杏核破殼機的設計

摘要對輥式的杏仁去殼機是以杏仁機為基礎，利用對輥的摩擦和擠壓的原理，讓杏仁去殼機中的對輥互相接觸，以此來起到破碎外殼、去皮和粉碎杏殼的作用。這種設備的結構更加簡單、操作更加方便、破殼率更高，容易實現(xiàn)自動化。介紹了對輥式杏仁去殼機的結構特點，然后說明了該機構的工作原理，并進行了主要部件的設計，包括機架、傳動系統(tǒng)，最后分析了對輥式杏仁去殼機在工作過程中，所需要的主要參數(shù)和主要零部件設計尺寸，設計出了一種杏仁破殼機，對提高杏仁加工的質量和產(chǎn)量具有一定的指導作用。對輥式杏仁去殼機適用于杏仁機生產(chǎn)線，可用于杏干果生產(chǎn)企業(yè)的自動化加工生產(chǎn)。關鍵詞：杏仁；破殼；生產(chǎn)；效率AbstractTherollertypealmondshellbreakerisamechanicalbase,usingtheprincipleoffrictionandextrusionoftheroller,lettherollerinthealmondshellbreakercontacteachother,soastoplaytheroleofbreakingtheshell,peelingandcrushingtheapricotshell.Thestructureofthisdeviceissimpler,moreconvenienttooperate,highershellbreakingrate,easytoachieveautomation.Firstintroducesthecharacteristicsofthestructureofrollertypealmondshellbreaker,andthenillustratesthemechanismitsworkingprinciple,andthedesignofthemaincomponents,includingrack,transmissionsystem,finallyanalyzestherollertypealmondshellbreakerintheprocessofwork,themainparametersandmainpartsdesignsize,designedaalmondshellbreaker,toimprovethequalityofalmondprocessingandoutputhasacertainguidingrole.Therolleralmondshellbreakerissuitableforalmondmachineproductionline,whichcanbeusedfortheautomaticproductionofapricotproductionenterprises.Keywords：Almond；shell；production；efficiency 目錄TOC\o"1-3"\h\u32648第1章緒論 1204041.1研究目的 14411.2我國現(xiàn)狀 1152361.3國外杏核破殼發(fā)展趨勢 214401第2章杏核物理特性的統(tǒng)計與分析 3139782.1杏核外形的定義 3176782.2杏核的尺寸的分析 319552.2.1杏核外形尺寸 358292.2.2三維尺寸綜合分析 5170752.2.3杏核外殼的厚度 5228122.2.4杏核的分級 552982.3杏仁分級標準的定制 6156572.4杏核在受到擠壓力時的抗載荷和其變形 627400第3章設計方案及結構特點 925012第4章傳動部分的選擇 1158854.1傳動機構 1177514.2電動機的選擇與運動參數(shù)計算 113044.3傳動部分各項參數(shù)的確定 135674.4傳動帶的選擇及設計 1316585第5章分級機構的設計 19172325.1分級部分結構及分級原理 