的差異，不同品種的核桃大小不一致，甚至同一品種的核桃，大小也不一致，從理論上講，進入固定間隙破殼裝置的核桃，都能很好的破殼，不存在進入方向問題，但對于近似呈橢球形的核桃來說，當其長軸方向與擠壓輥軸線平行或呈較小角度時，核桃可隨擠壓輥一起轉動，核桃破殼完全，取仁容易，有必要對核桃導向進行研究。
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1、課題指導老師提供的原始資料及設計相關知識指導。學校圖書館有相關論文研究所需的書籍、期刊等參考文獻。借助學校圖書館、互聯(lián)網查閱相關資料和視頻。對資料及設計過程中不懂得、疑難的地方向同學和指導老師請教。對相關設計資料及數據進行系統(tǒng)的整理和完善，完成設計。
2、本課題的研究需要大量的時間和資金的支持，其次要做很多的試驗和分析過程。首先需要大量的核桃做實驗材料，而因為是核桃生產大省，因此無論是資金還是數量都能滿足實驗要求。碰撞式核桃破殼機某些部件，以及其他一些材料自己都可以加工或在市場上買到，可以滿足本課題的實驗要求。核桃也可以在市場上買到。對于仿真分析需要的軟件，可以去圖書館借，或找同學老師看時又有這些軟件，也可以從網上下載。
6、完成本課題的工作方案及進度計劃
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解核桃破殼的國內外現狀。
第3周—第5周 設計碰撞式核桃的總體方案。
第6周—第9周 碰撞式核桃的結構進行具體設計。
第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調整。
第13周—第14周 整理資料準備答辯。
7、主要參考文獻
參考文獻：
[1] 史建新,高大中,王學農等.6HP-150型核桃破殼機[J].糧油加工與食品機械,2000,(1):28-29.
[2] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.核桃破殼取仁工藝及關鍵設備[J].農機化研究,2008,(12):27-29,89.
[3] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.一種核桃破殼取仁設備的研究[J].中國農機化,2011,(3):104-106.DOI:10.3969/j.issn.1006-7205.2011.03.028.
[4] 董詩韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機的設計與試驗[J].農業(yè)大學學報,2011,34(1):62-65.
[5] 何義川,史建新.核桃殼力學特性分析與試驗[J].農業(yè)大學學報,2009,32(6):70-75.
[6] 史建新,辛動軍.國內外核桃破殼取仁機械的現狀及問題探討[J].農機化,2001,(6):29-32.
[7] 梁莉,郭玉明,廉曉華等.微波核桃破殼力學性質試驗與分析[C].//第六屆博士生學術年會論文集.2008:448-452.
[8] 梁莉,郭玉明,張鵬等.微波核桃破殼及對殼體材料拉伸力學性質的影響研究[C].//紀念中國農業(yè)工程學會成立三十周年暨中國農業(yè)工程學會2009年學術年會(CSAE2009)論文集.2009:1-2.
學生簽名
年 月 日
指導教師審閱意見
指導教師簽名
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