核桃破壳取整仁装置的设计

姚富龙，王震涛，范修文，安 静，徐福龙，王维鹏，李庆凯

（塔里木大学 机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

核桃破壳取整仁装置的设计

姚富龙，王震涛，范修文，安 静，徐福龙，王维鹏，李庆凯

（塔里木大学 机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

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。

核桃；破壳取整仁；机械化

我国的核桃栽培有很久的历史，核桃营养丰富，有很好的食用价值、保健功能，深得大家的喜爱。目前我国人均核桃消费量很大，核桃的年需求量更是可观，而且这种需求还会持续加大，如果全国人口按照14亿人计算，预计在2020年我国核桃的需求总量可达140万t，是2014年我国核桃需求量50万t的3倍左右。由于核桃的经济效益很高，栽植核桃每亩年收入至少3000元，且产品价格和效益仍在稳步上升，使核桃需求量很大，所以相应的核桃破壳机械设备也会有很大的发展空间。

随着科学技术的不断发展进步，我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，机械化生产发挥着越来越大的作用，核桃破壳取整仁装置的应用前景十分乐观。随着越来越多的核桃破壳机械设备的研发制造，众多的核桃破壳取整仁机械设备，必然在激烈的研发制造竞争中更加智能、高效、低耗，而核桃破壳取整仁装置技术也正朝着以下几个趋势发展：机电一体化、机械功能多元化、结构设计标准化、控制智能化。

我国的核桃破壳取整仁装置大多功能单一，不能很好的将核桃破壳所需的功能集中到一台设备上，而且设备加工制造粗放，不够精细，无法实现精确可靠的核桃破壳加工。我国目前许多核桃破壳机械存在整仁率很低等问题，使一些对核桃整仁率要求比较高的加工企业不能接受，这些企业因市场需求等原因，不得不舍弃国内的加工设备，高价引进国外高性能的核桃破壳加工设备，但是这些设备购买价格较高、设备维护困难，所以国产核桃破壳机械设备还是有很大的发展空间，值得大家去研究探索。

随着人们生活水平的提高，现阶段的劳务费用越来越高，去壳机械的最终作用在于提高生产效率和节省劳动力。由核桃仁衍生出的副产品深受人们喜爱。所以，核桃破壳技术具有很高的生态效益、经济效益和社会效益。目前，我国的核桃破壳取仁机械设备种类繁多，相关设备的专利也很多，但是实际的推广效果不是很好，很多核桃破壳的机械设备存在较多问题。该怎样突破核桃破壳机械设备的瓶颈，很值得大家去研究探索，这也是核桃加工行业需要迫切解决的问题。

1 设计原理及机构

（1）设计原理。本课题设计的是核桃破壳取整仁装置，主要是由挤压装置和筛选装置组成。它们一起构成了核桃破壳取整仁装置。

（2）总体设计。核桃破壳取整仁装置结构示意，如图1所示。①传动总成。传动总成由齿轮、电机、组成。齿轮固定在轴上，通过电机带动双槽皮带轮，皮带轮带动齿轮，以齿轮之间的啮合进行动力传动，通过加装齿轮，改变两个动力滚筒相向运转；通过改变齿轮上的齿数，即可改变清选机的传动比，从而改变工作效率。②破壳装置。通过动力滚筒上下挤压头的挤压进行破壳，还能由核桃大小调节挤压头间距，达到挤压破壳的目的。③出料装置。通过重力作用使破壳后的核桃由出料装置，下方由震动分离装置，达到核仁分离的目的。

1.进料装置；2.进料装置支架；3.整机支架；4.动力滚筒；5.动力滚筒外表面筒；6.上动力滚筒主动齿轮；7.上动力滚筒调向齿轮；8.下动力滚筒调向齿轮；9.下动力滚筒传动齿轮；10.出料装置；11.动力滚筒主动轴；12.动力滚筒双槽皮带轮；13.三角皮带；14.主动双槽皮带轮；15.三相变频电机

2 动力滚筒装置的设计

为了实现核桃的自动去壳功能，设计中利用了防摩擦挤压的原理，使核桃在两挤压头螺纹内凹的相对挤压作用下通过相向挤压实现去壳。挤压头的内凹（具有螺纹）采用钢制材料制成，具有很好的抗压性，且固定在动力滚筒，动力滚筒外表面筒可以阻止果壳碎屑进入动力滚筒造成机器卡顿。在脱壳的过程中，挤压后的果壳果仁混合物从出料装置排出，下方的震动分离装置可以达到果壳和果仁分离的目的。

核桃破壳取整仁装置是在动力滚筒间相向转动作用下进行挤压破壳的。通过核桃与挤压头之间的相互作用进行破壳。在一系列的测试情况下，确定破壳的效果怎样受核桃的大小、形状、三相变频电机的转速、核桃入料速率等影响。脱壳机的性能是以脱壳的效率、果仁的完整度、进出量率为衡量标准的。结果表明挤压头的适当间距和电机的转速对机器的性能起着很大的作用。核桃的大小和核桃进给量之间的关系，核桃的形状和挤压头之间的对应关系都极大地影响到所有的工作参数。动力滚筒装置主要部件如图2所示。

图2 动力滚筒装置主要部件图

3 结论

（1）该核桃破壳取整仁装置主要针对人工对核桃固定冲压破开的机理所进行的。本设计结构简单实用、体积小、便于移动、可靠性好、加工方便、材料便宜、成本低、效率高，充分解决了劳动力。

（2）可以充分利用机械运动将核桃破壳取仁，使原本效率提高了，并增加了产品的清洁卫生，提高了机械化程度及生产效率，节省了人力和时间。

（3）由理论计算到实际实验得到的一系列适于各种食用核桃的破壳力度设计了螺纹凹槽，在多次模拟试验中得到了很好的破壳效果。

（4）这次设计的核桃破壳取整仁装置理论上基本满足要求，具有一定的可行性。

［1］王乔，郑仲明，高新宇，等.核桃深加工产品的开发利用［J］.中国食品工业，2006，（8）：38-39.

Design of W alnut Hull Shelling

YAO Fu-long，WANG Zhen-tao，FAN Xiu-wen，AN Jing，XU Fu-long，WANG Wei-peng，LI Qing-kai

（College of Mechanical Electrification Engineering，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300，China）

Walnut planting industry has formed a certain scale in Xinjiang and the southern Xinjiang Aksu walnut is exported to all parts of the country，so a large number of walnut production of walnut shells on the demand is very urgent，but there is a great demand for the walnut deep processing of walnut whole kernel.The method used to obtain walnut whole kernel is to manually break the shell to take the whole kernel，which increases the labor and is time-consuming and difficult to guarantee the quality，, which is not conducive to the development of walnut deep processing industry.In order to promote the development of walnut deep processing industry，it is necessary to develop R&D of walnut shells.The walnut crust shells have high production efficiency，easy to operate and easy to realize mechanization and automation，with great development space.

walnut；broken shell to take the whole kernel；mechanization

S226

A

2095-980X（2017）06-0087-01

2016-05-16

姚富龙（1993-），男，山西朔州人，大学本科，主要研究方向：农业机械化。