击打式山核桃破壳机的设计与研究

摘要

近年来，由于山核桃的果实具有极高的营养价值和独特的口感风味，逐渐得到消费者的认可，成为一种广受欢迎的高档坚果。然而，山核桃的破壳取仁工作大部分企业是依靠人工完成，不仅效率低下，劳动强度大而且加工成本高。本文立足于山核桃的破壳与取仁两个方面研究，为了提高山核桃生产加工的效率和产量，对提高农民的收入，促进农村经济发展具有重大的意义。
　　本文的研究内容主要分为三个部分：首先，研究山核桃的力学特性与破壳后物料气流中的运动状态;然后，设计击打式山核桃破壳机方案，并建立三维样机模型;最后，对关键部件进行有限元分析。首先研究分析坚果的破壳机理以及传统山核桃破壳加工工艺，选择山核桃的破壳方式为:击打式破壳。提出了一种击打式山核桃破壳机方案，该机选用间断性击打式破壳方法，利用破壳锤与果臼槽形成击打破壳工作区，在该区对山核桃进行击打破壳取仁。本文阐述了山核桃破壳机的结构和工作原理，由机器上方的料斗加入山核桃，在山核桃自身的重力作用与料斗的导向作用下，由料斗出口处滑落进入具有一定倾斜角度的分级辊中，并随着分级辊的转动而转动分级，在分级之后经落果料斗进入不同级的击打装置内，在重力和导管的导向下，破壳锤由于弹簧的压缩蓄力，在释放的同时将山核桃推出，山核桃与果臼槽发生碰撞，使果仁与果壳的连接松动，随后，破壳锤在果臼槽内完成对山核桃的击打，完成对山核桃的破壳工序，挤压间距调节机构可改变挤压破壳工作区的大小，可以适应不同大小的山核桃。破壳后的山核桃物料进入壳仁分离机构，在风机提供的稳定气流作用下，由于悬浮速度的差异，被分离开。利用Pro/E软件强大的建模功能，构建了山核桃破壳机的零部件三维模型，并完成虚拟样机的构建。利用Pro/E软件提供的“组件—设计”功能，能够定义各零部件间的相对位置关系与运动关系，完成样机的装配。并对样机的关键零部件进行有限元分析，找出其应力集中部位，从而进一步的优化。