成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，它使核桃受到周期性的集中力的作用，實(shí)現(xiàn)核桃破殼均勻，提高破殼效率，保證I核桃仁完整性。它包括支架，在支架上安裝喂料'斗，喂料斗出口處設(shè)有傳送裝置，傳送裝置設(shè)有紋'齒帶將核桃向支架另一端輸送；所述支架上還設(shè)有安裝在傳送裝置上方并對(duì)輸送物料進(jìn)行擠壓的擠壓裝置，擠壓裝置采用同步帶，利用同步帶與紋1齒帶間的壓力對(duì)核桃進(jìn)行柔性破殼；所述支架上還設(shè)有同步帶的自動(dòng)糾偏裝置，所述自動(dòng)糾偏裝置包括與支架連接的下橫梁，在下橫梁上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝上橫梁，上橫梁安裝有調(diào)心托輥以承載同步帶；在下橫梁上設(shè)有上橫梁限制上橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限位裝置，在上橫梁則設(shè)有同步帶限制裝置。?el-1
【專利說(shuō)明】成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械裝備，尤其涉及一種成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切 擠壓柔性破殼裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 核桃在進(jìn)行深加工的過(guò)程中，原料的剝殼處理是一道重要而又困難的工序。近幾 年來(lái)，國(guó)內(nèi)有些加工企業(yè)和科研院所已逐步研制開發(fā)出一些堅(jiān)果類剝殼加工設(shè)備，但多數(shù) 剝殼機(jī)具一次性剝殼率偏低，碎仁率偏高，致使生產(chǎn)效率低，加工損失大。由于核桃形狀不 規(guī)則，殼仁間隙小，為實(shí)現(xiàn)核桃機(jī)械破殼取仁，目前，國(guó)內(nèi)常見的剝殼加工設(shè)備按剝殼方法 分類可分為：擠壓法、撞擊法、剪切法和碾搓法。1)擠壓法：借助軋輥的擠壓作用使殼破碎。 2)撞擊法：借助打板或壁面的高速撞擊作用使皮殼變形直至破裂，適用于殼脆而仁韌的物 料如用離心式剝殼機(jī)剝松子殼等。3)剪切法：借助銳利面的剪切作用使殼破碎，如板栗剝 殼機(jī)等。4)碾搓法：即借助粗糙面的碾搓作用使皮殼疲勞破壞而破碎。除下的皮殼較為整 齊，碎塊較大，這種方法適用于皮殼較脆的物料。
[0003] 目前已經(jīng)研究開發(fā)的核桃破殼裝置有：1)雙齒盤式破殼裝置，它由主動(dòng)齒盤旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)核桃邊旋轉(zhuǎn)邊擠進(jìn)由齒盤、偏心圓弧齒板組成的剝殼區(qū)，受到擠壓作用，核桃表面產(chǎn)生 裂紋并逐漸擴(kuò)展，直至最終完全破裂，碎殼和仁從最小間隙處掉下。2)變形恒定破殼裝置， 該破殼裝置是由一對(duì)螺紋螺旋方向相反的滾柱組成，在滾柱面上切制有螺距恒定的梯形螺 紋，螺紋滾柱在結(jié)構(gòu)上保證了核桃的實(shí)際變形能隨果徑的增大而增大。當(dāng)核桃夾在一對(duì)左、 右螺紋之間時(shí)，形成了四點(diǎn)加壓。不同果徑的核桃可在不同開度處破殼。為避免核桃與滾 柱間發(fā)生相對(duì)滑移，滾柱面進(jìn)行了"滾花"處理。
[0004] 經(jīng)檢索，發(fā)明專利一核桃剝殼取仁裝置（CN201210277037. X)提出一種由電動(dòng)機(jī) 帶動(dòng)，殼和仁分離間隙可調(diào)的核桃破殼取仁裝置，該裝置采用了具有速度差（上帶高速下 帶低速）的兩根皮帶來(lái)揉搓、擠壓、剪切核桃。由于該裝置所采用的皮帶為普通橡膠輸送 帶，其與核桃之間的摩擦系數(shù)較低，核桃在其間滾動(dòng)時(shí)易發(fā)生打滑的現(xiàn)象。核桃在受到集中 力時(shí)更容易發(fā)生破碎，而該系統(tǒng)中上平帶與核桃的接觸面積較大，對(duì)核桃的擠壓力并非集 中力，不容易使核桃殼破碎，降低了破殼率。該系統(tǒng)中工作帶在工作過(guò)程中沒(méi)有糾偏裝置， 容易受到核桃滾動(dòng)而發(fā)生偏移，既降低了破殼效率，又會(huì)加劇對(duì)裝置的損壞。因此該專利破 殼性能指標(biāo)低，效果不理想。
