山核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　（20_ _屆）</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　山核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先概述了山核桃種植以及山

2、核桃加工現(xiàn)狀，分析了目前使用的各種山核桃破殼機(jī)存在的不足之處，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一臺(tái)采用單輥擠壓破殼原理的山核桃破殼機(jī)。文中提出了機(jī)器的原理設(shè)計(jì)方案，分析探討了散體物料（山核桃）的運(yùn)動(dòng)特性以及對(duì)破殼機(jī)工作性能的影響。就影響破殼機(jī)工作性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行了定性和定量分析與選擇。</p><p>　　基于原理方案設(shè)計(jì)得到的基本參數(shù)，完成了機(jī)器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)器的主要工作部件進(jìn)行了較為詳細(xì)的力學(xué)分析

3、與強(qiáng)度計(jì)算。本文所設(shè)計(jì)的機(jī)器結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，能保證山核桃破殼加工的質(zhì)量，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：山核桃，破殼，輥壓，原理設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　Design of Machine for nuts’ shell</p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><

4、p>　　This paper outlines the pecan processing plant as well as the status quo of the current use of a variety of pecan shell machine breaking existing deficiencies, On this basis, development and design of a single rol

5、l extrusion principle of pecan shell breaking broken shell machine. In this paper, the principle of the machine design, analysis of the bulk materials (hickory) was being analyzed and broken shell on the performance of m

6、achine. Broken shell on the machine performance affect the main str</p><p>　　Be based on the basic principles of design parameters, complete the structural design of the machine, the machine's main compo

7、nents for a more detailed mechanical analysis and strength calculation. This machine is designed reasonable structure, reliable, can guarantee the quality of walnut shelled process has some practical value.</p>&l

8、t;p>　　Key words: Pecans, shelled, rolling, principle design, structural design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p><b>　　授權(quán)聲明</b>&l

9、t;/p><p>　　中文摘要……………………………………………………………………………………I</p><p>　　ABSTRACT……………………………………………………………………………………II</p><p>　　1 前言………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 背景…………………

10、………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 山核桃破殼機(jī)現(xiàn)狀…………………………………………………………………4</p><p>　　1.3 山核桃破殼機(jī)械存在問(wèn)題分析……………………………………………………10</p><p>　　1.3.1 山核桃破殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性問(wèn)題 …………………………………10</p>

11、<p>　　1.3.2破殼率和破損率………………………………………………………………11</p><p>　　1.3.3 機(jī)器的自動(dòng)化問(wèn)題……………………………………………………………11</p><p>　　1.4 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及意義……………… …………………………………11</p><p>　　2 加工工藝及機(jī)器原理方案設(shè)計(jì)………………

12、…………………………………………14</p><p>　　2.1 破殼原理及工藝分析………………………………………………………………14</p><p>　　2.2 機(jī)器原理方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………14</p><p>　　2.3 機(jī)器的主要性能參數(shù)………………………………………………………………16</p><

13、p>　　2.3.1 主要性能參數(shù)…………………………………………………………………16</p><p>　　2.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算……………………………………………………………16</p><p>　　3 機(jī)器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)……… ……………………………………………………………18</p><p>　　3.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核…………………………………

14、……………………………18</p><p>　　3.1.1 軸的選擇計(jì)算…………………………………………………………………18</p><p>　　3.1.2 按變扭合成強(qiáng)度條件校核……………………………………………………18</p><p>　　3.1.3 軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………20</p><p>

15、　　3.2 軸承的選擇及校核…………………………………………………………………21</p><p>　　3.2.1 軸承型號(hào)選擇…………………………………………………………………21</p><p>　　3.2.2 軸承壽命計(jì)算…………………………………………………………………22</p><p>　　3.3 帶傳動(dòng)計(jì)算……………………………………………………………

16、……………24</p><p>　　3.3.1 確定計(jì)算功率………………………………………………………………24</p><p>　　3.3.2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v………………………………………24</p><p>　　3.3.3 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度…………………………………………25</p><p>　　3.3.4 驗(yàn)算

17、小帶輪上的包角………………………………………………………25</p><p>　　3.3.5 計(jì)算帶的根數(shù)z………………………………………………………………25</p><p>　　3.3.6 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值……………………………………26</p><p>　　3.3.7 計(jì)算壓軸力…………………………………………………………………26</p&g

18、t;<p>　　3.4 滾筒…………………………………………………………………………………27</p><p>　　3.6 箱座和機(jī)架…………………………………………………………………………27</p><p>　　4 機(jī)器制造、安裝以及使用說(shuō)明…………………………………………………………29</p><p>　　4.1 機(jī)器制作方法及要求………………

19、………………………………………………29</p><p>　　4.2 機(jī)器安裝方法及要求………………………………………………………………29</p><p>　　4.3 機(jī)器使用方法及注意事項(xiàng)…………………………………………………………29</p><p>　　5 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………………31</p>&l

20、t;p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………32</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………34</p><p><b>　　附錄——設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><

21、p><b>　　1．1 背景</b></p><p>　　山核桃是一種落葉喬木，屬胡桃科山核桃屬，約有20個(gè)種，中國(guó)為原產(chǎn)地之一。山核桃的果實(shí)由于具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的口感風(fēng)味，得到了消費(fèi)者的認(rèn)可，逐漸成為一種廣受歡迎的高檔堅(jiān)果。山核桃，又名核桃或胡桃，是世界四大干果之一，是一種植物性食物，由于它具有豐富的飽和脂肪，故此是動(dòng)物性蛋白質(zhì)食物的極佳代替品。</p><

22、;p>　　如圖1-1、1-2所示。山核桃種仁味美可食，含蛋質(zhì)7.23％，含油率48％～53％，多者達(dá)69％，每百公斤堅(jiān)果可榨取高級(jí)食用油及工業(yè)用油27～30公斤。中國(guó)目前加工產(chǎn)品主要有椒鹽山核桃，奶油山核桃（這兩種口味的山核桃有手剝的，有水煮的）。而山核桃糖，山核桃油等因產(chǎn)量有限，供不應(yīng)求，市場(chǎng)前景好。</p><p>　　圖1-1　　　　　　　　　　　　　圖1-2   

