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設(shè)計(jì)說明書
目 錄
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………………Ⅲ
調(diào)研報(bào)告……………………………………………………………………………Ⅳ
摘要…………………………………………………………………………………Ⅴ
關(guān)鍵詞………………………………………………………………………………Ⅵ
第一章 引言……………………………………………………………………… 1
1．1 課題提出的背景………………………………………………………1
1．2 核桃脫殼機(jī)械的發(fā)展…………………………………………………1
1．3 核桃脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀………………………………………6
1．3．1 目前核桃脫殼機(jī)采用的脫殼原理……………………………6
1．3．2 新型脫殼技術(shù)…………………………………………………7
1．3．3 核桃脫殼機(jī)械的工藝研究……………………………………8
1．3．4 核桃脫殼機(jī)械存在的問題……………………………………8
1．4 核桃脫殼機(jī)械研究重點(diǎn)………………………………………………8
1．4．1 提高核桃脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 ……………………8
1．4．2 提高機(jī)械脫殼率。降低破損率 ……………………………9
1．4．3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展 ……………………………9
1．5 核桃脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望……………………………………… 9
第二章 刮板式核桃去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 …………………………….. 11
2．1 刮板式核桃去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)……………………………………...11
2．2 工作原理……………………………………………………….. 12
第三章 刮板式核桃去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………… …13
3．1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定………………………………………….13
3．1．1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定…………………………………….13
3．1．2 刮板所需功率計(jì)算…………………………………………13
3．1．3 傳動(dòng)方案擬定………………………………………………14
3．1．4 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………14
3．1．5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算………………………………15
3．2 V帶傳動(dòng)…………………………………………………………..15
3.3 軸…………………………………………………………………...18
3.4 刮板結(jié)構(gòu)…………………………………………………………..19
3.5 半柵籠……………………………………………………………..20
3.6 箱體………………………………………………………………..21
3.7 殼仁分離裝置……………………………………………………21
3.8機(jī)架 ………………………………………………………………21
3.9附件 ………………………………………………………………21
第四章 如何正確使用核桃脫殼機(jī) ………………………………………………22
第五章 總結(jié) ………………………………………………………………………24
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………25
致 謝 ……………………………………………………………………………26
附 錄………………………………………………………………………………
翻 譯………………………………………………………………………………
調(diào)研報(bào)告
核桃脫殼機(jī)是將核桃莢果去掉外殼而得到核桃仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于核桃本身的生理特點(diǎn)決定了核桃脫殼不能與核桃的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在核桃莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著核桃種植業(yè)的不斷發(fā)展，核桃手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
只進(jìn)行單一脫殼功能的核桃脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的核桃脫殼機(jī)在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級(jí)功能的較大型核桃脫殼機(jī)在一些大批量核桃加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國內(nèi)現(xiàn)有的核桃脫殼機(jī)種類很多，如6BH一60型核桃剝殼機(jī)、6BH一20B型核桃剝殼機(jī)、6BH一20型核桃脫殼機(jī)等(技術(shù)參數(shù)見附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型核桃除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)核桃原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的核桃后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型核桃脫殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。6BK一22型核桃脫殼機(jī)是一種一次喂料就可完成核桃脫殼工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的核桃仁可直接裝袋入庫。6BH一1800型核桃脫殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫殼。而隨著我國核桃產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，核桃產(chǎn)量逐年增加，核桃的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，核桃脫殼機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。
摘要
刮板式核桃去殼機(jī)以前也稱為刀籠剝殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將核桃果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。
它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成，核桃果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)入剝殼箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，核桃殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝殼。部分核桃果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而核桃殼卻未撞裂，這部分核桃落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個(gè)核桃果，因此核桃果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些核桃果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，受到風(fēng)機(jī)吹來的經(jīng)調(diào)節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而核桃仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。
IV
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
核桃去殼機(jī)的設(shè)計(jì)
第一章 引言
1．1 課題提出的背景
核桃中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用核桃或脫脂后的核桃餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以核桃蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質(zhì)含量，又改善了其功能特性。核桃蛋白粉還可以通過高壓膨化制成蛋白肉。核桃是食用植物油工業(yè)的重要原料，利用核桃油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等，也可用作工業(yè)原料。核桃除經(jīng)簡單加工就可食用外，經(jīng)深加工還可以制成營養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品。核桃加工副產(chǎn)品核桃殼和核桃餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟(jì)效益。
