基于Workbench的核桃破壳力学特性分析

对核桃的物理性能进行测定,得出其基本尺寸;通过UG建立核桃的三维模型,运用Workbench对核桃的3种力加载方式进行应力和应变分析,并且与试验结果进行对照,得出最佳的破壳方式。结果表明:破壳力沿X轴方向加载效果最好,峰值最大24.45 kg,裂纹会沿着力的加载点扩散。通过实验数据也可以看出,沿核桃X轴方向加载力,得到的破壳率和整仁率最高。这为核桃破壳机械的结构设计和研究提供了参考。     

气爆式核桃破壳试验研究

利用核桃本身气密性,在核桃壳体上钻一个小孔,从孔向核桃内部加载高压气体载荷,在一瞬间核桃内部、外部形成较大的压差,当气压差产生的压力大于壳体的许用应力时,壳体爆开破裂,利用气爆原理完成核桃脱壳的试验研究。本文通过正交试验分析影响核桃脱壳性能的主要因素,分析总结出当气体压强P为0.75MPa,孔位置K在结蒂时,锯口位置S在长轴方向时气爆式核桃破壳的破壳率最高,核桃碎仁率最低,破壳效果最佳。     

对影响核桃破壳力大小因素的探究

用准静态压缩实验,通过对破壳挤压方向、加载速率、核桃尺寸、预处理等因素影响下的破壳力进行测定,得出最佳的破壳挤压方向、加载速率以及核桃尺寸的变化与破壳力的关系。结果表明:沿垂直于X轴方向以15 mm/min的速度加载效果最好,随着核桃尺寸的增加破壳力也会增加。通过实验数据可以看出,对核桃破壳前进行预处理可以减小破壳力,这为核桃破壳机械的结构设计提供了参考。     

气爆式核桃破壳有限元力学分析

核桃破壳取仁技术是核桃深加工工艺中的重点。为此,根据核桃的几何尺寸参数,用软件建立了核桃有限元分析模型,对核桃在3种气压载荷加载方式下的受力状态进行应力与应变分布分析。分析结果表明,在0.55 MPa载荷时核桃结蒂位置加载是最优解,核桃壳体爆开位置较好,多处破裂有利于取仁工作,可以得到较高的破壳率和较低的碎仁率,证明此有限元分析模型具有可行性。     

基于Workbench的文冠果破壳力力学特性分析

对文冠果的几何特性进行测定,用Solidworks建立三维模型,并运用Workbench对文冠果分别在X、Y、Z3个加载方向下的应力、应变的分布状态进行分析,得出最佳的破壳方式。分析结果表明:沿Y方向施加加载的破壳效果最好,产生的变形最大,应力和应变扩散范围较广,裂纹扩张较好。与实际试验结果相一致。这为文冠果剥壳机的研制提供一定的理论基础。     

柔性带剪切挤压核桃破壳机理分析与性能试验

传统的核桃破壳取仁装置多采用刚性元件,工作过程中易造成核桃仁过度破碎,同时剥壳率低、适应性差。为提高核桃破壳取仁效果,结合核桃机械破壳原理,设计了柔性带剪切挤压式核桃破壳取仁分离设备。利用弹性力学理论对核桃壳不同部位的刚度进行分析,得到不同部位失稳时的临界力;利用薄壳理论对核桃壳受挤压时的内力和形变进行分析,得出核桃不同部位裂纹产生和破壳时的临界力;利用断裂力学理论分析和计算了核桃破裂后裂纹扩展的条件。采用单因素试验方法分别探究间距A、上下带速度差B及挤入夹角C对核桃破壳效果的影响,然后再通过正交试验确定3种因素的一组最优解。试验结果表明:在间距为23 mm,上下带速度差为0.19 m/s,挤入夹角为45°时破壳效果最为理想,一露仁率、二露仁率、碎仁率、未露仁率分别为75%、18%、5%、2%,即破壳率为98%,整仁率为93%。     

立式圆锥核桃破壳装置转速与破壳效果关系探讨

针对立式圆锥核桃破壳装置,分析了立式圆锥破壳体转速与"温185"核桃破壳效果间的关系。设计了核桃破壳效果评价方法,采用了3种不同转速进行了核桃破壳效果试验。试验结果表明,立式圆锥破壳体转速处于1 300转/min对"温185"核桃具有较好的加工适应性,破壳效果良好。     