23、60;  </p><p>　　科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，每100克核桃肉中含有20.97個(gè)單位的抗氧化物質(zhì)，它比柑桔高出20倍，菠菜的抗氧化成份為0.98個(gè)單位，胡蘿卜為0.04個(gè)單位，西紅柿為0.31個(gè)單位?？茖W(xué)家們認(rèn)為，人吸收了核桃的抗氧化物質(zhì)，可使肌體免受很多疾病的侵害。</p><p>　　另外，山核桃油的油味清香，似芝麻油，有潤(rùn)肺滋補(bǔ)功效，其酸值低碘價(jià)高，油酸，亞油酸等不飽和脂肪

24、酸占88-96%之間，是易于消化，可以預(yù)防冠心病的優(yōu)質(zhì)食用油。 山核桃，又名核桃或胡桃，是世界四大干果之一，是一種植物性食物，由于它具有豐富的飽和脂肪，故此是動(dòng)物性蛋白質(zhì)食物的極佳代替品。核桃主要含有豐富的多種不飽和脂肪、維他命E、B，鈣質(zhì)、磷質(zhì)和纖維。</p><p>　　除了擁有豐富的脂粉資源外，還含有大量纖維、維他命和礦物質(zhì)，特別是蛋白質(zhì)、硒和維他命E。纖維是有效減少膽固醇的物質(zhì)，而硒和維他命E都有抗氧化特

25、性，能積極保護(hù)心臟，防止冠狀動(dòng)脈硬化等癥。</p><p>　　核桃能減肥。所謂“一斤花生一斤油”，身為果仁一族的核桃，當(dāng)然不能避免“滿載油脂”的命運(yùn)。無(wú)疑，它的脂肪含量很高，熱量也很高，所以大量食用就可能會(huì)有增肥效果。增肥不會(huì)增加血膽固醇含量，但容易增加體重。核桃的含油量中有55％～58％的不飽和脂肪酸，它是核桃最具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的部分，但其珍貴的油不易被人體吸收。其實(shí)，要想吃核桃補(bǔ)腦強(qiáng)心，又不怕增肥，除了控制食用量

26、外，還可以食用經(jīng)過(guò)加工的核桃產(chǎn)品來(lái)達(dá)到目的，例如核桃粉、核桃露等。有資料稱，每245ml核桃露相當(dāng)于四粒以上核桃的營(yíng)養(yǎng)，其獨(dú)特之處是維持了核桃仁的全部天然營(yíng)養(yǎng)成分，還能將核桃中“油”作均質(zhì)處理，使其更利于人體吸收，這樣就能有效避免油脂堆積。</p><p>　　核桃確實(shí)有補(bǔ)腦健腦的作用。這是因?yàn)楹颂抑泻写罅績(jī)?yōu)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常特殊的脂肪和蛋白質(zhì)。這種脂肪和蛋白極易被人體吸收。據(jù)測(cè)定，一斤核桃仁相當(dāng)于5斤雞蛋或9斤

27、牛奶或3斤豬肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，它所含的蛋白質(zhì)中含有對(duì)人體極為重要的賴氨酸，所含的脂肪中含有豐富的磷脂，這些物質(zhì)對(duì)大腦神經(jīng)的更新極為有益，所以患有頭暈。失眠、健忘、心悸、食欲不振，腰酸腿軟，四肢無(wú)力等癥狀的神經(jīng)衰弱病人，以及年老體弱的人，每天早晚各吃2~3個(gè)核桃，就可達(dá)到補(bǔ)腦健身、強(qiáng)健體魄治療效果。核桃仁還含有磷、鎂、鈣、鐵、錳等礦物質(zhì)和維生素a、b、c、e等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)常食用，可增強(qiáng)人體細(xì)胞的活力，防止動(dòng)脈硬化，并能使人延緩衰老。中醫(yī)歷

28、來(lái)認(rèn)為，核桃味甘性溫，能通潤(rùn)血脈、補(bǔ)氣養(yǎng)血、潤(rùn)燥化痰、益胃補(bǔ)腎。可治療腎虧腰痛，肺虛氣喘、病后虛弱、大便秘結(jié)等癥，并有很好的鎮(zhèn)咳平喘作用。除核桃仁外，核桃仁榨出的油，味道香、營(yíng)養(yǎng)好。有較好的保健功能。神經(jīng)衰弱、身體虛弱或老年人，冠心病、高血壓患者，宜經(jīng)常食用。核桃殼里面的果膈，可補(bǔ)腎澀精、治療遺精、遺尿，把它煮水當(dāng)茶飲，還可安定神經(jīng)、促進(jìn)睡眠。用核桃治病的單方驗(yàn)方有以下幾種：老年哮喘：核桃仁2斤，搗碎，</p><p

29、>　　山核桃果殼可制活性炭，果殼、果皮、枝葉可生產(chǎn)天然植物燃料，總苞可提取單寧，木材可制作家具及供軍工用。山核桃的外果皮和根皮果可供藥用，鮮根皮煎湯浸洗，治腳痔(腳趾縫濕癢)，鮮外果皮搗取汁擦治皮膚癬癥。</p><p>　　山核桃核仁松脆味甘，香氣逼人，可榨油、炒食，也可作為制糖果及糕點(diǎn)的佐料。山核桃果仁中含有7.8-9.6%的蛋白質(zhì)，人體必需的氨基酸占7種以上且含量高達(dá)25%以上，還含有22種人體所需的

30、微量元素，其中鈣、鎂、磷、鋅、鐵含量十分豐富。據(jù)資料分析，每公斤核桃仁等于9公斤鮮牛奶或5公斤雞蛋、2公斤牛肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且它較牛奶、雞蛋、牛肉的營(yíng)養(yǎng)易為人體吸收。核仁還具有潤(rùn)肺補(bǔ)氣、養(yǎng)血平喘、潤(rùn)燥化痰去虛寒諸功效。</p><p>　　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

31、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(lái)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。</p><p>　　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