19142025.2分級部分影響因素及參數(shù)確定 191134第6章去殼機構的設計 2128606.1對輥破碎的力學原理 21123696.2杏核破碎的力學分析 21200196.2.1單個杏核在破碎輥間的受力分析 21246496.2.2破殼對輥的間隙 21275886.3去殼機構的設計 24136516.4杏仁在去殼對輥中破殼過程的分析 25166596.5軸的設計與校核 257990總結 264244參考文獻 2710583致謝 29PAGE2PAGE2第1章緒論杏核在世界上是三大干果之一，而里面的杏仁呢更是一種非常具有營養(yǎng)價值的東西，有著極高的入藥價值和食用價值，它富含多種營養(yǎng)其中就包括蛋白質、脂肪、維生素等，他的藥用價值更是具有益脾、潤肺、止咳、定驚等多種功效，經(jīng)常吃這個干果也可以預防癌癥或者用來美容。杏仁作為一種常見的干果類食品，在國內外市場上具有廣闊的前景。杏仁加工主要采用的是機械加工工藝，通過對杏仁進行破殼、留仁等處理，實現(xiàn)產(chǎn)品的銷售。1.1研究目的我們給杏核破殼時，破殼的問題往往是最讓人頭疼的。因為杏核外形大小等并不固定，且外殼很硬，難以剝離。我國新疆那邊的大部分食品企業(yè)，每年處理杏的能力在萬噸級以上，得仁率大概可以到11％～16％，果核量僅在千噸左右，我國的杏核品種繁多。因此，怎么給杏核破殼就成為了制約這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。所以現(xiàn)在開發(fā)一種適合杏核分級、破碎、收集的小型杏核去殼機，具有非常重要的應用價值和現(xiàn)實意義。1.2我國現(xiàn)狀國內做這種的企業(yè)一般采用傳統(tǒng)的機械破殼，這樣做雖然可以對杏核和杏仁進行分離，但是在分離的的這個過程中會產(chǎn)生大量的碎杏仁。杏核在破殼的這個過程里面特別容易打碎杏仁，這樣一來不僅品質受損，而且耗能也會增多；我們?yōu)榱私鉀Q以上所說的這個問題，設計了一種對輥式杏仁去殼機。對輥式杏核去殼機是以杏核為目標，然后利用對輥的擠壓和摩擦力來讓杏核外殼變形，對杏仁進行破殼。主要工作內容為：確定機器的工作原理；對其進行初步的理論分析；然后對集中主要的零部件設計和計算；最后通過計算就可以知道：它的最大進料量為0.178kg/min時，破殼率可以達到97.8%，出仁率為90.6%。并且該設備優(yōu)點很多比如操作簡便、破殼率高，全程半自動，可以大大的提升杏仁的出仁率，然后降低杏仁的生產(chǎn)成本。PAGEREF_Ref6453\hREF_Ref6584\r\h[6]目前，目前我們國家還是處于起步階段。與國外相比，我國在這一方面的研究還是稍微處落后，我國是杏產(chǎn)大國，但因為沒有好的破殼的技術，出仁率低等原因使其難以成為一個新興的食品產(chǎn)業(yè)。。因此，應加快研究這一技術對我國杏產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重大意義。在今后的發(fā)展中應繼續(xù)開展如下幾個方面的研究工作:(1)進一步優(yōu)化機械破殼的原理和方法;(2)研制新一代的專用設備和智能控制裝置;(3)針對不同品種和不同產(chǎn)地設計出最佳破殼方案;(4)開發(fā)出綜合性能優(yōu)異、成本低廉、操作簡單、破殼均勻、出仁率高、外形美觀等特點為一體的新型杏核去殼設備。1.3國外杏核破殼發(fā)展趨勢從20世紀50年代開始，美國的一些學者就對杏核進行了深入研究。美國的愛荷華州立大學的Nick和Smith教授他們對杏核進行了對杏核做了一些人工的破殼試驗，然后發(fā)現(xiàn)杏核在人工破殼后，破殼率只為31%多。隨后，美國新罕布什爾州立大學的H.Muenenho和R.J.Kaplan教授對杏進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了機械破殼的結果與人工手動破殼相對比，可以將其破殼能力提高到81%以上[11]。