CN115053969A - 一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，涉及核桃破壳加工技术领域，包括机架，沿机架依次设有喂料定位装置、缓冲定量送料装置、预破壳装置，预破壳装置底部连接出料装置；喂料定位装置包括喂料箱，喂料箱的出料端与直线送料板相接，直线送料板下方安装振动装置；缓冲定量送料装置包括与直线送料板对接的倾斜送料板，倾斜送料板的出料端安装拨料机构；预破壳装置包括与倾斜送料板衔接的破壳定板，破壳定板一侧设有破壳动板，破壳动板连接凸轮滚子机构，凸轮滚子机构驱动破壳动板对核桃两次挤压；所述拨料机构和凸轮滚子机构连接动力装置。本发明集定向送料、定量喂料、自定位、预破壳四大功能于一体，提高破壳效率和破壳效果。
Description
技术领域
本发明涉及核桃破壳加工技术领域，尤其涉及一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳 设备。
背景技术
常见的核桃破壳方式主要是以下四种：定间隙挤压破壳、击打式破壳、离心碰撞破壳、 仿生破壳。但是，依据上述原理设计的破壳设备存在以下问题：漏破、破壳不充分、高露仁量 少及易产生大量碎仁等情况。部分定间隙破壳机通过改变破壳间隙，可提高破壳机的破壳效率， 却因此导致核桃仁的破碎率增加，加大了核桃后期加工处理的难度。
目前出现了一些新的破壳方式，例如：ZL202010408318.9提供一种窝眼自定位长径击打 式高露仁核桃破壳取整仁装备及方法，该装备包括喂料定位装置、链板送料装置、一次破壳装 置、二次破壳装置和壳仁分离装置，其中二次破壳装置包括螺旋滑道，螺旋滑道可旋转，以使 得一次破壳装置处理后的核桃在重力作用下沿螺旋滑道向下滚动，实现对核桃的二次破壳。该 装置核桃经二次破壳，使破壳率和露仁率都得到了一定的提升，但是装置整体结构复杂，制造 成本高。
ZL201910734799.X提供了一种多工位自适应核桃预破壳系统，包括喂料装置、预破壳装 置；其预破壳组件包括落料U形板、挤压U形板，落料U形板第一端铰接于预破壳箱体，落料 U形板第二端由落料凸轮推动运动，挤压U形板与落料U形板第一端相对的一端由挤压凸轮推 动运动，挤压U形板与落料U形板第二端相对的一端铰接于预破壳箱体。该装置虽然通过凸轮 组和U形板的配合实现了核桃的预破壳，但是对于小级别的核桃，会出现挤压不充分的情况。
ZL201910939581.8提供了一种基于预处理核桃的破壳机，包括机架、叶轮喂料装置和对 辊挤压装置；叶轮喂料装置通过叶轮喂料，使核桃有序的落入对辊挤压装置；对辊挤压装置的 辊子进行结构优化，其辊子上V形环槽与辊段交替设置；该装置提高了喂料效率，使破壳率和 露仁率有一定程度的提高，但是在破壳时核桃与核桃之间可能会产生干涉，影响破壳效果。
CN202110701917.4公开了一种核桃自适应定向挤压破壳机，包括送料装置、振动调姿装 置、自适应挤压破壳装置、核桃仁收集装置等，其通过挖料盘送料来实现核桃输送，通过直线 振动器调整核桃姿态来实现核桃的定向输送，采用自适应破壳装置来实现不同大小核桃破壳。 但是该装置在破壳过程中，碎壳会从平带的边缘处落出，对于不同品种的核桃可能会出现脱壳 率不高的情况。
