一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置及其破壳方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于农业机械领域，具体涉及一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，该装置能够在核桃的破壳输送中保持提前定向好的姿态，同时对不同品种的核桃具有良好的适应性，在使用该装置破壳时根据核桃的脆性断裂准则，先采用挤压使壳体表面高度紧张，再施加一定的冲击力使壳体破裂，使壳体充分破碎的同时又可以很好的保护核仁，准确适应不同核桃需要的破壳力，再进行扭转挤压的复合运动使先前破裂的壳体裂纹进一步扩展便于壳仁分离，兼顾破壳率和整仁率。整仁率。整仁率。

【技术实现步骤摘要】
一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置及其破壳方法


[0001]本专利技术属于农业机械领域，具体涉及一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置及其破壳方法。

技术介绍

[0002]国内外对核桃破壳方法的研究，可大致分为四类：化学腐蚀破壳法、真空破壳法、超声波破壳法以及机械破壳法。其中机械破壳法因成本低、效率高、且破壳后的核桃仁能达到食品级食用要求，成为了最受欢迎的破壳方法。
[0003]目前，根据核桃受力方式，机械破壳方法大致可分为三种方式：
[0004](1)挤压式破壳法，通过压力使壳体变形做功，挤压式又可分为刚性挤压和柔性挤压两种。刚性挤压的设计较多，如董诗涵等人设计了多辊挤压式核桃破壳机；王维等人设计的变间距挤压式核桃破壳机等；以及青岛理工大学设计的自定位预破壳通向螺旋柔性挤压核桃破壳装置；此类破壳方式是近几年来较为常用的破壳方式，挤压式破壳可以更加精确地控制核桃受到的力度和挤压的位置，达到更好的破壳效果；但挤压式破壳行程固定化，而核桃大小不同，品种不同形状也有一定的差异，因此挤压式破壳对于核桃的适应性一般。
[0005](2)击打式破壳法，击打式则将动能转化为破壳的能量，通过外力击打做功。如李忠新等人设计的锥篮式核桃破壳机；丁冉等设计的仿生敲击式山核桃破壳机等设备；该破壳方式在早期的核桃破壳设备研究中较为常见，且适应性较高，但破壳效果不理想，破壳力度的控制方面无法精确掌控与调整。
[0006](3)气爆式破壳法、气爆式是将核桃破孔后向壳内注入高压空气使壳内部达到作用力大于核桃壳体强度而发生破裂。如周军等人研究的气爆式核桃破壳实验；此类破壳方式对核桃气密性要求较高，而在核桃气密性方面人工难以保证，实现较为困难。
[0007]近年来，国内研究人员从核桃预处理角度对核桃破壳过程迚行了研究探索，张恩铭等通过静态压力试验和划口预处理对破壳性能影响的研究，研究发现划口预处理后核桃更易破壳；郑霞对新疆核桃进行破壳前划口预处理的静态压力试验，研究表明核桃划口预处理相比未处理核桃的破壳力和破壳形变量明显减小，整仁率明显增加；研究还发现，对于固定间隙的核桃破壳，核桃进入破壳机构的姿态对破壳率和高路仁率有很大影响。因此，对于核桃在破壳前的处理尤为重要，若能通过科学的方法在破壳时对核桃的姿态进行定向处理，将会很大程度提高对核桃破壳的效率与效果。
[0008]目前使用机械破壳法的核桃破壳装置在对核桃的破壳输送中，核桃姿态容易发生改变，导致提前做好的定向处理难以发挥作用，同时对不同品种的适应性差，并且由于不同品种的核桃需要的破壳力不同，现有装置的破壳效果难以把控，容易出现核桃壳破碎不完全或伤害果仁的情况，难以兼顾破壳率和整仁率。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装
置，该装置能够在核桃的破壳输送中保持提前定向好的姿态，同时对不同品种的核桃具有良好的适应性，在使用该装置破壳时根据核桃的脆性断裂准则，先采用挤压使壳体表面高度紧张，再施加一定的冲击力使壳体破裂，使壳体充分破碎的同时又可以很好的保护核仁，准确适应不同核桃需要的破壳力，再进行扭转挤压的复合运动使先前破裂的壳体裂纹进一步扩展便于壳仁分离，兼顾破壳率和整仁率。
