核桃定向破壳装置设计及试验

【目的】核桃破壳是核桃加工过程中的重要工序，针对现有核桃破壳方法因随机运动而导致碎仁率高的问题，基于核桃的外形特征和力学特性提出一种采用振动调姿定向破壳方法，并开展试验研究，以提高核桃的破壳质量。【方法】以云南大姚103核桃为研究样本，测得了核桃的横径、纵径、棱径，以及沿3个方向的破壳力，核桃破壳时沿横径方向施力，不仅所需的破壳力小，而且碎仁率低。基于这一受力特征，设计了一种由皮带和压板组成的楔形定向破壳装置，并对核桃破壳过程中各瞬时进行力学分析，确定了影响破壳性能的主要因素。以破壳率、碎仁率为评价指标，采用单因素试验法，确定了皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角的选取范围；并以皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角为试验因素，开展了三因素三水平正交试验；以提高破壳率、降低碎仁率为目标，运用Design-expert软件对试验因素进行参数优化，获得了各因素的最优参数组合。【结果】基于所研制的定向破壳装置开展了定向破壳试验，结果表明：当皮带速度为93 mm/s，弹簧刚度系数为42 N/mm，压板倾角为2.5°时，破壳率为97.2%，高路仁率86.5%，碎仁率为13.5%。【结论】提出的定向破壳方法...     

核桃壳力学特性分析与试验

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,当沿核桃缝合面短轴方向平行于打击方向击打破壳时,破壳力的峰值最大707．21N,同时有效值也最大87．66N;有效值越大,破壳过程所受到的冲击力越大,越有利于破壳。     

含水率对温185核桃静压力学性能的影响

为给核桃破壳机械设计提供依据,以温185核桃为研究对象,利用质构仪对不同干燥处理的核桃进行静压力学试验,运用Matlab和Origin软件进行数据处理,研究含水率对其力学性能的影响。结果表明:在干燥8 h后核桃含水率基本趋于稳定;在相同加载条件下,核桃在不同加载方向上所产生的载荷-变形曲线形态是相似的,除纵向外曲线上没有明显的生物屈服点,外壳在受力破坏时呈现出一定的脆性,没有延展性;核桃的初次破裂力、压缩变形量均随含水率的增加而增加。在含水率为3.24%、缝向上加载时初次破裂力和压缩变形量最小,最小值分别为52.41 N、0.39 mm;在含水率为12.99%、横向上加载时初次破裂力和压缩变形量最大,最大值分别为200.19 N、1.42 mm;通过对核桃含水率与应变能的关系分析得出,从缝向上进行加载时核桃破壳较容易。试验结果可为核桃破壳机械的研发提供参数依据。     

漾濞县核桃烘烤技术应用现状及对比分析

烘烤核桃是核桃生产中的一项关键技术,它不仅是核桃果实采收后处理的重要环节,同时也是核桃产品储藏、加工、销售的首要环节。因此,为了有效提高漾濞核桃干果的品质,通过对漾濞县几家合作社核桃鲜果烘烤方式现状进行调研,分析各种烘烤核桃技术的利弊,并提出相应的建议,从而进一步明确漾濞核桃烘烤技术发展方向,提高漾濞核桃的市场竞争力,增加农民收入,促进漾濞核桃产业标准化、规范化发展。     

6HT-100型核桃分级破壳机机架的有限元分析

[目的]机架是核桃分级破壳机的关键部件,为了研究其动态特性,掌握应力应变情况,明确机架在受力后的薄弱环节。[方法]首先分析该机机架的工作特性,结合核桃分级破壳机要求,确定机架结构参数;其次,利用三维实体建模软件Solid Works建立机架模型,将其通过接口导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,对所建机架模型进行静力学和模态分析;最后求解并得到核桃分级破壳机机架的总变形图、等效应力云图、等效应变图及机架的前6阶模态频率和振型。[结果]结果表明,机架最大应力为23.48 MPa[τ]=68.96 MPa,模态频率为7.5~66.8Hz,机架结构设计合理,能够达到工作要求。[结论]为后续优化设计奠定基础并提供参考依据。     