综合以上因素，发明人发现目前核桃破壳取仁机整体存在的不足包括：现有破壳装置的 适应性较差，破壳效率较低，破壳效果不理想，能量消耗大等缺陷，导致经济效益较低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种定向运输多工位自定位挤压核桃预 破壳设备，集定向送料、定量喂料、自定位、预破壳四大功能于一体，利用振动装置和直线送 料板实现核桃的定向运输，通过倾斜送料板配合定量分次拨料杆实现核桃的定量喂料；利用破 壳定板与两组破壳动板之间的相互配合组成定鄂和动鄂机构并配合凸轮实现核桃的预紧、两次 挤压、落料功能，提高破壳效率和破壳效果。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的实施例提供了一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，包括机架和动力 部分，机架和动力部分构成支撑主体装置，沿支撑主体装置依次设有喂料定位装置、缓冲定量 送料装置、预破壳装置，预破壳装置底部连接出料装置；
喂料定位装置包括喂料箱，喂料箱的出料端与直线送料板相接，直线送料板下方安装振动 装置；缓冲定量送料装置包括与直线送料板对接的倾斜送料板，倾斜送料板的出料端安装拨料 机构；
预破壳装置包括与倾斜送料板衔接的破壳定板，破壳定板一侧设有破壳动板，破壳动板连 接凸轮滚子机构，凸轮滚子机构驱动破壳动板对核桃两次挤压；所述拨料机构和凸轮滚子机构 连接动力装置。
作为进一步的实现方式，所述直线送料板由多个并排设置的V形板构成，直线送料板底部 安装底板，振动装置与底板固定。
作为进一步的实现方式，所述振动装置采用直振器，直振器两侧设有弹簧阻尼减振器。
作为进一步的实现方式，所述倾斜送料板由多个并排设置的V形板构成，每个V形板的出 料端均设置开口；
所述拨料机构包括拨料杆和多个沿拨料杆轴向分布的拨料齿，拨料齿与开口对应。
作为进一步的实现方式，所述破壳动板和凸轮滚子机构设于预破壳箱体内，破壳定板设有 一组，破壳动板设有两组，且两组破壳动板具有多个与破壳定板一一对应的V形槽；
所述破壳定板通过导料杆与倾斜送料板连接。
作为进一步的实现方式，所述破壳动板通过固定块与旋转轴固定，旋转轴两端与破壳箱体 转动连接。
作为进一步的实现方式，所述破壳动板上侧固定有挡料板，挡料板朝向倾斜送料板的出料 端设置。
作为进一步的实现方式，所述挡料板由多个并排设置的V形板连接而成。
作为进一步的实现方式，所述凸轮滚子机构包括与破壳动板转动连接的滚子、与滚子形成 滚动摩擦副的凸轮，所述凸轮安装于凸轮轴，凸轮轴连接驱动装置。
作为进一步的实现方式，所述破壳动板靠近底部位置通过多个拉伸弹簧与机架连接。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明集定向送料、定量喂料、自定位、预破壳四大功能于一体，利用振动装置和直 线送料板实现核桃的定向运输，通过倾斜送料板配合定量分次拨料杆实现核桃的定量喂料；利 用破壳定板与两组破壳动板之间的相互配合组成定鄂和动鄂机构并配合凸轮实现核桃的预紧、 两次挤压、落料功能。
(2)本发明通过振动装置与直线送料板实现核桃的定向运输，直线送料板底板经弹簧阻尼 减振器降低了设备整体的振动，提高了设备运行的稳定性，经过倾斜送料板实现核桃的过渡输 送，避免了堵料现象的发生并且对实现了核桃的二次定位。
(3)本发明通过拨料齿定间隔同线布置在拨料杆上，对定位好的核桃进行分批定量供料， 为核桃的预破壳做准备；通过破壳定板与破壳动板相配合，对核桃进行预紧，增大了核桃的预 紧力，在破壳过程中不易脱出，同时避免了挤压不充分问题；破壳动板旋转轴与凸轮轴位置可 调，通过调整其位置可对不同级别的核桃进行破壳。
(4)本发明凸轮的工作流程为预紧阶段—一次破壳阶段—二次破壳阶段—回程阶段，先后 对同一单个核桃进行两次挤压，通过凸轮的特殊轮廓曲线实现了挤压行程、破壳区域可控，使 破壳更加充分，避免了漏破以及伤及核桃仁的现象。
(5)本发明采用直振直线送料和拨料杆定量送料，同时凸轮与破壳动板之间通过滚子形成 滚动摩擦，传动系统为链传动，结构简单，能耗低，设备运行稳定可靠。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明根据一个或多个实施方式的轴测图；
