小型家用青皮核桃去皮机的设计

前 言

核桃是我国传统土特产品，种植面积133.33万多公顷，超过世界其他国家栽培面积的总和。目前，新疆核桃总面积已达20万公顷，是新疆最大的林果品种。对于核桃后期开发利用来说，河套的适时采收以及适合的青皮剥离技术十分重要。采收过早青皮剥离，种仁不饱满，出仁率低，而且不耐储藏。采收过晚则果实脱落，同时青皮开裂后停留书上时间过长，还会增加虫害和霉菌感染的机会，如果青皮得不到及时剥离将会影响到果仁色泽，使果仁发生霉变以及核桃硬壳表面产生黑斑，直接影响核桃商品价值和市场竞争能力。

我国一直采用传统的脱皮法脱青皮核桃，果农将采摘后的青皮核桃堆积，上覆盖湿草或湿袋，4-6天后当青皮膨胀或绽裂时用手搓去青皮。这种方式不仅工效低，劳动强度大，且对手和皮肤有较大的伤害。目前，国内少数一些地区采用机械方法脱核桃青皮。机械脱青皮能够大大节约劳动力，降低劳动强度，提高工作效率。

中国的核桃产量约占世界总产量的三分之一，其中作为我国主要产地的新疆维吾尔自治区，2011年的核桃产量多达12万吨，种植面积约360万亩。对于核桃的采收，由于传统的种植模式和观念等方面的原因我国果农通常实在核桃临近成熟时采摘青核桃（即带有青皮的核桃），然后在去除青皮。

去青皮的工作若是由手工完成，则工作强度大，效率低，耗时长。并且在堆放过程中，核桃仁极易因青皮腐坏而产生霉变造成经济价值和营养成分的损失。所以针对我国现有的种植及收获模式，采用机械化的去皮方式，及时脱去核桃青皮，有利于核桃的贮存和深加工。

核桃是世界著名的四大坚果之一，具有很高的营养价值、药用价值和工业价值。我国既是世界核桃主产区之一，也是世界核桃生产国和消费大国，核桃树作为重要的用材树种、生态树种和经济林树种被广泛种植。

核桃青果采收后尽快去皮，不但可以保证原核桃的外观品质，而且可以防止青核桃因堆沤所产生的色汁导致果仁霉烂变色。目前，陕西省南部的核桃去皮主要靠人工，

人工去皮虽效果好，但日产量少、劳动强度大、成本高，不能满足生产的需要。根据调研结果设计并试制了一种实用的青核桃脱皮机，该机结构简单、成本低、操作简单、适用大小不同的青皮核桃且能对去皮后的核桃进行初步清洗。

关键词：青核桃；去皮机；家用

目 录

前言……………………………………………………………………......…Ⅳ

关键词……………………………………………………………………..…Ⅵ

第一章引言.......................................................................................................1

1．1 课题提出的背景………………………………………………….1

1．2 核桃去皮机械的发展……………………………………….....…1

1．3 核桃去皮机械的研究应用现状…………………………….....…5

1．4 核桃去皮机械研究重点……………………………………….…7

1．5 核桃去皮机械应用前景展望……………………………….....…8

第二章核桃去皮机的结构及工作原理 ……………………………............ 9

2.1 核桃去皮机的结构………………………..............……….…..…..9

2.2 工作原理……………………………………………………..….... 9

第三章 核桃去皮机主要部件的结构设计………………………................10

3.1传动方案拟定…………………………………….…….….........…10

3.2 V带传动…………………………………………………….…......12

3.3轴……………………………………………………………….......15

3.4 箱体……………………………………………………………......17

3.5机架 ……………………………………………………….…....…18

3.6附件 ……………………………………………………….....…....18

第五章 总结 ………………………………………………………………..19

参考文献……………………………………………………………………..20

致 谢 ……………………………………………………………………..21

第一章 引言

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。

核桃去皮机是将核桃荚果去掉外壳而得到核桃仁的场上作业机械。由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，实行去皮机械化迫在眉睫。

