【摘要】：油茶是我國(guó)優(yōu)質(zhì)的木本油料植物,廣泛種植于我國(guó)南方地區(qū)。油茶果集中采收后,需要盡快取出內(nèi)部茶籽,干燥存放,用于榨油。茶籽結(jié)構(gòu)脆弱,受力易破碎。截至目前,以攤曬開裂然后清選的人工脫殼清選方式,仍然廣泛使用。人工脫殼效率低下,且依賴晴朗天氣,隨著油茶種植面積的快速擴(kuò)張,人工脫殼清選方式制約規(guī)�；N植發(fā)展的問(wèn)題日益突出,機(jī)械化作業(yè)的需求更為緊迫。盡管脫殼清選機(jī)具的研究日益受到重視。但截止目前,油茶果破殼機(jī)的研究更多停留在實(shí)驗(yàn)室階段,市場(chǎng)上尚缺少定型的破殼機(jī)械銷售。油茶果機(jī)械化脫殼,茶籽破損是無(wú)法回避的問(wèn)題。降低茶籽破損率,需要從破殼原理出發(fā),創(chuàng)新性地提出新型破殼技術(shù)和裝備。針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題,以突破對(duì)果實(shí)成熟度依賴性、降低破籽率、提高脫殼率為目的,開發(fā)一款破殼設(shè)備。測(cè)量油茶果物理特性,結(jié)合果實(shí)直徑分布情況,按直徑大小將其分為四個(gè)系列;測(cè)量擠壓與切削情況下破殼所需的載荷大小,試驗(yàn)表明油茶果受切削力作用破殼所需載荷約為受擠壓力破殼的1/3。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)多通道刨削式油茶果破殼機(jī)。針對(duì)油茶果大小、形狀不一的特點(diǎn),采用氣動(dòng)推壓手爪為破殼機(jī)構(gòu)對(duì)油茶果進(jìn)行逐一破殼加工。設(shè)計(jì)推壓手爪與破殼通道零部件工藝參數(shù),確定兩者安裝關(guān)系,使油茶果在推壓手爪與破殼通道共同作用下破殼,該破殼原理與刨削加工方式類似。建立破殼機(jī)三維運(yùn)動(dòng)模型,初步檢查所設(shè)計(jì)部件間的干涉和設(shè)備運(yùn)動(dòng)情況;使用有限元分析軟件分析油茶果受力情況;仿真推壓手爪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,驗(yàn)證了推壓手爪的設(shè)計(jì)參數(shù)合理性,得到理想設(shè)計(jì)方案。繪制二維圖紙進(jìn)行樣機(jī)零件加工與整機(jī)裝配。開展油茶果脫殼試驗(yàn),使用高速相機(jī)拍攝破殼過(guò)程,驗(yàn)證推壓手爪破殼動(dòng)作完整性,保存視頻,便于分析可能存在的問(wèn)題并提出解決方案,使用三軸力學(xué)傳感器驗(yàn)證破殼力的有效性。設(shè)置脫殼率、破籽率為破殼試驗(yàn)指標(biāo),全面評(píng)價(jià)不同成熟度油茶果的破殼效果。引進(jìn)色選機(jī)進(jìn)行物料清選,研究色選機(jī)工作原理,設(shè)置適應(yīng)油茶果清選的工作參數(shù),開展清選試驗(yàn),對(duì)比分許色選機(jī)清選與人工清選的經(jīng)濟(jì)消耗,闡述使用色選機(jī)清選的可行性與高效性。試驗(yàn)結(jié)果表明破殼機(jī)可加工未經(jīng)攤曬的油茶果,脫殼率超過(guò)99%,破籽率小于2%,籽中含殼率小于2%。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TS223.2
【圖文】：

3圖 1.1 人工攤曬油茶果脫殼實(shí)景圖1.1.2 課題研究意義在此背景下，油茶果脫殼清選加工過(guò)程機(jī)械化已經(jīng)成為亟待解決的重要問(wèn)題。圍繞規(guī)模化生產(chǎn)種植與油茶果脫殼清選需求開展設(shè)備研究是解決當(dāng)前矛盾的理想途徑。采用先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)開發(fā)適用的油茶果脫殼清選設(shè)備，提高油茶果脫殼加工的品質(zhì)與清選工藝的工作效率，提高其推廣應(yīng)用價(jià)值，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工作業(yè)方式。1.1.3 項(xiàng)目來(lái)源項(xiàng)目來(lái)源：湖北省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015BBA211）1.2 國(guó)內(nèi)外剝殼理論與清選設(shè)備研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外剝殼設(shè)備研究現(xiàn)狀油茶是我國(guó)特有樹種，只有東南亞部分國(guó)家少量種植，國(guó)外雖有種植，但大多以野生狀態(tài)為主，尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化種植和開發(fā)生產(chǎn)，此外，國(guó)外大多數(shù)國(guó)家因地質(zhì)、水土等原因不適合種植油茶。因此，國(guó)外少有關(guān)于油茶果的研究和報(bào)道，亦無(wú)油茶果脫殼設(shè)備的研究開發(fā)。但就農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備而言，歐美國(guó)家更加先進(jìn)，國(guó)外有不少農(nóng)林產(chǎn)品與油茶果的結(jié)構(gòu)相似，如堅(jiān)果、青橄欖等。自上世紀(jì) 70 年代就有核桃等堅(jiān)果破殼機(jī)的專利被授權(quán)，大多都是使用擠壓、摩擦原理實(shí)現(xiàn)破殼加工[16]。例如，Lindsey 于 1971 年發(fā)明一種用于核桃的破殼機(jī)，

畬螅噫孀哦雅膠吞狺故奔湓黽櫻嗾噫釞手鸞ハ陸怠Ｍ?2.1 油茶果實(shí)物結(jié)構(gòu)圖2.1.1 油茶果直徑分布統(tǒng)計(jì)以湖北三元實(shí)業(yè)有限公司種植基地采收的“陽(yáng)新桐茶”系列油茶果為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，查看采收的油茶果直徑分布情況。使用游標(biāo)卡尺（量程為 0~200mm）測(cè)量油茶果直徑，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如柱狀圖 2.2 所示。圖 2.2 中，以果實(shí)直徑為橫坐標(biāo)，查看油茶果直徑小于 20mm、20mm~30mm、30mm~40mm、40mm~50mm、50mm~60mm和大于 60mm 的分布情況。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，油茶果直徑分布大致符合正態(tài)分布，主要分布在 30mm~50mm 之間，小于 20mm 與大于 60mm 的油茶果占比很小。

圖 2.2 油茶果直徑分布統(tǒng)計(jì) 油茶果直徑分級(jí)茶果的大小不一，主要呈不規(guī)則的球形或橢球型，直徑小于 20mm 與直60mm 的油茶果占總體比重很小，而直徑小于 20mm 的油茶果除了占比較籽的產(chǎn)量也很低。結(jié)合油茶果實(shí)直徑分布情況與破殼設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求徑范圍在 20mm~60mm 之間的油茶果作為研究對(duì)象，根據(jù)設(shè)計(jì)需求將油。機(jī)選取 10kg 油茶果，使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，將油茶果分成 4 個(gè)等級(jí)，圍如表 2.1 所示。表 2.1 油茶果分級(jí)表直徑系列 一 二 三 四直徑范圍（mm） 20~26 27~34 35~46 47~60茶果直徑分級(jí)對(duì)破殼執(zhí)行件的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)有關(guān)鍵性影響，合理的直徑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2785234