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1、刮板式核桃剝殼機(jī)的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
如今核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越迅猛,然而由于核桃品種繁雜,外形不規(guī)則,外皮厚薄不均,夾層多 寡不一,因此給破殼取仁帶來(lái)一定的困難。所以核桃剝殼機(jī)在生活中應(yīng)用起著越來(lái)越重要的作用了, 剝殼機(jī)在核桃后期加工中為人們帶來(lái)了方便,大大減少了勞動(dòng)力,提高勞動(dòng)成本。文章主要敘述了核 桃剝殼機(jī)的主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 。
本文首先介紹了剝殼機(jī)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義。 核桃剝殼機(jī)是由料斗、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、 破殼機(jī)構(gòu)、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成,是通過(guò)依靠物料自身的重力自上而下形成了一個(gè)系統(tǒng)作業(yè)流水線。其次,本文確定 了核桃剝殼機(jī)的整體方案設(shè)計(jì),以及介紹了剝殼機(jī)的分類和主要組成,以及現(xiàn)狀存在的
2、問(wèn)題。最后確 定了主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和布置。 然后, 本文介紹了核桃剝殼機(jī)主體結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì), 其中包括帶輪, 主軸, 刮板,電動(dòng)機(jī),等具體設(shè)計(jì)和計(jì)算。本章還介紹了核桃剝殼機(jī)的裝配過(guò)程。全面詳盡的討論了傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后對(duì)整體設(shè)計(jì)過(guò)程做出總結(jié),分析了設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題,從設(shè)計(jì) 過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
第一章 緒論
1.1 課題提出的背景
我國(guó)的核桃栽培面積約130萬(wàn)hm血上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國(guó)際市場(chǎng)上 核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4大干果, 核桃作為保健食品早已被國(guó)內(nèi)外所認(rèn) 識(shí)。我國(guó)核桃總產(chǎn)量約31萬(wàn)噸,全國(guó)人均占有0. 24kg。核桃中富含脂肪和蛋
3、白質(zhì),既是 主要的食用植物油來(lái)源,而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用核桃或脫脂后的核桃餅 粕的蛋白粉,可直接用于焙烤食用,也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料 或添加劑。以核桃蛋白粉為原料或添加劑制成的食品,既提高了蛋白質(zhì)含量,又改善了 其功能特性。核桃蛋白粉還可以通過(guò)高壓膨化制成蛋白肉。核桃是食用植物油工業(yè)的重 要原料,利用核桃油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等,也可用作工業(yè)原料。 核桃除經(jīng)簡(jiǎn)單加工就可食用外,經(jīng)深加工還可以制成營(yíng)養(yǎng)豐富,色、香、味俱佳的各種 食品和保健品。核桃加工副產(chǎn)品核桃殼和核桃餅粕等可以綜合利用,加工增值,提高經(jīng) 濟(jì)效益。
核桃在制取油脂、制取核桃蛋白
4、、生產(chǎn)核桃儀器以及在核桃貿(mào)易出口時(shí),都需要對(duì) 核桃進(jìn)行預(yù)處理加工。核桃的預(yù)處理主要包括核桃的剝殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。
核桃在加工或作為出口商品時(shí),需要進(jìn)行剝殼加工。核桃在制取油脂時(shí),剝殼的目 的是為了提高出油率, 提高毛油和餅粕的質(zhì)量,利于軋胚等后續(xù)工序的進(jìn)行和皮殼的綜 合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼,手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷,而且工效很低, 所以核桃產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來(lái)代替手工剝殼。核桃剝殼機(jī)的誕生在很大程度 上改變了這種局面,使核桃產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進(jìn)行剝殼,從而大 大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng),同時(shí)還提高了核桃剝殼的效率。
核桃脫殼機(jī)是將核桃莢果去
5、掉外殼而得到核桃仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于核桃本身的 生理特點(diǎn)決定了核桃脫殼不能與核桃的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),而只能在核桃莢果 的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著核桃種植業(yè)的不斷發(fā)展,核桃手工脫殼已 無(wú)法滿足高效生產(chǎn)的要求,實(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
