畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-青皮核桃去皮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 18。因此，鑒于我目前存在人工脫青皮勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，且國(guó)內(nèi)沒有適應(yīng)性強(qiáng)的核桃脫皮機(jī)械等問(wèn)題，設(shè)計(jì)研制青皮核桃去皮機(jī)是必然趨勢(shì)。雖然最近幾年出現(xiàn)某些青皮核桃脫皮機(jī)，但是工序繁瑣，效率低下，脫皮率也不高。因此本課題旨在提高青皮核桃生產(chǎn)效率，改變傳統(tǒng)去皮的方法，減少工藝流程，使之操作簡(jiǎn)單，農(nóng)戶可用。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀青皮核桃去皮機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀目前，我國(guó)青皮核桃普遍采用堆漚法手工剝皮、人工清洗，生產(chǎn)效率低、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、衛(wèi)生條件差，嚴(yán)重地影響核桃的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)。國(guó)內(nèi)不少地區(qū)采用了一些機(jī)械法脫青皮。機(jī)械法脫青皮能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞動(dòng)力，可以提高生產(chǎn)率。下

2、面是現(xiàn)有方法和設(shè)備介紹：（1）堆漚脫青皮【19】普通堆漚法我國(guó)傳統(tǒng)的核桃脫皮方法。其技術(shù)要點(diǎn)是:果實(shí)采收后及時(shí)運(yùn)到室外陰涼處或室內(nèi)，切忌在陽(yáng)光下曝曬，然后按50cm的厚度堆成堆(堆積過(guò)厚易腐爛)。若在果堆上加一層lOcm厚的麥糠或干樹葉，則可提高堆內(nèi)溫度，促進(jìn)果實(shí)后熟，加快脫皮速度。一般堆漚3-5d。當(dāng)青果皮離殼或開裂達(dá)50%以上時(shí)，即可用棍敲擊脫皮。對(duì)未脫皮者可再堆漚數(shù)日，直至全部脫皮為止。藥劑法核桃采收后，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的乙烯利溶液中浸漬，再按50cm左右的厚度堆放于陰涼處或室內(nèi)，在溫度為30度、相對(duì)濕度為的條件下，經(jīng)過(guò)35天，再用手剝離青皮。乙烯利催熟時(shí)間的長(zhǎng)短與用藥液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和果實(shí)成熟

3、度有關(guān)，果實(shí)成熟度高，則用藥液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，催熟時(shí)間短。該脫皮方法與普通堆漚法原理相同，同樣存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低等問(wèn)題。凍融脫青皮法此法是一種利用低溫將核桃青皮冷凍后，再通過(guò)高溫融化去除青皮的方法。將成熟的核桃挑出病、蟲害果，然后進(jìn)行低溫冷凍，冷凍溫度為-5-25。待核桃青皮凍透后，升溫0以上融化，機(jī)械或人工去掉青皮。凍透的標(biāo)準(zhǔn)是青果皮全部結(jié)冰，剝離時(shí)有明顯的冰屑嵌于青皮內(nèi)。（2）機(jī)械脫青皮法【18】【20】通過(guò)整理國(guó)內(nèi)核桃機(jī)械脫青皮技術(shù)相關(guān)資料，目前機(jī)械脫青皮技術(shù)主要分為3類:1刮削法；2切割法；3擠壓法。刮削法刮削法脫青皮的原理是利用刮削部件與青核桃做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)刮削部件(一般為鋼

4、絲刷)的刮削作用將核桃外層的青皮刮掉，實(shí)現(xiàn)核桃脫青皮。例如柵條滾筒鋼絲刷式核桃脫青皮裝置。該裝置主要由核桃出料口、機(jī)架、鋼絲刷輪、柵條滾筒、傳動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)、青皮出口、青核桃喂料裝置、間隙調(diào)節(jié)裝置、噴水裝置等組成。工作時(shí)，由電機(jī)通過(guò)鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)?xùn)艞l滾筒和鋼。絲刷輪以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于青核桃的尺寸大于柵條滾筒與鋼絲刷輪之間的間隙，柵條滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)青核桃沿柵條滾筒切線方向運(yùn)動(dòng)，與柵條摩擦并繞核桃長(zhǎng)軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在鋼絲刷與滾筒柵條之間的擠壓、摩擦作用下將核桃脫去青皮;同時(shí)受到壓力水的沖刷清洗，青皮通過(guò)柵條間隙排出，核桃通過(guò)核桃出料口排出。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可以通過(guò)調(diào)節(jié)柵條滾筒與鋼絲刷