图2为本发明根据一个或多个实施方式的主视图；
图3为本发明根据一个或多个实施方式的去机架轴测图；
图4为本发明根据一个或多个实施方式的去机架主视图；
图5为本发明根据一个或多个实施方式的喂料定位装置轴测图；
图6为本发明根据一个或多个实施方式的喂料定位装置爆炸图；
图7(a)为本发明根据一个或多个实施方式的喂料箱轴测图；
图7(b)为本发明根据一个或多个实施方式的送料板轴测图；
图7(c)为本发明根据一个或多个实施方式的底板轴测图；
图8为本发明根据一个或多个实施方式的弹簧阻尼减振器轴测图；
图9为本发明根据一个或多个实施方式的直振器轴测图
图10为本发明根据一个或多个实施方式的缓冲定量送料装置轴测图；
图11为本发明根据一个或多个实施方式的缓冲定量送料装置爆炸图；
图12(a)为本发明根据一个或多个实施方式的倾斜送料板轴测图；
图12(b)为本发明根据一个或多个实施方式的倾斜送料板俯视图；
图12(c)为本发明根据一个或多个实施方式的倾斜送料板侧视图；
图13(a)为本发明根据一个或多个实施方式的拨料机构主视图；
图13(b)为本发明根据一个或多个实施方式的拨料机构爆炸图；
图14(a)为本发明根据一个或多个实施方式的导料杆主视图；
图14(b)为本发明根据一个或多个实施方式的导料杆轴测图；
图15为本发明根据一个或多个实施方式的预破壳装置爆炸图；
图16为本发明根据一个或多个实施方式的预破壳装置去箱体轴测图；
图17为本发明根据一个或多个实施方式的预破壳装置俯视图；
图18(a)和图18(b)为本发明根据一个或多个实施方式的预破壳装置剖视图；
图19(a)为本发明根据一个或多个实施方式的破壳定板轴测图；
图19(b)为本发明根据一个或多个实施方式的V形破壳定板主视图；
图20为本发明根据一个或多个实施方式的挡料板轴测图；
图21(a)为本发明根据一个或多个实施方式的破壳动板轴测图；
图21(b)为本发明根据一个或多个实施方式的破壳动板前后等轴测图；
图21(c)为本发明根据一个或多个实施方式的破壳动板侧视图；
图22为本发明根据一个或多个实施方式的凸轮轴测图；
图23为本发明根据一个或多个实施方式的凸轮安装位置示意图；
图24为本发明根据一个或多个实施方式的预破壳箱体爆炸图；
图25为本发明根据一个或多个实施方式的拉伸弹簧固定板轴测图；
图26(a)为本发明根据一个或多个实施方式的出料装置轴测图；
图26(b)为本发明根据一个或多个实施方式的出料装置主视图；
图27为本发明根据一个或多个实施方式的支撑主体装置轴测图；
图28(a)和图28(b)为本发明根据一个或多个实施方式的核桃在倾斜送料板受力分析示意 图；
图29为本发明根据一个或多个实施方式的核桃在预破壳区域受力分析示意图；
图30为本发明根据一个或多个实施方式的破壳动板与凸轮运动简图；
图31为本发明根据一个或多个实施方式的破壳动板运动速度(度数)与时间的关系曲线。
其中，Ⅰ-喂料定位装置，Ⅱ-缓冲定量送料装置，Ⅲ-预破壳装置，Ⅳ-出料装置，Ⅴ-支 撑主体装置；
Ⅰ-01-喂料箱，Ⅰ-02-直线送料板，Ⅰ-03-底板，Ⅰ-04-弹簧阻尼减振器，Ⅰ-05-直振器；Ⅱ-01-倾斜送料板，Ⅱ-02-拨料杆，Ⅱ-03-第一链轮，Ⅱ-04-轴承座，Ⅱ-05-导料杆，Ⅱ-06-固定杆，Ⅱ-07-拨料齿；
Ⅲ-01-破壳定板，Ⅲ-02-连接块，Ⅲ-03-挡料板，Ⅲ-04-破壳动板，Ⅲ-05-第一支撑座， Ⅲ-06-旋转轴，Ⅲ-07-滚子，Ⅲ-08-凸轮轴，Ⅲ-09-固定板，Ⅲ-10-箱体侧板，Ⅲ-11-凸轮， Ⅲ-12-连接板，Ⅲ-13-箱体前板，Ⅲ-14-第二链轮，Ⅲ-15-箱体顶板，Ⅲ-16-销轴，Ⅲ-17- 拉伸弹簧，Ⅲ-18第二支撑座；