1．2 核桃去皮机械的发展

我国核桃去皮机的研制自1965年原八机部下达核桃去皮机的研制课题以来，已有几十种核桃去皮机问世。只进行单一脱壳功能的核桃去皮机结构简单，价格便宜，以小型家用为主的核桃去皮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去皮机在一些大批量核桃加工的企业中应用较为普遍。国内现有的核桃去皮机种类很多，如6BH一60型核桃剥壳机、6BH一20B型核桃剥壳机、6BH一20型核桃去皮机等(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TFHS1500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型核桃去皮机带有复脱、分级装置，

采用搓板脱壳、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型核桃去皮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型核桃去皮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，核桃产量逐年增加，核桃的机械化脱壳程度将大幅提高，核桃去皮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，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)，由胶辊和胶板的挤压作用脱壳，避开了剥壳部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直径小于剥壳间隙的小果未经剥壳便被分离出来，故一次剥净率很低，只有30%左右。所以不得不增设循环机构，以使核桃经多次挤压脱壳，致使机器结构复杂、庞大，造价较高。

（3）开式纹杆滚筒，编织凹板式核桃剥壳部件

剥壳部件采用了由两根金属纹杆组成的开式纹杆滚筒和用编织丝网制成的编织凹板，其结构如图1-3凹板式核桃剥壳部件所示

图 1-3 凹板式核桃剥壳部件

作业时，核桃果在滚筒的推动下，受挤压揉搓脱壳，该结构与封闭滚筒式不同，核桃果受到开式滚筒的搅拌作用，剥壳力带有柔性，故其破碎率较低，可控制在3%-5% 。另外，与栅条式凹板不同，因系编织网孔凹板，剥壳时，只有直径小于网孔尺寸的单粒瘪果末脱壳而被网孔分离，双粒长果则漏不出来，仍被剥壳，故剥净率较高。

（4）立式剥壳机构

剥壳部件采用了由两根扁钢条焊接而成的立式转子，下面装着用编织丝网制成的编织平底筛，该剥壳部件如图1-4所示。

图 1-4立式剥壳部件

在剥壳室内，核桃果受立式转子的推动而相互磨擦，从而达到剥壳的目的，此方法系柔性揉搓剥壳。实践证明，该机破碎率较低，可控制在3％以下。其缺点是由于采用立式传动， 故传动机构较为复杂。

（5）开式扁条滚筒，编织凹板式核桃剥壳部件

采用了由三根扁钢条制成的开式扁条滚筒，和用编织丝网制成的凹板结构，如图1-5开式扁条滚筒所示。作业时，核桃果在扁条的推动下随滚筒转动，在滚筒和凹板之间形

图 1-5开式扁条滚筒

成一个活动层，核桃果在该活动层内互相揉搓而脱壳。由于在该机构中，避开了剥壳部件的直接挤压， 冲击的作用，而是核桃搓核桃，系柔性剥壳，故破碎率较低， 该机鉴定时实测破伤率(破碎率+损伤率)为0．91。另外脱净率及生产效率等指标亦较理想。

1．3 核桃去皮机械的研究应用现状

目前国内核桃去皮机从其脱壳原理、结构和材料上基本可分为以打击、揉搓为主的钢纹杆——钢栅条凹板 以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒一一橡胶浮动凹板两大类，但脱壳质量均不高，破损率都大于8 %，剥出的核桃米只能用于榨油和食用，满足不了外贸出口和作种子的要求。探索先进的脱壳原理是解决去皮机现存问题的重要途径。

1．3．1 目前核桃去皮机采用的脱壳原理

目前应用比较广泛的核桃机械脱壳原理有以下几种。

撞击法脱壳 撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力，使外壳破碎而实现脱壳的目的。其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组成的离心去皮机。甩料盘使核桃荚果产生一个较大的离心力撞击壁面，只要撞击力足够大，荚果外壳就会产生较大的变形，进而形成裂缝。当荚果离开壁面时，由于外壳具有不同的弹性变形而产生不同的运动速度，荚果所受到的弹性力较小，运动速度也不如外壳，阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开，从而实现籽粒的脱壳。撞击脱壳法适合于仁壳间结合力小，仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果。影响离心式去皮机脱壳质量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盘的转速、甩料盘的结构特点等。