在這個時候，美國的西肯塔基大學的L.Norden教授在杏核的機械破殼方面也進行了一些研究，發(fā)現(xiàn)用機器進行破殼后，杏核破殼率可達71%~91%。所以可得，外國人也已經(jīng)對杏核這方面進行了大量的研究工作。但這些研究都是在實驗室條件下進行的，所以也是會存在一定的誤差。鮑金峰、Li.Design2021針對需求量大但采集效率低的黑橄欖仁，采用自動流水線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人造橄欖仁，自動完成破殼和果仁、果仁篩選。根據(jù)果仁提取的設計要求，確定橄欖仁機的整體結構。專注于分析物料輸送裝置和切割和破殼裝置，在管道設計中，主要使用振動盤，線性給料機，鏈輪輸送機，氣動壓力裝置和直線篩分機等機構。此外，還針對橄欖芯的不規(guī)則性設計了三個加工尺寸的模具。有限元分析表明，設計組織合理。鮑金峰，2021針對需求量大但采集效率低的黑橄欖仁，自動流水線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人造橄欖仁，自動完成破殼和果仁、果仁篩選。根據(jù)果仁提取的設計要求，我們確定了橄欖仁機的整體結構。重點分析物料輸送裝置和切割和破殼裝置，在管道設計中，主要采用振動盤、直線給料機、鏈輪輸送機、氣動壓力裝置和線性篩分機等機構。此外，還針對橄欖芯的不規(guī)則性設計了三個加工尺寸的模具。有限元分析表明，設計組織合理。國外采用二次回歸正交組合試驗建立了殼裂化率（SCR）、全內核率（WKR）和比能耗（Es）回歸模型，并利用MATLAB軟件對參數(shù)進行了優(yōu)化。結果表明，RS的最顯著因素是SCR和WKR的線性項，而CA最重要的因素是Es的線性項。兩個因素的交互作用項對三個指標有顯著影響。確定CA的最佳參數(shù)組合為0.47°，RS為108r/min。在此基礎上，適應性試驗表明，裂解裝置對核桃殼與果仁間隙大于1.6mm、殼厚小于1.2mm的核桃具有較好的開裂效果。研究結果對核桃裂解裝置的設計具有現(xiàn)實意義。第2章杏核物理特性的統(tǒng)計與分析2.1杏核外形的定義杏核在實際生產(chǎn)生活中種類繁雜，外形不規(guī)則，現(xiàn)通過參考相關資料對其外形進行定義，如圖所示：圖2.1核的二維外形結構示意圖(1)在杏核結合的中間它會一條凸起，我們呢把在其中間中間凸起的這條線叫做結合線。(2)杏核的長度是說沿著這條棱的方向，從一端到另一端最遠的距離。(3)杏核的寬是指沿著這條棱的橫向，從杏核一端到另一端最遠距離。(4)杏核的厚是指沿沿著這條棱的豎直方向，從兩殼端面最遠處的距離。(5)殼厚指杏核殼的平均厚度。2.2杏核的尺寸的分析2.2.1杏核外形尺寸用測量工具對500多個杏核進行測量以后，得到他們的長寬高，經(jīng)過統(tǒng)計分析以后生成下列表格。表2.1杏核長度分布序號核長（mm）個數(shù)所占比例序號核長（mm）個數(shù)所占比例1234567<16<17<18<19<20<21<2237222771110980.0060.0130.0420.0510.1350.2090.186891011121314<23<24<25<26<27<28>286654301613540.1250.1030.0570.0310.0250.0090.008表2.2杏核厚度分布序號核厚（mm）個數(shù)所占比例序號核厚（mm）個數(shù)所占比例1<8.540.0087<11.5600.1142<9190.0368<12250.0483<9.5480.0919<12.5110.0214<101180.22410<1350.0095<10.51180.22411>1330.0066<111150.219表2.3杏核