核桃剪切擠壓柔性破殼取仁的機理分析與實驗研究.pdf

1、為提升農(nóng)民收入水平，加快農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，建設社會主義新農(nóng)村，近年來我國把核桃產(chǎn)業(yè)列為重點項目。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)濟產(chǎn)業(yè)中處于先進水平，在世界上也達到領先地位。隨著核桃產(chǎn)量和市場需求不斷地增加，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)嚴重影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，因此創(chuàng)新設計一種自動機械化的核桃破殼取仁設備在全國推廣使用，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)剝殼機一味追求剝殼率的提高，導致高的核桃仁破碎率，損失率較高，并且對不同品種的核桃適應性差。采用柔性元件并設計合理的機構能有效提高破殼率和露仁率，減少對核桃仁損害，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備，重點對柔性帶剪切擠壓破殼及脫殼取仁系統(tǒng)進行結構設計與破殼取仁機理分析，并對柔性帶剪切擠壓破殼及脫殼取仁效果進行實驗驗證，具體研究

3、內(nèi)容如下:
　　1、針對目前核桃生產(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，得出機械裝置的方法較為理想;針對不同的機械破殼方法，綜述了國內(nèi)外核桃破殼以及脫殼取仁機械設備研究現(xiàn)狀，并對堅果破殼過程中的力學特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了分析。在上述分析的基礎上，提出了基于剪切擠壓機理柔性帶核桃破殼取仁的研究課題。
　　2、進行了核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置的結構設計，設計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)，并分析了每個系統(tǒng)中的關鍵技術和工作原理;對核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置的有益效果進行了分析;設計了新型核桃分級設備，并對核桃剪切擠壓柔性破殼取仁分離裝置三個系統(tǒng)中各自相應的部件進行改進設計。
　　3、分析了核桃的幾何特征和物理參數(shù)，測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不同位置的殼厚;研究了核桃破殼及脫殼的機理

5、，分析了核桃殼體的力學性能，利用彈性力學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，并計算出核桃殼不同位置裂紋產(chǎn)生和破碎時的臨界力;利用斷裂力學理論分析了裂紋擴展的條件并求得裂紋擴展的臨界力值;分析了核桃進入工作區(qū)的條件、擠壓角、旋轉角以及對核桃在破殼區(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核桃破殼力學特性及破殼效果進行了實驗研究。在四種不同因素下，對核桃的破殼力進行了