【正文】 且位移最小, 建議設計破殼機時, 沿Y向對松籽擠壓或碾壓。圖11 松籽幾何模型查[3][4]得知松籽的三向尺寸如表11：表11 松籽的三向尺寸（mm）松籽y方向的尺寸分布概率如表12：表12 Y方向幾何尺寸概率分布松籽的殼皮厚度如表13:表13 松籽皮殼厚度（mm）松籽殼仁間隙如表14，從中顯示，Y向間隙最大，X向次之，Z向最小。直線N1N2是相貫線公共弦。N1FN 、 N1F2N2是相貫線，兩者構成第一分型面。以X向表示長度方向，Y向表示寬度方向，Z向表示厚度方向。國外早在二十世紀六十年代初期，就針對各種堅果剝殼機具展開了研發(fā)和實驗，到八十年代初期，美國、意大利、法國等相繼在市場推出了各種堅果剝殼機，其加工的技術相對較完善，在之后的數十年的發(fā)展過程中，堅果剝殼機具已經日趨成熟，目前正朝著機電一體化方向快速發(fā)展。這種方法雖然脫殼率較高，但對松仁的完整性不能很好地保證，經脫殼后需進一步加工處理來獲得松仁，同時增設了松籽的篩選工序，造價較高，不宜大面積推廣使用。將松籽裝在密閉的容器中，利用高速刀具不斷脫去松籽外殼的方法。這種方法成本低，技術含量低容易入門。這種方法大多用液化氣火焰在高溫下將松籽外殼先燒掉，然后對未完全燃盡的松籽進行擠壓式去皮，這種方法脫殼率很高，但燃燒溫度不容易很好地控制，這種方法工藝獨特，屬外國專利，故整套設備價格昂貴，在國內比較難推廣。這種設備剝殼率較小，但紅衣去凈低，一般要配置專門的紅衣二次去除設備。因此，松籽剝殼機的研究設計有非常重要的現實意義。進入80年代，隨著產量的增加，國內外均對松籽剝殼技術與設備進行了大量的研究。后來又出現了化學蒸汽、熱力解決、機械加工、能量等方法脫殼。保證松仁原有形狀、成分和色、味、形狀不變的條件下，去除松籽堅硬的外殼和軟薄的紅皮就成為了目前需要解決克服的技術難題。因此松籽的加工顯得尤為重要，其中松籽剝殼就是松籽加工的第一步。目前我國是松籽生產的大國，每年生產松籽25000t左右（折合成松約5000t），排在世界第二。據有關資料顯示，紅松籽含油率高達78%，%，并含有多種維生素，是很有價值的木本油料和保健食品。其種子粒大，種仁味美，被譽為“長生果”、“長壽果”，并以較高的營養(yǎng)價值受到人們的青睞。主要分布于我國的東北長白山東省脈及小興安嶺林區(qū)，屬國家一級瀕危物種，野生紅松需生長50年后方開始結籽，成熟期約兩年。外松籽剝殼技術結構設計第1章 緒論松籽是松樹的種子，又稱海松子。松籽為名貴樹種紅松的種子。因此極為珍貴。其食用歷史悠久，屬無污染的高級有機綠色食品。 松子中所含大量礦物質如鈣、鐵、磷、鉀等，能給機體組織提供豐富的營養(yǎng)成分，強壯筋骨，消除疲勞，對老年人保健有極大的益處；同時松子中含維生素E高達35%之多，有較好的軟化血管、延緩衰老的作用，是一些中老年人的理想保健食物，同時也是女士們潤膚美容的理想食物；松仁富含脂肪油，能潤腸通便緩瀉而不傷正氣，對老人體虛便秘，小兒津虧便秘有一定的食療作用；松子中的脂肪成分是油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸；松子中的磷和錳含量豐富，對大腦和神經有補益作用，是學生和腦力勞動者的健腦佳品，對老年癡呆也有很好的預防作用。我國也是松籽出口的大國，我國每年出口的松籽占世界貿易量的40%以上。目前，松籽加工產品開發(fā)面臨的關鍵技術難題就是脫殼及護色。松籽脫殼最早是采用的手工脫殼法，生產效率相對比較低和困難，勞動成本高，加工質量無法有效保證。這些方法都有其本身的缺點和不足。目前國內松籽加工主要以手工為主，生產效率比較低，加工成本高，加工質量難以保證，而剝殼機大多面臨剝殼率低和松仁完好率低等問題。1該方法是先將新鮮的松籽在高速旋轉的輥刀和高速打擊片中進行破殼，在刀棍的作用下先將松籽外皮初步破碎，再由高速旋轉的鋼片將松籽外殼去掉，然后松籽進入高壓氣流脫皮機，在這里松籽被近一步脫殼。同時，這種設備結構復雜，部件制造精度要求高，價格昂貴。首先先將松子打磨、去皮、拋光后用堿性水溶液浸泡，再用高溫蒸汽機進行開口，然后在進行人工敲打的方法使松子開口去殼的方法，不僅違反食品安全生產，更主要的是松子經過高溫蒸汽并且去殼后的松籽含有大量的水份，使其原有的營養(yǎng)價值盡失。