寬度分布序號核寬個數(shù)所占比例序號核厚個數(shù)所占比例1<1370.0137<19180.0342<14470.0898<2090.0173<151070.2049<2190.0174<161500.28510<22005<171240.23611<2310.0026<18530.10112>2310.0022.2.2三維尺寸綜合分析根據(jù)這個杏核的各種數(shù)據(jù)來看，一般的杏核長度都在16.3毫米至27.96毫米，所以我們平時種植的杏核大都在16毫米至26毫米之間，可以占到總數(shù)的89.5%。而杏核的厚度也從8.5毫米到14.12毫米不等，大多數(shù)杏核的厚為10.5毫米到13毫米，約占總數(shù)的91%。寬度分布范圍為13.12mm至24.53mm，其中大部分寬度為15mm至19mm，約占總寬度的92%。通過實際測量和數(shù)據(jù)檢索，確定本研究對象的厚度應在6.6mm至16mm之間，大多數(shù)杏核的厚度在9.0mm至14.54mm之間，約占總數(shù)的91%。為了確保數(shù)據(jù)的廣泛適應性，在機械結構設計時，將杏芯的厚度范圍調整為8.5mm至15mm，作為分揀機構設計的依據(jù)。2.2.3杏核外殼的厚度針對單個核而言，通常外殼的厚度保持基本不變，除非是中心棱線。據(jù)調查結果顯示，以上情況在中國也屬實如此。厚度范圍為1毫米至1.7毫米，平均為1.18毫米。本研究中，核心的殼厚分布在0.58毫米至2.36毫米之間，核心約為1.6毫米至2.2毫米。從我們測量的大部分結果來看，殼的平均厚度為1.58毫米，這個數(shù)字遠遠高于我們所需要的。殼厚度的變異系數(shù)大于20%。表2.4杏核殼厚數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果項目平均值均方差變異系數(shù)殼厚1.6860.2660.1982.2.4杏核的分級通過使用間接法，可以計算核和杏仁之間的間隙，方法是將產(chǎn)品公式，核的厚度減去杏仁的厚度，這樣就可以得到殼的厚度。然后根據(jù)我們對杏仁核所測量得大量數(shù)據(jù)，我們就會發(fā)現(xiàn)杏仁核和杏仁之間的空隙大概為為0.04mm~8.6mm。杏仁核和杏仁間的空間主要集中在0.5mm~2.5mm之間，只有少數(shù)空間小于0.5mm或大于3mm。這一般是因為干裂引發(fā)，不過依靠我們得出杏核的厚度和它的間隙的數(shù)據(jù)，我們可以確定，我們破殼時只需要讓，讓對輥的間隙大于這個杏仁的厚度，杏仁就不會被擠壓導致破碎，并且處于安全位置。根據(jù)以上我們的分析結果，我們可以把杏仁分為一下三級。具體分布如下表所示。此外，我們需要定制杏仁分級標準，以準確分類不同級別的杏仁。2.3杏仁分級標準的定制由以上實驗數(shù)據(jù)的分析可知，本文確定對象的核厚尺寸分布在8.0mm～14.0mm，而資料顯示杏核厚度范圍為6.5mm～15mm之間，杏仁與杏核的間隙在0.5mm～2.5m之間，那么，我們可以確定當在設計中采用對輥輪擠壓方式破殼時，只要輥子間隙小于杏核厚度，即杏仁與杏核間隙的尺寸，杏核破碎后杏仁是不會受到擠壓的，也就是說杏仁處于安全位置之中。綜上所述，現(xiàn)將杏核分為3級。表2.5具體分布如下表所示級數(shù)杏核尺寸范圍18～10mm210～12mm312～14mm2.4杏核在受到擠壓力時的抗載荷和其變形表2.6杏核被擠壓破殼時的壓縮載荷與變形厚度范圍（mm）壓縮破壞載荷（N）（平均值）破壞時的變形（mm）（平均值）（8,9）198.51.79（9,10）229.42.06（10,11）266.72.08（11,12）327.92.04（12,13）305.11.73（13,14）282.72.25從這個表來看。由于擠壓受到的載荷是平均值，所以看不出來它的最大和最小的值。