1、 I 摘要 核 桃 具 有 很高 营 养 价值 ，不 论 是 在国 内 还 是在 国 外 都具 有 很 广阔 的 市场 空 间，人 们 的需 求 量 是很 大 的。我 国是 核 桃 生产 大 国，在 加工 中 存 在的问 题 是 核 桃脱 壳 比 较困 难，核 桃 取仁 在 我 国历 来 靠 手工 ，效 率 低，破 壳效果 差 。人 工剥 壳 难 以满 足 生产 发 展 的要 求 ，研制 高 效剥 壳 机 已成 当 务 之急 。经 调 研 和 分析 ，设计 了 滚 刀栅 网 挤 压 式 核桃 脱 壳 机。本 文介 绍 了 滚刀栅网 挤压 破 壳 原理 ，核 桃 脱壳 机 的 破壳 装 置 、隔
2、料 装 置 、调 间 隙 装置 、拨 料 装 置、整 体结 构 设 计及 参 数 设计 。其 中 主 要包 括 总 体方 案 的 确定 ，各部件的设计与计算，轴的校核，轴承的验算。 关键词： 滚刀 栅网；核桃脱壳机；调间隙装置。II Abstract Walnut has a high nutr it io na l va lue and has a ver y lar ge market space whe the r at ho me or abroad, people s demand is enor mo us. Wa lnut product io n in C hina is a
3、b ig count ry in the process ing prob le m is more d ifficult s he lled wa lnu t, wa lnut ker ne l in o ur co untr y has a lwa ys bee n take n b y ha nd, low effic ie ncy, poor broke n s he ll. Ar t ific ia l S he lle r d iffic ult to meet t he require me nts o f the deve lop me nt o f product io n,
4、 t he deve lop me nt o f effic ie nt she lling mac hine has beco me impera t ive. B a sed on t his proposed des igned o f Hob grid - extrusion type wa lnut s he lling mac hine. T his paper introduce hob grid - extrusion shell breaking principle, a nd des ign o f t he broken s he ll wa lnut she lling
5、 mac hine device, e ver y feed ing device, adj ust gap device , d ia l feed ing de vice, t he o vera ll st r uct ura l des ign a nd des ign para meters. W hic h ma inly inc lude t he deter mina t io n o f t he o vera ll pro gra m, des ign and calc ula t io n of t he va r io us compo ne nts, check t
6、he sha ft, t he bearing check ing, afte r co mp let io n o f a ll t he des ign and use of so lid works so ftwa re for t he design of t hree - d ime ns io na l parts and asse mb ly, fina l asse mb ly and des ign drawings of the parts and so on. Ke y words ： Hob grid; wa lnut s he lling mac hine;adj u