[0005] 發(fā)明專利一核桃剝殼機(jī)（CN200920164561. X)提出一種核桃剝殼裝置，該機(jī)包括 機(jī)架、喂料斗、定錐形筒、動(dòng)錐形筒、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、出料斗、布料蓋板、帶傳動(dòng)、電機(jī)等。動(dòng)錐形 筒上部安裝有布料蓋板；定錐形筒同心套裝在動(dòng)錐形筒外部，形成錐環(huán)形核桃剝殼型腔； 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可上下移動(dòng)定錐形筒，從而改變錐環(huán)形核桃剝殼型腔大小；當(dāng)動(dòng)錐形筒旋轉(zhuǎn)時(shí)核 桃依靠動(dòng)錐形筒和定錐形筒對(duì)核桃的擠壓和剪切作用下破裂核桃，破裂的核桃從出料口排 出。該裝置采用剛性錐形筒對(duì)核桃進(jìn)行破殼，易造成核桃仁的損害，降低了核桃仁的完整 率，同時(shí)又對(duì)不同尺寸的核桃適應(yīng)性差。
[0006] 發(fā)明專利一擠壓式核桃破殼機(jī)（CN200910026989. 2)提出一種擠壓式核桃剝殼 裝置，包括：機(jī)架、機(jī)架上固定有送料口，送料口連接有輸送斜板，機(jī)架前部有擠壓輪主工 作輪、擠壓輪高速輪、反向動(dòng)力傳動(dòng)輪組成的雙速擠壓破殼裝置，采用擠壓方式將核桃殼破 碎，第一次破碎后在雙速擠壓滾的作用下轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度完成第二次擠壓，并完成核桃殼 的破碎，再經(jīng)人工剝皮后取得較完整的核桃仁。通常核桃體積大小近乎一致，特殊較小尺寸 與沒(méi)能破碎的核桃在人工清理與去皮后重新送入核桃破殼機(jī)中進(jìn)行第二次加工。該裝置采 用剛性輪對(duì)核桃進(jìn)行破殼，易造成核桃仁的損害，并且要多次對(duì)核桃進(jìn)行擠壓，還需要人工 剝皮，既降低了破殼效率，又增加了成本。
[0007] 雖然人們研制出了多種核桃破殼裝置可以對(duì)核桃殼仁進(jìn)行破碎，但每一種裝置都 各有利弊，不能對(duì)核桃進(jìn)行徹底的無(wú)污染、自動(dòng)化破碎。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為解決上述問(wèn)題，提供了一種成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性 破殼裝置，自動(dòng)化程度高、符合食品安全規(guī)定，通過(guò)薄殼理論及斷裂力學(xué)理論使核桃受到周 期性的集中力的作用實(shí)現(xiàn)核桃破殼均勻，提高破殼效率，保證核桃仁完整性；實(shí)現(xiàn)了工作帶 的自動(dòng)糾偏，裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：
[0010] 一種成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，它包括支架，在支架上安裝喂 料斗，喂料斗出口處設(shè)有傳送裝置，傳送裝置設(shè)有紋齒帶將核桃向支架另一端輸送；
[0011] 所述支架上還設(shè)有安裝在傳送裝置上方并對(duì)輸送物料進(jìn)行擠壓的擠壓裝置，擠壓 裝置采用同步帶，利用同步帶與紋齒帶間的壓力對(duì)核桃進(jìn)行柔性破殼；
[0012] 所述支架上還設(shè)有同步帶的自動(dòng)糾偏裝置，所述自動(dòng)糾偏裝置包括與支架連接的 下橫梁，在下橫梁上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝上橫梁，上橫梁安裝有調(diào)心托輥以承載同步帶；在下 橫梁上設(shè)有上橫梁限制上橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限位裝置，在上橫梁則設(shè)有同步帶限制裝置，對(duì) 同步帶跑偏進(jìn)行糾正。
[0013] 所述傳送裝置還包括分別位于支架兩端水平位置的托輥II和托輥III，紋齒帶由所 述兩托輥承載，在紋齒帶下方與同步帶配合進(jìn)行擠壓的位置設(shè)有金屬托板，金屬托板安裝 在支架上。
[0014] 所述擠壓裝置包括位于支架上的托輥I、托輥IV、擠壓托輥和張緊托輥，所述各托 輥承載同步帶；托輥I位置高于托輥IV，擠壓托輥在張緊托輥的后方，托輥IV與張緊托輥 間的同步帶水平，張緊托輥與擠壓托輥間的同步帶與水平面夾角為Y形成楔形角，Y = 25。-30。。
[0015] 所述限位裝置為下橫梁上設(shè)置的兩對(duì)限位桿，四個(gè)限位桿分別位于下橫梁四角， 對(duì)上橫梁的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行限位。
