畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告課題名稱 螺旋式核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起止時(shí)間 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制填 表 說(shuō) 明一、學(xué)生撰寫《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁(yè)面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。開(kāi)題報(bào)告正文一、 本課題研究的目的和意義我國(guó)的核桃栽培面積約 130 萬(wàn) hm2 以上,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。這與國(guó)際上一些國(guó)家相比相差甚遠(yuǎn),如美國(guó)人均占有核桃 1. 5kg,是我國(guó)的 6 倍。是我國(guó)主產(chǎn)核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達(dá) 300 萬(wàn)畝。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和核桃種植方式的調(diào)整，核桃已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，且年產(chǎn)量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來(lái)增加收入，而要走農(nóng)產(chǎn)品深加工路線。我國(guó)核桃栽培面積大，產(chǎn)量高， 但是加工技術(shù)落后， 沒(méi)有成熟的核桃破殼機(jī)械。針對(duì)核桃加工存在的問(wèn)題和市場(chǎng)的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級(jí)、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進(jìn)一步深加工。在加工中,存在的問(wèn)題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機(jī)已成當(dāng)務(wù)之急。研制核桃取仁機(jī)的具體任務(wù)是尋找適當(dāng)?shù)摹⑻貏e是保證取仁質(zhì)量的破殼工藝方法,研究實(shí)現(xiàn)這一工藝方法所要求的機(jī)器。本課題研究通過(guò)對(duì)核桃的物理特性和破殼機(jī)械結(jié)構(gòu)研究，采用有限單元法，根據(jù)核桃的幾何尺寸和物理參數(shù)，對(duì)核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進(jìn)行核桃殼的力學(xué)特性分析與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種新型螺旋式核桃破殼機(jī)構(gòu)。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)核桃取仁機(jī)械化, 對(duì)解放勞動(dòng)力, 支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義，同時(shí)避免衛(wèi)生狀況難以達(dá)標(biāo)和造成核桃殼的浪費(fèi)。核桃出口國(guó)家較多, 進(jìn)口國(guó)家比較集中, 國(guó)際市場(chǎng)斗爭(zhēng)十分激烈, 實(shí)現(xiàn)核桃加工機(jī)械化, 有利于我們搶時(shí)間 , 爭(zhēng)速度, 支援外貿(mào)。機(jī)械取仁有希望提高取仁質(zhì)量,增加外匯, 同時(shí), 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過(guò)濾器中的濾料和堵漏材料等。因此，結(jié)合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術(shù)措施，可以填補(bǔ)螺旋式核桃破殼機(jī)械的理論知識(shí)的空白，推進(jìn)堅(jiān)果類破殼機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步，提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。二、 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1. 國(guó)外的研究現(xiàn)狀堅(jiān)果類破殼問(wèn)題的研究， 國(guó)外早在20世紀(jì)60年代初，就著手研制各種堅(jiān)果破殼機(jī)具，至80年代初，美國(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種堅(jiān)果破殼機(jī)，如夏威夷、杏仁破殼機(jī)等。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果破殼機(jī)具已日趨成熟，目前正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。如蘇聯(lián)專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法。2. 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀目前, 國(guó)內(nèi)研制的機(jī)械擠壓式核桃破殼機(jī)有多種, 實(shí)現(xiàn)核桃破殼的結(jié)構(gòu)主要有: 雙齒盤齒板式、對(duì)輥窩眼式、內(nèi)磨與外磨式、圓盤與圓盤式、圓盤與偏心圓弧板式、圓盤與直板式[ 1] 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過(guò)間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結(jié)構(gòu)在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說(shuō)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。如陜西、山西的核桃剝殼機(jī)，性能不甚好，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。3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析日前核桃破殼取仁有以下幾種方法：①離心碰撞式破殼往。②化學(xué)腐蝕法。③真空破殼取仁法。④超聲波破殼法。⑤定向擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多．所以應(yīng)用很少；第二種方法，由于在實(shí)際操作中不好控制．仁易受到腐蝕，處理不好還會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染，因此人們不愿接受；第三、四種方法．設(shè)備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進(jìn)行殼仁分離。鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當(dāng)難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分緩、導(dǎo)向、擠壓殼(多點(diǎn))、殼仁分離四部分，逐一加以解決。