但是加工效率低，并且破壞了松籽的營養(yǎng)成份，耗費人力。刀棍的速度是可調結其快慢，沿軸向喂入的松籽在高速旋轉的組合刀具下逐漸分離破碎。首先就是要對松子進行一定的干燥處理，之后同時通過蒸汽管道和內部空心加熱板，對干燥室內的松籽進行間接加熱；加熱的同時，干燥室不斷旋轉使松籽不斷與壁碰撞和攪拌提高傳熱效率，縮短干燥時間，最后松籽殼爆開脫殼。松籽由封閉的外殼和籽仁構成, 松籽仁的外層緊裹著一層很薄的紅衣皮, 在紅衣皮之外則是堅硬、粗糙的松籽殼, 除松籽籽臍處的紅衣皮與松籽殼粘連外, 兩者之間存在間隙。模型如下：該幾何模型由四片曲面構成，其中①、②、③、④是這四個曲面的一部分。N1AN2 、N1BN2是相貫線，兩者構成第二分型面。在松籽的幾何模型中，主要的特征參數D松籽直徑（N1N2）是設計和研究松籽脫殼機的重要參數之一。表14 松籽殼仁間隙（mm）松籽殼體的靜摩擦系數如表15：表15 松籽殼體的靜摩擦系數松籽Y向破殼力、位移和間隙如表16:、位移及間隙通過對松籽殼體的三向尺寸與概率分布、殼仁間隙、靜摩擦系數等數據的分析研究得知。第二章 總方案的確定松籽原料在脫殼加工前要進行預處理，其目的在于去除雜質，石塊等異物避免損壞機器中的有關零件；自然干燥使松籽含水量降至69%有利于崩殼和防霉儲存；清除松籽外表面的附著物有利于松籽機械脫殼以及防止對松仁的污染。就目前市場上投入使用的剝殼機,其主要還是以保證其脫殼的高效率及其完整性為主?？偨Y人們手工錘擊破殼取仁且保證仁完好無損有以下要點：根據人們日常手工破殼的經驗而言，最省力成功率最高的方法是敲擊沿著松籽寬度最大的載面，利用松仁與松籽外殼之間細小的間隙從而破開堅硬的外殼，假設松籽外殼為空心殼體是正確的，通過觀察分析可知，松籽殼的組織為無纖維、無方向性。干燥后硬殼的力學特性屬脆性材料,極微小的彈性變形可略而不計否則,在錘擊破殼時,彈性變形大,就不能很好地保證松仁的完整性。在不同速度下可以控制松籽的進入量。故這種方法沒有用于大量生產中。圖21 沖擊式剝殼方式原理圖 從下表21中可以看出：轉速增加,破殼率增加,但完整率下降。在最佳工藝條件下工作時, 剝殼率和完整率均為37%,顯然遠遠不能滿足生產要求, 故未被應用于生產中。其機器的運作基本原理如圖所示，松籽放在一塊固定的糟板和運動的槽板中，當運動槽板向右運動時，受到剪切力（同時包含些許及壓力），當達到強度極限時松子殼破裂。故不適宜大量高效的投入生產。圖22剪切剝殼方式斷面工作其原理圖在試驗臺上進行試驗測得：一次剝殼率85%，完整率55%。這種加工方法是利用松子殼受壓易破碎的性質，將手工沖壓原理的錘的往復運動變?yōu)殡p軸的回轉運動，并賦以控制松子著力點位置。這種方法經過大量的實驗和調查發(fā)現，一次的破殼率高達76%，完整性在92%左右。數據得出：采用適當的分級和松籽喂入方式，對輥擠壓方式基本滿足生產實際要求。為解決這個問題,我們又設計了一種松籽斜槽面自動分級擠壓方式,其工作原理如圖24所示。喂入槽間,停留在斜槽某一位置,與此同時動斜槽板在凸輪、挺桿的推動下向左移動,擠壓松籽使殼破裂,而仁完整。就這樣循環(huán)工作,凸輪的各種狀態(tài)的相角與輸送器配套、協(xié)調。 總體方案的選定本次課題設計的對軸式松籽脫殼機采用的是雙軸梯形槽碾壓式去殼。工作過程如下：松籽由喂料裝置的喂料斗1經渦眼輪式喂料輥2將松籽均勻的排列經由滑道3送入破殼部件，使松籽的受力在y方向，松籽在雙壓輥的作用下破殼，破殼后的松籽下落到分離篩9上，凸輪軸5帶動分離篩子震動，使松籽剝殼后的殼仁進行分離。這對輾壓輥的結構輾壓輥由數個輾壓輪組成，輪表面加工成環(huán)形圓弧槽，在每個槽的表面上再加工多個小三角小槽，這樣兩個對應輪的弧形槽構成了橢圓孔型，該橢圓孔型的長軸與輾壓輪軸線平行。 、減速器 圖25 松籽剝殼機工作原理圖第三章 松籽剝殼機部件的設計松籽在擠壓輥問所受到的力：一個是擠壓輥的正壓力Pn：另一個是松籽與擠壓輥(即鋼鐵材料)問的摩擦力Pt（圖31），因單個松籽質量很小，其重力在此忽略不計。Pry為Pr在垂直方向上的分力，它將松籽拉入擠壓輥間。將（3）式代入（2）式得f≥tg，代入（4）式得tg≥tg。（5）式說明，為保證破碎輥能攫取松籽，必須使攫取角小于等于摩擦角。 破