核桃在制取油脂、制取核桃蛋白、生產(chǎn)核桃儀器以及在核桃貿(mào)易出口時(shí)，都需要對(duì)核桃進(jìn)行預(yù)處理加工。核桃的預(yù)處理主要包括核桃的剝殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。
核桃在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行剝殼加工。核桃在制取油脂時(shí)，剝殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以核桃產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來代替手工剝殼。核桃剝殼機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使核桃產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了核桃剝殼的效率。
核桃脫殼機(jī)是將核桃莢果去掉外殼而得到核桃仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于核桃本身的生理特點(diǎn)決定了核桃脫殼不能與核桃的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在核桃莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著核桃種植業(yè)的不斷發(fā)展，核桃手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
1．2 核桃脫殼機(jī)械的發(fā)展
我國核桃脫殼機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)核桃脫殼機(jī)的研制課題以來，已有幾十種核桃脫殼機(jī)問世。只進(jìn)行單一脫殼功能的核桃脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的核桃脫殼機(jī)在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級(jí)功能的較大型核桃脫殼機(jī)在一些大批量核桃加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國內(nèi)現(xiàn)有的核桃脫殼機(jī)種類很多，如6BH一60型核桃剝殼機(jī)、6BH一20B型核桃剝殼機(jī)、6BH一20型核桃脫殼機(jī)等(技術(shù)參數(shù)見附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型核桃除雜脫殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)核桃原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的核桃后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型核桃脫殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。6BK一22型核桃脫殼機(jī)是一種一次喂料就可完成核桃脫殼工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的核桃仁可直接裝袋入庫。6BH一1800型核桃脫殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次脫殼。而隨著我國核桃產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，核桃產(chǎn)量逐年增加，核桃的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，核桃脫殼機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。
核桃剝殼的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的核桃剝殼機(jī)械。核桃剝殼部件是核桃剝殼機(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛核桃仁破碎率、核桃果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，核桃仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。
八十年代以前的核桃剝殼機(jī)械，破碎率一般都大于8%，有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的核桃仁，只能用來榨油，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為核桃剝殼機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式核桃剝殼機(jī)。自1983年以來，在已有的核桃剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝殼部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破殼率指標(biāo)大有改善。
以下介紹一下我國上個(gè)世紀(jì)幾種主要的核桃剝殼部件
1．封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式核桃剝殼部件
圖 1-1封閉式紋桿滾筒
六十年代初， 我國在吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了TH-340型核桃剝殼機(jī)，其剝殼部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖1-1封閉式紋桿滾筒所示。
在該機(jī)構(gòu)中核桃進(jìn)口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時(shí)，核桃果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng)，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，核桃受列剝殼機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制脫殼，故破碎率高。剝殼時(shí)， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的核桃仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來研制并生產(chǎn)的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剝殼機(jī)，結(jié)構(gòu)與其大同小異，剝殼質(zhì)量均不理想。
2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝殼部件
該機(jī)的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖1-2剝殼部件所示
圖1-2剝殼部件
作業(yè)時(shí)，核桃果在膠輥的推動(dòng)下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于剝殼間隙的小果未經(jīng)剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使核桃經(jīng)多次擠壓脫殼，致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價(jià)較高。
3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式核桃剝殼部件
剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，其結(jié)構(gòu)如圖1-3凹板式核桃剝殼部件所示
圖 1-3凹板式核桃剝殼部件
作業(yè)時(shí)，核桃果在滾筒的推動(dòng)下，受擠壓揉搓脫殼，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，核桃果受到開式滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5% 。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝殼時(shí)，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網(wǎng)孔分離，雙粒長果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。
4． 立式剝殼機(jī)構(gòu)
剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩，該剝殼部件如圖1-4所示。
圖 1-4立式剝殼部件
在剝殼室內(nèi)，核桃果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦，從而達(dá)到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實(shí)踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點(diǎn)是由于采用立式傳動(dòng)， 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。
5． 開式扁條滾筒，編織凹板式核桃剝殼部件
采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖1-5開式扁條滾筒所示。作業(yè)時(shí)，核桃果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之間形