定间隙核桃破壳机主轴的动态响应分析

通过对定间隙核桃破壳机主轴的动态响应分析,考虑到核桃破壳时挤压力在不断变化,主轴受力不均匀,综合其转速、材料和结构配置等因素,建立动态响应模型。结果表明,降低轴系固有频率,选择合适轴承,减轻主轴重量,采用对称设计,能够有效提高主轴的动态响应特性,改善破壳的质量和安全性能。     

离心式核桃二次破壳机的设计与实验研究

[目的]研究新型核桃二次破壳机,使其在有效破壳率和损失率方面达到用户的使用要求.[方法]离心式核桃二次破壳机利用离心作用使核桃产生运动速度,高速运动的核桃通过与撞击桶发生撞击完成二次破壳.对机具的关键参数进行理论分析与计算确定其取值范围,再通过正交试验初步确定其最优参数.[结果]核桃离心破壳方法对核桃的外形、尺寸、壁厚等物理特性变化不敏感,因此是一种理想的二次破壳方法.在二次破壳过程中核桃的撞击速度是影响有效破壳率和损失率最重要的因素.同时,经过二次破壳后的核桃是否再次与撞击桶、离心板或其他核桃发生碰撞也将影响到损失率.[结论]通过实验研究确定当撞击桶锥角=30°,离心板的转速n=420 r/min,撞击桶间距L=273 mm时,离心式核桃二次破壳机的有效破壳率≥80;,损失率≤1.89;.离心式核桃二次破壳机具有对核桃尺寸、形状和壁厚适应能力强,撞击力调整方便等优点.     

对辊挤压式核桃破壳装置的设计与试验研究

针对我国核桃初加工技术落后的特点,设计了一种对辊挤压式核桃破壳装置,阐述了该装置的结构特点及工作原理,并对影响破壳效果的各因素进行了正交试验.结果表明:一次性破壳率受挤压辊Ⅰ转速影响最大,受挤压辊Ⅱ转速影响次之,受挤压间隙影响最小;高路仁率受挤压辊Ⅱ转速影响最大,受挤压间隙影响次之,受挤压辊Ⅰ转速影响最小.当挤压辊Ⅰ的转速为95 r/min,挤压辊Ⅱ的转速为75 r/min,挤压间隙为33mm时,能取得较好的破壳效果.     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

澳洲坚果冲剪破壳试验研究

[目的]为了提高澳洲坚果破壳机的效率,依照性能优良且高效的要求,研制了一种澳洲坚果冲剪式破壳机,并偕同冲击式破壳机做了试验比较。[方法]以破壳机类型、澳洲坚果尺寸为试验因素,试验测定了2种破壳机的破壳率、整仁率和生产率。试验模式采用平衡完全随机析因设计,每个处理3个重复,每个重复用5 kg澳洲坚果。并利用SAS软件对试验数据做了方差分析。[结果]冲剪式的生产率显著高于冲击式,2种破壳机加工小果的生产率显著高于大果。冲剪式的破壳率显著高于冲击式,2种破壳机加工大果的破壳率显著高于小果。冲剪式的整仁率显著低于冲击式,两种破壳机加工大果的整仁率显著低于小果。[结论]与冲击式比较,冲剪式破壳机的生产率和破壳率均显著提高,该机的结构和参数有待进一步改进。     

