栅栏式二次核桃破壳特性研究及有限元分析

介绍核桃二次破壳机的原理,并以温185核桃为样本统计、分析核桃的三维尺寸;在万能力学试验台上对温185核桃加载载荷分析破壳的破坏载荷值和压缩型变量,得出温185核桃横径的极大值为34mm,极小值为23mm,破壳压缩变形量为1.5~2.0mm,破壳间距为21mm;最后利用有限元法模拟核桃在二次破壳机内的挤压揉搓破壳过程的应力、应变变化,验证原理可行性,为实际设计破壳机提供理论基础。     

核桃壳仁风选机的设计与试验研究

为实现核桃加工破壳后的壳仁分离,采用风选式原理对核桃壳仁进行分离。以喂入量、风量级、风腔长度和管道倾角为试验因素,进行混合水平正交试验。试验结果表明:风量大小和风腔长度对壳中含仁率有显著影响,风腔长度对仁中含壳率有极显著的影响,喂入量对高路仁损失率有极显著的影响。通过优化试验方案得出壳仁风选机的最优参数:喂入量为0.16kg/s、风量级为2.5级、风选腔长度3.2m和管道倾角θ取60°,能够达到仁中含壳率小于3%,壳中含仁率小于7%,高路仁损失率小于5%,均符合设计指标要求。     

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。      

影响核桃壳仁脱离的主要因素

通过对新疆主产几种核桃的外形、内部结构、壳厚度及内褶面积等物理特性的研究,分析了影响核桃壳仁脱离特性的主要因素.同时,对两种核桃破壳方式与壳仁脱离特性进行了研究,分析了不同破壳方式下核桃壳的破碎度与核桃壳仁分离特性的关系等,为设计合理的核桃壳仁分离机械提供了理论依据.     

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。     

核桃机械化脱壳的力学特性分析

核桃力学特性的研究,对核桃脱壳机械的设计、动力学仿真、数学模型建立和分析具有重要意义。本文采用微机控制的电子拉压实验机对广西乐业县产的薄壳核桃进行力学实验,并对数据进行数理统计分析。通过实验结果表明,核桃在被压缩时会经过弹性变形、塑性变形和突然破裂3个阶段;核桃结构尺寸大小、含水率、受力位置对核桃破壳力的影响极为显著,压缩速度对核桃破壳力影响显著性不明显,提出核桃脱壳最佳参数组合是横向施压、施压速率80mm/min、含水率21.73%。     

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。     

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%。     

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。     

锥篮式核桃破壳机结构改进设计与试验

针对锥篮式核桃破壳机高路仁率和壳仁分离率低、碎仁率较高的现象,进行了改进设计,利用单因素试验方法分别探究定筒转速A、定筒与动筒最小间距B、定筒游动间隙C对核桃破壳效果的影响,并进行了正交试验.试验结果表明:当动筒转速为65 r/min、定筒与动筒最小间距为19 mm、定筒游动间隙为2 mm时,综合破壳效果较好,性能指标...     

核桃破壳取整仁装置的设计

新疆的核桃种植业目前已经形成了一定的规模,南疆的阿克苏核桃远销全国各地,大量的核桃产出对核桃破壳机械的需求很是迫切,但是核桃深加工对核桃整仁的需求很大.而获取核桃整仁常用的方法是人工破壳取整仁,但这样核桃破壳取整仁的劳动量很大,不仅耗时效率低,质量要求也难以保证,而且增加了产品生产的人力成本,不利于核桃深加工产业的发展.要想促进核桃深加工产业的发展,对核桃破壳取整仁机械设备的研发制造很有必要,核桃破壳取整仁装置生产效率高,操作简便易于实现机械化和自动化,有很大的发展空间.     