5、輪之間的間隙來(lái)適應(yīng)不同品種、不同尺寸的核桃脫青皮;但對(duì)于尺寸較大或者尺寸較小的青核桃易出現(xiàn)破碎或者青皮剝離不干凈的問(wèn)題。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件速度過(guò)高，破碎率增加，脫凈率受鋼絲刷輪軸向長(zhǎng)度的限制，生產(chǎn)率受滾筒直徑的限制。切割法切割法脫青皮原理：在刀片與青核桃做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，刀片將青核桃表層的青皮割裂，青皮在摩擦力的作用下與核桃殼脫離，達(dá)到脫青皮的目的。例如柵條滾筒刀片式核桃脫青皮裝置。該裝置主要由青核桃喂料口、柵條滾筒、旋切滾筒、壓緊機(jī)構(gòu)、噴水管、核桃出料口、青皮出料口，以及機(jī)架等組成。工作時(shí)，由電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)旋切滾筒以一定速度旋轉(zhuǎn)。由于青核桃尺寸比旋切滾筒與柵條滾筒之間的間隙大，青核桃從

6、喂料口進(jìn)入，在旋切滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)下帶動(dòng)青核桃沿滾筒切線方向滾動(dòng)，摩擦柵條并繞核桃長(zhǎng)軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在旋切滾筒與柵條滾筒之間的擠壓、摩擦作用下將核桃脫去青皮;同時(shí)受到壓力水的沖刷清洗，青皮通過(guò)柵條間隙排出，核桃通過(guò)柵條滾筒螺旋葉片將核桃推至核桃出料口排出。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，小型化而適用家用，通過(guò)壓緊機(jī)構(gòu)來(lái)控制切割刀片對(duì)核桃的作用力大小，減少核桃的破碎。但是，對(duì)青核桃的尺寸要求較高，尺寸較大的青核桃無(wú)法進(jìn)入剝離區(qū)或破碎;尺寸較小的青核桃，由于擠壓作用力小，不易脫去青皮，而且生產(chǎn)率不局。擠壓法擠壓法脫青皮原理是通過(guò)擠壓力的作用使青核桃表層的青皮破裂，再將其與核桃殼分離。例如陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所王亞妮研制的核桃去

7、皮機(jī)。該裝置主要由料斗、主動(dòng)輥筒、出皮板、出料板等組成。工作時(shí)，通過(guò)主動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將料斗內(nèi)的青皮核桃?guī)肴テ^(qū)域輥筒與壓板之間的間隙，該間隙小于帶青皮的核桃而大于去掉青皮的原核桃，間隙大小可通過(guò)限位機(jī)構(gòu)調(diào)整，彈簧對(duì)壓板產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，通過(guò)壓板與輥筒對(duì)核桃的擠壓、滾動(dòng)碾搓作用將核桃青皮去掉。該設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用，去皮行程短，去皮效率高，但該設(shè)備去掉的青皮外形尺寸較大，不易于核桃分離，需要人工分揀輔助作業(yè)。 青皮核桃去皮裝置國(guó)外現(xiàn)狀【21-28】目前國(guó)外見到一些有關(guān)核桃脫青皮的論文、報(bào)道等，脫皮原理通常為擠壓、揉搓、刷洗、切割等，如專利號(hào)為:2，679，273、5，404，809、6，422，137美國(guó)的

8、青核桃脫皮機(jī)，采用擠壓、揉搓脫青皮;專利號(hào)為:2,，164， 372、 2， 848， 027、 2， 208， 239美國(guó)的堅(jiān)果脫青皮機(jī)，采用鋼絲刷刷青皮，或刷去青皮后用一定壓力的水沖洗。國(guó)外雖然很好地解決了核桃脫青皮的問(wèn)題，但由于國(guó)外核桃品種單一，核桃外殼硬度大，而我國(guó)進(jìn)行規(guī)?；N植的核桃品種超過(guò)了400種，其青果外形不一，尺寸差異較大，在物理特性方面也不盡一致，各有其適用的青核桃脫皮機(jī)械。作為設(shè)計(jì)人員，不可能要求果農(nóng)們按照種植的核桃品種一一購(gòu)買適用的脫青皮機(jī)械。他們所需要的是具有較好通用性和良好工作效果的青核桃脫皮機(jī)械，因此國(guó)外設(shè)備不適用于我國(guó)的青核桃脫皮，且國(guó)外設(shè)備成本高，工藝復(fù)雜，不