圖 1-5開式扁條滾筒
成一個(gè)活動(dòng)層，核桃果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是核桃搓核桃，系柔性剝殼，故破碎率較低， 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率(破碎率+損傷率)為0．91。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理想。
1．3 核桃脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀
目前國內(nèi)核桃脫殼機(jī)從其脫殼原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿——鋼柵條凹板 以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動(dòng)凹板兩大類，但脫殼質(zhì)量均不高，破損率都大于8 %，剝出的核桃米只能用于榨油和食用，滿足不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的脫殼原理是解決脫殼機(jī)現(xiàn)存問題的重要途徑。
1．3．1 目前核桃脫殼機(jī)采用的脫殼原理
目前應(yīng)用比較廣泛的核桃機(jī)械脫殼原理有以下幾種。
撞擊法脫殼 撞擊法脫殼是物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)脫殼的目的。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤及固定在甩料盤周圍的粗糙壁板組成的離心脫殼機(jī)。甩料盤使核桃莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大，莢果外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)莢果離開壁面時(shí)，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度，莢果所受到的彈性力較小，運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開，從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫殼機(jī)脫殼質(zhì)量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤的轉(zhuǎn)速、甩料盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。
碾搓法脫殼 核桃莢果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用，使莢果的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)脫殼。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝殼機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中，動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，也使莢果與定磨片問產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時(shí)，磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂，在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并與殼仁脫離，達(dá)到脫殼的目的。該種方法影響因素有，莢果的水分含量、圓盤的直經(jīng)、轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。
剪切法脫殼 核桃莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用，外殼被切裂并打開，實(shí)現(xiàn)外殼與果仁的分離。其典型設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主要工作部件的刀板剝殼機(jī)。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)核桃莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，與刀板之間產(chǎn)生剪切作用，使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的剝殼，剝殼效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。該種方法影響因素有，原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。
擠壓法脫殼 擠壓法脫殼是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，調(diào)整到適當(dāng)間隙，使核桃莢果通過間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利地進(jìn)入兩擠壓輥的間隙，取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破殼，莢果首先必須被夾住，然后被卷入兩輥間隙。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒破損率和脫殼率高低的重要因素。
搓撕法脫殼 搓撕法脫殼是利用相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輥筒對(duì)籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行脫殼的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥面之間存在一定的線速差，橡膠輥具有一定的彈性．其摩擦系數(shù)較大。核桃莢果進(jìn)入膠輥工作區(qū)時(shí)，與兩輥面相接觸，如果此時(shí)莢果符合被輥?zhàn)訃说臈l件，即嚙人角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩輥問．此時(shí)莢果在被拉人輥間的同時(shí)，受到兩個(gè)不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，莢果又受到兩輥面的法向擠壓力的作用，當(dāng)莢果到達(dá)輥?zhàn)又行倪B線附近時(shí)法向擠壓力最大，莢果受壓產(chǎn)生彈性—— 塑性變形，此時(shí)莢果的外殼也將在擠壓作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脫殼過程。影響脫殼性能的因素有，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。
1．3．2 新型脫殼技術(shù)
壓力膨脹法 原理是先使一定壓力的氣體進(jìn)入核桃殼內(nèi)，維持一段時(shí)間，以使核桃莢果內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，內(nèi)外壓力平衡打破，殼體內(nèi)氣體在高壓作用下產(chǎn)生巨大的爆破力而沖破殼體，從而達(dá)到脫殼的目的。主要影響因素有，充氣壓力、穩(wěn)定壓力維持時(shí)間、籽粒的含水率等。
真空法 將核桃莢果放在真空爆殼機(jī)中，在真空條件下，將具有相當(dāng)水分的莢果加熱到一定溫度，在真空泵的抽吸下，莢果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其韌性與強(qiáng)度降低，脆性大大增加；真空作用又使殼外壓力降低，殼內(nèi)部相對(duì)處于較高壓力狀態(tài)。殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)使外殼爆裂。
激光法 用激光逐個(gè)切割堅(jiān)果外殼。試驗(yàn)顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到100 9／6的整仁率，但因其費(fèi)用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。
1．3．3 核桃脫殼機(jī)械的工藝研究
在脫殼技術(shù)方面，除了在原理和設(shè)備上進(jìn)行研究外，人們還在工藝上進(jìn)行了研究以提高籽粒的脫殼率及脫殼質(zhì)量。
分級(jí)處理 物料的粒度范圍大，必須先按大小分級(jí)，再進(jìn)行脫殼，才能提高脫殼率，減少破損率。
水分含量 核桃莢果的含水率對(duì)脫殼效果有很大的影響，含水率大，則外殼的韌性增加；含水率小，則果仁的粉末度大。因此應(yīng)使核桃莢果盡量保持最適當(dāng)?shù)暮?，以保證外殼和果仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異，即外殼含水率低到使其具有最大的脆性，脫殼時(shí)能被充分破裂，同時(shí)又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大，可減少果仁破損率。
1．3．4 核桃脫殼機(jī)械存在的問題
目前我國在核桃脫殼技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，脫殼部件的研制仍在2O世紀(jì)90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫殼性能上并沒有很大的提高。由于機(jī)械脫殼時(shí)對(duì)核桃仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的核桃仁至今仍是手工剝殼。脫殼機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：① 脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，損失大。② 機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。③ 通用性差，利用率低。④ 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機(jī)制造，制造的工藝水平較低，同時(shí)能耗較高。⑤ 有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問題。