Ⅴ-01-机架，Ⅴ-02-电机，Ⅴ-03-减速器，Ⅴ-04-第三链轮，Ⅴ-05-第四链轮；
Ⅰ-0301-螺钉孔，Ⅰ-0401-定位螺孔，Ⅰ-0402-定位螺孔，Ⅰ-0403-减振顶板，Ⅰ-0404-弹簧，Ⅰ-0405-减振底板，Ⅰ-0501-定位螺孔，Ⅰ-0502-直振器面板，Ⅰ-0503-支撑脚，Ⅰ-0504-直振器底板；Ⅱ-0101-矩形开口，Ⅱ-0102-挡料块，Ⅱ-0201-拨料齿定位孔；Ⅲ-0401-固定座， Ⅲ-0402-固定块，Ⅲ-0403-第一拉环，Ⅲ-0901-第二拉环。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供了一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，如图1-图4所示，包 括支撑主体，支撑主体包括机架Ⅴ-01和动力部分，机架Ⅴ-01还安装有喂料定位装置Ⅰ、缓 冲定量送料装置Ⅱ、预破壳装置Ⅲ、出料装置Ⅳ，喂料定位装置Ⅰ、缓冲定量送料装置Ⅱ、预 破壳装置Ⅲ依次设置，预破壳装置Ⅲ下方设置出料装置Ⅳ。
喂料定位装置Ⅰ水平布置，如图5-图9所示，喂料定位装置Ⅰ包括喂料箱Ⅰ-01、直线送 料板Ⅰ-02、底板Ⅰ-03、弹簧阻尼减振器Ⅰ-04和减振装置，减振装置采用直振器Ⅰ-05，喂料箱Ⅰ-01上侧外壁焊接于机架Ⅴ-01内侧，喂料箱Ⅰ-01下侧外壁与底板Ⅰ-03相连，底板Ⅰ -03上设置直线送料板Ⅰ-02，底板Ⅰ-03底部两端均安装一组弹簧阻尼减振器Ⅰ-04，每组弹 簧阻尼减振器Ⅰ-04具有多个。
在本实施例中，底板Ⅰ-03底部两端均安装两个弹簧阻尼减振器Ⅰ-04，弹簧阻尼减振器 Ⅰ-04通过螺栓或螺钉与底板Ⅰ-03连接。可以理解的，在其他实施例中，弹簧阻尼减振器Ⅰ -04个数可以根据底板Ⅰ-03尺寸大小进行调整。两组弹簧阻尼减振器Ⅰ-04之间设有直振器 Ⅰ-05，直振器Ⅰ-05通过螺钉或螺栓与底板Ⅰ-03连接。
具体的，如附图7(a)所示，喂料箱Ⅰ-01底部设置开口，喂料箱Ⅰ-01的开口端卡设于底 板Ⅰ-03内侧，直线送料板Ⅰ-02一端对应于喂料箱Ⅰ-01开口的下方。如图7(b)所示，直线送料板Ⅰ-02由多个V形板并排设置而成，以保证核桃以长轴状态直线送料。如7(c)所示，底板Ⅰ-03底部开有若干个螺纹孔Ⅰ-0301，以便于连接固定弹簧阻尼减振器Ⅰ-04与直振器Ⅰ -05。
如图8所示，弹簧阻尼减振器Ⅰ-04包括减振顶板Ⅰ-0403、减振底板Ⅰ-0405和设于减振顶板Ⅰ-0403、减振底板Ⅰ-0405之间的弹簧Ⅰ-0404；减振顶板Ⅰ-0403中心位置开有定位 螺孔Ⅰ-0402，定位螺孔Ⅰ-0402通过螺栓与底板Ⅰ-03连接；减振底板Ⅰ-0405周向四个角开 有定位螺孔Ⅰ-0401，定位螺孔Ⅰ-0401通过螺栓与机架Ⅴ-01连接。
直振器Ⅰ-05采用现有结构，如图9所示，包括直震器底板Ⅰ-0504、直振器面板Ⅰ-0502、 支撑脚Ⅰ-0503，其中直振器面板Ⅰ-0502开设多个定位螺孔Ⅰ-0501，用于连接底板Ⅰ-0501。
如图10和图11所示，缓冲定量送料装置Ⅱ包括倾斜送料板Ⅱ-01、拨料杆Ⅱ-02、导料 杆Ⅱ-05、固定杆Ⅱ-06、拨料齿Ⅱ-07等，拨料杆Ⅱ-02和拨料齿Ⅱ-07组成拨料机构；倾斜 送料板Ⅱ-01由多个V形板连接而成，且与直线送料板Ⅰ-02的V形板一一对应。倾斜送料板 Ⅱ-01相对于直线送料板Ⅰ-02倾斜一定角度设置，倾斜送料板Ⅱ-01与底板Ⅰ-03底面之间的 夹角为钝角。
倾斜送料板Ⅱ-01与直线送料板Ⅰ-02衔接的一端焊接于机架Ⅴ-01上，另一端与导料杆 Ⅱ-05上曲面相切固结；导料杆Ⅱ-05与倾斜送料板Ⅱ-01的V形板一一对应。