32、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(wú)法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。</p><p>　　1.2 山核桃破殼機(jī)現(xiàn)狀</p><p>　　據(jù)文獻(xiàn)［1-19］可知，現(xiàn)有的山核桃破殼取仁方法有這樣幾種:(1)離心碰撞式破殼法；(2)化學(xué)腐蝕法；(3)真空破殼取仁法；(4)超聲波破殼法；(5)定間隙擠壓破殼法；(6)鋸口破殼法等。

33、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(huì)造成環(huán)境污染。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。</p><p>　　國(guó)內(nèi)已研究開(kāi)發(fā)的山核桃破殼裝置有:(1)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的雙齒盤(pán)式破殼裝置，它由主動(dòng)齒盤(pán)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)山核桃邊旋轉(zhuǎn)邊擠進(jìn)，主動(dòng)齒盤(pán)與偏心圓弧齒板組成剝殼區(qū)域，山核桃受到擠壓作用，山核桃表面產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展，直至最終完全破裂，碎殼

34、和仁從最小間隙處掉下。該裝置很好地滿足了“四點(diǎn)加壓”原理，而且實(shí)現(xiàn)了山核桃的滾動(dòng)擠壓破殼。(2)洛陽(yáng)工學(xué)院研制的對(duì)輥窩眼式開(kāi)口裝置，該裝置每個(gè)輥上的同一個(gè)圓周上平均分布著8個(gè)窩眼，窩眼在整個(gè)擠壓輥表面上呈交錯(cuò)排列，但不在同一圓周上的窩眼的深度都不相同，該裝置能對(duì)不同大小的山核桃進(jìn)行定間隙擠壓，能在山核桃外殼上擠壓出多條裂紋，但還需進(jìn)行手工剝殼[20-23]。</p><p>　　文獻(xiàn)[16、17、19]指出：對(duì)于

35、固定間隙的核桃破殼機(jī)來(lái)說(shuō) ,核桃進(jìn)入破殼機(jī)構(gòu)的姿態(tài)對(duì)破殼率和高路仁率有很大影響 ,本研究對(duì)核桃導(dǎo)向性及導(dǎo)向裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究。由于目前國(guó)內(nèi)核桃品種繁雜、形狀、大小各異 ,既有橢球形的 ,也有球形的 ,但總的說(shuō)來(lái) ,外形近似為球形 ,近似度用球度來(lái)表示(球度 =近似球體直徑/最大直徑 = ( abc) 1/ 3 / a) 。對(duì)于大部分核桃,由于擠壓方向、擠壓速度及其品種對(duì)壓縮剛度 K( K = 壓力 P/ 壓縮量δ) 無(wú)顯著性影響 ,所以

36、從理論上講,進(jìn)入固定間隙破殼裝置的核桃都能很好的破殼,不存在進(jìn)入方向問(wèn)題,但對(duì)于球度小即近似呈橢球形的核桃來(lái)說(shuō),當(dāng)其長(zhǎng)軸 P1 P2 方向與擠壓輥軸線平行或呈較小角度時(shí),核桃可隨擠壓輥一起轉(zhuǎn)動(dòng),核桃破殼完全,取仁容易,破碎少；反之,核桃不能隨擠壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)而造成沿核桃長(zhǎng)軸方向的剪切破裂,出現(xiàn)兩半破裂,造成仁殼分離困難和仁的破碎,從而降低了高路仁率。因此有必要在破殼前對(duì)球度小的核桃進(jìn)行導(dǎo)向。影響導(dǎo)向率大小的主要因素是一級(jí)導(dǎo)向槽水平導(dǎo)向角φ；而

37、對(duì)導(dǎo)向率影響最小的因素是導(dǎo)向輥軸的轉(zhuǎn)速ω。由于核桃與轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向輥軸之間存在摩擦力,若輥</p><p>　　輥的表面粗糙度,以提高導(dǎo)向輥與核桃之間的摩擦力。 </p><p>　　雙齒盤(pán)-弧齒板式剝殼機(jī)由機(jī)架、喂入部件、剝殼部件、調(diào)速電機(jī)和出料斗等組成。剝殼部件采用雙齒盤(pán)一弧齒板式結(jié)構(gòu)，由齒盤(pán)、齒盤(pán)軸、軸承、弧齒板、角鐵等組成。兩個(gè)齒盤(pán)固定在軸上，其間距 L采用螺紋調(diào)節(jié)。兩個(gè)弧齒板用螺釘固

38、定在角鐵上，其上有調(diào)節(jié)間距的槽孔。角鐵固定在機(jī)架的槽鋼上，并有調(diào)節(jié)間隙用的槽孔。移動(dòng)角鐵就可調(diào)節(jié)齒盤(pán)和弧齒板的最小間隙。 </p><p>　　雙齒盤(pán)-弧齒板式剝殼原理如圖1-3所示。齒盤(pán)和弧齒板在倒角面上分布細(xì)齒。隨著擠壓變形量的增加，核桃殼表面變平。核桃接觸的齒敬增加到二三個(gè)甚至四五個(gè)。這樣產(chǎn)生的初始裂紋既多又長(zhǎng)。同時(shí)齒盤(pán)帶動(dòng)核桃旋轉(zhuǎn)，使其整個(gè)圓周都產(chǎn)生裂紋，殼均勻地破裂，最后碎殼和仁通過(guò)最小間隙落下。 &l

39、t;/p><p>　　圖1-3 雙齒盤(pán)-弧齒板式剝殼原理</p><p>　　文獻(xiàn)[10]介紹的錐輥式分級(jí)裝置采用一對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的錐形輥。核桃在兩錐形輥的帶動(dòng)下不停地上升和下落，同時(shí)，核桃在重力和上端核桃對(duì)其側(cè)向擠壓力的共同作用下沿錐形輥向下移動(dòng)直至兩錐形輥的間隙大于核桃的直徑時(shí)，核桃通過(guò)間隙落下。</p><p>　　文獻(xiàn)[11]介紹的是對(duì)輥窩眼式開(kāi)口裝置圖如圖1-4所