三、 對(duì)本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析1. 任務(wù)要求（1） 通過(guò)查找文獻(xiàn)、試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等多種方法確定設(shè)計(jì)方案；（2）對(duì)核桃破殼機(jī)械的破殼裝置進(jìn)行研究，進(jìn)行實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集；（3）了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性，提出主要問(wèn)題，給出初步的設(shè)計(jì)方案；（4）完成關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)，并在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，找出各參數(shù)的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設(shè)計(jì)螺旋式核桃破殼取仁機(jī)，設(shè)計(jì)過(guò)程中主要是對(duì)破殼機(jī)的破殼裝置進(jìn)行分析研究，掌握其工作原理，動(dòng)力特性，破殼強(qiáng)度，工作轉(zhuǎn)速等。采用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，采用 CAD、Solid works 繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)涉及結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)核桃破殼機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論分析采用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)和力學(xué)分析法，分析并計(jì)算各個(gè)實(shí)際參數(shù)和運(yùn)動(dòng)條件，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的核桃破殼機(jī)。 。四、 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決的思路本課題重點(diǎn)研究的是：依據(jù)核桃的品質(zhì)分級(jí)和核桃破殼機(jī)的檢測(cè)現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，采集有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行破殼裝置的實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵是：分析核桃破殼機(jī)破殼裝置和核桃物理特性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)破殼效率高的實(shí)驗(yàn)裝置，畫出初步的裝置框圖。解決思路：查閱參考有關(guān)核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻(xiàn)。核桃大小有異，所以要求核桃剝殼機(jī)要具有分級(jí)裝置，主要是可進(jìn)行破殼定量調(diào)控，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就可提高破殼機(jī)的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題，首先，要對(duì)計(jì)算機(jī)繪圖有熟練的掌握和技巧；其次，要了解核桃破殼機(jī)的工作原理和核心部件的零件組成。還有，收集到核桃破殼機(jī)分級(jí)裝置、破殼裝置、分離裝置的技術(shù)參數(shù)，最后就是要靜下心來(lái)，仔細(xì)畫圖。其中計(jì)算機(jī)繪圖有一定基礎(chǔ)，需要在不斷的深入工程中不斷加強(qiáng)。核桃破殼機(jī)的工作原理也知道，對(duì)于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術(shù)參數(shù)的話現(xiàn)有的資料有限，可以去相關(guān)工廠采集數(shù)據(jù)參數(shù)。最重要的還是能否在規(guī)定的計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成繪圖工作，前面的基礎(chǔ)根本不足以去完成工作，這樣邊學(xué)邊畫效率無(wú)法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖，認(rèn)認(rèn)真真的對(duì)待這份工作，才能達(dá)成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃本課題的完成方式是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 和 Solid works 為依托，仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機(jī)的工作原理和動(dòng)畫，通過(guò)對(duì)核桃剝殼機(jī)實(shí)際工作工程中的數(shù)據(jù)采集，植入真實(shí)數(shù)據(jù)，將核桃剝殼機(jī)的全過(guò)程以動(dòng)畫形式呈現(xiàn)出來(lái)。擬定工作進(jìn)度是（以周為單位）1、第 1 周，任務(wù)書制定，確定設(shè)計(jì)計(jì)劃。2、第 2-3 周，撰寫開(kāi)題報(bào)告，確定課題研究的意義和方法。3、第 4-6 周，進(jìn)行可行性論證，確定設(shè)計(jì)方案和草圖。4、第 7-10 周，繪制模型零件圖、裝配圖、3D 實(shí)體圖、動(dòng)畫模擬圖。5、第 11-12 周，設(shè)計(jì)說(shuō)明和對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改、分析。6、第 13 周，設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備工作。7、第 14 周，最后修正，提交設(shè)計(jì)。七、 主要參考文獻(xiàn)1. 史建新 6PH-150 型核桃破殼機(jī)[期刊論文]-糧油加工與食品機(jī)械 2000(01)2. 張仲欣，對(duì)輥窩眼式核桃開(kāi)口機(jī)設(shè)計(jì)．洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào) 1999．20(4)：8—11．3. 吳斌方等．綿核桃剝殼取仁機(jī)的研制，湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)．1995． 4. 陳秉均，美國(guó)胡桃加工技術(shù)的新進(jìn)展．農(nóng)機(jī)情報(bào)資料．1985．(9)38—435. 史建新，辛動(dòng)軍，國(guó)內(nèi)外核桃破殼取仁機(jī)械的現(xiàn)狀及問(wèn)題探討.農(nóng)機(jī)化，2001.（6）：29-326. 張林泉，龔麗，剝殼機(jī)具的現(xiàn)狀及效果改進(jìn)方法的探討.食品機(jī)械，2006， （7）：72-747. 趙學(xué)篤，陳元生，張守勤，農(nóng)業(yè)物科學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986 年8. 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