1.2 研究課題的意義 為了使堅(jiān)果食品增值,近年來(lái)各國(guó)都在加工制造成品方面想辦法。目前整體核桃仁 在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格是帶殼核桃的幾十倍,且核桃?guī)け4嫒菀酌範(fàn)€。因此,尋求效率 高. 質(zhì)量好的剝殼方法,是發(fā)展的必然。我國(guó)核桃資源豐富, 1993 年全國(guó)產(chǎn)量達(dá)到 21.3
萬(wàn)噸,如何有效去殼,對(duì)滿足人們生活需要和換取外匯都有著重要的意義。
6、堅(jiān)果類破殼問(wèn)題的研究,如蘇聯(lián)專利破裂松果的仿佛,日本專利破除栗殼的方法, 我國(guó)對(duì)棉核桃殼剝?nèi)∪蕶C(jī)理的研究,在理論和實(shí)踐方面都做了有益的探討,但均未解決 好核桃去殼取仁的問(wèn)題。
在我國(guó),如陜西、山西的核桃剝殼機(jī),性能不甚好,我國(guó)出口的核桃仁全都是手工 砸取,勞動(dòng)生產(chǎn)率低,且菌感染指數(shù)高于國(guó)際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),影響了桃仁的品 質(zhì),降低了換匯率。在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)銷售,對(duì)人民不利。
1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國(guó)核桃脫殼機(jī)的研制自 1965年原八機(jī)部下達(dá)核桃剝殼機(jī)的研制課題以來(lái),已有幾 十種核桃剝殼機(jī)問(wèn)世。只進(jìn)行單一剝殼功能的核桃剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,以小型 家用為主的核桃剝殼機(jī)在我國(guó)一些地區(qū)廣
7、泛應(yīng)用,能夠完成剝殼、分離、清選和分級(jí)功 能的較大型核桃剝殼機(jī)在一些大批量核桃加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的核桃 剝殼機(jī)種類很多,如6BH一60型核桃剝殼機(jī)、6BH一20B型核桃剝殼機(jī)、6BH一20型核桃剝 殼機(jī)等,其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的 2O- 60咅以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS150型 核桃除雜剝殼分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)核桃原料的剝殼、除皮、分選,是一種比較先進(jìn)的核 桃后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型核桃剝殼機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置,采用搓板式剝殼、
風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置,具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力
小等特點(diǎn)。6BKH22型核桃剝殼機(jī)是一種一次喂料
8、就可完成核桃剝殼工作的機(jī)械,經(jīng)風(fēng)力 初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的核桃仁可直接裝袋入庫(kù)。 6BH一 1800型核
桃剝殼機(jī)械采用了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)行二次剝殼。而隨著我國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)的進(jìn) 一步調(diào)整,核桃產(chǎn)量逐年增加,核桃的機(jī)械化剝殼程度將大幅提高,核桃剝殼機(jī)械將擁 有廣闊的發(fā)展前景。
核桃剝殼的原理很多,因此產(chǎn)生了很多種不同的核桃剝殼機(jī)械。核桃剝殼部件是核 桃剝殼機(jī)的關(guān)鍵工作部件,剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛核桃仁破碎率、核桃 果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中,核桃仁破碎率是社 會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。
八十年代以前的核桃剝殼機(jī)械,破碎率一般
9、都大于 8%有時(shí)高達(dá)15%以上。加工出的 核桃仁,只能用來(lái)榨油,不能作種用,也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝 殼原理,研制新式剝殼部件,便成為核桃剝殼機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初,開(kāi) 始在我國(guó)出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒,柵條凹板式核桃剝殼機(jī)。自 1983年以來(lái),在已有的核
桃剝殼部件的研制基礎(chǔ)上,我國(guó)又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝殼部件,其主 要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),特別是破殼率指標(biāo)大有改善。
以下介紹一下我國(guó)上個(gè)世紀(jì)幾種主要的核桃剝殼部件
1 、封閉式紋桿滾筒,柵條凹板式核桃剝殼部件
八十年代初,我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,研制了 TH-340型核桃剝殼機(jī),其剝殼 部件是在一個(gè)
10、圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒,下面裝有若干根圓鋼條組 成的柵條式凹板。
在該機(jī)構(gòu)中核桃進(jìn)口大(3O-50毫米),出口小(1O-25毫米),工作時(shí),核桃果在滾筒 的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng),在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接剝殼,核 桃受列剝殼機(jī)的直接搓擦作用,系強(qiáng)制剝殼,故破碎率高。剝殼時(shí), 直徑同凹板柵縫一 樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來(lái)。為了將混在一起的核桃仁和未脫果分離 開(kāi)來(lái),采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)研制并生產(chǎn)的 TH-47O型, 6 BH-570型等型式的剝殼機(jī)。
