畢業(yè)論文（設計）開題報告課題名稱 螺旋式核桃剝殼機的設計 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 指導教師 起止時間 機械電氣化工程學院教務辦制填 表 說 明一、學生撰寫《開題報告》應包含的內容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內（外）研究現狀及分析；3、對課題所涉及的任務要求及實現預期目標的可行性分析；4、本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進度計劃；7、主要參考文獻（不少于 7 篇）。二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。三、開題報告要求手寫體，字數在 3000 字以上，由學生在本報告冊內填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。開題報告正文一、 本課題研究的目的和意義我國的核桃栽培面積約 130 萬 hm2 以上,主要種植區(qū)域在西南和西北。在國際市場上,核桃與杏仁、腰果、榛子一起并列為世界 4 大干果,核桃作為保健食品早已被國內外所認識。我國核桃總產量約 31 萬噸,全國人均占有 0. 24kg。這與國際上一些國家相比相差甚遠,如美國人均占有核桃 1. 5kg,是我國的 6 倍。是我國主產核桃的基地之一，種植歷史悠久，品種資源豐富，主要分布在天山以南氣候與土壤等自然條件很是一種值的阿克蘇、巴州、喀什等地區(qū)，種植面積已達 300 萬畝。隨著農業(yè)產業(yè)結構和核桃種植方式的調整，核桃已經成為農村經濟發(fā)展的特色經濟作物之一，且年產量逐年遞增。但是我們不能僅僅依靠買原料來增加收入，而要走農產品深加工路線。我國核桃栽培面積大，產量高， 但是加工技術落后， 沒有成熟的核桃破殼機械。針對核桃加工存在的問題和市場的需求,確定核桃加工工藝,除脫青皮、分級、清洗、脫水、烘干、去殼、仁殼分離與包裝外,還可進一步深加工。在加工中,存在的問題是核桃脫殼比較困難,主要由人工完成。人工剝殼難以滿足生產發(fā)展的要求,故研制高效剝殼機已成當務之急。研制核桃取仁機的具體任務是尋找適當的、特別是保證取仁質量的破殼工藝方法,研究實現這一工藝方法所要求的機器。本課題研究通過對核桃的物理特性和破殼機械結構研究，采用有限單元法，根據核桃的幾何尺寸和物理參數，對核桃在不同方位加載下的受力狀態(tài)進行核桃殼的力學特性分析與試驗，設計一種新型螺旋式核桃破殼機構。實際上實現核桃取仁機械化, 對解放勞動力, 支援農業(yè)生產有重要意義，同時避免衛(wèi)生狀況難以達標和造成核桃殼的浪費。核桃出口國家較多, 進口國家比較集中, 國際市場斗爭十分激烈, 實現核桃加工機械化, 有利于我們搶時間 , 爭速度, 支援外貿。機械取仁有希望提高取仁質量,增加外匯, 同時, 大規(guī)模集中加工, 便于綜合利用。核桃仁中約占5%的碎末可以集中榨油, 核桃殼可以制成活性炭、過濾器中的濾料和堵漏材料等。因此，結合核桃的加工工藝，研究核桃物理特性和破殼裝置的技術措施，可以填補螺旋式核桃破殼機械的理論知識的空白，推進堅果類破殼機械的技術進步，提高破殼取仁效率及其果仁衛(wèi)生安全保障，具有十分重要的理論和實踐意義。二、 本課題所涉及的問題在國內外研究現狀及分析1. 國外的研究現狀堅果類破殼問題的研究， 國外早在20世紀60年代初，就著手研制各種堅果破殼機具，至80年代初，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果破殼機，如夏威夷、杏仁破殼機等。經過數十年的發(fā)展，堅果破殼機具已日趨成熟，目前正朝著機電一體化方向發(fā)展。如蘇聯專利破裂松果的方法，日本專利破除栗殼的方法。2. 國內的研究現狀目前, 國內研制的機械擠壓式核桃破殼機有多種, 實現核桃破殼的結構主要有: 雙齒盤齒板式、對輥窩眼式、內磨與外磨式、圓盤與圓盤式、圓盤與偏心圓弧板式、圓盤與直板式[ 1] 。其原理都是利用擠壓破殼間距與核桃外形尺寸形成間距差, 通過間距差使核桃殼破裂。但這幾種核桃破殼結構在控制間距差方面均不理想, 因而破殼取仁效果較差。就說我國對棉核桃殼剝取仁機理的研究，在理論和實踐方面都做了有益的探討，但均未解決好核桃去殼取仁的問題。如陜西、山西的核桃剝殼機，性能不甚好，勞動生產率低，且菌感染指數高于國際食品衛(wèi)生法規(guī)定的標準，影響了桃仁的品質，降低了換匯率。3. 國內外研究現狀分析日前核桃破殼取仁有以下幾種方法：①離心碰撞式破殼往。②化學腐蝕法。③真空破殼取仁法。④超聲波破殼法。