40、示，每個(gè)輥上的同一個(gè)圓周上平均分布著8個(gè)窩眼。窩眼在整個(gè)擠壓輥表面上呈交錯(cuò)排列，窩眼縱向間距為54mm，所有窩眼開(kāi)半徑均為30mm，但不在同一個(gè)圓周上的窩眼的深度都不相同，H從13mm一次增加0.5mm直到20mm為止，對(duì)錕的長(zhǎng)度L=870mm。</p><p>　　圖1-4 對(duì)輥窩眼式開(kāi)口裝置圖 </p><p>　　該裝置能對(duì)大小不同的核桃進(jìn)行定距離擠壓，因此，很好地滿足了擠壓要求。同

41、時(shí)擠壓時(shí)用窩眼抓取核桃，抓取可靠，核桃擠壓時(shí)不會(huì)竄動(dòng)，能進(jìn)行可靠的擠壓。</p><p>　　為了便于核桃食品加工時(shí)的入味或使核桃易于剝食，該裝置能在核桃外殼上擠壓出多條裂紋。雖然這種破殼裝置在一定程度上減輕了手工剝殼的勞動(dòng)強(qiáng)度，但還需要進(jìn)行手工剝殼。</p><p>　　文獻(xiàn)[12]介紹的變形恒定破殼裝置破殼原理如圖1-5所示。該破殼裝置是由一對(duì)螺紋螺旋方向相反的滾柱組成，在滾柱面上切制

42、有螺距恒定的梯形螺紋，螺紋滾柱在結(jié)構(gòu)上保證了核挑的實(shí)際變形能隨果徑的增大而增大。當(dāng)核桃?jiàn)A在一對(duì)左、右螺紋之間時(shí)，形成了四點(diǎn)加壓。不同果徑的核桃可在不同開(kāi)度處破殼。為避免核桃與滾柱間發(fā)生相對(duì)滑移，滾柱面進(jìn)行了“滾花” 處理。</p><p>　　圖1-5 變形恒定破殼裝置破殼原理</p><p>　　圖1-6是帶有齒槽的內(nèi)外磨核挑破殼裝置的破殼原理圖。外磨1固定在機(jī)架上，內(nèi)磨3在電機(jī)的帶動(dòng)下

43、轉(zhuǎn)動(dòng)。核桃在內(nèi)外磨之間的間隙內(nèi)破裂脫殼，當(dāng)破碎到合適的粒度</p><p>　　后，由擋板4與內(nèi)磨3下底之間的縫隙落到落料扳上。</p><p>　　因該機(jī)不能自動(dòng)適應(yīng)核桃的大小，由于目前核挑的品種不純、大小不一，因此該機(jī)在實(shí)際使用中存在一定缺陷，破裂果徑不同的核桃，需要換尺寸大小不同的內(nèi)外磨。</p><p>　　圖1-6 內(nèi)外磨破殼原理圖

44、 圖1-7 圓盤(pán)破殼裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖1-7是圓盤(pán)破殼裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。該裝置由一對(duì)端面呈傾斜、上寬下窄的破殼盤(pán)組成的。 兩破殼盤(pán)用等速萬(wàn)向節(jié)偶合。狹縫角度通過(guò)動(dòng)軸承組件可調(diào)，狹縫寬度通過(guò)破殼盤(pán)上的固定螺釘可調(diào)。落人破殼盤(pán)狹縫一側(cè)的核桃，隨盤(pán)旋轉(zhuǎn)經(jīng)最窄處破殼后從另一 側(cè)甩出。 該機(jī)可破大小混雜在一起的核桃。</p><p>　　擠壓式山核桃破殼機(jī)可對(duì)各種類型的堅(jiān)果類進(jìn)

45、行破殼，不會(huì)將果仁破碎，破殼時(shí)果殼不會(huì)四處飛濺，該機(jī)使用安全、可靠、方便，特別適合于核桃種植戶和核桃加工企業(yè)使用。他的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)一般為：設(shè)計(jì)時(shí)考慮了節(jié)能、環(huán)保、高效、品質(zhì)好等因素，滿足先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械所具有的“高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、衛(wèi)生、環(huán)保”等特點(diǎn)。（1）對(duì)被加工核桃的分揀要求不高，可以加工初篩后的核桃；采用機(jī)械偏心軸原理瞬間破殼方式破殼；這種設(shè)備適應(yīng)不同品種的核桃。（2）生產(chǎn)效率一般比人力提高了近20倍，破殼率≥99％，破碎率與未破殼率

46、小于≤1％。（3）整個(gè)食品加工過(guò)程中采用機(jī)械化生產(chǎn)方式，減少了工人直接觸及所加工食品原料的可能性，避免了加工過(guò)程中的二次污染，提升食品衛(wèi)生指標(biāo)。</p><p>　　氣動(dòng)式核桃破殼機(jī)也是一種涉及破殼核桃的設(shè)備，其特征是：它包括一四周封閉，底部連接出料斗，頂部設(shè)置喂料斗的長(zhǎng)方形空腔體?？涨惑w的底部靠支腿支撐?？涨恢邪仓糜猩稀⑾聜鲃?dòng)軸，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)上傳動(dòng)軸一起運(yùn)動(dòng)。上、下傳動(dòng)軸依靠輸送鏈實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在上傳

47、動(dòng)軸的一端上裝設(shè)有支撐法蘭盤(pán)。在支撐法蘭盤(pán)的一周上固定若干個(gè)小氣缸。每個(gè)小氣缸內(nèi)裝設(shè)有一個(gè)氣錘。氣泵工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣氣壓、復(fù)位氣壓、泄氣氣壓的壓力大小可實(shí)現(xiàn)高壓氣流在小氣缸內(nèi)推動(dòng)氣錘做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣錘的撞擊破殼。輸送鏈和氣錘的運(yùn)動(dòng)依靠電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。該種機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，操作輕便省力，破殼速度快且核桃的破損率低。</p><p>　　壓板式山核桃破殼機(jī)，可對(duì)各種類型的堅(jiān)果類進(jìn)行破殼，不會(huì)將果仁破碎，破