根具測試記錄，能破殼的最大力為376.8N，最小力為165.6N，最差也要223.2N，平均值力要276.5N。杏核被破壞時還有一些其他性質：就是杏核越厚需要的力也就越大，當杏核的厚度為11-12mm時，這個力達到最大；但是當這個厚度達到一定程度后，他會有一個降低的趨勢。杏核在被擠壓時主要需要看他的壓縮載荷和變形程度。然后通過我們查閱資料，我們找到了一張關于杏核在受到壓力時的表格圖。圖2.2杏核受壓示意圖以上圖片是杏核在被擠壓時候的變形趨勢圖杏核在加力以后，壓力和壓縮變形線性增加，直到達到最大值。此時，杏仁在壓縮點（即杏仁厚度）開始開裂，導致承載能力降低和變形增加。隨后，杏仁的壓縮面積增加，變形繼續(xù)增加，承載載荷的能力也增加，直到杏仁斷裂。圖中顯示，在杏核壓縮之前，壓縮和壓縮變形基本上是線性的。杏仁的壓力破壞負荷是確定殼破碎過程能耗的主要基礎。由于不同尺寸的杏仁具有不同的破壞載荷，因此在設計殼破裂機構時，應將最大破壞載荷作為參考。此外，杏仁破壞過程中的變形量也是確定輥間空間和分類杏仁的重要基礎。只有合理的設計方法才能以低能耗完成粉碎杏仁的任務。如果使用基于較大厚度計算的一對實心和相對的輥進行果皮壓碎，則很難壓碎較細的杏仁，因此果核壓碎率僅降低約70%；從較低的杏仁厚度計算，導致較厚杏仁的斷裂率大于30%。因此，在破碎杏仁之前，有必要對其進行分類，以確保更高的破殼率和更低的破損率。第3章設計方案及結構特點這臺機器具有杏仁分揀和去殼的一體功能。分揀部分使用滾筒進行工作，而破碎部分選擇對輥進行工作。此外，該機器結構簡單，傳動可靠，調節(jié)方便，杏仁損傷最小，能耗低。工作過程：杏仁通過進給系統(tǒng)滑入滾筒，在滾筒主軸的作用下旋轉。由于滾筒的傾斜角度，杏核在滑動過程中受到離心力，并滑動到右端。尺寸之間的差距越來越大，導致較薄的杏子落入第一個進料點，而較厚的杏子則進一步向右滑動，最終分揀完成。分揀后，杏仁落入兩個破碎的外殼滾筒之間，將外殼壓碎。主斷裂輥通過滑輪連接到傳動機構，并接收旋轉力。從動輥配有偏心軸，偏心軸旋轉以推動或移動從動輥遠離從動輥，從而達到調節(jié)間隙的目的。圖3.1杏核去殼機示意圖圖3.2杏核去殼機裝配圖

第4章傳動部分的選擇4.1傳動機構圖3.2傳動部分示意圖1.電動機2.減速箱3.皮帶輪4.分級滾筒5.破殼主輥4.2電動機的選擇與運動參數(shù)計算由于分級部分的轉速約為20r/min，破殼部分所需轉速約為50r/min，因此電機在選擇時不需要過大的轉速。由于杏核破殼所需的剪切力為：工作機所需功率：傳動裝置總效率：V帶的效率為滾動軸承的效率為：（每對）齒輪的效率為：聯(lián)軸器的效率為：電動機的輸出功率：取選擇電動機為Y100L-6型技術數(shù)據(jù)：額定功率（）滿載轉矩（）額定轉矩（）最大轉矩（）圖4.1三項異步電動機4.3傳動部分各項參數(shù)的確定總傳動比：各級傳動比分配：初定:4.4傳動帶的選擇及設計輸送帶由兩部分組成，一部分是減速機構完成后電機與分揀段之間的皮帶傳動，另一部分是去殼機滾筒左端滾筒之間的皮帶傳輸。帶1傳動（1）傳動帶的選擇選擇普通v帶傳動確定計算功率由表８.７（機設）查得工作情況系數(shù)由式（4-1）（2）選擇V帶型號查圖8.11（機設）選A型V帶。（3）確定帶輪直徑,參考圖8.11（機設）及表8.8（機設）選取小帶輪直徑（電機中心高符合要求）驗算帶速由式:（4-2）因為，故帶速合適。從動帶輪直徑（4-3）查表8.8（機設）取傳動比:（4-4）從動輪轉速:（4）確定中心距和帶長按式（機設）初選中心距:（4-5）取按式求帶的計算基礎準長度（4-6）由表8-2取帶的基準長度按式計算中心距：a（4-7）依照一下公式中心距調整范圍（4-8）（4-9）（5）驗算小帶輪包角由式（機設）（4-7）（6）選擇V帶根數(shù)Z由表8-4a（機設）查得,及時，單根V帶的額定功率分別為1.00kw和1.18kw，用線性插值法求時的額定功率Pr值。