9、易加工制作。存在的主要問(wèn)題 針對(duì)青皮核桃脫皮的傳統(tǒng)方法和現(xiàn)有的機(jī)械方法，主要存在以下幾方面的問(wèn)題：1)我國(guó)大部分落后地區(qū)果農(nóng)仍采用傳統(tǒng)脫皮方法，對(duì)人傷害大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作效率低，核桃的質(zhì)量保證率不高。2)核桃的品種、形狀、尺寸、殼厚和成熟度及青皮含水率等方面的差異，對(duì)脫皮效果有很大的影響，但對(duì)于上述因素對(duì)核桃脫皮影響在國(guó)內(nèi)很少分析。3)目前我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備存在適應(yīng)性差、能耗大、效率低、脫皮效果不理想等問(wèn)題。4)由于國(guó)外核桃品種單一，因此國(guó)外的核桃脫皮設(shè)備不適應(yīng)我國(guó)品種多樣的核桃脫青皮，且國(guó)外設(shè)備造價(jià)高，工藝復(fù)雜，不易加工制作。主要研究方法（1）通過(guò)理論學(xué)習(xí)與實(shí)物研究相結(jié)合的辦法，對(duì)部件加深

10、認(rèn)識(shí)與理解，根據(jù)青皮核桃的的力學(xué)性能，整體機(jī)器的大小及工作效率等綜合因素來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)。（2）根據(jù)研究目的與背景來(lái)確定合適的方案。（3）機(jī)器的執(zhí)行部分?jǐn)M采用摩擦與擠壓一起作用的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，主軸由減速器帶動(dòng)。（4）對(duì)于果殼與果皮的分離，同已有的青皮核桃脫皮機(jī)進(jìn)行比較，繼而選擇分離方法。（5）在設(shè)計(jì)中對(duì)一些設(shè)計(jì)參數(shù)與尺寸將通過(guò)參考同類機(jī)器的尺寸進(jìn)行選取設(shè)計(jì)。（6）對(duì)青皮核桃摩擦運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)，要對(duì)青皮核桃的力學(xué)性能進(jìn)行分析，滿足青皮的剪切力但又不超過(guò)核桃殼的強(qiáng)度極限。（8）確定機(jī)器各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算確定各元件的參數(shù)和尺寸，在理論分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Solidworks建模，設(shè)計(jì)核桃脫皮機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件及

11、傳動(dòng)系統(tǒng)。完成CAD制圖。（9）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式規(guī)范，設(shè)計(jì)思路清晰，方案選擇合理，具有可行性，圖紙繪制符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)合理，滿足設(shè)計(jì)要求。 技術(shù)路線 青皮核桃去皮前受力分析 青核桃的外形尺寸及特征青核桃由兩部分組成，外層的青果皮和內(nèi)層的堅(jiān)果部分。成熟的核桃外層青皮與內(nèi)層堅(jiān)果硬殼分離，青皮剝離容易進(jìn)行，其外形特征如圖2-1所示：圖2-1 青核桃的外形特征我國(guó)核桃品種繁多，不同品種的核桃其外形尺寸及硬殼厚度差異較大，品種相同的核桃，帶青皮與脫去青皮的核桃外形尺寸差異也較大，若將帶青皮和脫去青皮的核桃近似的看作球體，通過(guò)搜集多種核桃外形尺寸，可以得出青皮核桃比硬殼核桃直徑大1317mm，青皮平均

12、厚度為7.5mm，當(dāng)核桃成熟時(shí)青皮由綠色變成黃綠色，青皮含水率為55%65%，核桃青皮容易脫離。核桃成熟期容易脫皮的特點(diǎn)歸納為核桃的脫皮特性即：當(dāng)核桃表面受到外部擠壓、摩擦作用時(shí)，其青皮會(huì)因外力的作用而產(chǎn)生裂縫，逐漸脫落，使核桃外層青皮與內(nèi)層堅(jiān)果硬殼分離。 青皮核桃受力分析通過(guò)大量的文獻(xiàn)研究，沿核桃不同方向施加擠壓力使青皮脫離，其最佳作用力為將核桃青皮脫離且不破損核桃。只對(duì)核桃施加擠壓力，其青皮不易脫離，且力的作用位置不同其脫皮效果也大不相同，當(dāng)擠壓力較大時(shí)易造成核桃破損，圖2-2為沿核桃長(zhǎng)徑和短徑兩個(gè)不同方向施加擠壓力，核桃青皮在達(dá)到同樣的破裂程度下，對(duì)核桃短徑施加的力較小。圖2-2 核桃受

13、擠壓力圖圖2-3所示為對(duì)核桃從不同方向施加剪切力脫青皮，對(duì)核桃施加剪切力，其青皮不易脫離。圖2-3 核桃受剪切力圖圖2-4所示為沿青核桃長(zhǎng)徑和短徑兩個(gè)不同方向同時(shí)施加擠壓和剪切力使青皮脫離，在擠壓和剪切力同時(shí)作用下核桃脫皮效果及難易程度比上述兩種脫皮方法好。由于核桃青皮厚度不均勻，在長(zhǎng)徑兩端較厚，在短徑兩端較薄，通過(guò)對(duì)比沿核桃長(zhǎng)徑和短徑方向施力后的脫皮效果，可以看出沿核桃短徑方向施力，核桃脫皮效果好，破損率較低，因此最終確定采用擠壓和剪切力共同作用脫青皮。圖2-4 核桃受剪切和擠壓力 青皮核桃去皮機(jī)的設(shè)計(jì) 青皮核桃去皮裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理青核桃脫皮裝置由電機(jī)、機(jī)架、一級(jí)蝸輪蝸桿減速器、進(jìn)料口、