1．4 核桃脫殼機(jī)械研究重點(diǎn)
我國加入WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于核桃脫殼機(jī)械的開發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針對(duì)現(xiàn)有核桃脫殼機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來的發(fā)展過程中，對(duì)核桃脫殼機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。
1．4．1 提高核桃脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性
提高核桃脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一目前，許多核桃脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一核桃品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高核桃脫殼機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的核桃脫殼機(jī)械通過更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅(jiān)果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要。核桃脫殼機(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，將直接影響到核桃脫殼機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。
1．4．2 提高機(jī)械脫殼率。降低破損率
對(duì)核桃脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的脫殼機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內(nèi)外的核桃脫殼機(jī)械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到核桃脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。
1．4．3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展
向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過機(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作，進(jìn)一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內(nèi)和國外市場(chǎng)。
新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于核桃機(jī)械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡化操作，減少輔助工作時(shí)間，延長使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，也是目前核桃脫殼機(jī)械需要盡快解決的問題。
1．5 核桃脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望
核桃生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，核桃機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前核桃脫殼機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的核桃仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì)，我國核桃生產(chǎn)機(jī)械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對(duì)核桃機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合核桃生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái)，為核桃生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)核桃生產(chǎn)機(jī)械化的過程中，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購買核桃機(jī)械、開展核桃機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購買核桃機(jī)械的積極性，形成了新的市場(chǎng)需求。隨著核桃種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對(duì)核桃深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高核桃脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。核桃脫殼機(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用，促進(jìn)了核桃加工業(yè)的科技進(jìn)步，為核桃脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。
第二章 刮板式核桃去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
2．1 刮板式核桃去殼機(jī)的結(jié)構(gòu)
根據(jù)刮板式核桃去殼機(jī)的剝殼原理可知道，核桃是從上至下依次經(jīng)過集料斗、剝殼箱、柵格、下箱出口、分選口，核桃仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計(jì)剝殼機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來了。
設(shè)計(jì)過程是從上往下，從核桃的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在剝殼箱內(nèi)，核桃必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能進(jìn)行剝殼，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在剝殼箱內(nèi)。核桃經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝殼后，要經(jīng)過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內(nèi)。核桃穿過柵格后經(jīng)過剝殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝殼的核桃殼與核桃仁進(jìn)行分離，重量稍重的不被風(fēng)吹走，而重量較輕的核桃殼將被風(fēng)機(jī)吹來的氣流帶入到核桃殼收集通道，通道的底部設(shè)計(jì)成一定角度。經(jīng)過分離的核桃仁往下落，落入核桃仁收集通道，將此通道與核桃殼收集通道的底面設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，這樣的設(shè)計(jì)可以讓被風(fēng)吹走的核桃仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。
為保證整機(jī)的各部分的安裝，需設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝殼機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。
圖2-1剝殼機(jī)安裝結(jié)構(gòu)簡圖
2．2 工作原理
刮板式核桃去殼機(jī)以前也稱為刀籠剝殼機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將核桃果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-2刮板式核桃去殼機(jī)所示。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝殼機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。
圖2-2刮板式核桃去殼機(jī)
核桃果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)入剝殼箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，核桃殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝殼。部分核桃果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而核桃殼卻未撞裂，這部分核桃落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個(gè)核桃果，因此核桃果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些核桃果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，受到風(fēng)機(jī)吹來的經(jīng)調(diào)節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而核桃仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了殼仁分離的目的。