[0010]为了达到上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0011]一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，包括挤压机构、承载挤压结构的机架、在机架上与挤压机构对接设置的上料机构、以及设置在机架一侧的动力机构；
[0012]所述挤压机构包括压力臂、无杆气缸、上挤压头、下挤压头、工位转换盘、步进电机，压力臂通过抱座安装在无杆气缸上，无杆气缸通过气缸座安装在机架顶部一侧，上挤压头与下挤压头作为挤压头组件对向设置在工位转换盘边沿的气缸导轨两侧，气缸导轨两侧设置无杆微型气缸，工位转换盘通过转盘轴连接在机架顶部中间位置，步进电机通过承载座与压力臂对向安装在机架上，步进电机输出端通过铷磁铁与下挤压头端头磁性连接；
[0013]所述压力臂内部设置将核桃壳体击碎的冲击部件；
[0014]所述上挤压头与下挤压头对向面开设凹槽，并在上挤压头的凹槽内设置对应核桃尖端开设凹缝，下挤压头的凹槽内设置对应核桃尾部设置凸片；
[0015]所述上料机构将核桃对应上挤压头的凹缝与下挤压头的凸片对核桃定向传送；
[0016]所述转盘轴靠近步进电机一侧设置工位转换机构；
[0017]所述工位转换机构、上料机构、动力机构依次通过带轮连接传输动力。
[0018]优选的，所述冲击部件包括套筒、钢弹簧、撞击锤、击锤轴、传导轴，套筒安装在压力臂内部，钢弹簧安装在套筒内，并在套筒端头安装有尾帽支撑钢弹簧，钢弹簧前端连接撞击锤，撞击锤前端开设通孔可分离连接击锤轴，并在击锤轴上包覆有偏心定位弹簧，击锤轴前端连接传导轴，传导轴贯穿压力臂与上挤压头接触，并在传导轴外设置有与套筒配合连接的头部外壳。
[0019]优选的，所述挤压头组件绕工位转换盘圆周等距设置四组，靠近上料机构处一组为上料工位，顶部对应压力臂一组为破壳工位，上料工位水平对应的一组为下料工位。
[0020]优选的，所述下料工位下部的机架上对应设置下料仓。
[0021]优选的，所述工位转换机构包括槽轮、主动轮，槽轮固定在转盘轴靠近步进电机的端头，槽轮与主动轮上开设的啮合槽配合，进行工位转换盘的恒定角度间歇转动。
[0022]优选的，所述上料机构包括喂料辊输入轴、链条、喂料勾、链轮，喂料辊输入轴设置在机架顶部挤压机构旁，链轮设置在喂料辊输入轴对应的机架底部，链条连接喂料辊输入轴与链轮，链条上间隔设置若干与挤压头组件位置相对应的喂料勾。
[0023]优选的，所述上料机构前还对接有设置在机架下部的运输机构，运输机构包括传送带电机、传送带体，传送带电机固定在机架上，传送带体下端与传送带电机连接；所述传送带体中部设置内凹槽，保证核桃的定向运输。
[0024]优选的，所述动力机构包括动力电机与减速器，动力电机安装在机架底部上料机构旁，减速器安装在机架上部；电机输出轴、减速器输入轴、减速器输出轴、喂料辊输入轴、主动轮依次通过带轮传动连接。
[0025]本专利技术还提供了使用上述破壳装置进行核桃破壳的方法，包括以下步骤：
[0026]步骤一：启动动力机构，动力机构经电机输出轴、带轮与减速器输入轴连接通过减速器输出轴驱动喂料辊输入轴转动，喂料辊输入轴通过同步带驱动工位转换盘的主动轮，再由主动轮带动槽轮间歇运动，每次运动角度为90
°
实现工位的转换。
[0027]步骤二：将一批定向好的核桃有序送入传送带体上，传送带体内凹槽保证定向好的核桃在运输过程中的姿态稳定，核桃在重力作用下一一掉入喂料勾中，并随着链轮的带动向上输送，此时喂料勾朝上的各个勾内均落入一颗核桃，上升至上料位置的挤压头组件中间时，在无杆微型气缸的作用下挤压头组件对向移动夹持核桃并向破壳工位旋转运动。