48、殼時(shí)果殼不會(huì)四處飛濺，這類機(jī)器使用安全、可靠、方便，特別適合于核桃種植戶和核桃加工企業(yè)使用。電動(dòng)半自動(dòng)化作業(yè)，每小時(shí)50公斤左右，核桃仁完整無(wú)碎仁。采用220V兩相照明電，一人操作，配套電機(jī)及保護(hù)罩，安全便捷。</p><p>　　機(jī)械擊打山核桃破殼機(jī)采用仿生機(jī)械敲擊臂敲擊山核桃使其破殼，即用恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械力把山核桃的外殼敲裂而不碎,同時(shí)保證果仁不開(kāi)裂或破碎,達(dá)到“手剝”要求。獨(dú)特的凹槽滾筒設(shè)計(jì)和可調(diào)節(jié)壓扭簧使破殼機(jī)

49、不受山核桃形狀和大小限制,免除了分級(jí)步驟。試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)破殼性能優(yōu)。通過(guò)蒸煮預(yù)處理進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)蒸煮處理可以降低手剝山核桃的破碎率,未破殼率和碎仁率均低于2%。</p><p>　　中國(guó)專利（85202943, 87215585, 9320777950.4）介紹了采用一對(duì)保持一定夾角的工作盤(pán)進(jìn)行擠壓破殼。中國(guó)專利（90225457.X）采用帶有齒槽的內(nèi)磨與外磨，經(jīng)電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)磨運(yùn)轉(zhuǎn)，以磨損果殼。中國(guó)專利（2

50、00520007782.8）采用一種以擠壓方式破碎山核桃殼的履帶式破殼裝置。</p><p>　　在國(guó)外，美國(guó)研制的變形恒定破殼裝置，該破殼裝置是由一對(duì)旋向相反的螺紋滾柱組成的，在滾柱面上切制有螺距恒定的梯形螺紋，螺紋滾柱在結(jié)構(gòu)上保證了山核桃的實(shí)際變形能隨果徑的增大而增大，當(dāng)核桃?jiàn)A在一對(duì)左、右螺紋之間時(shí)，形成了四點(diǎn)加壓，不同果徑的山核桃可在不同開(kāi)度處破殼，為避免山核桃與滾柱間發(fā)生相對(duì)滑移，需對(duì)滾柱面進(jìn)行“滾花”處

51、理[11-13]。</p><p>　　綜上內(nèi)容可知，破殼機(jī)械要向生產(chǎn)規(guī)?；较虬l(fā)展：一方面破殼機(jī)械的生產(chǎn)要向批量化生產(chǎn)的方向發(fā)展，這樣可以降低破殼機(jī)械的生產(chǎn)成本； 另一方面核桃破殼要向上規(guī)模、上效益的方向發(fā)展，由于目前有相當(dāng)一部分生產(chǎn)廠家是家庭作坊式的，沒(méi)有形成規(guī)模，所以利潤(rùn)低。</p><p>　　提高破殼精度是提高高路仁率的關(guān)鍵。由于目前新組核桃新品種的產(chǎn)量比例很小，只占總產(chǎn)量的1/

52、9左右，大部分還是中殼核挑，核桃徑的尺寸大小不一。因此設(shè)計(jì)或改進(jìn)破殼裝置時(shí)應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面加以考慮：①果徑不同的核桃，破殼時(shí)所需要的壓縮變形也不相同，因此破殼前需要對(duì)核桃進(jìn)行分級(jí)；②上述破殼裝置中除了齒板一偏心圓弧板破殼裝置外，在破殼過(guò)程中都基本上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)核桃的滾動(dòng)擠壓。吳斌方等人的試驗(yàn)研究表明，如果核桃在擠壓時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)滾動(dòng)，就更有利于殼上裂紋的擴(kuò)展和殼的破裂，更易于破出半仁或整仁，因此在破殼時(shí)應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)核桃的滾動(dòng)。要想實(shí)現(xiàn)核桃破裂時(shí)的

53、滾動(dòng)，就必須在破殼前對(duì)核桃進(jìn)行導(dǎo)向。核桃分級(jí)和導(dǎo)向的累積誤差，會(huì)在很大程度上降低高路仁率。由此可見(jiàn)要想提高破殼效果，就需要提高核桃分級(jí)后的均勻度和導(dǎo)向率，即總體上提高核挑破殼機(jī)的破殼精度。</p><p>　　1.3 山核桃破殼機(jī)械存在問(wèn)題分析</p><p>　　我國(guó)加入WTO以來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于核桃脫殼機(jī)械的開(kāi)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(lái)的發(fā)展過(guò)程中，

54、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。</p><p>　　1.3.1 山核桃破殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性問(wèn)題</p><p>　　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(zhǎng)環(huán)境來(lái)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(guò)更換

55、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(guò)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。</p><p>　　1.3.2 破殼率和破損率</p><p>　　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

56、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(guó)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。</p><p>　　1.3.3 機(jī)器的自動(dòng)化問(wèn)題</p><p>　　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(guò)機(jī)電一體化手段，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)自

57、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(kāi)拓國(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。</p><p>　　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(kāi)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(jiǎn)化操作

58、，減少輔助工作時(shí)間，延長(zhǎng)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(guó)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(wèn)題。</p><p>　　1.4 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及意義</p><p>　　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(lái)，核桃機(jī)械裝備總

59、量不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(guó)核桃生產(chǎn)機(jī)械化開(kāi)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

60、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(guò)程中，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購(gòu)買核桃機(jī)械、開(kāi)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(gòu)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(guó)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

61、科技進(jìn)步，為核桃</p><p>　　基于以上分析，本課題的研究?jī)?nèi)容及任務(wù)是：</p><p>　　1）完成山核桃破殼機(jī)的造型設(shè)計(jì)及其工程圖；</p><p>　　2）詳細(xì)了解山核桃的生產(chǎn)加工全過(guò)程，初定工藝方案；</p><p>　　3）熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)制造理論，為山核桃破殼機(jī)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)；</p><p>　　4）分

