气动击打式核桃破壳机的设计及试验研究

论文摘要

核桃是新疆林果业中最具市场竞争力的特色果品,也是近年来南疆林果业中发展速度最快的树种。随着核桃产量的日益增加,市场上对核桃深加工产品的需求也越来越迫切,将核桃破壳后深加工不仅可以增加核桃的附加值,而且还能带动整个核桃产业的发展。核桃破壳是核桃深加工中必须首先解决的重要工序。论文在总结了前人对破壳机械设备的研究基础上,通过对新疆薄皮核桃的研究,采用有限单元法,根据核桃的几何尺寸和物理参数,利用有限元受力分析软件ANSYS建立了核桃的有限元分析模型,对核桃在不同方位加载下的受力状态进行了核桃壳的力学特性分析与试验。结果表明:在垂直于核桃缝合面短轴方向加载方式下核桃的应力、应变主要出现在垂直于核桃缝合面短轴方向曲面顶部,这样只会导致核桃壳局部破裂,不利于破壳;而在沿核桃缝合面长轴和短轴方向加载时,应力、应变的分布范围较广且有一定的方向性,利于核桃有效破壳。研制出了一种气动击打式核桃破壳机。该机的主要特点是喂料箱里的核桃由喂料拨轮不停地转动将核桃送到喂料箱的出口,并将喂料箱出口多余的核桃往回拨从而防止核桃在喂料箱中出现搭桥;设计出了由两条平行的驱动链和输送核桃盒子组成的输送装置,该装置可以保证核桃被单一连续地输送到破壳工位;同时,设计出了防止核桃在输送过程中有跳动和偏出现象的导向护送装置。通过对气动击打式核桃破壳机的二次回归正交试验,得到了在不同试验指标下破壳机的破壳回归方程和最优方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 存在的主要问题
• 1.4 研究的内容及方法
• 第2章 基于有限元理论的核桃壳力学特性分析
• 2.1 核桃的有限元分析模型建立
• 2.1.1 有限元分析的步骤
• 2.1.2 核桃的物理参数
• 2.1.3 核桃的实体几何模型建立
• 2.1.4 核桃有限元模型的单元类型选取
• 2.2 核桃壳力学特性的有限元分析
• 2.2.1 垂直于核桃缝合面方向加载
• 2.2.2 沿核桃缝合面长轴方向加载
• 2.2.3 沿核桃缝合面短轴方向加载
• 2.3 本章小结
• 第3章 气动击打式核桃破壳机的结构设计
• 3.1 气动击打式核桃破壳机的总体结构和工作原理
• 3.2 喂入装置的设计
• 3.3 输送装置的设计
• 3.4 导向护送装置的设计
• 3.5 击打装置的设计
• 3.6 气动系统的设计
• 3.6.1 设计依据
• 3.6.2 控制回路的设计
• 3.6.3 选择设计气动元件及辅件
• 3.6.4 确定管道直径及系统压降验算
• 3.6.5 选择空压机
• 3.7 本章小结
• 第4章 破壳试验及参数优化
• 4.1 试验目的及参数优化的意义
• 4.2 试验方法
• 4.3 核桃破壳多指标试验
• 4.4 核桃破壳二次回归正交试验
• 4.4.1 因素水平编码
• 4.4.2 正交试验组合设计
• 4.4.3 回归方程的建立
• 4.4.4 回归方程及偏回归系数的显著性检验
• 4.4.5 失拟检验
• 4.4.6 回归方程回代
• 4.4.7 最优实验方案的确定
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与讨论
• 5.1 主要成果及结论
• 5.1.1 通过理论分析得出核桃破壳最佳施力方位
• 5.1.2 设计了气动击打式核桃破壳设备
• 5.1.3 通过试验测定了最佳破壳参数
• 5.2 创新之处
• 5.3 存在的问题和进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历