所属领域 

　　磨削与精密加工、智能农机装备 

技术简介 

　　项目组研究了核桃的几何特征和物理参数，并以此为基础对核桃破壳原理及受力过程进行理论分析，设计了多层回转或摆动笼式核桃分级筛，解决了目前分级效率低效果差的瓶颈问题。利用薄壳理论对壳体破裂源分析，利用断裂力学相关理论分析和计算了裂纹扩展的临界力值，设计制作了两种不同原理的核桃自定位预破壳装置，从而降低破壳应力，达到预破碎的目的。对法向集中力与位移关系进行了理论计算，得到了核桃外壳不同位置裂纹产生和破碎时的临界力值，设计制作了三种不同原理的高效高露仁率的核桃破壳装置：柔性带剪切挤压破壳及脱壳系统、对撞式核桃破壳系统、同向双螺旋自分级柔性挤压破壳系统，实现了不同应用场景需求的高效破壳。根据核桃壳与核桃仁的形状不同、比重相差较大，核桃壳受到的风力较大，设计制作了螺旋输送和气力输送叠加的分离装置。基于核桃仁与表面红衣的热膨胀系数的不同，设计了电磁智能加热装置及直线式振动筛传送履带装置，实现了核桃仁表面的仁衣分离及脱落去除。 

创新点及性能指标 

　　分析了核桃形状特性并得到了核桃样品球度，揭示了核桃输运姿态运动学规律；提出了核桃喂料精准定位、定量新方法，发明了基于螺旋输送和滑块式定位模具机构的 2 种核桃喂入系统关键技术与装备，实现了核桃以一定姿态、一定频率的喂入预破壳系统。有效的提升了核桃预破壳效率、破壳精准度及核桃仁完整度。依据核桃壳料力学特性及断裂理论，揭示了核桃裂纹生成扩展机理；首次提出了自定位且挤压行程可控的裂纹生成预破碎关键技术，发明了基于同向可调节双钉轮和偏心轮式 V 型块机构的 2 种预破壳装置；减小了核桃正式破壳的破壳应力，从而降低核桃仁在破壳过程中的损伤。依据核桃壳料力学特性及破壳理论，首次提出了柔性低损伤破壳关键技术。发明了柔性带剪切挤压破壳系统、同向双螺旋自分级柔性挤压破壳系统、精准施力对撞式破壳系统。揭示了不同挤压角、不同间距对核桃接触点的影响机理。进行了不同参数对破壳力和露仁率影响的实验研究。

　　实验结果表明，依靠项目成果，可实现核桃破壳分离自动一体化，脱壳率为 90-95%，核桃仁红衣去除89%-93%。单台脱壳生产效率为 50-60Kg/ 小时；核桃仁衣分离生产效率 500-600Kg/ 小时。

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