62、析山核桃工藝特點(diǎn)，確定破殼機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案及總體結(jié)構(gòu)；</p><p>　　5）破殼機(jī)零部件設(shè)計(jì)及工藝計(jì)算；</p><p>　　6）繪制設(shè)計(jì)總圖及零件圖，并計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)；</p><p><b>　　7）編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)或改進(jìn)破殼裝置時(shí)，應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面加以考慮：①果徑不同的核桃，破殼時(shí)

63、所需要的壓縮變形也不相同，因此破殼前需要對(duì)核桃進(jìn)行分級(jí)；②上述破殼裝置中除了齒板一偏心圓弧板破殼裝置外，在破殼過(guò)程中都基本上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)核桃的滾動(dòng)擠壓。吳斌方等人的試驗(yàn)研究表明，如果核桃在擠壓時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)滾動(dòng)，就更有利于殼上裂紋的擴(kuò)展和殼的破裂，更易于破出半仁或整仁，因此在破殼時(shí)應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)核桃的滾動(dòng)。要想實(shí)現(xiàn)核桃破裂時(shí)的滾動(dòng)，就必須在破殼前對(duì)核桃進(jìn)行導(dǎo)向。核桃分級(jí)和導(dǎo)向的累積誤差，會(huì)在很大程度上降低高路仁率。由此可見(jiàn)要想提高破殼效果，就需要提

64、高核桃分級(jí)后的均勻度和導(dǎo)向率，即總體上提高核挑破殼機(jī)的破殼精度。課題的難點(diǎn)是如何提高破殼精度。由于核挑的大小不一，形狀也存在著一些差異，所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意一下幾點(diǎn):</p><p>　　1）做好破殼前的篩選工作</p><p>　　2）注意支承軸的設(shè)計(jì)，要降低裝配精度，減小震動(dòng)；</p><p>　　3）注意導(dǎo)向的利用，不要堵塞喂料口，提高機(jī)械效率。<

65、/p><p>　　該種機(jī)器能解決一部分生產(chǎn)廠家由于山核桃的加工機(jī)械還不是十分完善，現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備都存在一定的問(wèn)題，沒(méi)有形成規(guī)模，所以利潤(rùn)低得問(wèn)題。同時(shí)，提高破殼精度是提高取仁率的關(guān)鍵。由于目前新組核桃新品種的產(chǎn)量比例很小，只占總產(chǎn)量的1/9左右，大部分還是中殼核挑，核桃徑的尺寸大小不一。設(shè)計(jì)上對(duì)山核桃這樣一種大小不一的自然產(chǎn)品的加工各環(huán)節(jié)考慮比較周密，結(jié)構(gòu)上難免比較復(fù)雜，但在操作上卻因是簡(jiǎn)便可靠，特別是可以擺脫目前采

66、用手工破殼的低效率狀況，走向機(jī)械化自動(dòng)化大批量生產(chǎn)。</p><p>　　2 加工工藝及機(jī)器原理方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 破殼原理及工藝分析</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)［１，２，３］知，目前采用的山核桃剝殼方法主要方法有：1）離心碰撞式破殼法。2）化學(xué)腐蝕法。3）真空破殼取仁法。4）超聲波破殼法。5）定間隙擠壓破殼法。第一種方法，破仁太多種，所以應(yīng)用很

67、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(huì)造成對(duì)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究。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（約為0.04g/cm）,加之破殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當(dāng)難度。所以綜合破殼效果不理想。</p>

68、<p>　　對(duì)以上內(nèi)容分析以后，我覺(jué)得定間隙擠壓破殼法最值得探究和發(fā)展，原理也比較簡(jiǎn)單。在山核桃擠壓破殼之前先經(jīng)過(guò)篩選大小，然后山核桃隨著擠壓變形量的增加，核桃殼表面變平。核桃接觸的齒徑增加到二三個(gè)甚至四五個(gè)。這樣產(chǎn)生的初始裂紋既多又長(zhǎng)。同時(shí)齒盤(pán)帶動(dòng)核桃旋轉(zhuǎn)，使其整個(gè)圓周都產(chǎn)生裂紋，殼均勻地破裂，最后碎殼和仁通過(guò)最小間隙落下，這樣就實(shí)現(xiàn)了山核桃破殼了。</p><p>　　2.2 機(jī)器原理方案設(shè)計(jì)&

69、lt;/p><p>　　根據(jù)擠壓破殼的基本原理，本文所設(shè)計(jì)的機(jī)器的總裝配圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　機(jī)器由電動(dòng)機(jī)、大支架、改裝過(guò)得鏈條、鏈輪、曲軸、打擊裝置等組成，先向加料斗里倒入核桃，然后打開(kāi)由變頻器控制的三相變頻電動(dòng)機(jī)，通過(guò)鏈條上加的一個(gè)有橢圓形裝置將斗里的核桃裝入并隨其一起運(yùn)動(dòng)帶到擊打裝置正下方，上部曲軸裝

70、置打擊破殼。</p><p>　　2.3 機(jī)器的主要性能參數(shù)</p><p>　　2.3.1 主要性能參數(shù)</p><p>　　采用特制打擊頭與加裝核桃塊打擊原理；</p><p>　　打擊頭參數(shù)：直徑φ400mm；長(zhǎng)度：765mm</p><p>　　輥轉(zhuǎn)速：600r/min。</p><p>

71、;　　2.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算</p><p><b>　　1、電動(dòng)機(jī)類型選擇</b></p><p>　　按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　工作裝置所需功率按式計(jì)算 ，式中=1500N, =1m/s，工作裝置的效

72、率本例考慮膠帶卷筒及其軸承的效率取。將各數(shù)據(jù)代入上式得=1.60KW。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)輸出功率按（3-1）計(jì)算：</p><p>　　kw （3-1） </p><p>　　式中，為電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。<

73、/p><p>　　其中為8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)效率取0.97 ；為鏈條傳動(dòng)效率取0.98 ；為彈性聯(lián)軸器效率取0.99；為滾動(dòng)軸承效率取0.98。=0.859。</p><p>　　故 =1.86kw。</p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于，按[19]表8-169中Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選用電動(dòng)機(jī)的額定功率為2.2kw。</p><p