第三章 刮板式核桃去殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
刮板式核桃去殼機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺(tái)機(jī)器就是一堆費(fèi)品。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)并對(duì)核桃果進(jìn)行剝殼。因此，刮板式核桃去殼機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便和實(shí)惠。
3．1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定
3．1．1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定
刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分核桃殼撞碎，當(dāng)核桃果與鋼質(zhì)物體相對(duì)速度達(dá)到5時(shí)，可使核桃殼破碎而不會(huì)破壞到核桃仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。
如圖3-1所示，核桃下落位置在之間，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑為計(jì)算半徑
取半徑R=250mm，則n=382.2r/min
結(jié)論：R=250mm，
n=382.2r/min
圖3-1
3．1．2 刮板所需功率計(jì)算
根據(jù)公式可計(jì)算出刮板所需的功率
刮板對(duì)核桃做功
：刮板改變核桃的動(dòng)能
：刮板改變核桃的勢(shì)能
根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即0.417kg/s,此為核桃仁的產(chǎn)量，折合核桃果產(chǎn)量為0.417/純?nèi)事?根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取核桃的純?nèi)事蕿?9%,折合核桃果產(chǎn)量為0.604kg/s,此即每秒進(jìn)入剝殼箱內(nèi)被破碎的核桃果的重量。核桃接觸刮板時(shí)初速度設(shè)為1m/s，方向向下，脫離刮板時(shí)速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時(shí)相對(duì)初位置高度為500mm
t=1s
m=0.604kg/s
=1m/s
=15m/s
R=0.5m
=(0.302+67.95+2.96)W=71.212w
加上刮板與核桃在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會(huì)超過500w。為計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需工率Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率。設(shè)、分別為滾動(dòng)軸承和V帶傳動(dòng)的效率，于是有
=-0.8668
電動(dòng)機(jī)所需功率不會(huì)超過700W，由于給定電動(dòng)機(jī)的功率為1.5kW，遠(yuǎn)大于此計(jì)算值，故所給電動(dòng)機(jī)的功率完全符合要求。
3．1．3 傳動(dòng)方案擬定
由于刮板式核桃去殼機(jī)的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到n2=382.2r/min可有兩種選擇，第一種是采用一級(jí)V帶傳動(dòng)，第二種是采用兩級(jí)混合傳動(dòng)，而很明顯的，若采用兩級(jí)傳動(dòng)方案，將會(huì)致使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本升高，所以選用一級(jí)V帶傳動(dòng)。
3．1．4 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用的電機(jī)型號(hào)有兩種
Y90L-4型 和 Y100L-6型
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比，現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列于表3-1
表 3-1電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比
方案號(hào)
電機(jī)型號(hào)
額定功率kw
同步轉(zhuǎn)速r/min
滿載轉(zhuǎn)速r/min
總傳動(dòng)比 i
1
Y100L-6
1．5
1000
940
2．459
2
Y90L-4
1．5
1500
1400
3．663
由上表可知：方案1總傳動(dòng)比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價(jià)格高，作為家用機(jī)械的電機(jī)不是太合算，故選擇方案2，即電機(jī)型號(hào)為Y90L-4。
查表得此種電動(dòng)機(jī)的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長度為50mm。
3．1．5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉(zhuǎn)矩
3．2 V帶傳動(dòng)
首先列出設(shè)計(jì)的基本條件
電機(jī)型號(hào)：Y90L-4
額定功率：1.5kw
轉(zhuǎn)速：=1400r/min
傳動(dòng)比：=3.663
假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t<10h
1.確定計(jì)算功率
查表得工作情況系數(shù) =1.1
==1.1×1.5=1.65(kw)
2．選擇V帶帶型
根據(jù)、查得最適合的帶型為A型
3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為
驗(yàn)算帶的速度
v=<=
因此所選帶的速度合適
4．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度
根據(jù)初步確定中心距，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度
=1972.36mm
由V帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度
計(jì)算實(shí)際中心距a
5．驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
主動(dòng)輪包角合適
6．計(jì)算V帶的根數(shù)z
由,,=3.663查表得
，，，
代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算
Z=1.984
取z=2
7.計(jì)算預(yù)緊力
8．計(jì)算作用在軸上的壓軸力
代入數(shù)值計(jì)算得
=482.7N
9.V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用
帶輪材料選用HT200
根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如表3-2
表 3-2結(jié)構(gòu)尺寸
單位：mm
尺寸類型
小帶輪
大帶輪
75
280
基準(zhǔn)寬度
11.0
11.0
基準(zhǔn)線上槽深
2.75
2.75
基準(zhǔn)線下槽深
8.7
8.7
槽間距e
15±0.3
15±0.3
第一槽對(duì)稱面至端面距離f
輪緣厚d
12
12
帶輪寬B
35
35
外徑
80.5
285.5
輪槽角
極限偏差
孔徑
26
16
輪轂長
50
35
48
32
輪輻厚
8
20
16
230.5
具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖
3.3 軸
軸的轉(zhuǎn)速
軸的輸入功率
=1.35kw
軸的轉(zhuǎn)矩
1 初步確定軸的最小直徑
先按經(jīng)驗(yàn)公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取，于是得
2擬定軸上零件的裝配方案
通過對(duì)各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案
圖3-2裝配方案圖
3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩，故取2-3段直徑=22mm，左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2段長度取為
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，初步選取深溝球軸承6205,其基本參數(shù)如表3-3
表 3-3參數(shù)表
6204
基本尺寸
安裝尺寸
極限轉(zhuǎn)速
D
B
脂潤滑
油潤滑
25
52
15
1
31
46
1
12000
16000
（3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取，
（4） 軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離，故取