7、s t gap de vice; so lid works III 目 录 摘要 . I Abstract . I 1 绪 论 . 1 1 1 课 题提 出 的 背景 . 1 1 2 课 题研 究 的 目的 和 意 义 . 2 1 3 核 桃脱 壳 机 械的 发 展 . 2 1 4 核 桃脱 壳 机 械的 研 究 应用 现 状 . 8 1 4 1 目前 核 桃 脱壳 机 采 用的 脱 壳原 理 . 9 1 4 2 新型 脱 壳 技术 . 11 1 4 3 核桃 脱 壳 机械 的 工 艺研 究 . 11 1 4 4 核桃 脱 壳 机械 存 在 的问 题 .12 1 5 核 桃脱 壳 机 械研 究
8、 重 点 .12 1 5 1 提高 核 桃 脱壳 机 械 的通 用 性和 适 应 性 .12 1 6 2 提高 机 械 脱壳 率 。 降低 破 损率 .13 1 7 3 向自 动 控 制和 自 动 化方 向 发展 .13 1 6 核 桃脱 壳 机 械应 用 前 景展 望 .14 2 刮 板 式核 桃 去 壳机 的 结 构及 工 作原 理 .15 2 1 挤 压式 核 桃 去壳 机 的 结构 .15 2 2 工 作原 理 .16 3 刮 板 式核 桃 去 壳机 主 要 部件 的 结构 设 计 .18 3 1 设 计前 各 项 参数 的 确 定 .18 3 1 1 滚刀 的 半 径及 转 速 初定
9、 .18 3 1 2 滚刀 所 需 功率 计 算 .19 IV 3 1 3 传动 方 案 拟定 .20 3 1 4 电动 机 的 选择 .21 3 2 V 带 传动 .22 3 3 结 构设 计 .26 3 4 从 动带 轮 的 设计 .27 3 5 轴 参数 计 算 .30 3 5 1 初步 确 定 轴的 最 小 直径 .30 3 5 2 轴上 零 件 的装 配 方 案 .31 3 5 3 确定 各 轴 段的 尺 寸 .32 3 5 4 确定 箱 体 内宽 .32 3 5 5 确定 轴 上 各轴 段 的 长度 .33 3 5 6 初步 选 择 滚动 轴 承 .33 3 5 7 轴上 零 件
10、的周 向 固 定 .34 3 5 8 画弯 矩 图 .35 3 4 7 画转 矩 图 .35 3 5 9 画当 量 弯 矩图 .35 3 5 10 判 断 危 险截 面 并 验算 强 度 .36 3 6 滚 刀结 构 .38 3 7 半 栅笼 .38 3 8 箱体 .39 3 9 壳 仁分 离 装 置 .40 3 10 机架 .40 3 11 附件 .40 4 如 何 正确 使 用 核桃 脱 壳 机 .41 V 5 总结 .43 参考文献 .44 致谢 .45 兰州工业学院毕业设计（论文） 1 1 绪论 1 1 课题提出的背景 核 桃 中 富 含脂 肪 和 蛋白 质 ，既 是 主 要的 食 用
11、 植物 油 来 源，而 且又 可 提供 丰 富 的 植物 蛋 白 质。利 用核 桃 或 脱脂 后 的 核桃 饼 粕 的蛋 白 粉，可 直 接用于 焙 烤 食 用 ，也 可 作 为肉 制 品 、乳制 口 、糖 果和 煎 炸食 品 的 原料 或 添 加剂 。以 核 桃 蛋 白粉 为 原 料或 添 加 剂制 成 的 食品 ，既提 高 了 蛋白 质 含 量，又 改善了 其 功 能 特性 。核桃 蛋 白 粉还 可 以 通过 高 压 膨化 制 成 蛋白 肉 。核 桃 是 食用植 物 油 工 业的 重 要 原料 ， 利 用核 桃 油 可制 造 人 造奶 油 、 起酥 油 、 色拉 油、调 和 油 等，也 可
12、用 作 工 业原 料。核 桃 除经 简 单 加工 就 可 食用 外，经 深 加工还 可 以 制 成营 养 丰 富，色 、香 、味 俱佳 的 各 种食 品 和保 健 品 。核 桃 加 工副产品核桃壳和核桃饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。 核 桃 在 制 取油 脂 、制 取 核 桃蛋 白 、生 产 核 桃仪 器 以 及在 核 桃 贸易 出 口时 ，都 需要 对 核 桃进 行 预 处理 加 工。核 桃 的预 处 理 主要 包 括 核桃 的 剥 壳和分级、破碎、轧胚和蒸炒等。 核 桃 在 加 工或 作 为 出口 商 品 时，需 要进 行 剥 壳加 工 。核 桃 在 制取 油 脂时，剥壳的目