碾搓法脱壳 核桃荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用，使荚果的外壳被撕裂而实现脱壳。其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆盘剥壳机。荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中，动磨片转动的离心力使籽粒沿径向向外运动，也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦力；同时，磨片上的牙齿不断对

外壳进行切裂，在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂，并与壳仁脱离，达到脱壳的目的。该种方法影响因素有，荚果的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。

剪切法脱壳 核桃荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作用，外壳被切裂并打开，实现外壳与果仁的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为主要工作部件的刀板剥壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板，刀板座呈凹形，带有调节机构，可根据核桃荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转鼓旋转时，与刀板之间产生剪切作用，使物料外壳破裂和脱落。主要适用于棉籽，特别是带绒棉籽的剥壳，剥壳效果较好。由于其工作面较小，故易发生漏籽现象，重剥率较高。该种方法影响因素有，原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大小等。

挤压法脱壳 挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反，转速相等的圆柱辊，调整到适当间隙，使核桃荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳。荚果能否顺利地进入两挤压辊的间隙，取决于挤压辊及与荚果接触的情况。要使荚果在两挤压辊间被挤压破壳，荚果首先必须被夹住，然后被卷入两辊间隙。两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒破损率和脱壳率高低的重要因素。

搓撕法脱壳 搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的。两只胶辊水平放置，分别以不同转速相对转动，辊面之间存在一定的线速差，橡胶辊具有一定的弹性．其摩擦系数较大。核桃荚果进入胶辊工作区时，与两辊面相接触，如果此时荚果符合被辊子啮人的条件，即啮人角小于摩擦角，就能顺利进入两辊问．此时荚果在被拉人辊间的同时，受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，荚果又受到两辊面的法向挤压力的作用，当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大，荚果受压产生弹性—— 塑性变形，此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。影响脱壳性能的因素有，线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。

1．3．2 新型脱壳技术

压力膨胀法 原理是先使一定压力的气体进入核桃壳内，维持一段时间，以使核桃荚果内外达到气压平衡，然后瞬间卸压，内外压力平衡打破，壳体内气体在高压作用下产生巨大的爆破力而冲破壳体，从而达到脱壳的目的。主要影响因素有，充气压力、稳定压力维持时间、籽粒的含水率等。

真空法 将核桃荚果放在真空爆壳机中，在真空条件下，将具有相当水分的荚果加热到一定温度，在真空泵的抽吸下，荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除，其韧性与强度降低，脆性大大增加；真空作用又使壳外压力降低，壳内部相对处于较高压力状态。壳内的压力达到一定数值时，就会使外壳爆裂。

激光法 用激光逐个切割坚果外壳。试验显示，用这种方法几乎能够达到100 9／6的整仁率，但因其费用昂贵、效率低下等原因，很难得到推广。

1．3．3 核桃去皮机械的工艺研究

在脱壳技术方面，除了在原理和设备上进行研究外，人们还在工艺上进行了研究以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量。

分级处理 物料的粒度范围大，必须先按大小分级，再进行脱壳，才能提高脱壳率，减少破损率。

水分含量 核桃荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响，含水率大，则外壳的韧性增加；含水率小，则果仁的粉末度大。因此应使核桃荚果尽量保持最适当的含水率，以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异，即外壳含水率低到使其具有最大的脆性，脱壳时能被充分破裂，同时又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大，可减少果仁破损率。