（4-9）由表8-4b（機設）查得△P0=0.11kw由表8-5（機設）查得包角系數(shù)由表8-2（機設）查得長度系數(shù)計算V帶根數(shù)Z，由式（機設）（4-10）取Z=2根（7）計算單根V帶初拉力，由式（機設）（4-11）由表8-3（機設）查得（8）計算對軸的壓力，由式（機設）得（4-12）（9）確定v帶帶輪的尺寸結構，小帶輪基準直徑采用實心式結構。帶2傳動（1)傳動帶選為普通V帶傳動選擇V帶型號查圖8-11（機設）選B型V帶。（2)確定中心距和帶長(1)按式（機設）初選中心距（4-13）取(2)按式（機設）求帶的計算基礎準長度xz79（4-14）由表8-2（機設）取帶的基準長度(3)按式表（機設）計算中心距：a（4-15）(4)查表（機設）以此來確定杏核去殼機中心距的調整范圍（4-16）（4-17）(5)驗算小帶輪包角由式（機設）（4-18）確定V帶根數(shù)最后得出結果為Z(1)由表查得,n1=800及n1=940時，單根V帶的額定功率分別為1.00Kw和1.14Kw，用線性插值法求n1=940時的額定功率P0值。由表8-4b（機設）查得△P0=0.11kw由表8-5（機設）查得包角系數(shù)由表8-2（機設）查得長度系數(shù)（2）計算V帶根數(shù)Z，由式8-26（機設）（4-19）取Z=2根(3)計算單根V帶初拉力，由式（機設）（4-20）由表查得(4)計算對軸的壓力FQ，由式（機設）得（4-21）(5)確定帶輪的結構尺寸，給制帶輪工作圖大帶輪基準直徑，采用孔板式結構。

第5章分級機構的設計分揀裝置主要由三段光柵輥組成，每段輥之間光柵條之間的距離不斷增加，可以分揀出三種不同品種的杏核。網(wǎng)紋輥的直徑為410mm，輥的總長度為1330mm。5.1分級部分結構及分級原理杏仁經(jīng)過三步分揀過程，滾筒的每個部分都有不同的空間，這些空間的大小逐漸增加。滾筒的內徑以圓周運動向上移動，而滾筒在彈性和滾筒與水平面之間的角度的影響下沿軸向彎曲或直線移動。當杏核進入滾筒時，較薄的杏核在第一個滾筒的離心力作用下分離并落入物料接收孔，較厚的杏核則進入下一階段進行篩選。這個過程一直持續(xù)到杏仁進入頂層的接收孔。結構示意圖如下所示。圖5.1分級部分示意圖5.2分級部分影響因素及參數(shù)確定影響分揀機構性能指標的因素有很多，主要是滾筒與水平面之間的角度、滾筒速度、滾筒長度和滾筒直徑。反映分類器性能的指標包括杏仁混合率、果實損傷率、性能等。根據(jù)經(jīng)驗和實際情況，確定了兩個主要因素：滾筒傾斜度和滾筒速度。根據(jù)數(shù)據(jù)，滾筒傾斜3°，速度為21R/min時，分級效果最佳。

第6章去殼機構的設計本節(jié)主要介紹杏仁的粉碎，根據(jù)不同的杏核對其進行分類。研究的主要重點是杏核的破碎，該理論要求杏仁逐漸承受超壓和應力剪切。在這些力的共同作用下，杏仁殼逐漸分解成小碎片，這是一種爆炸性斷裂。6.1對輥破碎的力學原理這種形狀將人工錘擊打杏仁的平面機械運動減少為空間機械運動。優(yōu)勢是多方面的：一種是作用在杏仁上的力逐漸增加，而不是突然施加水平力系統(tǒng)，導致杏仁破碎成爆炸性碎片；兩個磨輥在軋制過程中提供向下、向上和擠壓的壓力，在杏仁上形成空間力系統(tǒng)；再次，由于兩個輥的相對作用，杏仁的應力范圍設置為30°x30的菱形空間，以避免滑動，并確保外殼破碎輥的完整運行。杏仁分揀部分分為三組，每組下方有碎殼輥，間隙為杏仁厚度+（0-2）mm。因此，一旦確定了碎殼機驅動輥和從動輥之間的中間位置，也就確定了碎杏仁的尺寸。6.2杏核破碎的力學分析6.2.1單個杏核在破碎輥間的受力分析杏芯在研磨輥之間暴露的力包括：研磨輥的過壓、研磨輥產(chǎn)生的一對剪切力T、主動輥向前垂直運動產(chǎn)生的剪切力、從動輥向后垂直運動產(chǎn)生剪切力以及杏和脆輥之間的摩擦力。由于單個杏仁的重力很低，這里忽略了它。