橡胶辊不同转速对青核桃脱皮的影响分析

【目的】以小型通用型青核桃脱皮分离装置为研究对象,研究橡胶辊不同转速对青核桃脱皮的影响.【方法】首先分析单个青核桃下落接触螺旋橡胶辊边缘动态平衡时的受力情况,然后以甘肃庆阳地区的青核桃为研究对象,运用集成方法建立模型及网格划分,结合试验数据利用LS-DYNA得出最小破壳力203 N所对应的破壳应力临界值17.40 MPa,最后通过碰撞仿真,结合临界值分析橡胶辊不同转速对青核桃脱皮的影响.【结果】当螺旋橡胶辊的转速为90 r/min时,最大应力单元为青核桃与橡胶辊瞬间接触部位,应力值为0.518 MPa;而当转速提高到110 r/min时,青核桃两个部位出现应力峰值,其一是与橡胶辊接触点,峰值为0.34 MPa,之后稳定在0.21 MPa左右,其二是旋转时与筛网的接触点,最大值为0.55 MPa,而后稳定在0.259 MPa左右,同时得出不同转速对应青核桃单元的最大速度.【结论】说明两种转速最大应力小于破壳应力,橡胶辊转速较高时筛网对青核桃内部应力的影响较大.     

基于ANSYS的无人驾驶收割机脱谷离合电控结构疲劳分析

本文针对目前市面上收割机脱谷离合控制结构所存在的缺陷,提出了一种全新的电控离合结构.运用ANSYS仿真软件对所设计的脱谷离合电控结构进行了疲劳分析,仿真结果显示:在载荷为754.9N的情况下,该结构的最大位移为0.91275mm,最大应力为56.6277MPa,最大应变为2.988×10-4 mm.疲劳分析结果显示,该...     

基于细胞水平上的温185核桃壳脆裂机理分析

为提高核桃机械化破壳效果,通过机械法破碎温185核桃的核桃壳,采用环境扫描显微镜(SEM)对裂纹断面进行观察,并根据材料脆性断裂原理对核桃脆裂断面进行分析。结果表明:根据核桃壳体细胞断裂形貌的差异可以分为内外两层,外层细胞尺寸小、密度大,内层细胞尺寸大、密度小,且外层区域的厚度是内层区域厚度的2倍左右;核桃壳不同部位的断面组织形态相似,存在天然的壳沟刻纹、缝隙、杂质、孔洞等裂纹形核特征,这些特征是导致核桃壳体受载荷后裂纹萌生的原因;对核桃的端部和横向腹部施加冲击载荷作用,可以增强核桃破壳局部破碎率,在核桃破壳时容易实现壳仁分离。     

温185核桃破壳取仁工艺试验研究

[目的]研究薄皮核桃破壳取仁工艺,提高高路仁得率。[方法]以温185薄皮核桃为研究对象,研究核桃含水率、破壳加载速度以及加载位置对破壳后整仁、一路仁和二路仁的影响规律,在前期单因素试验结果的基础上,采用二次旋转组合试验方法设计试验,用SAS、matlab软件处理数据,建立相关数学模型。[结果]试验表明,在试验参数范围内,核桃含水率、加载速度和加载位置对高路仁的得率影响显著;当加载变形量12 mm、核桃含水率8%,加载速度为300.15 mm/min和C向加载条件下,整仁得率最高可达60.28%。[结论]该试验所建数学模型对温185核桃破壳取仁工艺具有重要的参考作用,可为实际生产中提高高路仁得率提供参考依据。     

阀门执行器端盖设计及有限元分析

阀门执行器是工业控制中大量使用的用于阀门启闭的自动化器件,当其在爆炸极限工况下使用时,容器内产生的压力会使端盖产生变形,造成端盖的结构应力和变形分布不均,其中端盖厚度参数对其变形的影响尤为显著。本文通过公式计算和经验数据的数值缩比,对端盖厚度取2个极限值,利用有限元软件ANSYS对极限值区间内的不同端盖厚度进行静态受力分析,选取3 mm作为设计厚度。为更好地验证设计的合理性,对整个端盖进行建模和爆炸数值模拟,结果显示最大应力值小于端盖材料的抗拉强度255 MPa,端盖最大位移量小于1 mm,变化范围较小。结果表明,设计具有一定的可行性。     