1．3．4 核桃去皮机械存在的问题

目前我国在核桃脱壳技术研究方面一直没有大的突破，资金投入也不足，脱壳部件的研制仍在2O世纪90年代初的技术水平上徘徊，所以在脱壳性能上并没有很大的提高。由于机械脱壳时对核桃仁的损伤率偏高，用于种子和较长期贮存的核桃仁至今仍是手工剥壳。去皮机械在技术性能和作业环节上存在以下问题：① 脱壳率低，脱壳后的果仁破损率高，损失大。② 机具性能不稳定，适应性差。③ 通用性差，利用率低。④ 作业成本偏高，多数是单机制造，制造的工艺水平较低，同时能耗较高。⑤ 有些产品仅进行了样机试制或少量试生产，未进行大量生产性考核和示范应用，作业性能及商品性等方面还存在不少问题。

1．4 核桃去皮机械研究重点

我国加入WTO以来，国内外关于核桃去皮机械的开发与推广应用日益增多，针对现有核桃去皮机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对核桃去皮机械在生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。

1．4．1 提高核桃去皮机械的通用性和适应性

提高核桃去皮机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前，许多核桃去皮机械只是针对某一核桃品种和所在地区的生长环境来设计，其通用性、兼容性和适应性较差。提高核桃去皮机械的通用性和兼容性，使研制的核桃去皮机械通过更换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工。研制通过变换主要工作部件即能满足不同坚果脱壳作业需要的去皮机具，并提高制造工艺水平，降低制造成本，以适应不同加工企业的需要。核桃去皮机械能否适应这种发展趋势，将直接影响到核桃去皮机械能否更好的推广应用与健康发展。

1．4．2 提高机械脱壳率。降低破损率

对核桃去皮机械的关键技术与工作部件进行重点攻关，改革传统结构，研究新的去皮机理，优化结构设计；同时在整体配置上进一步改进和完善，提高脱壳率，降低籽仁破损率。目前国内外的核桃去皮机械均存在脱壳率和破损率之间的矛盾，处理好这一关键技术将关系到核桃去皮机械的发展前景。

1．4．3 向自动控制和自动化方向发展

向自动控制和自动化方向发展大多数机具目前仍依赖人工喂料或定位，影响了作业速度和作业质量。因此应通过机电一体化手段，开发设计自动喂料、自动定位脱壳装置，保证均匀喂料与有效定位，实现机组自动化操作，进一步提高作业精确性和作业速度，提高产品质量与生产率，满足部分大、中型加工企业的需要，以开拓国内和国外市场。

新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于核桃机械的研制开发中，随着液压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展，许多复杂的机械机构、动力传递、笨重的材料和落后的工艺将逐渐被取代。减轻重量，减少阻力，简化操作，减少辅助工作时间，延长使用寿命，降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于去皮机械的设计制造。随着国内外高新技术的进一步发展，如何将这些高新技术更好的应用到实际生产中，也是目前核桃去皮机械需要尽快解决的问题。

1．5 核桃去皮机械应用前景展望

核桃生产机械化是农业现代化的重要组成部分，是农业和农村经济持续快速发展的重要保证，近年来，核桃机械装备总量不断稳步增长，作业水平进一步提高，社会化服务规模不断扩大，虽然目前核桃去皮机械化水平较高，但是多应用于经济发达地区与示范推广区，并且小型机械多、大型机械少，低档机械多、高性能机械少。在一些地区，用作种子和特殊用途的核桃仁仍采用传统的手工剥壳，劳动生产率低，区域性发展不平衡。进入21世纪，我国核桃生产机械化开始了新的发展阶段，农业结构调整发生了新的变化，也对核桃机械的发展产生了积极而深远的影响，不仅拉动了新的有效需求，而且构筑了适合核桃生产机械化发展的新舞台，为核桃生产机械化真正成为农村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件。在一些地区推进核桃生产机械化的过程中，相继出台了鼓励和扶持农民购买核桃机械、开展核桃机械作业服务的优惠政策和措施，调动了农民购买核桃机械的积极性，形成了新的市场需求。随着核桃种植业的不断发展，国内外对核桃深加工产品的需求不断增大，提高核桃去皮机械化作业水平成为必然。核桃去皮机在提高劳动生产率，减轻劳动强度方面起到了积极的作用，促进了核桃加工业的科技进步，为核桃去皮机械的发展提供了空间。