[0028]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，包括挤压机构(1)、承载挤压结构的机架(7)、在机架(7)上与挤压机构(1)对接设置的上料机构(2)、以及设置在机架(7)一侧的动力机构；其特征在于：所述挤压机构(1)包括压力臂(11)、无杆气缸(13)、上挤压头(15)、下挤压头(16)、工位转换盘(19)、步进电机(22)，压力臂(11)通过抱座(12)安装在无杆气缸(13)上，无杆气缸(13)通过气缸座(131)安装在机架(7)顶部一侧，上挤压头(15)与下挤压头(16)作为挤压头组件对向设置在工位转换盘(19)边沿的气缸导轨(17)两侧，气缸导轨(17)两侧设置无杆微型气缸(14)，工位转换盘(19)通过转盘轴(18)连接在机架(7)顶部中间位置，步进电机(22)通过承载座(20)与压力臂(11)对向安装在机架(7)上，步进电机(22)输出端通过铷磁铁(21)与下挤压头(16)端头磁性连接；所述压力臂(11)内部设置将核桃(9)壳体击碎的冲击部件；所述上挤压头(15)与下挤压头(16)对向面开设凹槽，并在上挤压头(15)的凹槽内设置对应核桃(9)尖端开设凹缝(151)，下挤压头(16)的凹槽内设置对应核桃(9)尾部设置凸片(161)；所述上料机构(2)将核桃(9)对应上挤压头(15)的凹缝(151)与下挤压头(16)的凸片(161)对核桃(9)定向传送；所述转盘轴(18)靠近步进电机(22)一侧设置工位转换机构(8)；所述工位转换机构(8)、上料机构(2)、动力机构依次通过带轮(813)连接传输动力。2.根据权利要求1所述气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，其特征在于，所述冲击部件包括套筒(111)、钢弹簧(113)、撞击锤(114)、击锤轴(116)、传导轴(117)，套筒(111)安装在压力臂(11)内部，钢弹簧(113)安装在套筒(111)内，并在套筒(111)端头安装有尾帽(112)支撑钢弹簧(113)，钢弹簧(113)前端连接撞击锤(114)，撞击锤(114)前端开设通孔可分离连接击锤轴(116)，并在击锤轴(116)上包覆有偏心定位弹簧(115)，击锤轴(116)前端连接传导轴(117)，传导轴(117)贯穿压力臂(11)与上挤压头(15)接触，并在传导轴(117)外设置有与套筒(111)配合连接的头部外壳(118)。3.根据权利要求1所述气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，其特征在于，所述挤压头组件绕工位转换盘(19)圆周等距设置四组，靠近上料机构(2)处一组为上料工位，顶部对应压力臂(11)一组为破壳工位，上料工位水平对应的一组为下料工位。4.根据权利要求3所述气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，其特征在于，所述下料工位下部的机架(7)上对应设置下料仓(6)。5.根据权利要求1所述的气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，其特征在于，所述工位转换机构(8)包括槽轮(811)、主动轮(812)，槽轮(811)固定在转盘轴(18)靠近步进电机(22)的端头，槽轮(811)与主动轮(812)上开设的啮合槽(8121)配合，进行工位转换盘(19)的恒定角度间歇转动。6.根据权利要求1所述的气动冲击扭搓复合式核桃定向破壳装置，其特征在于，所述上料机构(2)包括喂料辊输入轴(211)、链条(212)、喂料勾(213)、链轮(214)，喂料辊输入轴(211)设置在机架(7)顶部挤压机构(1)旁，链轮(214)设置在喂料辊输入轴(211)对应的机架(7)底部，链条(212)连接喂料辊输入轴(211)与链轮(214)，链条(212)上间隔设置若干与挤压头...

【专利技术属性】
技术研发人员：王应彪，王周梅，张超宇，刘学渊，王峰，周丹，刘梦迪，宛双林，杨斌，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：