嘗試如下：6.2.2破殼對輥的間隙杏核的厚度與被加工時對輥間隙的關系需著重考慮一下幾個方面1.杏核的平均厚度，2.當杏核被加工時對輥最大的間隙，3.當杏核被加工時對輥最小的間隙，4.杏核被擠壓時的平均變形量，5.杏核殼內表面與杏核之間的平均間隙。杏核厚度H=杏仁厚度+兩邊杏核皮厚+杏核內表面與仁之間間隙（）圖6.1單個杏核在兩輥間的受力分析圖6.2破碎輥的擠壓間隙又：對輥之間最小的間隙。即：圖6.3破碎輥的擠壓間隙圖6.4杏核厚度與擠壓間隙杏核厚度分布在8.5mm-13.0mm以內，數(shù)量占總杏核量的91%左右，將杏核分為三級。杏核破裂時的變形量一般在2mm左右。因此，取=2mm。通過上述方法求得的和均為理論間隙。因此，實際的破碎輥間隙為：計算可得e1=8.66mm，e2=11.41mm，e3=13.24。6.3去殼機構的設計分揀后，杏仁落入接收裝置，然后掉落在兩個破殼輥之間，完成破殼杏核的任務。主動輥和從動輥通過主動齒輪和從動齒輪的連接進行轉動，以進行破殼。要調整它們之間的間隙，可以操作調節(jié)偏心輪，使從動輥在偏心軸的偏心范圍內移動。但是，重要的是要注意，調整間隙時齒輪嚙合中心距不會改變。這樣做可以避免齒面過早磨損失效、輪齒過早彎曲和疲勞折斷等問題。圖6.5破殼主動輥示意圖圖6.6破殼被動輥示意圖6.4杏仁在去殼對輥中破殼過程的分析杏核受到對輥內扇形平面上的力P和擠壓應力的作用，在對輥內受壓變形；堅果被擠壓變形后，產(chǎn)生位移S，位移的大小和對輥的徑向距離d成正比，在對輥孔中產(chǎn)生徑向力Fp,Fp作用在對輥內壁使對輥和堅果間產(chǎn)生摩擦力；3.當堅果受到對輥內扇形平面上的力P和擠壓應力P共同作用時，堅果發(fā)生剪切變形，從而達到破殼目的。6.5軸的設計與校核根據(jù)設計和安裝的要求軸的尺寸如下：軸長1840mm，軸肩的高度為2mm。軸的結構簡圖如下所示：圖6.6杏核去殼機破殼部分軸的簡圖選擇輥的類型。破殼輥的設計是杏仁顆粒進入破殼裝置并成功通過破殼室的關鍵。通常，在選擇輥的類型時，會考慮以下因素：容量：破殼輥的長度、直徑和寬度使杏仁顆粒能夠順利通過。長度通常應大于20-30毫米的最大尺寸。外殼破裂區(qū)的壓力：也就是說，破裂室內的壓力取決于杏仁的類型和大小。杏仁核區(qū)域的壓力可以是最大尺寸的1-3倍。壓碎力：杏仁在壓碎室中的沖擊力取決于杏仁的類型和大小。杏仁在斷裂區(qū)域的沖擊力可以達到最大值的1.5到2倍。調整裝置：在主動輥上設置一個調整裝置，根據(jù)不同品種的要求調整其尺寸和大小。E.設備精度：即設備內部應與整機連接，緊密保證附著力，提高全身各部位的精度，減少跳動。F.軋制材料:主要分為碳鋼和合金鋼。由于碳鋼價格低廉，對柔順性濃度的敏感性較低，因此通過熱處理或化學處理可以提高耐磨性和疲勞強度。因此，本次設計選用45#鋼作為軸材料。軸強度的校核按扭轉強度計算，用于只承受轉矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計算。其強度條件為：τ=T/WT=9.55（6-1）式中：為軸的扭切應力，；為轉矩，；為抗扭截面系數(shù)，；對圓截面；為傳遞的功率，；為軸的轉速，；為軸的直徑，；為許用扭切應力，。所以，把相關的數(shù)據(jù)帶入公式中得：τ=T/WT=9.55（6-2）由于軸的選材為45號鋼，所以查表可知45號鋼的許用扭切應力為，。經(jīng)校核設計的軸符合要求，可以正常工作。