74、>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　工作軸轉(zhuǎn)速為：；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為；。由[1]表8-169可知符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500 r/min。本設(shè)計(jì)選常用的同步轉(zhuǎn)速1500r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y100L1-4,其滿載轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均由[19]表8-170、表8-172中查到，這里從略。</p><p>　　3 機(jī)器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)<

75、/p><p>　　3.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</p><p>　　3.1.1軸的選擇計(jì)算</p><p>　　考慮到電動(dòng)機(jī)輸出軸徑對(duì)聯(lián)軸器的影響，故選擇軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查[20]表15-3取。</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)計(jì)算，即</p><p><b>　?。?-2）</b>

76、;</p><p><b>　　轉(zhuǎn)化后得： </b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算得：</b></p><p>　　考慮到鍵槽和聯(lián)軸器的影響取軸段的最小軸徑。</p><p>　　3.1.2

77、按彎扭合成強(qiáng)度條件校核</p><p>　　首先求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力，如圖3-1所示。然后求出各支承處的水平反力垂直反力。分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖；然后按下式計(jì)算總彎矩并做出圖。</p><p>　　圖3-1 軸載荷分析圖</p><p><b>　　軸

78、的輸入功率</b></p><p>　　=1.35kw （3-4）</p><p><b>　　工作軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　（3-5）</b></p><p>　　齒輪分度圓直徑d=75mm。</p>

79、;<p><b>　　根據(jù)得</b></p><p>　　900N （3-6）</p><p>　　又根據(jù)[20]p198（式10-14）得：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p&

80、gt;<b>　　（3-8）</b></p><p>　?。?）計(jì)算水平面上的彎矩：</p><p>　　有： （3-9）</p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　　解得： ；

81、 </b></p><p>　　所以有 。作彎矩圖如圖（3-1b）</p><p>　?。?）計(jì)算垂直面上的彎矩：</p><p>　　有： （3-11）</p><p><b>　?。?-12）</b></p&

82、gt;<p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　解得：; ; </p><p><b>　　所以有；</b></p><p><b>　　故總彎矩</b></p><p>　　（3）計(jì)算軸的扭矩：</p><p

83、><b>　　軸的工作扭矩為</b></p><p>　?。?）校核軸的強(qiáng)度：</p><p>　　根據(jù)第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　(其中取0.3) （3-14）</p><p>　　又計(jì)算判斷得危險(xiǎn)截面為軸與齒輪接觸段，有</p><

84、;p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　　代入以上數(shù)據(jù)得： </b></p><p><b>　　（3-16）</b></p><p>　　由[20]表15-1查得，，所以</p><p>　　故該軸滿足彎扭強(qiáng)度條件。</p>&l

85、t;p>　　3.1.3軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　由上述可得軸的危險(xiǎn)截面為軸與齒輪接觸段，根據(jù)[20]表15-1得：材料對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限為</p><p>　　又有公式： </p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　?。?-

86、18）</b></p><p>　　抗彎截面系數(shù)由①可知： </p><p><b>　　（3-19）</b></p><p>　　抗扭截面系數(shù)由表15-4可知： </p><p><b>　?。?-20）</b></p><p><b>　　彎矩

87、及彎曲應(yīng)力為：</b></p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：</p><p>　　過(guò)盈配合處的，由[20]附表3-8用插值法求出，并取 ，于是得</p><p>　　軸按精車加工，由[20]附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p><p&

88、gt;<b>　　（3-21）</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　所以軸在危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)為：</p><p><b>　?。?-23）</b></p><p><b>　?。?-24）</b></p&g

89、t;<p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　故該軸在危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度是足夠的。</p><p>　　3.2 軸承的選擇及校核</p><p>　　3.2.1 軸承型號(hào)選擇</p><p>　　由于軸上安裝的零件有斜齒輪，對(duì)軸有軸向的作用力，因此采用圓錐滾子軸承支撐軸，再根據(jù)最小軸段的軸徑

90、查標(biāo)準(zhǔn)（GB/T297-1944）選取相應(yīng)的軸承型號(hào)為30208.</p><p>　　3.2.2 軸承壽命計(jì)算</p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn)GB/T297-1994可知圓錐滾子軸承30208的基本額定動(dòng)載荷kN，基本額定靜載荷kN,軸向動(dòng)載荷系數(shù)。</p><p>　　() ()</p><p>　　124

91、 51</p><p><b>　　(a)</b></p><p>　　(b) （c）</p><p>　　圖3-2 軸的受力情況</p><p>　　將軸受到的空間力系分解為鉛垂面（圖3-2b）和水平面（圖3-2c）兩個(gè)平面力系。</p><p>

92、　　其中，圖3-2c中的為通過(guò)另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸。</p><p>　　圖3-2中各力的值已在軸的彎扭合成強(qiáng)度校核中求出，具體如下</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　?。?-27）</b>&l

93、t;/p><p>　　按[20]表13-7圓錐滾子軸承派生軸向力計(jì)算公式</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p><b>　　計(jì)算派生軸向力：</b></p><p><b>　　由于</b></p><p><b>　　

94、（3-29）</b></p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　查[20]表13-5得，，；，</p><p>　　查[20]表13-6取載荷系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式<

95、;/p><p><b>　?。?-30）</b></p><p>　　計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：</p><p><b>　　因此，取</b></p><p>　　軸承預(yù)期壽命按照下式計(jì)算：</p><p>　　則，軸承的基本額定壽命為：</p><p>&l

96、t;b>　?。?-31）</b></p><p>　　所選軸承滿足壽命要求。</p><p><b>　　3.3 帶傳動(dòng)計(jì)算</b></p><p><b>　　基本條件：</b></p><p>　　電機(jī)型號(hào)：Y100L-4</p><p>　　額定功率：

97、1.5kw</p><p>　　轉(zhuǎn)速：=1430r/min</p><p>　　假設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t<10h</p><p>　　3.3.1 確定計(jì)算功率</p><p>　　由[20]表8-7查得工作情況系數(shù)=1.1，故</p><p><b>　?。?-32）</b></p>

