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1、 椰子剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告 一、選題依據(jù)(擬開展研究項(xiàng)目的研究目的、意義等) 椰子屬于棕櫚科椰子屬，是一種典型的熱帶木本油料作物和食品能源作物，主要產(chǎn)物為椰子果 （以下簡稱椰子），外觀大部分呈球形或三棱形， 其組織結(jié)構(gòu)從外向內(nèi)可分為外果皮、 中果皮和內(nèi)果皮。 收獲后椰子的外果皮呈綠色或者淺黃色，光滑堅(jiān)實(shí)，富有韌性；中果皮主要由纖維構(gòu)成，內(nèi)含軟木屑，纖維呈長條形狀，包覆著內(nèi)果皮；內(nèi)果皮則為堅(jiān)實(shí)的硬殼，內(nèi)含椰子汁液和果肉，其綜合利用經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，故享有“寶樹”的美譽(yù)。椰子主要分布在南北緯20間的熱帶地區(qū)，全世界有90多個(gè)國家和地區(qū)種植，種植面積達(dá)1100萬hm2，年產(chǎn)椰果570億個(gè)。我國椰子種

2、植已有2000多年的歷史，主要種植于海南省，在廣東、廣西、云南和臺(tái)灣有少量種植。目前我國椰子種植面積為4.6萬hm2，年產(chǎn)椰果2.43億個(gè)。 椰子是我國主要的熱帶經(jīng)濟(jì)作物之一，椰子剝殼是椰子加工中非常重要的工序，只有剝殼后的椰衣、椰子果 （內(nèi)含椰子水） 才能進(jìn)一步加工成相應(yīng)產(chǎn)品。目前，大部分椰子還是采用手工和半手工的方式加工，加工企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)薄弱，產(chǎn)品加工的機(jī)械化水平技術(shù)較低，難以提高經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品利用率；近幾年，國內(nèi)已有的椰子剝殼機(jī)存在剝皮率低、剝殼后椰衣纖維被破外、產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值減少等突出問題，依然不能滿足市場化需求。 為此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、剝殼效率高、椰衣纖維完好的新型椰子剝殼

3、機(jī)迫在眉睫。 二、國內(nèi)外同類研究或同類設(shè)計(jì)的概況綜述(在充分收集研究主題相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)) 1.國外研究現(xiàn)狀 國外早在20世紀(jì)60年代初就著手研制堅(jiān)果剝殼機(jī)，到80年代初美國、意大利、法國相繼推出了各種堅(jiān)果剝殼機(jī)，如夏威夷果剝殼機(jī)、杏仁剝殼機(jī)等，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果剝殼機(jī)以日趨成熟，目前正朝著機(jī)電一體發(fā)展。 國外對椰子剝殼機(jī)的研究從初始的實(shí)驗(yàn)機(jī)器研究逐步轉(zhuǎn)為適合投放市場的實(shí)用機(jī)型研究，泰國的一所大學(xué)采用車床切割機(jī)的原型，研制出一種椰子剝殼機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)包括一個(gè)剝殼刀、一個(gè)切割刀和一些加緊機(jī)構(gòu)，可完成21/h的剝

4、殼工作。這種椰子剝殼機(jī)初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化剝殼，但是由于剝殼效率低，難以得到推廣，是椰子剝殼機(jī)的初始試驗(yàn)。馬來西亞CoCoMaN椰子機(jī)器制造公司研制出一種椰子剝殼機(jī)的模型機(jī)器，該機(jī)器采用電力或者柴油機(jī)作為動(dòng)力，通過液壓控制裝置控制椰子剝殼手臂和椰子加工平臺(tái)完成對各種形狀和大小椰子的加工，每小時(shí)可以加工360個(gè)椰子，只需要配備一名工人控制液壓控制系統(tǒng)，但是剝殼質(zhì)量不好；印度尼西亞的一種液壓式椰子剝殼機(jī)，采用液壓的方式，模擬人工操作對椰子剝殼，該機(jī)減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，但產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量差異較大；還有一種旋切式椰子剝殼機(jī)，該機(jī)利用高速旋轉(zhuǎn)盤刀以切削方式破壞椰衣，殘余的果皮纖維再通過旋轉(zhuǎn)的網(wǎng)絲輪加以去除，

5、單機(jī)剝殼率達(dá)85%-90%，但是剝殼后椰衣纖維被破壞，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值減少。 2.國內(nèi)現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)常見的剝殼加工設(shè)備按剝殼方法分類可分為：撞擊法、擠壓法、碾搓法和剪切法。 （1）撞擊法剝殼機(jī) YBKL-52型葵花籽剝殼機(jī)，工作部件是轉(zhuǎn)盤（甩盤）和擋板。果實(shí)通過可調(diào)節(jié)料門落下，從轉(zhuǎn)盤中心進(jìn)入后，經(jīng)高速轉(zhuǎn)盤的擋塊或葉片的導(dǎo)向及加速作用，高速脫離轉(zhuǎn)盤。當(dāng)果實(shí)以較大的離心力撞擊壁面時(shí)，壁面對果實(shí)產(chǎn)生一個(gè)同樣大小的反作用力，使果實(shí)外殼產(chǎn)生變形和裂紋。外殼彈性變形的恢復(fù)使果實(shí)離開壁面，而果仁因慣性力的作用繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，并在緊靠外殼變形處產(chǎn)生了彈性變形。當(dāng)果實(shí)離開壁面時(shí)，由于外殼與果仁具有不