基于Workbench核桃力学特性分析与试验研究

为了提高核桃的破壳质量,必须对核桃壳体的力学性能展开研究。考虑到核桃表面的沟壑及核桃壳体不同区域厚度不同对于力学分析造成的影响,通过三维蓝光扫描仪UP200对去核仁后的1/2核桃壳体进行扫描,利用GEOMAGIC软件对核桃壳体进行修复建模,得出核桃壳体的三维模型;运用ANSYS workbench对1/2核桃壳体进行3种方式加载进行云图分析,得出最佳破壳方式。仿真结果表明:沿着Y=X方向加载,变形分布面积最大,破壳效果最好。设计试验,每组选用30个核桃,共进行3组不同方向的加载,结果表明:沿着Y=X方向加载得到的破壳率、整仁率和高露仁率最高,该方向加载核桃的破壳效果为0.8437,可为后期核桃破壳机械的结构设计提供参考。     

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。     

山核桃坚果有限元模型建立及受力分析

针对山核桃果壳完全破裂所需的变形量大于壳仁间隙,用一般的机械挤压方法破壳会造成大量碎仁等问题,利用Pro/E软件建立了山核桃的几何模型,采用有限元分析方法构建了山核桃破壳受力模型,并对山核桃进行了受力模拟与分析。根据不同受力方向和不同载荷下山核桃的应力应变分布情况,确定山核桃壳变形量不大且产生局部裂纹点多、裂纹点易扩展的最佳施力方式,为山核桃破壳取仁设备的研制提供依据。     

核桃破壳取仁工艺及关键设备

我国核桃栽培面积大,产量高,但是加工技术落后,没有成熟的核桃破壳机械。针对上述问题,确定了核桃破壳取仁工艺,介绍了常见核桃破壳取仁方法及核桃破壳装置,并设计开发了6PK-400核桃破壳机,对其结构和原理做了介绍。该机选用平板挤压破壳方法,采用了一对端面呈倾斜、上宽下窄的破壳板作为核桃破壳工作部件,可对核桃进行破壳取仁。通过对核桃破壳试验及影响核桃破壳的主要因素进行分析表明:该机具结构设计合理,为破壳装置的改进设计与使用提供了理论依据。     

核桃破壳取仁生产线的设计与试验

为解决人工破壳取仁的繁重劳动,通过对核桃破壳工艺路线及壳仁空气动力学特性差异关键技术的研究,研制适合我国新品种核桃的破壳取仁加工生产线。生产线主要由3FJ―001型原核桃分级机、变间距挤压式核桃破壳机、滚筒式桃仁分级机、离心式二次破壳机及风选式壳仁分离机组成。整个生产线实现一次破壳率可达到80%以上,半仁率平均含量76%,1/4仁平均含量14%;经过二次破壳,破壳率比一次破壳平均提高18%,壳仁分离生产率可达到400kg/h以上,同时碎末和硬壳得到充分利用。     

栅栏式核桃二次破壳机的设计与试验

设计核桃二次破壳机用于核桃加工生产线中弥补一次破壳带来的不足。栅栏式核桃二次破壳机应用挤压揉搓原理,通过内滚筒与栅栏间的间隙实现二次破壳。对该机关键部分进行设计,再通过正交试验确定其最优参数。栅栏式核桃二次破壳机能适应不同大小和不同开口程度的核桃,在破壳过程中,内滚筒转速和栅栏与内滚筒间的间隙是影响脱仁率和破壳率的主要因素。通过试验研究得到,在滚筒转速70 r/min,滚筒长度80 cm,喂入量3 kg/min时,有较高的核桃脱仁率和核桃高露仁率,能运用于核桃破壳取仁生产线中,为核桃壳仁分离提供保障。     

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。     

核桃破壳、壳仁分离生产线的研发

针对目前我国核桃加工技术滞后的现象,通过对核桃破壳及壳仁分离等关键技术的研究,开发研制出了适合我国核桃品种的核桃加工生产线。文中介绍了核桃生产线的结构组成、工艺路线及特点。     

核桃破壳、壳仁分离生产线的优化设计

针对国内首条核桃加工生产线存在的问题,项目组成员对其进行了改进,研制出适合我国不同品种的核桃加工生产线,以改进后研制的6HT-600型核桃加工生产线为例着重介绍了核桃加工生产线工艺、破壳机、核桃仁分级机、壳仁分离系统的改进工作。