總結對輥式杏仁去殼機，結構簡單，操作方便，工作過程中不易出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象，可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；工作時物料能順利通過，破殼率高；對輥破殼效果好，使產(chǎn)品出仁率高；操作環(huán)境干凈，噪音小。但由于結構比較復雜，所以在設計的過程中需要考慮到很多的問題。首先對設備的整體結構進行設計，包括機架、傳動系統(tǒng)。機架主要是用于支撐軋輥以及保證物料在運行過程中不會發(fā)生偏移等現(xiàn)象。傳動系統(tǒng)是整個設備運行過程中關鍵的一環(huán)，它主要作用是將對輥所傳遞過來的力進行傳遞，讓對輥和物料之間能夠產(chǎn)生足夠大的摩擦力來實現(xiàn)破殼的功能。通過對設備整體結構與各部分零件尺寸、位置、結構等方面進行合理設計，對設備進行結構優(yōu)化設計并通過應力應變分析與校核，從而為設備改進和優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。參考文獻hangHong,LiuHualong,ZengYong,TangYurong,ZhangZhaoguo,CheJi.DesignandPerformanceEvaluationofaMulti-PointExtrusionWalnutCrackingDevice[J].Agriculture,2022,12(9).huChengcheng,LiFan,DongYuanzhe,ZhaoShengdun,LvJingxiang,MengDean.TheRollers’OffsetPositionInfluenceontheCounter-RollerFlow-FormingProcess[J].Metals,2022,12(9).aoJinfeng,LiXiang.DesignandResearchonShellBreakingMechanism[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2021,2101(1).王雨欣,徐之棟,陳千一,徐道春.一種對輥式無患子種子破殼機的設計與實現(xiàn)[J].林業(yè)和草原機械,2021,2(05):50-53+66.DOI:10.13594/ki.mcjgjx.2021.05.011.祝兆帥.斜齒對輥擠壓式杏核破殼機的設計與試驗[D].新疆農(nóng)業(yè)大學,2021.DOI:10.27431/ki.gxnyu.2021.000735.祝兆帥,張佳喜,楊莉玲,毛吾蘭,王毅超.斜齒對輥擠壓式杏核破殼裝置設計及壓輥強度分析[J].食品與機械,2021,37(05):115-119+202.DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2021.05.021.馬佳樂,唐玉榮,張永成,張宏,劉揚,蘭海鵬,牛浩,張兆國.堅果殼仁分離的研究現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)機化研究,2021,43(02):263-268.DOI:10.13427/ki.njyi.2021.02.049.uphanYangyuen,JuckamasLaohavanich.Developmentofasemi-automaticmacadamiacrackingmachine[J].EngineeringandAppliedScienceResearch,2018,45(4).劉延彬,吐魯洪·吐爾迪,楊會民,散鋆龍,王學農(nóng).巴旦木破殼機具的研究現(xiàn)狀與分析[J].中國農(nóng)機化學報,2018,39(02):49-55.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2018.02.011.胡燁.巴達木機械破殼力學試驗研究[D].山西農(nóng)業(yè)大學,2017.AgriculturalEngineering;NewFindingsReportedfromQingdaoUniversityofTechnologyDescribeAdvancesinAgricultural