13、的是为了提高出油率， 提 高 毛 油 和 饼 粕的 质 量 ， 利 于 轧胚等 后 续 工 序的 进 行 和皮 壳 的 综合 利 用。传 统 的剥 壳 为 人力 手 工 剥壳 ，手工剥 壳 不 仅 手指 易 疲 劳、受伤 ，而 且 工 效很 低，所 以 核 桃 产 区 广大 农 民 迫切要 求 用 机 器来 代 替 手工 剥 壳。核 桃剥 壳 机 的诞 生 在 很大 程 度 上改 变 了 这种局 面 ，使核 桃 产 区的 农 民 不必 再 采 用最 原 始 的剥 壳 方 法进 行 剥 壳，从 而大大地减轻了农民的体力劳动，同时还提高了核桃剥壳的效率。 核 桃 脱 壳 机是 将 核 桃荚 果 去
14、 掉外 壳 而 得到 核 桃 仁的 场 上 作业 机 械。由兰州工业学院毕业设计（论文） 2 于 核 桃 本 身 的 生 理 特 点 决 定 了 核 桃 脱 壳 不 能 与 核 桃 的 田 间 收 获 一 起 进 行联 合 作 业，而 只 能在 核 桃 荚果 的 含 水率 降 到 一定 程 度 后才 能 进 行脱 壳 。随着 核 桃 种 植业 的 不 断发 展 ，核 桃 手 工脱 壳 已 无法 满 足 高效 生 产 的要 求 ，实行脱壳机械化迫在眉睫。 1.2 课题研究的目的和意义 核 桃 ，是 人 们常 见 的 食物 。它 营 养丰 富 ，具 有健 脑 、补 肾 、美 容 、降血 脂 四 大
15、 功效 。核桃 富 含 脂肪 (70%以上 )及 蛋白 质 (20%)，是 高热 能 营 养食物 ，又是 无 胆 固醇 的 绿 色保 健 食 品，有着 广 阔 的国 内 外 市场 ，历 来 被 称为“ 木 本 油 料 ”、“ 铁 杆 庄稼 ”，是 中国 开 发 山区 林 业生 产 的 重要 经 济 树种 。目前，全国 25 个 省 、市 自 治 区都 有 核 桃分 布 ， 面积 有 1000 多万亩， 2 亿多 株 ， 以云 南、 山 西、 陕 西、 河北 、甘 肃、 河 南、 四 川、 北京 、 山东 、新疆 产 量 最 多，约 占全 国 总 产量 的 85%以上 ，并且 是 我国 传 统
16、出口 物 资 之一 。 我 国 的 核 桃栽 培 面 积约 130 万 2hm 以 上 ，主 要 种植 区 域 在西 南 和 西北 。在 国 际 市 场上 ，核 桃与 杏 仁、腰 果 、榛 子 一 起并 列 为世 界 4 大干 果 ，核桃作 为 保 健 食品 早 已 被国 内 外 所认 识。针 对 核桃 加 工 存在 的 问 题和 市 场 的需求 ，确 定 核 桃 加工 工 艺 ，除 脱青 皮 、分 级 、清洗 、脱 水 、烘 干 、去壳 、仁壳 分 离 与 包装 外，还 可 进一 步 深 加工 。在 加 工 中，存在 的 问 题是 核 桃 脱壳比 较 困 难，主 要由 人 工 完成 。人 工
17、 剥 壳难 以 满 足生 产 发 展的 要 求，故 研制高效剥壳机已成当务之急。 1 3 核桃脱壳机械的发展 我 国 核 桃 脱壳 机 的 研制 自 1965 年原 八 机 部下 达 核 桃 脱 壳 机 的研 制 课兰州工业学院毕业设计（论文） 3 题 以 来 ，已 有 几 十种 核 桃 脱壳 机 问 世。只 进行 单 一 脱壳 功 能 的核 桃 脱 壳机结 构 简 单，价 格 便宜 ，以小 型 家 用为 主 的 核桃 脱 壳 机在 我 国 一些 地 区 广泛应 用 ，能 够 完 成脱 壳、分 离、清 选和 分 级 功能 的 较 大型 核 桃 脱壳 机 在 一些大 批 量 核 桃 加 工 的
18、企 业 中 应 用 较 为 普 遍 。 国 内 现 有 的 核 桃 脱 壳 机 种 类 很多，如 6BH 一 60 型 核桃 剥 壳 机、 6BH 一 20B 型 核 桃 剥 壳机 、 6BH 一 20型 核 桃 脱 壳机 等 (技 术 参数 见 附 表 )，其作 业 效 率为 人 工 作业 效 率 的 2O 60倍 以 上 。锦 州俏 牌 集 团生 产 的 TF HS 1500 型核 桃 除 杂脱 壳 分 选机 组 一 次能实 现 核 桃 原料 的 脱 壳 、除 皮 、分 选 ， 是 一 种 比较 先 进的 核 桃 后期 生 产 机械 。伟民牌 6BH 一 720 型 核桃 脱 壳 机带 有