（5）取刮板距箱體內(nèi)壁，取，。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。
（6）軸上零件的周向固定
V帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊(cè)得平鍵截面如下
表 3-4平鍵截面
長度取22mm
V帶輪與軸的配合為H7/n6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。
（7）確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角2×45°，各軸肩處圓角半徑見零件圖
3.4 刮板結(jié)構(gòu)
刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)核桃果進(jìn)行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四鋼板十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-3旋轉(zhuǎn)筒架圖所示
圖3-3旋轉(zhuǎn)筒架圖
因?yàn)椴捎玫氖谴驌艉蛿D壓兩種方式配合進(jìn)行剝殼，所以對(duì)刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用材料是45號(hào)鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長′寬=500mm′129mm，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離250mm。固定刮板的筒架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為26mm，外徑120mm，刮板固定支架長度為140mm，截面尺寸40mm′20mm，每塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。
3.5 半柵籠
半柵籠在機(jī)器中的作用是讓已經(jīng)被剝殼的核桃與未被剝殼的核桃進(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。半柵籠的每一個(gè)柵格都只能容許一個(gè)核桃仁大小的物體通過，被剝殼的核桃由于核桃殼的破裂，被變成破碎的核桃殼和整粒的核桃仁，核桃仁的大小剛好可以穿過柵格，而核桃果因?yàn)樘?，無法通過柵格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行剝殼直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖3-4半柵籠所示。
圖3-4半柵籠
柵條是利用兩塊墻板對(duì)兩端進(jìn)行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號(hào)鋼。柵條采用φ10圓截面長條，長度為538mm，因其特殊的作用，還需對(duì)其進(jìn)行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內(nèi)，組成半圓柵籠，柵條間距為10mm，這樣可使剝出的核桃仁能通過柵格，而未剝殼的剛不能通過。
裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動(dòng)。半柵籠內(nèi)徑為φ516mm。
3.6 箱體
箱體的作用是提供給刮板一個(gè)封閉的剝殼環(huán)境，并對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)起到支承和定位作用。
為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體的材料選用HT200，鑄造成型。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖。
3.7 殼仁分離裝置
殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方。核桃經(jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對(duì)其進(jìn)行殼仁分離，分離的基本原理是利用核桃殼與核桃仁的重量及受力面積的不同，用氣流對(duì)其進(jìn)行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到核桃仁收集通道，而重量較輕的核桃殼將被風(fēng)機(jī)吹來的氣流帶入到核桃殼收集通道。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。
3.8機(jī)架
整個(gè)機(jī)架采用L63*63*6角鋼焊接而成，起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面。剝殼機(jī)安裝在機(jī)架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。
3.9附件
刮板式核桃去殼的附件包括裝料斗，軸承蓋，風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。
第四章 如何正確使用核桃脫殼機(jī)
1．對(duì)脫殼機(jī)的要求。①脫殼干凈、生產(chǎn)效率高，對(duì)有清選裝置的脫殼機(jī)，還要求有較高的清潔度。②損失率低、破碎率小。③結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，調(diào)整方便，有一定的通用性，能脫多種作物。
2．對(duì)核桃穴皮果雪的要求。核桃干濕適宜，太干則破碎率高，過濕則影響工作效率。農(nóng)村儲(chǔ)存的核桃穴皮果雪一般較干燥，為使其干濕適宜可采用下列方法：①冬季脫殼。脫殼前用10公斤左右的溫水均勻地噴灑在50公斤的核桃上，用塑料薄膜覆蓋10小時(shí)左右，然后再晾曬1小時(shí)左右即可開始脫殼，其他季節(jié)用塑料薄膜覆蓋的時(shí)間為6小時(shí)左右。②可將較干的核桃穴皮果雪浸在大水池內(nèi)，浸后立即撈出用塑料薄膜覆蓋1天左右，再晾曬，待干濕適宜后開始脫殼。③對(duì)電壓的要求及工作場(chǎng)所的選擇：單相電動(dòng)機(jī)要正常工作，電壓需達(dá)到其額定電壓。在農(nóng)村農(nóng)戶較為分散，加之所用線路又不標(biāo)準(zhǔn)，致使離變壓器較遠(yuǎn)的農(nóng)戶電壓不足，因此，工作場(chǎng)所應(yīng)選擇離變壓器較近的地方。
操作方法與注意事項(xiàng)
1．使用前，應(yīng)先檢查各緊固件是否擰緊，旋轉(zhuǎn)部位是否靈活，各軸承內(nèi)是否有潤滑油，脫殼機(jī)應(yīng)放置在較平的地面上。然后檢查電源，開關(guān)必須處于斷開位置。
2．電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向應(yīng)與機(jī)具上所指方向一致。先空轉(zhuǎn)幾分鐘，觀察有無異常響聲，運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)方可均勻地喂入核桃。
3．核桃果喂入時(shí)，要均勻、適量，不可含有鐵屑、石塊等雜物，以防打碎核桃米及造成機(jī)械事故。當(dāng)核桃米覆蓋滿篩子面時(shí)，方可打開出米口開關(guān)。
4．核桃應(yīng)干濕適宜，要根據(jù)核桃的大小選用適當(dāng)?shù)暮Y網(wǎng)。
5．核桃米內(nèi)核桃殼增多時(shí)，可將電動(dòng)機(jī)向下移動(dòng)，以便張緊風(fēng)扇皮帶，加大吹風(fēng)量。
6．操作時(shí)，人不要站在皮帶傳動(dòng)一側(cè)，以免傷人。
7．存放機(jī)器時(shí)，應(yīng)清除機(jī)器外表的塵土、污垢和內(nèi)部殘存的雜物。用柴油清洗各部位軸承后涂上黃油。機(jī)器要覆蓋好，置于干燥庫房內(nèi)，避免日曬雨淋。
8．應(yīng)保證傳動(dòng)部位和軸承室內(nèi)有充足的潤滑油，并定期予以清理和更換。
第五章 總結(jié)
本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品——核桃去殼機(jī)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了核桃剝殼的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機(jī)的關(guān)鍵部分是刮板結(jié)構(gòu)與半柵籠結(jié)構(gòu)，因?yàn)楹颂覄儦さ恼麄€(gè)過程都是由這兩部分完成的，剝出來的核桃能不能符合要求，完全是看刮板與半柵籠的性能能不能達(dá)到要求。本文也介紹了目前各種核桃剝殼原理及裝備，并對(duì)核桃剝殼機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的概括和分析。
本次設(shè)計(jì)是對(duì)我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié),同時(shí)為將來工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己解分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
從這次設(shè)計(jì)也可以看出一些問題:
1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問題
2.基本:認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí),扎實(shí)自己的基本知識(shí),使面對(duì)問題時(shí)不會(huì)遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來越不想搞這設(shè)計(jì),故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí),一步一步的來,不要急功近利!