14、橡膠條內(nèi)滾筒、柵條外筒、核桃出料口、青皮出料斗等構(gòu)成。如圖3-1所示:1.電機(jī) 2.蝸輪蝸桿減速器 3.柵條外筒 4.進(jìn)料口 5.橡膠條內(nèi)滾筒 6.青皮出料口 7.核桃出料口 8.機(jī)架圖3-1 青皮核桃去皮裝置結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)料口位于柵條外筒的入口端，柵條外筒同心的套裝在橡膠條滾筒外，核桃出料口位于柵條外筒的出口端，柵條外筒下方安裝青皮出料口，柵條外筒的每個(gè)柵條兩端的支撐軸上都安裝調(diào)節(jié)彈簧，柵條在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)后偏離初始安裝位置時(shí)，在可調(diào)節(jié)彈簧恢復(fù)力的作用下復(fù)位，橡膠條滾筒由電機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)。工作時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)，在減速器傳動(dòng)的作用下驅(qū)動(dòng)橡膠條滾筒軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)料口內(nèi)的青核桃由進(jìn)料斗出口經(jīng)一段橡

15、膠條滾筒進(jìn)入滾筒和柵條滾筒組成的工作區(qū)進(jìn)行剝皮。內(nèi)滾筒上安裝有耐磨橡膠條，耐磨橡膠條與滾筒軸線呈015度的傾角。柵條與兩柵板支撐盤鉸接，每?jī)蓚€(gè)柵條兩端的支撐板上都安裝調(diào)節(jié)彈簧，柵條在外力作用下偏離初始安裝位置時(shí)，在可調(diào)節(jié)彈簧恢復(fù)力的作用下復(fù)位。柵條外筒與內(nèi)滾筒之間的間隙可通過(guò)改變柵條支撐板的安裝方向調(diào)整，調(diào)整范圍為030mm,用于不同品種和不同尺寸的核桃青皮剝離。工作時(shí)將內(nèi)滾筒與柵條外筒之間的間隙調(diào)整到小于青核桃尺寸，大于脫去青皮的核桃尺寸。由于青核桃尺寸大于內(nèi)滾筒與柵條外筒之間的間隙，內(nèi)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)青核桃沿滾筒切線方向運(yùn)動(dòng)，青皮核桃在柵條和耐磨橡膠條擠壓力、摩擦力、剪切力的共同作用下將核桃

16、青皮剝離。核桃在剝離青皮的過(guò)程中沿滾筒軸線向出料口方向移動(dòng)。相鄰柵條之間的間隙用來(lái)將脫掉的核桃青皮漏到青皮出料斗內(nèi)，經(jīng)青皮出料斗排出，脫去青皮的核桃從核桃出料口排出。三維建模圖如圖3-2、3-3、3-4： 圖3-2 三維主視圖圖3-3 三維俯視圖圖3-4 三維左視圖 青皮核桃去皮裝置參數(shù)的確定進(jìn)料口的設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)綠2500kg/h的需要，設(shè)計(jì)進(jìn)料口的出口尺寸。假設(shè)物料被連續(xù)的喂入，一個(gè)緊挨一個(gè)，他們之間無(wú)間斷，青核桃近似看作球體。青核桃的平均直徑為d=0.05m，設(shè)進(jìn)料口的高h(yuǎn)=150mm。查農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知核桃從進(jìn)入到排出進(jìn)料口所需要的時(shí)間由：h=12t=2hgQ=Q:生產(chǎn)率（kg/h）a

17、:進(jìn)料口出口長(zhǎng)度（m）b：進(jìn)料口出口寬度（m）r:青核桃的半徑0.025m：物料充滿系數(shù)，取0.30.4k：一個(gè)青核桃的平均質(zhì)量0.06Kg推出：ab=取a=200mm，b=100mm?？紤]到喂入的物料能順利進(jìn)入內(nèi)滾筒而不產(chǎn)生堆積和搭橋的現(xiàn)象，需要在進(jìn)料口的出口處安裝控制閥板，控制物料的喂入量達(dá)到均勻喂料的目的。內(nèi)滾筒的半徑及壁厚的確定類比螺旋輸送機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知輸入量公式：Q=47推出：D=令k=1D=kQ內(nèi)滾筒的轉(zhuǎn)速確定滾筒轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足在破損率限定的條件下，轉(zhuǎn)速越高，單位小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)率越高。按設(shè)計(jì)要求Q=2500kg/h。由農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備（中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社）螺旋輸送生產(chǎn)率計(jì)算