6、同的彈性，其運(yùn)動(dòng)速度也不同，果仁將阻止外殼迅速向回移動(dòng)致使外殼在裂紋處拉開破裂，完成外殼的剝離。 采用這種方法剝殼時(shí)，當(dāng)撞擊力過大，易使仁殼均被破壞，進(jìn)而使仁殼相互粘附難以分離。此外由于剝殼物料的大小、形狀、輕重均有一定差異，使得撞擊力難以確定，因此這種方法的剝殼率不高。 （2）擠壓法剝殼機(jī) 6BH-700型花生剝殼機(jī)，花生果從喂料口喂入后，通過輸送風(fēng)機(jī)的氣流作用，經(jīng)輸送管道送到落果罩內(nèi)，在橡膠擋板作用下，連續(xù)均勻的進(jìn)去由橡膠滾筒與直立橡膠板組成的剝殼室。通過滾筒的旋轉(zhuǎn)，花生果在剝殼室受到擠壓作用，其果殼沿接合面裂開，從而達(dá)到剝殼目的。這種機(jī)器花生的破碎及損傷較嚴(yán)重，而且外表色澤受到影響

7、，僅適用于食用和榨油，而不能做種子和出口仁。 （3）碾搓法剝殼機(jī) YXB-1型銀杏剝殼機(jī)，剝殼裝置采用傳統(tǒng)的組合磨原理，從動(dòng)盤之間的高速運(yùn)動(dòng)，對銀杏進(jìn)行反復(fù)擠壓和揉搓，將銀杏果仁、果殼、紅皮衣分離開來，剝殼機(jī)生產(chǎn)效率高，破碎率低、性能穩(wěn)定。 (4)剪切法剝殼機(jī) BK25型蓮子剝殼機(jī)，主要由進(jìn)料斗、輸送機(jī)構(gòu)、剝殼頭、限位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電機(jī)及機(jī)架組成蓮子進(jìn)入剝殼機(jī)前要由桿篩進(jìn)行分級，分級后的某一級蓮子進(jìn)去進(jìn)料斗內(nèi)，再由傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)的同向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿光棍組成的輸送機(jī)構(gòu)作用下，蓮子按序排列，并從支座上的出料空一次排出，蓮子一經(jīng)排出就進(jìn)入雙托輥和滾切刀構(gòu)成的剝殼通道，雙托輥平行布置且同向轉(zhuǎn)動(dòng)，輥面切制

8、螺旋槽并滾花處理，蓮子在托輥的作用下變轉(zhuǎn)動(dòng)邊前行，逐漸為切割刀所切割。由于殼蓮厚度不一，殼仁間隙小，蓮仁為脆性，使得破碎率較高。 以上為國內(nèi)幾種剝殼機(jī)，而對于椰子剝殼機(jī)，我國椰子加工企業(yè)有三百多家，但大部分企業(yè)比較小，未能形成產(chǎn)業(yè)規(guī)?；贁?shù)企業(yè)有一定規(guī)模的專業(yè)化的椰子綜合加工設(shè)備，也僅僅是實(shí)現(xiàn)了椰子加工的后續(xù)工序的機(jī)械化加工，國內(nèi)市場上成熟的椰子剝殼機(jī)卻很少見。主要有以下幾種 齒輥式剝殼機(jī)：椰子在自重的作用下，進(jìn)去由主從動(dòng)齒輥和壓框裝置組成的剝殼通道，兩齒輥平行布置且相向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輥上有按一定規(guī)律排列的釘齒，椰子在齒輥的帶動(dòng)下邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊前行，椰衣逐漸被刺破，并從椰子內(nèi)果上剝離，被剝離的椰衣在

9、齒輥的帶動(dòng)下最終被兩側(cè)擋板阻截，剝殼后的椰子一次從出料口排出。整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，操作簡易，整機(jī)成本低。 BYY型剝殼機(jī)：利用液壓傳動(dòng)和電氣自動(dòng)控制協(xié)調(diào)工作，這種剝殼機(jī)能夠剝除各種形狀和尺寸的干、濕椰子，且剝殼干凈，每小時(shí)可剝殼300多個(gè)，完好率在92%以上，并且適合于椰子剝殼的連續(xù)作業(yè)。 自動(dòng)剝殼機(jī)：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)做X軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)滑移平臺(tái)上的手輪，可使由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的做高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒形盤刀向前進(jìn)給接觸椰子表皮，齒形盤刀與椰子表皮交錯(cuò)軌跡成為垂直正切削平面，完成對椰衣的切除，但最高剝殼率為57.3%。 這些椰子剝殼機(jī)械刀具大體分為三類，其中以旋轉(zhuǎn)切削為主，運(yùn)動(dòng)