3.樹立自己的良好形象,樂觀的面對(duì)生活,堅(jiān)持自己的想法和意識(shí)
總的說來,雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績,但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
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致謝
本文是在老師的精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心對(duì)我產(chǎn)生了深深的震撼。在老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了論文，而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取。
最后，謹(jǐn)向所有給我關(guān)心、理解、支持和幫助的人們表示最誠摯的謝意！
外文翻譯
近凈成形技術(shù)
工業(yè)發(fā)達(dá)國家的近凈成形技術(shù)在近20多年來有很大發(fā)展，已經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)主要的制造技術(shù)，在鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和表面改性方面都已占據(jù)了總產(chǎn)量的主要地位。在我國近凈成形技術(shù)在整個(gè)成形生產(chǎn)中比重還比較低，成形件精度總體平均要比國外低1～2個(gè)等級(jí)，一些先進(jìn)的近凈成形技術(shù)在我國只有少數(shù)企業(yè)采用，一些復(fù)雜難成形件我國還不能生產(chǎn)，部分先進(jìn)成形設(shè)備、機(jī)械手和機(jī)器人、很大一部分高水平自動(dòng)化生產(chǎn)線建線技術(shù)，我國還不能全部立足國內(nèi)，因而總體水平上要比先進(jìn)國家落后15～25年。每一個(gè)專業(yè)方向上，國外近20年來都出現(xiàn)了一批新技術(shù)，有一些我們還沒有掌握，有一些雖然做了試驗(yàn)研究，還沒有用于生產(chǎn)。
過去人們往往側(cè)重于單項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用研究，今天市場(chǎng)競(jìng)爭激烈，人們?yōu)榱烁酶?jīng)濟(jì)成形零部件，越來越多地注意到多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的綜合運(yùn)用，可以獲得更好的效果。例如利用材料超塑特性進(jìn)行焊接在航空件成形中的應(yīng)用，利用低合金成份的非調(diào)質(zhì)鋼通過控鍛控冷可以取代調(diào)質(zhì)熱處理，把鑄造和鍛壓結(jié)合起來的半固態(tài)成形，粉未燒結(jié)的坯料再經(jīng)過鍛造獲更好性能近凈形零件，都是國外發(fā)展較快應(yīng)用效果好的技術(shù)。我國專家把成形輥鍛和精鍛相結(jié)合，用于汽車前梁生產(chǎn)比國外通用技術(shù)建設(shè)生產(chǎn)線，一條線就可節(jié)約上億投資。
傳統(tǒng)的成形技術(shù)是建立在經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的技術(shù)，制定一個(gè)新零件成形工藝在生產(chǎn)時(shí)還要進(jìn)行大量修改調(diào)試。計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)發(fā)展，特別是非線性有限元的發(fā)展，使得難度很大的成形過程有可能進(jìn)行模擬分析和數(shù)值計(jì)算。發(fā)達(dá)國家在這方面已經(jīng)開展了大量研究工作，并形成一些商業(yè)軟件用于成形工藝分析。我國在這方面已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，一些單位也研制了一些軟件，但由于投入不足，形成商業(yè)軟件的很少。
近凈成形與近無缺陷成形技術(shù)通常用于大批量生產(chǎn)，要求企業(yè)建設(shè)不同技術(shù)水平的生產(chǎn)線，需要有相應(yīng)的機(jī)械手和機(jī)器人。由于工作的條件、環(huán)境比較惡劣，對(duì)這些機(jī)器人的需要數(shù)量相對(duì)較少、品種較多，所以需要由本專業(yè)人員參與研制。當(dāng)今，人們對(duì)產(chǎn)品需求逐步提出了一些個(gè)性化要求，所以在建設(shè)自動(dòng)生產(chǎn)線時(shí)，提出了建設(shè)柔性生產(chǎn)線的要求，國外在近凈成形生產(chǎn)方面已經(jīng)出現(xiàn)了少量柔性生產(chǎn)線，我國必須注意這一動(dòng)向，應(yīng)該根據(jù)用戶需求和投資強(qiáng)度，建設(shè)不同自動(dòng)化程度和滿足柔性化需求的生產(chǎn)線。
在超高速加工技術(shù)方面，1976年美國的Vought公司研制了一臺(tái)超高速銑床，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了20000rpm。特別引人注目的是，聯(lián)邦德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所從1978年開始系統(tǒng)地進(jìn)行超高速切削機(jī)理研究，對(duì)各種金屬和非金屬材料進(jìn)行高速切削試驗(yàn)，聯(lián)邦德國組織了幾十家企業(yè)并提供了2000多萬馬克支持該項(xiàng)研究工作。自80年代中后期以來，商品化的超高速切削機(jī)床不斷出現(xiàn)，超高速機(jī)床從單一的超高速銑床發(fā)展成為超高速車銑床、鉆銑床乃至各種高速加工中心等。瑞士、英國、日本也相繼推出自己的超高速機(jī)床。日本日立精機(jī)的HG400III型加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)36000～40000r/min，工作臺(tái)快速移動(dòng)速度為36～40m/min。采用直線電機(jī)的美國Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心進(jìn)給移動(dòng)速度為60m/min。近年來，我國在高速超高速加工的各關(guān)鍵領(lǐng)域，如大功率高速主軸單元、高加減速直線進(jìn)給電機(jī)、陶瓷滾動(dòng)軸承等方面也進(jìn)行了較多的研究，但總體水平同國外尚有較大差距。