第2章 核桃去皮机的结构及工作原理

2.1 核桃去皮机的结构

根据核桃去皮机的剥壳原理可知道，核桃是从上至下依次经过集料斗、输料筒、刀具、剥壳箱、下箱出口、核桃仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构的依据就出来了。

设计过程是从上往下，从核桃的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱，集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，核桃必须经过刀具切割进入箱体由破碎轴作用才能进行剥壳，因此，将破碎轴设计置在剥壳箱内。核桃经过破碎轴的撞击和挤压进行剥壳后，经过分离的核桃仁往下落，落入核桃仁收集通道，将此通道与核桃壳收集通道的底面设计成一个整体，这样的设计可以让被风吹走的核桃仁通过自身的重量往下回滚到花仁收集通道。

为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图2-1所示。

图2-1核桃去皮机安装结构简图

1.电动机 2.减速器带轮 3.减速器 4.偏心轮 5.曲柄摇杆 6.销 7曲柄推杆

2．2 工作原理

家用式核桃去皮机是借助刀具切割再由箱体内破碎轴敲打来去除青皮，将核桃果外壳破碎的一种机械设备，其特点是结构简单、操作方便。其结构如图2-2家用式核桃去皮机所示。它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。

图2-2家用核桃去皮机

机器通电之后电动机带轮带动减速器输入轴带轮和破碎轴带轮同时转动，再由减速器的输出轴带轮带动偏心轴带轮转动从而使偏心轮旋转，偏心轮转动之后带动曲柄摇杆机构进行往复运动，核桃通过进料娄掉入输料筒内要有曲柄摇杆机构往复运动推动核桃，在核桃快要进入箱体内时输料筒末端焊接这四把刀具核桃经过四把刀具时会被刀具切出四刀，核桃进入箱体后破碎轴正在高速旋转核桃掉落的瞬间会被破碎轴上的打针敲打许多次之后核桃的青皮会脱落下来，从而达到去皮的效果。

第3章 核桃去皮机主要部件的结构设计

刮板式核桃去皮机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对核桃果进行剥壳。因此，刮板式核桃去皮机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。

3．1设计前各项参数的确定

3．1．1传动方案拟定

由于刮板式核桃去皮机的工作轴旋转速度较高，达到n2=382.2r/min可有两种选择，第一种是采用一级V带传动，第二种是采用两级混合传动，而很明显的，若采用两级传动方案，将会致使机器的结构复杂，而且成本升高，所以选用一级V带传动。

3．1．2电动机的选择

根据所给的功率及同步转速，可选用的电机型号有两种

Y90L-4型 和Y100L-6型

根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比，现将此两种电动机的数据和传动比列于表3-1

表 3-1电动机的数据和传动比

由上表可知：方案1总传动比虽小，转速低，但价格高，作为家用机械的电机不是太合算，故选择方案2，即电机型号为Y90L-4。

查表得此种电动机的中心高H=90mm，外伸轴径为24mm，轴的外伸长度为50mm。

3．1．3 传动装置的运动和参数计算

轴的转速

轴的输入功率

=1.35kw

轴的转矩

3．2 V带传动

首先列出设计的基本条件

电机型号：Y90L-4

额定功率：1.5kw

转速： =1400r/min

传动比： =3.663

假设每天运转时间t<10h

（1）确定计算功率

查表得工作情况系数 =1.1

==1.1×1.5=1.65(kw)