10、曲線比較規(guī)則，由于椰子并非標(biāo)準(zhǔn)球形，所以椰子切削受力不均，椰子剝殼率和內(nèi)果損傷率提高不大。其次刀具以雙齒輥式多次撕扯切削，很容易破壞椰衣纖維；而且刀具以扎入式旋轉(zhuǎn)的方法剝殼，椰子需裝夾固定，生產(chǎn)效率較低。 本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)釘板滾切式揉搓剝殼的新型方法，由傳動(dòng)系統(tǒng)、喂入裝置、剝衣裝置、高壓氣流、儲(chǔ)料箱、機(jī)架等組成。工作時(shí)，首先，開啟高壓空氣把剝衣釘板吹掃干凈，之后椰子通過喂料口進(jìn)入剝衣裝置的兩個(gè)剝衣釘板之間，通過伺服電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)及螺桿的傳動(dòng)，使得左側(cè)豎直釘板和右側(cè)傾斜釘板依次移動(dòng)。椰子被剝除干凈后，左側(cè)的剝衣釘板退回。光滑的椰子落到過濾網(wǎng)上，滾落下來，方便工人收集。被剝除的椰衣會(huì)透過過濾網(wǎng)落入下

11、面的皮屑收集箱中，保證了操作車間的整潔。然后兩個(gè)釘板復(fù)位，進(jìn)入下一個(gè)剝衣過程。 該機(jī)具有生產(chǎn)率和剝殼率較高，剝殼后椰衣纖維破壞較輕的優(yōu)點(diǎn)，適用于中小型企業(yè)使用，解決了上述剝殼方法中存在的問題和缺陷。 參考文獻(xiàn)： [1]蔡維等.基于椰子脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)與ANSYS分析[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2013,10:118-121. [2]林勇,張燕. 椰子自動(dòng)剝衣機(jī)的研究[J]. 食品與機(jī)械,2013,04:122-124 [3] 毛舟,樊軍慶,張信禹.椰子自動(dòng)切口機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 食品與機(jī)械. 2013(01) [4]張浩棟,張燕,梁棟

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14、 1.研究內(nèi)容 （1）剝殼機(jī)理分析； （2）椰子剝殼機(jī)總體方案的確定； （3）剝殼機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括傳動(dòng)系統(tǒng)、喂入裝置、剝殼裝置、高壓氣流、儲(chǔ)料箱機(jī)架等。 2.研究目標(biāo) 設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化程度較高，效率高的椰子剝殼機(jī)，要求該機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，同時(shí)具有操作方便，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，適合大中型企業(yè)使用。 具體要求： （1）機(jī)器的生產(chǎn)率500-600pcs/h ； （2）齒輥轉(zhuǎn)速85r/min； （3）剝殼率≥85％；內(nèi)果破損率≤10％。 3.研究方法 檢索和查閱大量相關(guān)信息，對國內(nèi)外比較先進(jìn)的剝殼機(jī)進(jìn)行比較分析，分

15、析其理論依據(jù)和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理的基本理論知識(shí)，考慮椰子剝殼機(jī)的實(shí)際工作情況和工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)?？傮w結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)系統(tǒng)、喂入裝置、剝殼裝置、高壓氣流、儲(chǔ)料箱、機(jī)架組成。工作中，機(jī)器由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。椰子經(jīng)過傳動(dòng)裝置之后到達(dá)喂入裝置，在進(jìn)入剝殼裝置，根據(jù)這一工作過程來確定機(jī)器各工作部件的結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4技術(shù)路線 調(diào)查研究→確定總體方案→工作機(jī)理分析→主要工作部件的設(shè)計(jì)→其他輔助部件的設(shè)計(jì)→計(jì)算和校核→撰寫論文→繪制圖紙→修改圖紙及論文→申請答辯 5.擬解決的問題 （1） 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) （2） 喂入裝置的設(shè)計(jì) （3） 剝殼裝置的設(shè)計(jì) （4） 儲(chǔ)料箱的設(shè)計(jì)

16、 6.特點(diǎn) （1）采用兩釘板滾切揉搓法剝殼，尺寸不同的椰子落入釘板不同位置，使得不同大小的椰子可以同時(shí)剝殼； （2）釘板與高壓氣流綜合作用進(jìn)行剝殼，提高了剝殼質(zhì)量。 四、進(jìn)程計(jì)劃(各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等) 2.12-2.20：搜集資料，準(zhǔn)備開題報(bào)告； 2.21-2.28：撰寫開題報(bào)告； 3.01-3.20：主要零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及繪制草圖；3.21-4.25：撰寫論文及繪制全部圖紙； 4.26-6. 8：修改論文及圖紙； 6.8-6.14：準(zhǔn)備答辯。 五、導(dǎo)師評語 年 月 日