19、 复 脱、 分级 装 置， 采 用搓 板 式 脱壳 、风 力 初 选 、比 重 分 离清 选 等 装置 ，具有 结 构 紧凑 、操作 灵 活 方便 、脱 净率高 、 消 耗 动力 小 等 特点 。 6BK 一 22 型 核 桃脱 壳 机 是一 种 一 次喂 料 就 可完成 核 桃 脱 壳工 作 的 机械 ，经 风力 初 选、风 扇 振动 、分层 分 离 、复 脱 清 选分级 后 的 核 桃仁 可 直 接装 袋 入 库。 6BH 一 1800 型 核 桃 脱 壳 机 械采 用 了 三轧辊 混 合 脱 壳结 构 ，能够 进 行二 次 脱 壳。而 随 着我 国 核桃 产 业 的进 一 步 调整 ，核
20、 桃 产 量 逐年 增 加，核 桃 的机 械 化 脱壳 程 度 将大 幅 提 高，核 桃脱 壳 机 械将拥有广阔的发展前景 。 核 桃 剥 壳 的原 理 很 多，因 此产 生 了 很多 种 不 同的 核 桃 剥壳 机 械。核 桃剥 壳 部 件 是核 桃 剥 壳机 的 关 键工 作 部 件，剥壳 部 件 的技 术 水 平决 定 了 机具作 业 刚 核 桃仁 破 碎 率、 核 桃 果一 次 剥 净率 及 生 产效 率 等 重要 的 经 济指 标。在目前的生产销售中，核桃仁破碎率是社会最为关心的主要指标。 八 十 年 代 以前 的 核 桃剥 壳 机 械 ，破 碎 率 一般 都 大于 8%，有 时 高
21、达 l5%以 上 。 加 工出 的 核 桃仁 ， 只 能用 来 榨 油， 不 能 作种 用 ， 也达 到 出 口标 准。为 了 降 低 破碎 率 而 探讨 新 的 剥壳 原 理，研 制 新式 剥 壳 部件 ，便成 为 核 桃剥壳 机 械 的 重要 研 究 课题 。从六 十 年 代初 ，开始 在 我 国出 现 了 封闭 式 纹 杆滚兰州工业学院毕业设计（论文） 4 筒， 栅 条 凹板 式 核 桃剥 壳 机 。自 1983 年 以来 ， 在 已有 的 核 桃剥 壳 部 件的研 制 基 础 上，我 国又 相 继 研制 了 多 种不 同 结 构型 式 的 新式 剥 壳 部件 ，其主要经济技术指标，特别
22、是破壳率指标大有改善。 以下介绍一下我国上个世纪几种主要的核桃剥壳部件 1） 封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式核桃剥壳部件 图 1-1 封闭式纹杆滚筒 六 十 年 代 初， 我 国 在 吸收 国 外 技术 的 基 础上 ，研 制 了 TH- 340 型核桃剥 壳 机 ，其 剥 壳部 件 是 在一 个 圆 筒上 镶 上 若干 根 纹 杆组 成 的 封闭 式 纹 杆滚筒 ，下 面 装 有若 干 根 圆钢 条 组 成的 栅 条式 凹 板 ，如图 1- 1 封 闭式 纹 杆 滚筒所示。 在 该 机 构 中核 桃 进 口大 (3O- 50 毫米 )， 出 口小 (1O- 25 毫米 )， 工 作时 ，兰州工业
23、学院毕业设计（论文） 5 核 桃 果 在 滚筒 的 推 动下 由 进 口向 出 口 端运 动 ，在 滚 筒 和凹 板 的 冲击 、挤压 、揉 搓 作 用 下直 接 脱 壳，核桃 受 列 剥壳 机 的 直接 搓 擦 作用 ，系 强 制 脱壳 ，故破碎率高。剥壳时， 直 径 同 凹 板 栅 缝一 样 大 小 的 单 粒果 及 双 粒 果 便 从栅缝 中 分 离 出来 ，所 以一 次 剥 净率 低 ，最 高 80。为 了将 混 在 一起 的 核 桃仁和 未 脱 果 分离 开 来，采 用 栅条 式 凹 板的 剥 壳 机一 般 要 配置 分 离 机构 。后来研 制 并 生 产的 TH- 47O 型， 6 BH- 570 型 等 型 式的 剥 壳 机，结 构与 其 大 同小异，剥壳质量均不理想。 2） 封闭橡胶板滚筒，直立 橡 胶 板 式剥 壳 部 件 该 机 的 剥 壳部 件 是 由封 闭 胶 辊和 直 立 胶板 组 成 ，剥 壳 原 理系 挤 压 式，如图 1- 2 剥壳部件所示 图 1-2 剥壳部件 作 业 时 ， 核 桃果 在 胶 辊 的推 动 下 ，通 过 剥 壳间 隙 (5 20 毫米 )，由胶