2、封閉橡膠板滾筒,直立橡膠板式剝殼部件 該機(jī)的剝殼部件是由封閉膠輥
11、和直立膠板組成,剝殼原理系擠壓式,作業(yè)時(shí),核桃 果在膠輥的推動(dòng)下,通過(guò)剝殼間隙 (5—20毫米) ,由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼,避開(kāi)了 剝殼部件的揉搓作用 , 破碎率有所降低,但仍在 5%以上。另外,因直徑小于剝殼間隙的 小果未經(jīng)剝殼便被分離出來(lái),故一次剝凈率很低,只有 30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī) 構(gòu),以使核桃經(jīng)多次擠壓脫殼,致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大,造價(jià)較高。
3、開(kāi)式紋桿滾筒,編織凹板式核桃剝殼部件
剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開(kāi)式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹 板,作業(yè)時(shí),核桃果在滾筒的推動(dòng)下,受擠壓揉搓剝殼,該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同,核 桃果受到開(kāi)式滾筒的攪拌作用,剝殼力
12、帶有柔性,故其破碎率較低,可控制在 3%-5%。
另外,與柵條式凹板不同,因系編織網(wǎng)孔凹板,剝殼時(shí),只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒 癟果末剝殼而被網(wǎng)孔分離,雙粒長(zhǎng)果則漏不出來(lái),仍被剝殼,故剝凈率較高。
4、立式剝殼機(jī)構(gòu)
剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子,下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編 織平底篩,在剝殼室內(nèi),核桃果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦,從而達(dá)到剝殼的目的, 此方法系柔性揉搓剝殼。實(shí)踐證明,該機(jī)破碎率較低,可控制在 3%以下。其缺點(diǎn)是由于 采用立式傳動(dòng), 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。
5、開(kāi)式扁條滾筒,編織凹板式核桃剝殼部件
采用了由三根扁鋼條制成的開(kāi)式扁條滾筒, 和用編織絲網(wǎng)制成的凹
13、板結(jié)構(gòu),作業(yè)時(shí), 核桃果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),在滾筒和凹板之間形成一個(gè)活動(dòng)層,核桃果在該活 動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而剝殼。由于在該機(jī)構(gòu)中,避開(kāi)了剝殼部件的直接擠壓, 沖擊的作用, 而是核桃搓核桃, 系柔性剝殼, 故破碎率較低, 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率 ( 破碎率 +損傷率 ) 為0.91。
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第二章核桃的基本性能
核桃有著千年的歷史,在很早以前人們就知道核桃還有它的許多功效。核桃原產(chǎn)于 近東地區(qū),核桃與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”。既可以生食、炒食, 又可以榨油、配制糕點(diǎn)、糖果等多種做法,不僅味美,而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,被譽(yù)為“萬(wàn) 歲子”、“長(zhǎng)壽果”。如圖2-1所示核桃。
14、
圖2-1核桃
核桃起源人們?cè)詾槭菑堯q從西域傳入的,然而在之后的研究表明核桃不是一個(gè)地
方生產(chǎn)的,而是許多地方都有產(chǎn)核桃,而我國(guó)也是源產(chǎn)地之一。核桃具有很大的營(yíng)養(yǎng)價(jià) 值據(jù)測(cè)定,每100克核桃中,含脂肪50?64克,核桃中的脂肪71%為亞油酸,12%為亞麻 酸,蛋白質(zhì)為15?20克,蛋白質(zhì)亦為優(yōu)質(zhì)蛋白,核桃中脂肪和蛋白是大腦最好的營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)。糖類為10克,以及含有鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、核黃素(維生素 B2)、維生素B6
維生素E、胡桃葉醌、磷脂等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此研究核桃殼機(jī)對(duì)核桃取仁起到很大了幫助, 具有很大的意義。
2.1核桃的功效與作用
核桃又稱之為胡桃,為胡桃科植物。核桃仁細(xì)膩質(zhì)感,常被老百姓稱之“肉” ,核桃 仁含有豐富的營(yíng)養(yǎng)素,且藥用價(jià)值主要集中在仁,食后不但不會(huì)使膽固醇升高,還能減 少腸道對(duì)膽固醇的吸收,因此,可作為高血壓、動(dòng)脈硬化患者的滋補(bǔ)品。此外,這些油 脂還可供給大腦基質(zhì)的需要。核桃中所含的微量元素鋅和錳是腦垂體的重要成分,常食 有益于腦的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,有健腦益智作用。其實(shí)很早以前我國(guó)古人就發(fā)現(xiàn)核桃的多種功效 了,古代名醫(yī)李時(shí)珍曾說(shuō)過(guò)核桃可以補(bǔ)腎通腦,有益智慧。核桃不僅是最好的健腦食物,
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