18、公式：Q=60推出：n=4Q60D2- D一螺旋葉片外徑(m)，0.4m；d一轉(zhuǎn)軸外徑(m)0.3m；s一螺距(m)，0.15m；n一滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)；一物料充滿系數(shù)，一般取0.3-0.5；一物料密度(kg/m3;經(jīng)測(cè)試三個(gè)不同品種的青核桃密度在750kg/m3-830kg/m3之間(取830kg考慮到人工喂入物料的間歇性，實(shí)際工作中將滾筒轉(zhuǎn)速提高到6080rmin。內(nèi)滾筒的半徑驗(yàn)算現(xiàn)按生產(chǎn)率的要求驗(yàn)算剝皮滾筒的半徑，在驗(yàn)算剝皮滾筒半徑計(jì)算過(guò)程中作如下假設(shè)：（1）剝離青皮核桃由剝皮滾筒帶入，并呈單層狀態(tài)均勻進(jìn)入青皮剝離區(qū)；（2）物料被連續(xù)喂入，一個(gè)緊挨一個(gè)，它們之間無(wú)間斷；（3）似把核桃

19、看作球體；根據(jù)以上假設(shè)推導(dǎo)出剝皮滾筒每轉(zhuǎn)一圈帶入到青皮剝離區(qū)域內(nèi)的核桃重量為:q=2Rdp式中:q一剝皮滾筒每轉(zhuǎn)一圈帶入到青皮剝離區(qū)域內(nèi)的核桃重量(kg)；d一核桃直徑，(m)，實(shí)際測(cè)定三個(gè)不同品種青皮核桃，近似球體直徑范圍50mm-57mm之間；p一螺旋輸送的螺距，150mm； 一直徑為50mm的球體體積與邊長(zhǎng)為50mm的立方體體積之比，兄一物料密度，(kg/m3)實(shí)際測(cè)定三個(gè)不同品種的核桃密度在750kg/m3-830kg/m一充滿系數(shù)，取0.3-0.4；剝皮滾筒轉(zhuǎn)速取60r/min，按滿足生產(chǎn)率要求的條件來(lái)驗(yàn)算剝皮滾筒半徑，按下式計(jì)算生產(chǎn)率:Q=60qn=602Rdp 綜上所述，故可取內(nèi)

20、滾筒的半徑R=175mm。內(nèi)滾筒的長(zhǎng)度確定剝皮滾筒應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，以滿足青皮脫凈率和生產(chǎn)率的要求。青皮剝離主要在青皮剝離區(qū)內(nèi)完成，剝皮滾筒長(zhǎng)度可以按滿足結(jié)構(gòu)布置要求來(lái)確定，即剝皮滾筒長(zhǎng)度應(yīng)等于輸送區(qū)長(zhǎng)度加上青皮剝離區(qū)長(zhǎng)度。輸送區(qū)距離確定：核桃沿軸向排列時(shí)的間隙大概為20mm，核桃的尺寸大概為50mm，前23排核桃輸送，距離則為：l1青皮剝離區(qū)滾筒長(zhǎng)度確定:核桃在滾筒上均勻且單層地布滿時(shí)青核桃的數(shù)量為:N=式中：r-青皮核桃的平均半徑(m)，0.05mL-滾筒長(zhǎng)度為(m)R-滾筒半徑為(m)n-滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)速度為(r/min)青皮核桃要在剝皮工作區(qū)需經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間剝皮，才能達(dá)到青皮剝凈率95%，按

21、技術(shù)參數(shù)要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)物料從進(jìn)入到脫離剝皮工作區(qū)經(jīng)過(guò)的時(shí)間t=0.lmin，經(jīng)計(jì)算每個(gè)核桃在旋轉(zhuǎn)滾筒的帶動(dòng)下平均旋轉(zhuǎn)78圈排出工作區(qū)，則核桃脫皮機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)率為:Q=推出：L=取內(nèi)滾筒的工作區(qū)長(zhǎng)度為600mm,總長(zhǎng)度為780mm。橡膠條的選擇橡膠是一種柔性元件，它的種類很多，有天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等。其中，天然橡膠彈性大，耐磨性好，有非常好的機(jī)械性能，撕裂強(qiáng)度也較高，可達(dá)98kN/m，具有耐磨性好、加工性好、耐水性優(yōu)和耐沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)【29】。因此剝皮滾筒外固定橡膠條，橡膠條選取天然橡膠板，加工成寬度為30mm，厚度為15mm的橡膠條，長(zhǎng)度選取760mm，安裝在滾筒外圓柱面上，為了