核桃物理力学特性参数的试验研究

为掌握核桃分级破壳机的设计参数与物理特性参数之间的关系,为今后研制核桃分级破壳机关键装备提供基础理论依据,通过对3种核桃进行准静态压缩试验可知:1不同品种样本的外形有较大差异,三维尺寸大致为27.16~42.22mm;同时,样本的球度较高,故可近似为球形。2沿着不同方向挤压核桃的破壳力和压缩位移是不同的,沿着垂直于纵径方向挤压核桃的破壳力和压缩位移是最小的,沿着垂直于棱径方向挤压核桃的破壳力和压缩位移处于中间,沿着垂直于横径方向挤压核桃的破壳力和压缩位移是最大的;破壳时的压缩位移平均值为1.03mm。该研究为核桃分级破壳机的设计及优化提供了必要的基础参数。     

影响气爆式核桃破壳取仁的因素探究

通过研究新疆3种核桃的几何尺寸、壳体厚度、内隔膜厚度等核桃的物理特性,分析在气爆式核桃破壳方式中影响破壳效果的重要因素。同时,通过实验对不同品种核桃在不同气压值下的破壳效果进行了研究,得出这3种物理特性对核桃破壳效果的影响规律,为后续研制气爆式核桃破壳机提供理论依据。     

基于定向挤压的核桃破壳有限元分析及破壳装置设计

针对目前核桃破壳机构适应性不强、破壳率不高、整仁率低的问题,从核桃破壳前定向预处理的视角,探索核桃在破壳加工前果体姿态定向处理对挤压破壳受力的影响因素。同时,以云南漾濞核桃为研究对象,通过3D扫描获取核桃三维实体模型,进行多组过静态压力有限元仿真试验,结果表明：在核桃果体上最佳受力区为核桃中线位置的横径方向,该位置受力最均匀、裂纹扩展效果最佳、最易破壳。基于有限元分析结果,设计出一次破壳与二次破壳相继进行的核桃定向破壳机构,并对核桃的破壳过程进行了力学分析,结果表明：破壳机构中弹簧的刚度系数及锤头旋转角度为影响核桃破壳的关键因素。研究结果可为核桃破壳设备的设计提供有创新意义的理论支撑。     

凸轮摇杆双向挤压核桃破壳装置设计与试验

针对当前核桃破壳装置自定位结构复杂,破壳行程无法控制,脱壳率低,核仁损伤率高的技术问题,通过对核桃失稳破壳、裂纹扩展临界条件及破壳位移分析,基于定间隙单果挤压破壳原理,设计了一种凸轮摇杆双向挤压核桃破壳装置.进行了双螺杆定量喂料、凸轮摇杆双向挤压破壳机构、挤压/落料U形块结构、凸轮机构运动角及位移、摇杆位移方程以及凸轮...     

核桃破壳机的试验与工作参数优化

为了优化自制偏心击打式核桃破壳机的工作参数,提高核桃破壳的高路仁率,进行了核桃破壳试验研究。通过二次回归旋转组合试验,明确了击打行程、含水率、核桃尺寸与高路仁状况的具体关系,对破壳参数进行了优化和验证。结果表明:含水率在14.5%左右时,核桃高路仁效果最好;最佳的综合破壳效果条件为击打行程为5mm左右、含水率为14.5%左右、核桃尺寸为41mm左右。     

低温冷榨核桃油工艺及主要压榨参数优化

为得到高品质的核桃油,利用新疆“新新2”品种核桃进行核桃破壳、壳仁分离和低温螺旋冷榨工艺中试试验。对比研究了物料粒度对出油率的影响以及低温螺旋冷榨机压榨的主要工艺参数（出饼口直径和榨轴转速）对核桃油饼粕残油率和压榨效率的影响,得出核桃油冷榨关键技术的最佳工艺条件:核桃仁粒径10 mm、压榨温度35 ℃、入榨水分8%、榨轴转速60 r/min及出饼口直径6 mm,在此工艺条件下核桃油出油率可达40%。将冷榨装置与核桃破壳及壳仁分离生产线进行集成配套,形成低温冷榨核桃油生产线,为冷榨核桃油工业化生产提供坚实基础。      