不同含水率下温185核桃仁力学特性试验研究

为了减少核桃在破壳过程中的机械损伤,降低碎仁率,提高核桃破壳质量和经济附加值,对核桃仁的力学特性进行研究。以温185核桃为研究对象,对其分别进行0 h、1 h、2 h、3 h、5 h、8 h、12 h的干燥处理,通过手工去壳后对完整核桃仁分别从横向、缝向、纵向进行压缩力学特性试验,研究不同含水率下核桃仁的受载及变形规律。运用MATLAB和SPSS软件进行数据处理,并建立相关数学模型。结果表明:核桃含水率在干燥8 h后趋于稳定;在加载变形量12 mm、加载速度60 mm/min、起始加载力0.5 N的加载条件下,核桃仁在横向上的受载和抗变形能力最强,其韧性较好不易破碎,所承受的加载力和变形量随含水率的减少总体呈现先增加后减少的趋势,最大加载力为175.5 N,最大变形量为11.78 mm。     

新型巴旦木破壳机的设计

巴旦木加工采用简易坚果加工设备,劳动强度大、工作效率低,而巴旦木加工生产亟需先进的机械加工设备,针对现有的坚果破壳机破壳效率低、果仁破损率高等问题,结合现有坚果破壳机的特点设计了一种三级破壳和三级分离的巴旦木破壳机,避免了对果仁的二次损伤,降低了碎仁率,提高了破壳率。本文从主要结构和工作原理、破壳机的创新设计、破壳试验等方面介绍新型巴旦木破壳机的设计与应用,为巴旦木加工生产提供参考。     

基于改进ShuffleNet V2网络的核桃破壳物料壳仁分类识别方法

核桃破壳后壳仁物料的高效无损分类检测是云南深纹核桃加工的关键技术缺口。本研究首先使用单独的下采样模块、网络浅层不使用深度卷积及网络深层使用H-Swish激活函数替代ReLu激活函数等优化策略,将ShuffleNet V2-0.5网络模型改进为C-ShuffleNet网络模型,实现轻量化的核桃破壳物料壳仁分类检测;然后,用核桃破壳物料壳仁数据集对改进前后的模型进行训练,进而对改进后的模型进行评估与检验;最后,将改进后的模型C-ShuffleNet与AlexNet、ResNet、EfficientNet、MobileNet等经典分类网络模型进行综合性能比较。结果表明,改进后的C-ShuffleNet模型大小比改进前的ShuffleNet V2-0.5压缩了8.9%,测试集准确率达到98.34%,比改进前提高了1.28个百分点,模型推理速度两者相差不大;与AlexNet、ResNet、EfficientNet、MobileNet等模型相比,C-ShuffleNet模型不但能保证较高的识别准确率,同时所占内存空间较小,识别时间更短,更加适合在嵌入式平台上开发应用。本研究结果为深纹核桃破壳物料壳...     

尖点辊压式核桃破壳机控制系统设计

针对笔者所在项目组设计的尖点辊压式核桃破壳机,在试验过程中发现尖点对置辊的动辊转速和对置辊间隙对核桃破壳效果影响较大的问题,为了对对置辊转速和对置辊间隙进行实时控制,设计核桃破壳机的自动控制系统。主要完成了控制系统的控制方案设计、元器件的选型、电路连接图绘制、西门子逻辑可编程控制器(简称PLC)控制程序编写、上位机监控组态软件(简称MCGS)嵌入版上位机程序编写等,经试验,动辊转速误差±0.5 r/min,间隙调整误差±0.3 mm,控制系统可以满足控制要求。     

滚压式核桃破壳机的设计

针对我国大部分地区核桃(Juglans regia L.)破壳仍以手工去壳为主的现状,设计了一种新型滚压式核桃破壳机,阐述了该机器的工作原理及总体结构特点,重点分析了关键部件及其参数。通过试验验证,该机器适应能力强,破壳效率高,对核桃加工产业的机械化和自动化起着极大的推动作用。