22、使核桃向出料口方向運(yùn)動(dòng)，橡膠條安裝角度與滾筒軸線傾斜呈15度。柵條外筒的設(shè)計(jì)柵條外筒由柵條支撐盤、柵條和可調(diào)節(jié)彈簧組成，柵條與柵條兩端的支撐板焊接，柵條外筒半徑=內(nèi)滾筒半徑（175mm）+橡膠條厚度（15mm）+脫去青皮的核桃直徑(40mm)+柵條調(diào)節(jié)范圍（30mm）=230mm。柵條所起的作用是摩擦青核桃阻礙其運(yùn)動(dòng)，柵條通常采用圓鋼、扁鋼或螺紋鋼等材料，g根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取花紋鋼作柵條，脫皮效果好，工作時(shí)在剝皮滾筒的帶動(dòng)下青核桃摩擦擠壓柵條。兩柵條間隙按尺寸最小的核桃不會(huì)從間隙中掉出去的原則確定，通過(guò)測(cè)量幾個(gè)品種的脫去青皮的核桃尺寸，最小尺寸都在30mm以上，按確定的柵條尺寸和滾筒半徑計(jì)算取柵條數(shù)

23、量為50根，兩柵條實(shí)際間隙為28.9mm，柵條長(zhǎng)度根據(jù)內(nèi)滾筒的剝皮工作區(qū)長(zhǎng)度選取760mm。柵條與兩柵條支撐板焊接，柵條兩端的支撐板上都安裝調(diào)節(jié)彈簧，柵條在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)后偏離初始安裝位置時(shí)，在可調(diào)節(jié)彈簧恢復(fù)力的作用下復(fù)位。柵條外筒與內(nèi)滾筒之間的間隙可通過(guò)改變柵條支撐板的安裝方向進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍為10mm。核桃對(duì)柵條的擠壓力工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)減速器傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)滾筒，內(nèi)滾筒帶動(dòng)核桃一起轉(zhuǎn)動(dòng)，核桃在脫皮工作區(qū)脫皮時(shí)，對(duì)柵條有較大的擠壓力。通過(guò)大量的文獻(xiàn)知，內(nèi)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)一個(gè)核桃擠壓柵條脫去核桃青皮所需的力大約為100N，受力圖如圖3-2。內(nèi)滾筒工作區(qū)長(zhǎng)度為600mm。青核桃呈單層狀態(tài)被一個(gè)緊挨一個(gè)

24、無(wú)間斷均勻的連續(xù)喂入，計(jì)算每條柵條每次最多剝離青核桃個(gè)數(shù)為：N=L/d=600/50=12個(gè)。最后兩個(gè)已脫皮，按10個(gè)計(jì)算。當(dāng)核桃布滿時(shí)，柵條上均勻分布1000N的應(yīng)力。兩條柵條上的力1000N。柵條兩側(cè)彈簧單個(gè)受力為F=1000N。1.重力mg 2.F1剝皮滾筒上橡膠條對(duì)青核桃的摩擦力 3.F2柵條滾筒對(duì)核桃的摩擦力 4.F橡膠條對(duì)核桃的擠壓力 5.F0離心力圖3-2 青核桃在兩桶之間的受力圖可調(diào)節(jié)彈簧的設(shè)計(jì)彈簧是一種彈性元件。它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形，彈簧在各類機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛，主要用于：控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器，離合器中的控制彈簧。減震和緩沖。儲(chǔ)存及輸出能量。測(cè)量力的大

25、小。彈簧可以分為拉伸彈簧，壓縮彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等4種。最常用的為圓柱螺旋彈簧。此裝置用的是圓柱螺旋壓縮彈簧。設(shè)計(jì)如下：(1)根據(jù)要求，選擇60si2MnA作為彈簧的材料，此材料彈性好，回火穩(wěn)定性好，易脫碳，用于承受大載荷彈簧。(2)選擇旋繞比C，通常C為5-8.取C=5。則彈簧的曲度系數(shù)K為：K=(3)根據(jù)安裝空間，初設(shè)彈簧的中徑D為18mm，由C=Dd，知彈簧絲直徑d=D/C=18/5=3.6mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)表16-2查取彈簧絲的許用應(yīng)力為：許用切應(yīng)力=640MPa，許用彎曲應(yīng)力(4)對(duì)于壓縮彈簧的工作圈數(shù)n=式中：G-彈簧切變模量80000MPa max(5)外徑：D內(nèi)徑：D節(jié)距：