⑤定向擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多．所以應用很少；第二種方法，由于在實際操作中不好控制．仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此人們不愿接受；第三、四種方法．設備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；只有第五種方法值得探索。但由于核桃品種繁雜，尺寸差異較大、形狀不規(guī)則、殼仁間隙小，所以核桃的破殼取仁難度較大。破殼后還需進行殼仁分離。鑒于殼仁密度相差不大，加之碎殼、碎仁上有許多毛刺，所以殼仁分離也有相當難度。解決以上難題的方法就是將破殼取仁分解為分緩、導向、擠壓殼(多點)、殼仁分離四部分，逐一加以解決。三、 對本課題所涉及的任務要求及實現預期目標的可行性分析1. 任務要求（1） 通過查找文獻、試驗和統計等多種方法確定設計方案；（2）對核桃破殼機械的破殼裝置進行研究，進行實地數據采集；（3）了解核桃破殼裝置的工作原理和核桃的物理特性，提出主要問題，給出初步的設計方案；（4）完成關鍵部件的設計，并在室內試驗的基礎上，對試驗結果進行分析，找出各參數的最佳組合。 2.可行性分析本課題要求設計螺旋式核桃破殼取仁機，設計過程中主要是對破殼機的破殼裝置進行分析研究，掌握其工作原理，動力特性，破殼強度，工作轉速等。采用理論分析和試驗研究相結合的方法，采用 CAD、Solid works 繪圖軟件進行設計，并對涉及結果進行分析，對核桃破殼機進行設計。理論分析采用概率統計學和力學分析法，分析并計算各個實際參數和運動條件，設計出能夠實現預定目標的核桃破殼機。 。四、 本課題需要重點研究的關鍵問題及解決的思路本課題重點研究的是：依據核桃的品質分級和核桃破殼機的檢測現狀及相關的實驗條件，采集有關數據，進行破殼裝置的實驗研究和設計。關鍵是：分析核桃破殼機破殼裝置和核桃物理特性的特點，設計可實現破殼效率高的實驗裝置，畫出初步的裝置框圖。解決思路：查閱參考有關核桃破殼裝置和核桃物理特性的文獻。核桃大小有異，所以要求核桃剝殼機要具有分級裝置，主要是可進行破殼定量調控，實現這一點就可提高破殼機的利用率。五、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成本課題，首先，要對計算機繪圖有熟練的掌握和技巧；其次，要了解核桃破殼機的工作原理和核心部件的零件組成。還有，收集到核桃破殼機分級裝置、破殼裝置、分離裝置的技術參數，最后就是要靜下心來，仔細畫圖。其中計算機繪圖有一定基礎，需要在不斷的深入工程中不斷加強。核桃破殼機的工作原理也知道，對于其核心部件的外形和尺寸可以查閱資料得知。技術參數的話現有的資料有限，可以去相關工廠采集數據參數。最重要的還是能否在規(guī)定的計劃時間內完成繪圖工作，前面的基礎根本不足以去完成工作，這樣邊學邊畫效率無法提高。所以一定要安安靜靜的去繪圖，認認真真的對待這份工作，才能達成最終目的。六、 完成本課題的工作方案及進度計劃本課題的完成方式是以計算機輔助設計 CAD 和 Solid works 為依托，仿真、模擬出螺旋式核桃剝殼機的工作原理和動畫，通過對核桃剝殼機實際工作工程中的數據采集，植入真實數據，將核桃剝殼機的全過程以動畫形式呈現出來。擬定工作進度是（以周為單位）1、第 1 周，任務書制定，確定設計計劃。2、第 2-3 周，撰寫開題報告，確定課題研究的意義和方法。3、第 4-6 周，進行可行性論證，確定設計方案和草圖。4、第 7-10 周，繪制模型零件圖、裝配圖、3D 實體圖、動畫模擬圖。5、第 11-12 周，設計說明和對設計圖進行修改、分析。6、第 13 周，設計答辯準備工作。7、第 14 周，最后修正，提交設計。七、 主要參考文獻1. 史建新 6PH-150 型核桃破殼機[期刊論文]-糧油加工與食品機械 2000(01)2. 張仲欣，對輥窩眼式核桃開口機設計．洛陽工學院學報 1999．20(4)：8—11．3. 吳斌方等．綿核桃剝殼取仁機的研制，湖北工學院學報．1995． 4. 陳秉均，美國胡桃加工技術的新進展．農機情報資料．1985．(9)38—435. 史建新，辛動軍，國內外核桃破殼取仁機械的現狀及問題探討.農機化，2001.（6）：29-326. 張林泉，龔麗，剝殼機具的現狀及效果改進方法的探討.食品機械，2006， （7）：72-747. 趙學篤，陳元生，張守勤，農業(yè)物科學.北京：機械工業(yè)出版社，1986 年8. 辛動軍，核桃破殼取仁方法及試驗研究，，農業(yè)大學.2002 年 5 月9. 吳守一，郭永宏.農業(yè)物料空氣動力學特性的研究.種子加工技術，1986， （1）：16-18 學生簽名 年 月 日 指導教師審閱意見指導教師簽名 年 月 日