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北京快三核桃脱壳机创新设计

2020-12-30 03:35

  核桃脱壳机创新设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。核桃脱壳机创新设计 摘要:由于核桃形状不规则,壳仁间隙小,常用的碾搓、挤压、撞击 的破壳方法对不同尺寸的核桃适应性差,需要人工按尺寸分级,且碎仁 率高。 基于球体核桃模型提出可适应不同尺寸及壳厚核桃的

  核桃脱壳机创新设计 摘要:由于核桃形状不规则,壳仁间隙小,常用的碾搓、挤压、撞击 的破壳方法对不同尺寸的核桃适应性差,需要人工按尺寸分级,且碎仁 率高。 基于球体核桃模型提出可适应不同尺寸及壳厚核桃的切割式剥 壳方案。在一个工作循环中,传输机构将若干核桃等间距,沿直线排列 并送入装卡位置。针式自适应夹具将不同大小的核桃同时夹紧后 ,沿 直线往复运动一次。 上下对置的可伸缩切割刀具沿核桃轮廓切割两次, 夹具复位后打开落料,完成一次循环。 关键词:核桃 脱壳机 球体核桃模型 针式夹具 切割 1 引言 随着核桃产量逐年增加,对核桃进行深加工,提高附加值等问题日 益凸显,核桃脱壳取仁是核桃进行深加工的第一步,由于核桃品种繁多, 大小差异较大 ,形状不规则, 并且壳的厚度不一 , 壳仁间隙小于核桃壳 完全破裂所需要的空间,所以破壳取仁困难比较大。现有设备对不同 尺寸的核桃适应性差 ,且需要人工按尺寸分级 , 脱壳率偏低 , 碎仁率偏 高的问题突出,有的研究者通过采取不同的脱壳方式,从设备上改进脱 壳效果,但往往是一次脱壳率提高的同时,碎仁率也随之提高。笔者提 出了可适应不同尺寸及壳厚核桃的切割式剥壳方案。 2 工作原理 工作时,已去青皮的核桃装入料斗。在一个工作循环中,核桃从料 斗进入传输机构。 传输机构滑槽上等间距交错设置的挡片形成若干单 元格,一个单元格一次只能进入一个核桃,滑槽往复移动使单元格间歇 性开闭,从而一次将若干核桃从单元格中释放,等间距的沿一直线排列, 并送入装卡位置,同时有相同数量的核桃进入单元格。针式自适应夹 具夹板上按照一定密度,均匀分布有可伸缩的钢针,夹具的两部分靠拢, 钢针可将不同大小的核桃同时夹紧。 夹具夹持核桃沿直线往复运动一 次。在其运动路径上设有上下对置的可伸缩砂轮刀具 ,刀具上设有可 控制切削深度的挡片,针对不同壳厚的核桃设有不同大小的挡片。往 复运动时两刀具沿核桃轮廓切割两次切透果壳 ,在果壳上形成两个切 口。夹具复位后向两侧打开释放核桃,核桃进入栅栏通道,在鼓风机风 力作用下不断撞击方棱杆。核桃壳裂纹沿切口扩展破裂 ,使核桃壳仁 分离,完成一次循环。 3 主要功能模块机构设计 3.1 传输机构 传输机构由料斗 1、滑槽 2、U 形导轨 8 组成。料斗上等间距设 置有开口 B。滑槽 2 上等间距交错设置的挡片形成若干单元格,一个 单元格一次只能容纳一个核桃。核桃通过料斗的 B 口沿 U 形轨道进 入滑槽的单元格中。此时滑槽侧滑一个单元格长度的距离 ,单元格打 开,核桃沿 U 形导轨滑落,等间距的沿一直线排列进入夹具之间的装卡 位置。单元格打开的同时,开口 B 被遮挡从而保证一次只进入一个核 桃。滑槽往复移动使单元格间歇性开闭 ,不断释放单元格中核桃并有 新的核桃进入。 图 1 为传输装置主体示意图。 3.2 针式自适应夹具 针式自适应夹具能同时夹紧多个不同尺寸的核桃 ,能适应不同大 小的核桃,因此无需在加工前按核桃尺寸分级。该夹具由 4 部分组成, 包括两块夹板,弹簧和钢针。核桃横径通常介于 35~45mm 之间,为防 止干涉及钢针打滑,设置夹持宽度为 27mm,此时钢针与核桃表面的最 小夹角在 41° -54° 之间,为保证单侧夹持点至少为 4 个,钢针均布密度设 置为 2.72/6=1.2 根/cm2。 两块夹板之间不发生相对移动 , 钢针上装有限位卡 , 用以装卡弹 簧。 工作时,核桃通过 U 形轨道落入两夹具之间,夹具合拢,钢针与核桃 相遇,限位卡压缩弹簧,使核桃受力夹紧。夹具夹持核桃后沿直线往复 运动,使固定的刀具切割核桃。切割完成后夹具松弛,核桃进入栅栏通 道,以此过程为周期反复。 图 2 为针式自适应夹具右半部分结构示意图。 3.3 切割机构 在夹具往复运动的直线路径上下两侧对置一组砂轮刀具,刀具直 径 45mm,两刀具间隙 6mm,切割后核桃在切割圆周上未切透的两段弧 长度均为 20mm,切断的圆弧占圆周的 63.4%~71.7%,便于裂纹的扩 展导致果壳破裂。为使切割时各部分不干涉,设置核桃中心距 83mm, 即传输机构单元格间距 83mm。刀架 4 上设置有弹簧 3,垫片 7 根据不 同壳厚的核桃设有多组,起靠模的作用(可以根据不同品种核桃壳厚度 控制刀具切削的深度)。刀架上有用于导向的 V 形结构 A,可调整核桃 位置,使核桃最大截面与刀具共面。因此刀具能沿核桃最大截面轮廓 切割并保证只切透硬壳不损伤果仁。 图 3 为入料,夹持和切割的整体结构图。 3.4 分离机构 通过上面切割将核桃壳基本分为两半 ,为了将核桃壳和核桃仁完 全分离,特设计栅栏通。它是由方棱杆、栅栏通道壁和鼓风机组成。 鼓风机装在栏栅通道的四壁上,向下倾斜角度为 60° 。 核桃在通过栅栏 通道过程中,受到鼓风机强大的向下推力,不断地撞击栅栏通道中的方 棱杆,使核桃壳裂纹沿着已经切割开的开口扩展。核桃仁与壳之间松 动,实现壳仁分离。 4 结语 (1)该切割式剥壳方案通过对夹具的创新设计,使脱壳机对不同尺 寸核桃的自适应性增强。较碾搓、挤压、撞击的破壳方法省去了人工 分级,提高了剥壳率及果仁完整性,适用于核桃产区工厂化生产推广。 (2)通过对传输装置的创新设计,使每个核桃成为单独的加工对象, 一对一的完成切割,比成批的碾搓提高了一次破壳率,并减少碎仁率。 (3)将栏栅通道与鼓风机相结合,能够使壳仁分离效果更佳。 参考文献 [1] 史建新,赵海军,辛动军.基于有限元分析的核桃脱壳技术研 究[J].农业工程学报,2005. [2] 袁巧霞.坚果脱壳方法改进方法的探讨 [J].粮食加工与食品 机械,2001. [3] [4] [J].2007. [5] 章大海.多功能脱壳、脱粒机[p].2005. 王存水.山核桃剥壳机[P],2007. 李晓霞,郭玉明.带壳物料脱壳方法及脱壳装备现状与分析

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