近いですいつも一定の形を備える技術(shù)
工業(yè)の先進(jìn)國の近いのはいつも一定の形を備える技術(shù)は20近く數(shù)年來にとても大幅に発展することがあって、すでに機(jī)械的な制造業(yè)の主要な製造技術(shù)になって、鋳造、鍛造と型押し、溶接、熱処理と表面が性を直す方面にすべてすでに総生産量の主要な地位を占有しました。我が國が一定の形を備える技術(shù)が近くていつも全部一定の形を備えて生産します中で比重はまた比較的に低くて、一定の形を備えて精度の全體平均的に國外より1?2個(gè)低い等級(jí)、いくつかの先進(jìn)的なのが近くて一定の形を備える技術(shù)はいつも我が國でただ少數(shù)の企業(yè)は採用して、いくつかは複雑に我が國を一定の形を備えにくくてまだ生産することができなくて、部分の先進(jìn)の一定の形を備える設(shè)備、マジックハンドとロボットは、とても大學(xué)1年の部分の高い水準(zhǔn)のオートメーション化の生産ラインは線の技術(shù)を建てて、我が國はすべてまだ立腳することができなくて國內(nèi)、そこで全體のレベルの上で先進(jìn)的な國家に比べて15?25年立ち後れます。すべての専門の方向の上で、國外の近い20年來はすべていくつかの新技術(shù)が現(xiàn)れて、いくつかは私達(dá)はまだ掌握していないで、いくつかがして研究を試験しますががいて、まだ生産に用いません。
過去人々はよく単項(xiàng)の技術(shù)の発展と応用研究に気を付けて、今日市場(chǎng)は競(jìng)爭が激化して、人々はもっと良いです更に経済の一定の形を備える部品のため、だんだん多くなって多くの項(xiàng)目の先進(jìn)技術(shù)の総合的に運(yùn)用することに気づいて、もっと良い効果を獲得することができます。例えば材料を利用して超えて特性を作ります航空の件が一定の形を備える中の応用を溶接することを行って、低い合金の成分の加減しない質(zhì)鋼を利用して訴えますを通じて(通って)寒く取って代わって質(zhì)の熱処理を加減することができることを訴えることを鍛えて、鋳造とを結(jié)合する半分固體狀態(tài)に鍛造と型押しして一定の形を備えて、粉は粉末冶金の未(半)加工品は更に鍛造を経ていないでもっと良い性能を得ていつも形の部品が近くて、すべて國外の発展のわりに速い応用の効果の良い技術(shù)です。我が國の専門家は一定の形を備えるローラーをと精密に鍛えて互いに結(jié)合することに鍛えて、自動(dòng)車の前梁の生産の國外より通用する技術(shù)に用いて生産ラインを建設(shè)して、1本の線は億投資を節(jié)約することができます。
伝統(tǒng)の一定の形を備える技術(shù)はデータの基礎(chǔ)を経験して実験する上の技術(shù)を創(chuàng)立するので、１つの新しい部品の一定の形を備える技術(shù)を制定して生産の時(shí)まだ行って大量にデバッグを改正しなければなりません。コンピュータと計(jì)算技術(shù)は発展して、特に非線型の有限な元の発展、難度のとても大きい一定の形を備える過程にアナログの分析と數(shù)値の計(jì)算を行うかもしれません。先進(jìn)國はこの方面ですでに大量の研究の仕事を展開して、そしていくつか商業(yè)のソフトウェアを形成して一定の形を備える技術(shù)の分析に用います。我が國はこの方面ですでに行って大量に研究して、いくつか部門もいくつかソフトウェアを開発して、しかし不足に入るため、商業(yè)のソフトウェアのとても少なさを形成します。
近くいつも一定の形を備えてと近く通常大きい量産に用いる欠陥の一定の形を備える技術(shù)がなくて、企業(yè)に異なっている技術(shù)レベルの生産ラインを建設(shè)するように求めて、相応するマジックハンドとロボットがあるなくてはなりません。仕事の條件、環(huán)境が比較的に極めて悪いため、、これらのロボットの必要とする數(shù)量に対して比較的より少なく品種はわりに多くて、だから當(dāng)専門人員から開発に參與しなければなりません。今、人々は製品の需要に対して1歩1歩いくつか個(gè)性化の要求を出して、だから自動(dòng)の生産ラインを建設(shè)する時(shí)、柔らかい性の生産ラインを建設(shè)する要求を出して、國外は近くいつも一定の形を備えて生産します方面にすでに少量の柔らかい性の生産ラインが現(xiàn)れて、我が國は必ずこの動(dòng)向に注意しなければならなくて、ユーザーの需要と投資の強(qiáng)さべきですによって、異なっているオートメーション化の程度を建設(shè)してと柔らかい性を満たして需要の生産ラインが溶けます。
超高速の加工技術(shù)の方面で、1976年米國Vought會(huì)社は1臺(tái)の超高速のフライス盤を開発して、最高の回転速度は20000rpmを達(dá)成しました。とても人目を引いたのは、連邦のドイツDarmstadt工業(yè)大學(xué)の生産プロジェクトは旋盤の研究所と1978年から系統(tǒng)的に高速度切削の構(gòu)造の研究を超えることを行って、各種の金屬に対して非金屬の材料と高速度切削の試験を行って、連邦のドイツは數(shù)十軒の企業(yè)を組織してそして2000多萬マークにこの研究の仕事を支持することを提供しました。80年代の中頃の後期から、商品化のは高速度切削の旋盤を超えて絶えず現(xiàn)れて、超高速の旋盤の単一の超高速のフライス盤の発展が超高速の車のフライス盤になって、フライス盤の更には各種の高速の加工センターなどをあけます。スイス、イギリス、日本も次々と自分の超高速の旋盤を出します。日本の日立の精密な機(jī)HG400III型の加工センターの主軸の最高の回転速度は36000?40000r/minに達(dá)して、作業(yè)臺(tái)の高速のモバイルスピードは36?40m/minです。直線の電機(jī)の米國Ingersoll會(huì)社HVM800型の高速の加工センターを採用するのは進(jìn)みますモバイルスピードに60m/minです。ここ數(shù)年來、我が國は高速の超高速の加工する各肝心な領(lǐng)域で、例えばハイ?パワーの高速の主軸のユニット、高いカナダは減速して急激に進(jìn)んで電機(jī)、陶磁器の転がり軸受けなどの方面にもわりに多い研究を行って、全體のレベルはしかしと國外にまだわりに大きい開きがあります。
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