26、p=自由高度：H(6)驗(yàn)算穩(wěn)定性長(zhǎng)細(xì)比：b=滿足要求。(7)疲勞強(qiáng)度和靜應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算最大屈服極限：強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算值：S符合要求。電機(jī)及減速器選擇在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的力矩：T=nmg所需電動(dòng)機(jī)的功率：PPdPw：電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的效率工作機(jī)所需要的功率：P式中：T-工作機(jī)的阻力矩Nm nww電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的效率：=式中：1 234所需電動(dòng)機(jī)的功率：P故選擇Y112M-4，功率為4kw，轉(zhuǎn)速1440r/min的電機(jī)。進(jìn)而得出減速器的傳動(dòng)比i=24，傳動(dòng)比較大，要選用一級(jí)蝸輪蝸桿減速器減速。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校驗(yàn)（1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表3-1 軸徑確定位置軸直徑(mm)說(shuō)明聯(lián)軸器處71

27、初估軸徑不得小于57mm，由于開鍵槽，選取聯(lián)軸器處為71mm軸承處（含套筒）75因軸承要承受徑向力及軸向力，故選用圓錐滾子軸承，為便于軸承從右端裝拆，故初定軸承型號(hào)為30215，兩端相同.。軸肩處84軸肩高度h=(0.070.1)d= (0.070.1)50mm=(3.55)mm，應(yīng)取軸徑84mm左端軸承處75此處軸承也為30215圓錐滾子軸承表3-2 軸長(zhǎng)確定：（從左到右）位置軸段長(zhǎng)度 (mm)說(shuō)明聯(lián)軸器處158保證軸與聯(lián)軸器之間配合好，軸上開鍵槽套筒處15套筒用來(lái)軸向定位軸承右端軸承處25選用圓錐滾子軸承30215，軸承的寬度為25mm軸肩889與內(nèi)滾筒配合長(zhǎng)度左端軸承處25選用圓錐滾子軸

28、承30215，軸承的寬度為25mm全軸長(zhǎng)1112（2）軸受力分析軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T=軸上的圓周力：F校驗(yàn)計(jì)算：軸上作用載荷滾筒的重力：不銹鋼的密度一般為7.85kgm3重力：F=mg=26.93滾筒上圓周力： 軸承上的力以及扭矩已知。軸上支反力及彎矩鉛直平面內(nèi)支反力及彎矩：FF危險(xiǎn)截面在F作用處，彎矩為： 水平面內(nèi)支反力及彎矩：FF彎矩：M軸受力圖3-3如下：圖3-3 軸受力圖危險(xiǎn)截面合成彎矩：M=按彎扭組合計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，取=0.6.按兩個(gè)危險(xiǎn)截面校核:M=截面的應(yīng)力 查教材表得-1=55MPa=(3)軸承壽命校核求合力：F F查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) X=1,Y=0,Cr=1.4P=4

29、84.58N L從計(jì)算結(jié)果看，每年按260天計(jì)算，一天八小時(shí)，約使用48年符合題目要求。結(jié) 論試由以上分析和研究，對(duì)青皮核桃去皮裝置特性有了深入的了解。本文參考大量文獻(xiàn)，深入研究核桃的外形尺寸、硬殼厚度、青皮含水率等物理特性，分析核桃脫皮、機(jī)械特性，核桃受力及運(yùn)動(dòng)特性，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理的青核桃脫皮機(jī)，并對(duì)重要零部件進(jìn)行了校核。為提高脫皮效果提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)大學(xué)四年以來(lái)學(xué)到的理論分析得出了核桃脫青皮的力學(xué)特性，找到了影響核桃脫青皮效果的因素，對(duì)核桃脫皮方式的選擇具有重要意義。在理論分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Solidworks建模，設(shè)計(jì)青皮核桃去皮裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件及傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)備采用擠壓、剪切原理

30、使核桃青皮剝離，剝離后的核桃從出料口留出。青皮核桃去皮裝置的創(chuàng)新之處在于：1.采用擠壓、剪切的方式脫青皮，設(shè)計(jì)了合理的核桃脫皮機(jī)。2.農(nóng)戶可根據(jù)需要可根據(jù)核桃大小調(diào)節(jié)柵條支撐板方向，適應(yīng)了更大范圍尺寸的核桃。3.通過(guò)三維建模更直觀的觀察青皮核桃去皮裝置的安裝合理性。4.強(qiáng)度與安全系數(shù)校核、提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本。針對(duì)本裝置也存在一些問(wèn)題。由于受核桃原料、采收季節(jié)限制和經(jīng)濟(jì)條件約束的原因、本文研究的青皮核桃去皮裝置針對(duì)的核桃尺寸范圍不能過(guò)小或者過(guò)大，能否適應(yīng)其他更大或者更小的核桃及參數(shù)怎樣調(diào)節(jié)等問(wèn)題，有待進(jìn)一步研究。對(duì)核桃不同品種采收時(shí)間必須作進(jìn)一步的研究，因?yàn)樗苯佑绊懥撕颂覄儍袈?/p>

