核桃剪切擠壓柔性破殼取仁的機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為提升農(nóng)民收入水平，加快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村，近年來我國把核桃產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)項(xiàng)目。目前，核桃種植規(guī)模、產(chǎn)量及其產(chǎn)值已經(jīng)在全國特色農(nóng)林經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中處于先進(jìn)水平，在世界上也達(dá)到領(lǐng)先地位。隨著核桃產(chǎn)量和市場(chǎng)需求不斷地增加，核桃深加工也成為科研和生產(chǎn)中日益凸顯的問題。傳統(tǒng)手工加工的破殼取仁方式已經(jīng)嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，因此創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種自動(dòng)機(jī)械化的核桃破殼取仁設(shè)備在全國推廣使用，以解決核桃加工落后的現(xiàn)狀顯得意義重大。目前所存在的核

2、桃破殼取仁設(shè)備主要采用剛性元件，存在破殼率和露仁率低的問題，多數(shù)剝殼機(jī)一味追求剝殼率的提高，導(dǎo)致高的核桃仁破碎率，損失率較高，并且對(duì)不同品種的核桃適應(yīng)性差。采用柔性元件并設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)能有效提高破殼率和露仁率，減少對(duì)核桃仁損害，提高了整仁率。
　　本研究課題利用自行研制的核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離設(shè)備，重點(diǎn)對(duì)柔性帶剪切擠壓破殼及脫殼取仁系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與破殼取仁機(jī)理分析，并對(duì)柔性帶剪切擠壓破殼及脫殼取仁效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具體研究

3、內(nèi)容如下:
　　1、針對(duì)目前核桃生產(chǎn)加工中破殼取仁工序存在的問題，分析了目前核桃破殼取仁方法的優(yōu)劣，得出機(jī)械裝置的方法較為理想;針對(duì)不同的機(jī)械破殼方法，綜述了國內(nèi)外核桃破殼以及脫殼取仁機(jī)械設(shè)備研究現(xiàn)狀，并對(duì)堅(jiān)果破殼過程中的力學(xué)特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。在上述分析的基礎(chǔ)上，提出了基于剪切擠壓機(jī)理柔性帶核桃破殼取仁的研究課題。
　　2、進(jìn)行了核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了柔性帶剪切擠壓破殼及脫殼系統(tǒng)(Ⅰ

4、)，柔性葉片錘擊取仁系統(tǒng)(Ⅱ)，氣力與柔性螺旋葉片耦合作用下核桃殼仁滾筒雙向分離系統(tǒng)(Ⅲ)系統(tǒng)，并分析了每個(gè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)和工作原理;對(duì)核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置的有益效果進(jìn)行了分析;設(shè)計(jì)了新型核桃分級(jí)設(shè)備，并對(duì)核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置三個(gè)系統(tǒng)中各自相應(yīng)的部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
　　3、分析了核桃的幾何特征和物理參數(shù)，測(cè)量了核桃的三維尺寸和核桃殼的厚度，得出了核桃球度和核桃四個(gè)不同位置的殼厚;研究了核桃破殼及脫殼的機(jī)理

5、，分析了核桃殼體的力學(xué)性能，利用彈性力學(xué)理論得出核桃殼體不同位置失穩(wěn)的臨界力值;利用薄殼理論探究了核桃外殼的破裂源，并計(jì)算出核桃殼不同位置裂紋產(chǎn)生和破碎時(shí)的臨界力;利用斷裂力學(xué)理論分析了裂紋擴(kuò)展的條件并求得裂紋擴(kuò)展的臨界力值;分析了核桃進(jìn)入工作區(qū)的條件、擠壓角、旋轉(zhuǎn)角以及對(duì)核桃在破殼區(qū)和脫殼區(qū)的受力情況。
　　4、基于核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置對(duì)核桃破殼力學(xué)特性及破殼效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在四種不同因素下，對(duì)核桃的破殼力進(jìn)行了