山核桃破壳裂纹产生与扩展试验研究

探究山核桃受冲击力破壳裂纹产生与裂纹延展的规律,对突破制约核桃破壳取仁环节装备的瓶颈有较好的指导意义。以皖浙交界天目山区的山核桃为试验材料,采用不同形状的冲头预制裂纹,结合仿真分析研究其对裂纹萌生引导的影响。通过烘烤试验,观察裂纹延展趋势与规律。借助试验结果的启示,设计了山核桃破壳机。破壳部件的敲击锤头与果臼槽采用内附七窝眼的凹槽型结构,使得山核桃在冲击力的作用下,密集分布的棱线能够有效地实现裂纹引导,利于壳仁分离,获得更好的破壳质量。样机通过试验达到了预期效果,其破壳物料为后续加热、振动加工等工序提供便利。

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。

内置杆气压缸驱动杠杆增力双工位核桃破壳装置

传统核桃破壳机生产效率低,结构复杂,不易维护。文章通过运用对称结构,并结合气动与增力杠杆,设计出了一种内置杆气压缸驱动的杠杆增力双工位核桃破壳装置。该破壳装置仅用一个气缸便可实现两个工位工件的破壳,结构简单,生产效率高,节能环保。

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。

偏心击打式核桃破壳机的参数优化

为确定偏心击打式核桃(Juglans regia L.)破壳机的最佳工作参数,首先进行了核桃含水率单因素试验,然后选择击打行程、核桃含水率、核桃尺寸3个因素进行了L9(33)正交试验。结果表明,当核桃含水率为14.5%时,核桃破壳综合效果最佳。影响核桃破壳综合效果的因素从大到小为核桃含水率、击打行程、核桃尺寸。最佳的工作参数为核桃含水率15%,击打行程5 mm,核桃尺寸40 mm左右。对于不同尺寸的核桃,适当改变击打行程有利于提高综合破壳效果。

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。

变间距挤压式核桃破壳机的研制

为了同时提高直接出仁率和高露仁率,增加农民购买机具的积极性,研制一种变间距挤压式核桃破壳机。通过调节多个辅助辊与破壳辊之间的间距形成由大到小的渐变性多工位挤压破壳区。并采用L9(34)正交试验,通过综合平衡法来分析得出综合优方案。试验表明,当辊子转速65r/min、喂入量20kg/min、含水率35%时,破壳机效果最佳。

核桃分级破壳机的试验分析与参数优化

针对自行设计的核桃分级破壳机样机采用响应面设计的试验分析方法,对核桃破壳影响较大的因素,即分级绞龙转速(X_1)、破壳动刀转速(X_2),以及分级装置与破壳装置的上下间距差(X_3)进行单因素破壳试验;在此基础上进行响应面破壳试验,建立了各试验指标与试验因素间的回归数学模型,并采用非线性回归优化方法,确定出该分级破壳机的最佳工作参数。试验结果表明,影响破壳效果的主要因素是分级装置与破壳装置的上下间距差,其次是分级绞龙转速和破壳动刀转速;预测出一次破壳率最大响应面的最佳值为91.074 344,此时X_1为50.418 416 r/min,X_2为29.959 498 r/min,X_3为4.999 116 mm;预测出高露仁率最大响应面的最佳值为77.872 038,此时X_1为42.797 068 r/min,X_2为34.784 395 r/min,X_3为4.502 268 mm。

全自动核桃划口机的设计研究

针对传统的核桃破壳设备很难同时保证高破壳率和高露仁率,设计一种全自动核桃划口机,其主要包括喂料斗、导位辊、硬毛刷辊、排序滑道、机架、机械自动划口装置和储料箱等。其中机械自动划口装置包括:切割锯片、电缸、核桃夹具和气缸等。由PLC系统控制实现全自动生产加工。核桃的划口和破壳试验表明,核桃的划口率随着切割锯片在电缸上的移动速度的减小而增加,划口后的核桃的一次性破壳率和高露仁率明显增加,一次性破壳率提高了9%,高露仁率提高了12%。

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65r/min、定筒与动筒最小间距为19mm、定筒游动间隙为2mm时,综合破壳效果较好,性能指标分别为破壳率100%、高路仁率85.7%、碎仁率3.7%、壳仁分离率95.4%。