如图14(a)和图14(b)所示，导料杆Ⅱ-05呈弯管结构，包括第一杆段、第二杆段和第三杆段，第二杆段为第一杆段和第三杆段之间的过渡段，为圆弧段，第一杆段和第三杆段通 过第二杆段连接形成一定角度α。在本实施例中，α为钝角。第一杆段与倾斜送料板Ⅱ-01一 侧焊接固定，倾斜送料板Ⅱ-01端部与第二杆段上曲面相切。
导料杆Ⅱ-05下侧设有拨料杆Ⅱ-02，拨料杆Ⅱ-02与导料杆Ⅱ-05的第一杆段下表面固 定，导料杆Ⅱ-05的第三杆段与导料杆Ⅱ-05相背一侧安装固定杆Ⅱ-06，通过固定杆Ⅱ-06与 破壳定板Ⅲ-01固定；固定杆Ⅱ-06与机架V-01固定连接。在本实施例中，固定杆Ⅱ-06为空 心方管。拨料杆Ⅱ-02的轴线方向沿倾斜送料板Ⅱ-01的排布方向设置，拨料杆Ⅱ-02两端均 安装轴承座Ⅱ-04，拨料杆Ⅱ-02一端安装第一链轮Ⅱ-03。
如图12(a)、图12(b)和图12(c)所示，倾斜送料板Ⅱ-01底端(连接导料杆Ⅱ-05的一端) 开有矩形开口Ⅱ-0101，矩形开口Ⅱ-0101前端两侧设有挡料块Ⅱ-0102，以防止多个核桃同时 下落，保证定量送料。在本实施例中，挡料块Ⅱ-0102为三角形结构。
如图13(a)和图13(b)所示，沿拨料杆Ⅱ-02轴线方向间隔分布多个拨料齿Ⅱ-07，拨料齿 Ⅱ-07与矩形开口Ⅱ-0101一一对应。拨料齿Ⅱ-07与拨料杆Ⅱ-02螺纹连接，且拨料齿Ⅱ-07 长度可调，以适应不同大小的核桃。
如图15-图18所示，预破壳装置Ⅲ包括预破壳箱体和设于预破壳箱体内的破壳定板 Ⅲ-01、挡料板Ⅲ-03、破壳动板Ⅲ-04、旋转轴Ⅲ-06、凸轮滚子机构等，预破壳箱体为箱型结 构，其底部以及朝向缓冲定量送料装置Ⅱ的一侧为开口结构，预破壳箱体底部连接出料装置Ⅳ。
如图15和图24所示，预破壳箱体包括箱体前板Ⅲ-13、箱体顶板Ⅲ-15、箱体侧板Ⅲ-10， 箱体前板Ⅲ-13与箱体顶板Ⅲ-15、两个箱体侧板Ⅲ-10围成长方体箱型结构，且后侧(对应于 缓冲定量送料装置Ⅱ的一侧)为开口，底部同样为开口。
箱体前板Ⅲ-13与箱体侧板Ⅲ-10通过连接板Ⅲ-12固定，箱体顶板Ⅲ-15与箱体侧板Ⅲ -10、箱体前板Ⅲ-13通过连接块Ⅲ-02固定。在本实施例中，连接板Ⅲ-12为角钢，且角钢高 度与箱体前板Ⅲ-13、箱体侧板Ⅲ-10一致；连接块Ⅲ-02同样为角钢，但其尺寸远小于连接板 Ⅲ-12尺寸。
破壳定板Ⅲ-01与导料杆Ⅱ-05的第三杆段固定并与第二杆段相切，如图19(a)和图19(b) 所示，破壳定板Ⅲ-01由多个V形板连接而成，且与倾斜送料板Ⅱ-01的V形板一一对应。破 壳动板Ⅲ-04位于破壳定板Ⅲ-01前方，二者间隔设置且距离可调，其中破壳动板Ⅲ-04连接 凸轮滚子机构，通过凸轮滚子机构改变破壳动板Ⅲ-04与破壳定板Ⅲ-01之间的间距，以实现 破壳操作。
如图20所示，挡料板Ⅲ-03也由多个V形板连接而成，挡料板Ⅲ-03的长度小于破壳动 板Ⅲ-04和破壳定板Ⅲ-01，通过设置挡料板Ⅲ-03防止核桃掉落出预破壳区间。
破壳动板Ⅲ-04设置两组，且两组破壳动板Ⅲ-04共同与一组破壳定板Ⅲ-01相对应。如 图16、图21(b)和图21(c)所示，破壳动板Ⅲ-04与破壳定板Ⅲ-01相背的一侧和旋转轴Ⅲ-06 通过固定块Ⅲ-0402焊接固定，每个破壳动板Ⅲ-04通过固定块Ⅲ-0402与旋转轴Ⅲ-06侧面固 定。旋转轴Ⅲ-06两端穿过预破壳箱体侧壁并通过第一支撑座Ⅲ-05与箱体侧板Ⅲ-10固定， 第一支撑座Ⅲ-05为轴承座，通过旋转轴Ⅲ-06和第一支撑座Ⅲ-05使破壳动板Ⅲ-04能够相对 于预破壳箱体旋转。
如图18(a)、如图18(b)以及图21(a)-图21(c)所示，破壳动板Ⅲ-04与预破壳区间相背的一侧设有第一拉环Ⅲ-0403，第一拉环Ⅲ-0403位于破壳动板Ⅲ-04靠近底部位置，拉伸 弹簧Ⅲ-17一端与第一拉环Ⅲ-0403连接，另一端通过第二拉环Ⅲ-0901与固定板Ⅲ-09连接， 固定板Ⅲ-09焊接于箱体侧板Ⅲ-10底部；拉伸弹簧Ⅲ-17倾斜设置。