山核桃破壳机加载锤头设计与试验

针对现有的山核桃破壳机多采用点、线等单一的加载接触形式进行破壳,使得工作过程中山核桃受力大小分布不均,从而导致低破壳率、高果仁损伤率的现象,设计了多种不同加载接触形式的锤头类型,以山核桃破壳后破壳率、果仁损伤率、露仁率、裂纹分布为评价指标,通过试验探究了不同加载接触形式下的破壳效果。通过有限元分析探究了不同窝眼个数的锤头对破壳过程中裂纹分布和扩展的影响,并以锤头结构参数和加载方向为试验因素进行了正交试验,确定了最佳锤头结构参数组合。试验结果表明,凹槽式锤头结构能够降低加载方向因素对破壳效果影响的显著性;凹槽中附加的窝眼能够使破壳后的果壳产生大量局部裂纹点,并沿窝眼棱线扩展产生裂纹,具有裂纹引导作用;窝眼个数增加,山核桃破壳后的裂纹数增加且裂纹分布均匀、范围广,有效提高了山核桃的破壳质量;当凹槽直径为28 mm,窝眼个数为7时,破壳效果最理想,破壳率、一露仁率、二露仁率、果仁损伤率的均值分别为98.88%、37.05%、57.24%、5.71%。     

挤压式核桃破壳机参数优化试验

为了得到挤压式核桃破壳机的最佳工作参数,对破壳机进行了试验研究。选择对核桃破壳影响较大的含水率、弹簧刚度、挤压行程3个因素进行了单因素破壳试验,以此为基础进行了3因素3水平的响应面BoxBehnken破壳试验,分析了因素间的交互作用,建立了回归方程,并进行了验证试验。结果表明:影响破壳效果的因素主次顺序为含水率、弹簧刚度、挤压行程,含水率分别和弹簧刚度、挤压行程有交互作用;最佳工作参数为含水率21%、弹簧刚度15.3N/mm、挤压行程10mm。试验采用陕南商洛核桃,弥补了陕南核桃相关参数的空白,试验数据为核桃破壳机的设计和改进提供了理论依据。     

基于核桃特性分析的核桃破壳装置设计

针对核桃加工过程中存在的人工破壳效率低、成本高等问题,分析了核桃的物理特性,探究了核桃挤压破壳的影响因素,得到核桃的最大破壳应力为580 N。在此基础上,设计了一种气动式核桃破壳机,并利用复动式气缸的特点实现了高效破壳。设计了核桃破壳机的总体结构和关键部件,并开展了验证试验,结果表明,在破壳气缸单个行程耗时2 s条件下,核桃高露仁率和一次破壳率分别为91.5%和90.7%,处理量为108 kg/h。此设备可为核桃破壳的规模化发展提供借鉴和参考。      

短风道核桃壳仁分选机研制

目前国内核桃破壳取仁主要依靠手工,效率低,成本高,制约了核桃产业的发展。介绍了项目组新研制的小型短风道核桃壳仁分选机的结构、工艺、工作原理、特点及试验情况,该设备集核桃破壳、壳仁分级和壳仁分离于一体,可以同时完成核桃破壳、壳仁分级与风选分离,为实现核桃壳仁机械化分离加工创造了条件。      

挤压式核桃破壳机的正交试验研究

为了研究自制挤压式核桃破壳机的最优工作参数,选用含水率、弹簧刚度、挤压行程3个因素进行正交试验,并且进行了验证试验。通过试验,确定了挤压式核桃破壳机的最佳工作条件为含水率23%、弹簧刚度1 3.1 N/mm、挤压行程1 0 mm,在最优条件下的验证结果综合评价值为2.7 3左右。     

核桃加工工艺及成套设备

国内市场对核桃及其加工品的需求日益增长,但是我国核桃采后处理技术比较落后,在核桃脱青皮、破壳、壳仁分离等加工关键环节和设备成套性方面处于空白.为提高我国核桃产业化加工技术水平,实现核桃生产的商品化,介绍了美国和我国核桃生产和加工的现状,分析了美国核桃加工工艺和成套设备,并针对关键加工设备的结构和工作原理进行探讨研究,基本摸索出了美国核桃加工工艺和设备布局的总体方案.结合我国核桃生产实际情况,设汁出适合我国中小型核桃加工厂的加工工艺和成套设备.