98、<p>　　根據(jù)、由[20]圖8-11選用A型。</p><p>　　3.3.2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v</p><p>　　初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由[20]表8-6、8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=90mm。</p><p>　　驗(yàn)算帶速v。按[20]式8-13驗(yàn)算帶的速度</p><p>　　m/s

99、 （3-33）</p><p>　　因?yàn)?m/s<v<30m/s,故帶速合適。</p><p>　　計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)[20]式8-15a，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p><b>　　=306mm</b></p><p>　　根據(jù)[20]表8-8，圓整為315mm。<

100、;/p><p>　　3.3.3 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)[20]式8-20，初定中心距=500mm。</p><p>　　由[20]式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　1661mm （3-34）</p><p>　　由[20]8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1600

101、mm。</p><p>　　按[20]式8-23計(jì)算實(shí)際中心距。</p><p>　　470mm （3-35）</p><p>　　中心距的變化范圍為443~515mm。</p><p>　　3.3.4 驗(yàn)算小帶輪上的包角</p><p><b>　?。?-36

102、）</b></p><p>　　3.3.5 計(jì)算帶的根數(shù)z</p><p>　　計(jì)算單根V帶的額定功率。</p><p>　　由=90mm和，查表8-4a得.</p><p>　　根據(jù)，和A型帶，查表8-4b得</p><p>　　查表8-5得,查表8-2得,于是</p><p>　

103、　=1.776kw （3-37）</p><p><b>　　計(jì)算V帶的根數(shù)z。</b></p><p><b>　?。?-38）</b></p><p><b>　　取3根。</b></p><p>　　3.3.6 計(jì)算單根V帶的初拉力

104、的最小值</p><p>　　由[20]表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量0.1kg/m，所以</p><p>　　=142.7N （3-39）</p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力.</p><p>　　3.3.7 計(jì)算壓軸力</p><p><b>　　壓軸力的最小值為<

105、;/b></p><p>　　=830N （3-40）</p><p>　　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3-1:</p><p>　　表 3-1 結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>　　單位：mm&l

106、t;/b></p><p>　　帶輪結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。</p><p><b>　　圖3-3 小帶輪</b></p><p><b>　　3.4 滾筒</b></p><p>　　滾筒是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)山核桃進(jìn)行破殼因?yàn)椴捎玫氖菙D壓這種方式進(jìn)行剝殼，而且滾筒面積體積比較大，

107、所以對(duì)刮板的強(qiáng)度沒(méi)有一定要求，采用材料是15，而且滾筒的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。滾筒外徑500mm，架在滾筒軸上，由4個(gè)Q235的軸承和4個(gè)Q235的螺栓聯(lián)接。</p><p><b>　　3.5 箱座和機(jī)架</b></p><p>　　箱座的作用是提供給滾筒一個(gè)封閉的破殼環(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

108、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。</p><p>　　整個(gè)機(jī)架采用角鋼焊接而成，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)架上。破殼機(jī)安裝在機(jī)架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。</p><p>　　4 機(jī)器制造、安裝以及使用說(shuō)明</p>

109、<p>　　4．1 機(jī)器制造方法及要求</p><p>　　用于制造該機(jī)器的部分部件可外購(gòu)，比如電動(dòng)機(jī)，墊圈，螺栓，螺母等。另外，箱蓋，箱座，軸，出料斗，加料斗等要根據(jù)自己設(shè)計(jì)的制造出來(lái)。外圓表面加工方法一般為：車削，成形車削，旋轉(zhuǎn)拉削，研磨，洗削外圓，普通外圓磨，無(wú)心磨，車銑加工，滾壓加工。內(nèi)圓表面加工方法：鉆孔，擴(kuò)、鉸孔，拉孔，擠孔，磨孔。平面加工方法有刨，銑，磨，車，研等。螺紋加工方法有車螺紋，

110、攻螺紋和套螺紋，盤(pán)形銑刀銑螺紋，梳形銑刀銑螺紋，磨螺紋，滾壓螺紋。齒形加工方法有銑齒，成形磨齒，滾齒，剃齒，插齒，展成法磨齒等。通過(guò)一系列工序，把各個(gè)零部件加工出來(lái)然后進(jìn)行組裝。</p><p>　　4．2 機(jī)器安裝方法及要求</p><p>　　機(jī)器的安裝時(shí)整個(gè)機(jī)器制造工藝過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它包括裝配（部裝和總裝）、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。裝配工作十分重要，對(duì)機(jī)器質(zhì)量有決定性的影響。

111、裝配的方法有很多：直接選擇裝配法是由裝配工人憑經(jīng)驗(yàn)，直接挑選合適的零件進(jìn)行裝配，其優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到很高的裝配精度，缺點(diǎn)是裝配精度依賴于裝配工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)、裝配的時(shí)間不易控制，因此不太適宜用。比較典型的有自動(dòng)裝配，它是一項(xiàng)復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　4．3 機(jī)器使用方法及注意事項(xiàng)</p><p>　　1）對(duì)破殼機(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

112、清潔度。②損失率低、破碎率小。③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，調(diào)整方便，有一定的通用性，能脫多種作物。</p><p>　　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(guò)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(kāi)始脫殼，其他季節(jié)用塑料薄膜覆蓋的時(shí)間為6

113、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(kāi)始脫殼。③對(duì)電壓的要求及工作場(chǎng)所的選擇：?jiǎn)蜗嚯妱?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。</p><p>　　操作方法與注意事項(xiàng)：</p><p>　　1）使用前，應(yīng)先檢查各緊

114、固件是否擰緊，旋轉(zhuǎn)部位是否靈活，各軸承內(nèi)是否有潤(rùn)滑油，脫殼機(jī)應(yīng)放置在較平的地面上。然后檢查電源，開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)位置。</p><p>　　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(wú)異常響聲，運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)方可均勻地喂入核桃。</p><p>　　3）核桃果喂入時(shí)，要均勻、適量，不可含有鐵屑、石塊等雜物，以防打碎核桃肉及造成機(jī)械事故。</p>&l