凸轮滚子机构包括滚子Ⅲ-07、凸轮Ⅲ-11、凸轮轴Ⅲ-08，破壳动板Ⅲ-04与预破壳区间 相背的一侧安装滚子Ⅲ-07，滚子Ⅲ-07通过销轴Ⅲ-16与固定座Ⅲ-0401相连，固定座Ⅲ-0401 与破壳动板Ⅲ-04固定。在本实施例中，固定座Ⅲ-0401为U型座，U型座间隔设置两个，每 个U型座两侧均设置第一拉环Ⅲ-0403。如图25所示，固定板Ⅲ-09上设有与第一拉环Ⅲ-0403 对应的第二拉环Ⅲ-0901。
如图16、图17和图23所示，凸轮Ⅲ-11安装于凸轮轴Ⅲ-08上，凸轮Ⅲ-11个数与滚子 Ⅲ-07个数对应，即为两个。滚子Ⅲ-07与凸轮Ⅲ-11之间形成滚动摩擦副。凸轮轴Ⅲ-08的两端分别安装第二支撑座Ⅲ-18，通过第二支撑座Ⅲ-18固定于箱体侧板Ⅲ-10上，第二链轮 Ⅲ-14通过键固定于凸轮轴Ⅲ-08上。凸轮轴Ⅲ-08与旋转轴Ⅲ-06位置可调。
如图26(a)、图26(b)和图1所示，出料装置Ⅳ位于预破壳装置Ⅲ下方，通过焊 接与箱体侧板Ⅲ-10连接。出料装置Ⅳ顶部为开口，与预破壳箱体底部对接，出料 装置Ⅳ一侧为倾斜面，另一侧为出料口。
如图27和图1所示，支撑主体装置Ⅴ包括机架Ⅴ-01、电机Ⅴ-02、减速器Ⅴ-03、 第三链轮Ⅴ-04和第四链轮Ⅴ-05，其中电机Ⅴ-02固定于机架Ⅴ-01上，第三链轮Ⅴ -04和第四链轮Ⅴ-05通过键连接于减速器Ⅴ-03输出轴上，第三链轮Ⅴ-04与第二链 轮Ⅲ-14通过链条连接，第四链轮Ⅴ-05与第一链轮Ⅱ-03通过链条连接。
具体的，如图28(a)和图28(b)所示，具体介绍倾斜送料板Ⅱ-01的设计， 核桃在V形槽内滚动时，其长径和周径有着不同的摩擦学特性，核桃沿V形槽运动 过程中滑动并转动来进行导向，使核桃的长径与滚动方向一致，保持在同一平面内 不变，并且核桃具有特殊的几何形状，其在V形槽中的滚动并不影响整体在V形槽 内的位移变化，做静力学与动力学分析，简化核桃为球形，为确保核桃可以顺利滑 到倾斜送料板Ⅱ-01底端，有：
由式(1)可得：
静力学分析：
mg sinβ>μmg cosβ (4)
由式(4)得：
β>arctanμ (5)
式中，
μ—核桃与倾斜送料板之间的摩擦系数；β—倾斜送料板倾斜角；γ—倾斜送料板V形夹角；Fn1—V形板与核桃之间的正压力。
根据上式可确定倾斜角β与V形夹角γ取值，以确保核桃可以滚动并滑动到倾 斜送料板底端，并在倾斜送料板底端挡料块Ⅱ-0102作用下停止定位于倾斜送料板 上，然后在拨料齿Ⅱ-07的带动下进行定量送料。
如图29所示，介绍预破壳装置Ⅲ的设计，破壳定板Ⅲ-01与破壳动板Ⅲ-04的啮 合角θ对核桃的破壳效果和破碎腔的高度有直接的影响，啮合角θ如果取值过大，虽 然可以增加核桃的破碎率，但是会造成破碎程度过大，碎仁率增加，还会造成物料 和两板之间摩擦力变小，进而导致物料向上跳出从而导致漏破；啮合角θ的取值如 果偏小，在提高了摩擦力的同时却降低了破碎率，且使破碎腔的高度增加。因此选 取合适的啮合角θ对于预破壳装置有重要的意义。
核桃的形状近似为球形，物料受到破壳定板Ⅲ-01与破壳动板Ⅲ-04的挤压受力示意图如图29所示，P1和P2分别是破壳定板Ⅲ-01以及破壳动板Ⅲ-04对核桃的正 压力，fP1和fP2是物料由于挤压受到两块板的摩擦力，f是物料与两板间的摩擦系 数，核桃本身重力与物料受到的压力相比很小，故忽略不计。
要保证核桃不向上挤出，建立附图29所示直角坐标系，满足力学平衡，条件如 下：
水平方向受力：
p1 cosθ1+fP1 sinθ1＝P2 cosθ2+fP2 sinθ2 (6)
竖直方向受力：
P1 cosθ1+P2 sinθ2≤fP1 cosθ2+fP2 cosθ2 (7)
由式(6)得：