（2）选择V带带型

根据、查得最适合的带型为A型

（3）确定带轮基准直径

由主动轮基准直径系中选取，从动轮基准直径为

验算带的速度

v=<=

因此所选带的速度合适

（4）确定中心距a和带的基准长度

根据初步确定中心距，计算带的基准长度

=1972.36mm

由V带的基准长度系中选取基准长度

计算实际中心距a

（5）验算主动轮上的包角

主动轮包角合适

（6）计算V带的根数z

由, ,=3.663查表得

，，，

代入数值，经计算

Z=1.984

取z=2

（7）计算预紧力

（8）计算作用在轴上的压轴力

代入数值计算得

=482.7N

（9）V带轮的结构尺寸计算及选用

带轮材料选用HT200

根据基准直径的大小选用不同的带轮类型，小径带轮采用实心式，大径带轮采用轮辐式，主要结构尺寸如表3-2

表 3-2结构尺寸

单位：mm

具体结构设计见零件图

3.3 轴

轴的转速

轴的输入功率

=1.35kw

轴的转矩

1 初步确定轴的最小直径

先按公式计算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。查表选取，于是得

2拟定轴上零件的装配方案

通过对各种方案的比较，现选用图3-2所示装配方案

图3-1 破碎轴

3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

（1）为满足V带轮的轴向定位，轴右端制一轴肩，故取径=50mm，左端用轴端挡圈定位，取直径D=36mm。V带轮与轴配合的毂孔长试为30m，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，故长度取为

（2）初步选择滚动轴承 因轴承只承受径向力，故先用深沟球轴承。参照工作要求并根据，初步选取深沟球轴承6205,其基本参数如表3-3

表 3-3参数表

（3）安装刮板架段轴直径。刮板架段安装宽度取，

（4） 轴承端盖总厚度20mm，取端盖外端与V带轮右端面间的距离，故取

（5）取刮板距箱体内壁，取，。

至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

（6）轴上零件的周向固定

V带轮与轴的周向定位采用平键联接，按其直径查手册得平键截面如下

表 3-4平键截面

V带轮与轴的配合为H7/n6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。

（7）确定轴上圆角和倒角尺寸

取轴端倒角2×45°，各轴肩处圆角半径见零件图

3.4箱体

箱体的作用是提供给刮板一个封闭的剥壳环境，并对相关结构起到支承和定位作用。

为了便于轴系部件的安装和拆卸，将箱体做成剖分式，箱由箱座和箱盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。箱座和箱盖采用普通螺栓联接，用圆锥销定位。箱体的材料选用HT200，铸造成型。具体结构设计见零件图。

图3-2 箱体

3.5机架

整个机架采用L63*63*6角钢焊接而成，起到其它几个部分的支承、定位、连接作用，并将电机安装在机架里面。剥壳机安装在机架上面，联接采用普通螺栓联接。具体结构见装配图。

图3-3 总机架

3.6附件

家用式核桃去壳的附件包括装料斗，轴承盖，曲柄摇杆机构调节装置。

第四章总结

本文是围绕农用机械产品——核桃去皮机的设计，实现了核桃剥壳的机械化，应用本机器后，可使广大农民群众大大节省劳动量，提高生产效率和生产质量。该机的关键部分是刮板结构与半栅笼结构，因为核桃剥壳的整个过程都是由这两部分完成的，剥出来的核桃能不能符合要求，完全是看刮板与半栅笼的性能能不能达到要求。本文也介绍了目前各种核桃剥壳原理及装备，并对核桃剥壳机械的发展现状以及发展前景作出了简明的概括和分析。

本次设计是对我的四年的大学生活做出的总结,同时为将来工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己解分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。

从这次设计也可以看出一些问题:

1.心态:应该保持认真的态度,坚持冷静独立的解决问题

2.基本:认真学好基本知识,扎实自己的基本知识,使面对问题时不会遇到很多挫折,从而 打击自己的信心,结果使自己很浮躁,越来越不想搞这设计,故应该好好学习基本知识,一步一步的来,不要急功近利!

3.树立自己的良好形象,乐观的面对生活,坚持自己的想法和意识

总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情!

参考文献

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[13] 成大先.机械设计手册.单行本.机械传动[M].北京:化学工业出版社,2004.

致 谢

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—丁羽老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！

感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！

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