31、指標(biāo)，應(yīng)由核桃種植專家，從核桃栽培角度研究提出不同品種核桃最佳成熟期，并盡快制定適應(yīng)核桃采后加工的收獲規(guī)范。致 謝此次畢業(yè)XXX老師耐心指導(dǎo)下完成的。從老師分配任務(wù)，并一步一步跟蹤指導(dǎo)，并在中期給了好多可行的寶貴建議和有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，讓我慢慢的進(jìn)入到了相關(guān)的情況中去，這些都給了我很大幫助，指導(dǎo)我們?nèi)绾慰焖俚牟檎矣嘘P(guān)資料書籍及其各類機(jī)構(gòu)元件參數(shù)的查找。設(shè)計(jì)期間在老師幫助下，讓我慢慢的理解了畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們的重要性。XXX老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段期間，經(jīng)常對(duì)我們的進(jìn)度很是關(guān)心，并不斷給出相關(guān)建議，以及設(shè)計(jì)的有關(guān)方向。在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，老師耐心的為我們講解設(shè)計(jì)不合理之處和有關(guān)的機(jī)構(gòu)知識(shí)，讓我從中獲益匪淺。在進(jìn)行設(shè)

32、計(jì)的過(guò)程中，感受到老師同學(xué)的熱情，老師對(duì)我積極指導(dǎo)，同學(xué)們也不斷為我提供幫助。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我看到老師的優(yōu)秀品質(zhì)以及其對(duì)教育的專注，所以，在此十分感謝我的老師，另外，還要感謝我的同學(xué)，一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的同學(xué)們，互相支持。在我的四年大學(xué)生涯里，我受到了來(lái)自于很多同學(xué)與老師的幫助，沒有這些幫助，我很難順利畢業(yè)，四年的時(shí)光也是我一生中最開心快樂的時(shí)光。要感謝學(xué)校的培育之情，老師的對(duì)我無(wú)微不至關(guān)心，這是人生當(dāng)中最寶貴的財(cái)富。不只如此，XXX老師還給我在設(shè)計(jì)中提出了寶貴的建議，在他指導(dǎo)下設(shè)計(jì)才可以按時(shí)完成。老師豐富專業(yè)理論知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我銘記于腦海中。在此，我要向我的親愛的指導(dǎo)老師致以深深的

33、敬意以及關(guān)心愛護(hù)我的同學(xué)和老師們。參考文獻(xiàn)蔣建兵，王璽，王蕓蕓.世界核桃產(chǎn)銷形勢(shì)分析J.山西果樹，2012(01):58-59.2 楊忠強(qiáng)，李忠新，楊莉玲，等.核桃脫青皮技術(shù)及其裝備研究J.食品與機(jī)械，2013 (5) :121-126.3 李忠新，楊莉玲，阿布力孜，等.中國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究J中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013 (4) :23 -28.4 李月文.核桃資源的綜合加工與利用J林業(yè)科技:2005 (2) : 54-56.5 嚴(yán)兆福.新疆核桃M木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社，1994.6 楊源.云南核桃M.昆明:云南科技出版社，2001.7 楊金枝，陳錦屏.核桃資源的綜合開發(fā)利用J.食品與藥品:20

34、07,9(04):17-19.8 孫龍生.核桃的經(jīng)濟(jì)價(jià)值J.新農(nóng)業(yè):2007(1):33-35. 9 郗庭榮，張毅萍.中國(guó)核桃M.中國(guó)林業(yè)出版社，1992.10 李志美.核桃的開發(fā)利用J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃:2004(4):28-30.11 呂俊芳，陳小利，高桂枝等.核桃外果皮的開發(fā)利用研究(I)不同采樣點(diǎn)核桃外果皮中棕褐色色素的穩(wěn)定性測(cè)試與比較J有機(jī)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué):2004,20(2):52-56.12 呂俊芳，劉啟瑞，張美麗等.核桃外果皮中棕褐色色素的提取及性質(zhì)測(cè)試J.化學(xué)研究與應(yīng)用:2001.13(4)387-390.13 徐紹平.核桃殼炭化行為研究J林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè):1996(3):45-47.14 雷發(fā)斌.核桃的綜合加工與利用J.商品知識(shí):2005,6:34-35.15 杜香莉.我國(guó)核桃資源的綜合利用研究J.西北林學(xué)院學(xué)報(bào):2003,18(3):82-85.16 John M,William H O,William W C ,et al. Walnut production manua M.California:University of California Divisionof Agriculture and N