将P2带入式(7)得：
考虑到实际生产情况，啮合角θ只取其65％。由式(6)、(7)、(8)、(9)即可确定 啮合角θ取值范围θmin～θmax。
破壳定板Ⅲ-01和破壳动板Ⅲ-04之间的距离根据下式确定
B＝(1.1～1.25)Dmax (10)
式(10)中，
Dmax—核桃最大周径，mm；B—破壳定板Ⅲ-01和破壳动板Ⅲ-04之间的距离， mm。
为避免两板发生碰撞，应有：
式(11)中，l表示破壳动板底端到旋转中心的距离。
由式(10)可得出两板之间距离B的取值范围，可确定最大距离Bmax的取值，再 根据式(11)可得B的取值范围，Bmin<B<Bmax。
如图30和图31所示，介绍凸轮的设计，凸轮的结构参数直接影响破壳动板的 运动轨迹以及挤压行程，进而影响破壳效果，根据由式(6)、(7)、(8)、(9)确定的啮 合角θ的取值范围θmin～θmax，以及由式(10)、(11)确定的破壳定板Ⅲ-01和破壳动板 Ⅲ-04之间的距离B的取值范围Bmin～Bmax，设计凸轮的工作流程，凸轮的工作流程 为预紧阶段—一次破壳阶段—二次破壳阶段—回程阶段。
图(30)中各符号含义：ω—凸轮转速；α1—预紧阶段凸轮转过角度；α2～α3—一 次破壳阶段凸轮转过角度；α4～α5—二次破壳阶段凸轮转过角度；α6—回程阶段。
凸轮以转速ω转动，在凸轮转过α1角度过程中，凸轮进入预紧工作阶段，此时 破壳动板在凸轮带动下绕旋转中心转过一定角度，预破壳区域上端开口大，下端开 口下，核桃顺利进入预破壳区域并在V形块的作用下实现自定位预紧，紧接着在凸 轮转过α2～α3角度时，凸轮进入一次破壳阶段，在凸轮带动下破壳动板与破壳定板 对核桃进行一次挤压破壳，凸轮转过α4～α5角度，在此过程中凸轮进入二次破壳阶 段，在凸轮带动下破壳动板与破壳定板对核桃进行二次挤压破壳，破壳完毕后，凸 轮转过α6角度，破壳动板回到初始位置，核桃在自身重力作用下落出，预破壳结束。 根据以上参数，得到破壳动板运动速度(角度)与时间的关系如图31所示。
本实施例的工作原理为：
分好级的核桃倒入喂料箱Ⅰ-01，在固定于底板Ⅰ-03下方直振器Ⅰ-05的激振力作用下核桃获得一定形式和大小的振动量，经过送料板Ⅰ-02定位以长轴方向落于缓冲 定量送料装置Ⅱ，经由缓冲定量送料装置Ⅱ中倾斜送料板Ⅱ-01实现二次定位，核桃到 达倾斜送料板Ⅱ-01底部并在倾斜送料板底端挡料块Ⅱ-0102作用下停止，并依次排列 在V形滑道上，在固定于拨料杆Ⅱ-02上拨料齿Ⅱ-07的带动下进行定量送料，核桃 在拨料装置作用下经由导料杆Ⅱ-05导向抛物运动至破壳区。
其中当拨料齿Ⅱ-07开始拨动核桃时，破壳动板Ⅲ-04在两个凸轮Ⅲ-11带动下进入预紧状态，此时凸轮Ⅲ-11处于预紧阶段，在凸轮Ⅲ-11的作用下破壳动板Ⅲ-04与 破壳定板Ⅲ-01之间形成一定夹角θ，核桃在下落过程中，经两板之间形成的的V 形槽实现核桃自定位功能，待核桃定位自锁后，凸轮Ⅲ-11先后进入一次破壳阶段— 二次破壳阶段—回程阶段。对核桃进行两次挤压，挤压完成核桃在重力作用下经由 出料装置Ⅳ落出，循环往复重复上述工作过程，整个过程中，拨料杆Ⅱ-02和凸轮轴 Ⅲ-08转速相同，以实现定量送料、定量破壳。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来 说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替 换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，包括机架，沿机架依次设有喂料定位装置、缓冲定量送料装置、预破壳装置，预破壳装置底部连接出料装置；
喂料定位装置包括喂料箱，喂料箱的出料端与直线送料板相接，直线送料板下方安装振动装置；缓冲定量送料装置包括与直线送料板对接的倾斜送料板，倾斜送料板的出料端安装拨料机构；
预破壳装置包括与倾斜送料板衔接的破壳定板，破壳定板一侧设有破壳动板，破壳动板连接凸轮滚子机构，凸轮滚子机构驱动破壳动板对核桃两次挤压；所述拨料机构和凸轮滚子机构连接动力装置。
2.根据权利要求1所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述直线送料板由多个并排设置的V形板构成，直线送料板底部安装底板，振动装置与底板固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述振动装置采用直振器，直振器两侧设有弹簧阻尼减振器。
4.根据权利要求1所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述倾斜送料板由多个并排设置的V形板构成，每个V形板的出料端均设置开口；
所述拨料机构包括拨料杆和多个沿拨料杆轴向分布的拨料齿，拨料齿与开口对应。
5.根据权利要求1所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述破壳动板和凸轮滚子机构设于预破壳箱体内，破壳定板设有一组，破壳动板设有两组，且两组破壳动板具有多个与破壳定板一一对应的V形槽；
所述破壳定板通过导料杆与倾斜送料板连接。
6.根据权利要求5所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述破壳动板通过固定块与旋转轴固定，旋转轴两端与破壳箱体转动连接。
7.根据权利要求1或5所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述破壳动板上侧固定有挡料板，挡料板朝向倾斜送料板的出料端设置。
8.根据权利要求7所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述挡料板由多个并排设置的V形板连接而成。
9.根据权利要求1或5所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述凸轮滚子机构包括与破壳动板转动连接的滚子、与滚子形成滚动摩擦副的凸轮，所述凸轮安装于凸轮轴，凸轮轴连接驱动装置。
10.根据权利要求1所述的一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备，其特征在于，所述破壳动板靠近底部位置通过多个拉伸弹簧与机架连接。
Priority Applications (1)
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| CN202210590199.2A CN115053969A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备 |
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| CN202210590199.2A CN115053969A (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种定向运输多工位自定位挤压核桃预破壳设备 |
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- 2022-05-27 CN CN202210590199.2A patent/CN115053969A/zh active Pending
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