[0016] 所述限制裝置為兩個(gè)立輥，分別設(shè)置在下橫梁一側(cè)兩端。
[0017] 所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括上軸承固定槽與下軸承固定槽分別焊接在上橫梁與下橫梁上， 上軸承固定槽與下軸承固定槽同軸，角接觸球軸承II與角接觸球軸承I都以過(guò)盈配合的方 式分別裝配在上軸承固定槽與下軸承固定槽中；連接軸39上下兩端都以過(guò)盈配合的方式 分別裝配在角接觸球軸承II與角接觸球軸承I中，實(shí)現(xiàn)上下兩部分的連接，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的旋 轉(zhuǎn)角度為θ = 12°?15°。
[0018] 所述調(diào)心托輥包括調(diào)心托輥主軸，調(diào)心托輥套筒通過(guò)位于調(diào)心托輥主軸兩端的深 溝球軸承與調(diào)心托輥主軸連接；調(diào)心托輥主軸兩端分別與一個(gè)上橫梁堅(jiān)桿連接，所述兩上 橫梁堅(jiān)桿安裝在橫梁上。
[0019] 所述同步帶分為四層，自內(nèi)而外分別為工作帶內(nèi)層、工作帶抗拉層、工作帶芯膠 層、工作帶外層；其中工作帶抗拉層內(nèi)設(shè)有抗拉鋼絲繩；工作帶內(nèi)層表面有紋齒。
[0020] 所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為人字形紋齒I、 人字形紋齒II，各人字形紋齒的高度為1^，Li = 2?3mm，寬度為L(zhǎng)2, L2 = 2?3mm，相鄰兩 人字形紋齒的間距為L(zhǎng)3，L3= 10?15mm，人字形紋齒中間部分的角度為β，β =140°? 150° ,相鄰兩抗拉鋼絲繩的間距為L(zhǎng)4, L4 = 8?12mm。
[0021] 所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為圓弧齒，圓弧齒 的壓力角α =37°?53°，圓弧齒齒根圓半徑ra= 1.8?2. 4mm，圓弧齒齒頂圓半徑rb = 6. 4 ?15. 2mm,齒高 h = 8. 2 ?17. 6mm,帶厚 h2 = 6 ?8mm,齒距 Pb = 26. 5 ?48. 5mm。
[0022] 所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為梯形齒，梯形齒 的傾斜角σ =23°?27°，梯形齒齒根圓半徑ral = 2. 5?3. 8mm，梯形齒齒頂寬mi = 8? 12mm,齒高 h3 = 12 ?15mm,齒距 Pbl = 26. 5 ?40. 5mm。
[0023] 所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為漸開線形齒，漸 開線齒的齒根圓半徑r a2 = 2. 0?2. 5mm，漸開線形齒齒頂寬叫=6?8mm，齒高h(yuǎn)4 = 12? 16mm,齒距 Pb2 = 24. 6 ?38. 5mm。
[0024] 所述同步帶與紋齒帶異速，且同步帶速度大于紋齒帶速度。
[0025] 所述同步帶與紋齒帶間的間隙為e，屯< e彡(U2S或者屯< e彡d2- δ
[0026] 式中：屯一核桃仁的最大直徑；
[0027] S-核桃殼的厚度；
[0028] (12-核桃殼的最大直徑；
[0029] δ -核桃殼內(nèi)壁與核桃仁間的間隙。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是：
[0031] 該裝置采用柔性成型帶對(duì)核桃進(jìn)行剪切擠壓，保證了核桃充分滾動(dòng)受到周期性的 集中力而又不會(huì)受到?jīng)_擊力作用，減少了核桃的破碎率，提高核桃仁的完整度，降低核桃仁 的損失。成型帶內(nèi)側(cè)表面的人字形紋齒又能有效增加帶內(nèi)側(cè)與托輥之間的摩擦，防止帶與 托輥之間打滑，實(shí)現(xiàn)了同步帶的平穩(wěn)工作；提供一種新型紋齒帶，其外側(cè)表面的波紋形紋齒 可以有效增加帶外側(cè)與核桃之間的摩擦，實(shí)現(xiàn)核桃充分滾動(dòng)；新型紋齒帶內(nèi)側(cè)表面的人字 形紋齒能有效提高與托輥之間的摩擦，防止帶與托輥之間打滑；同時(shí)提供的成型帶使用了 符合食品安全規(guī)則的材料，保證了破殼得到的核桃仁的衛(wèi)生，提高了食品的安全性。
[0032] 該裝置的糾偏系統(tǒng)能有效使跑偏后的工作帶自動(dòng)回到原位，實(shí)現(xiàn)跑偏工作帶的自 動(dòng)糾偏，確保工作帶對(duì)中運(yùn)行，既能夠有效防止設(shè)備主要部件（如托輥）由于受到較大不穩(wěn) 定的壓軸力的非正常損壞又能提高了同步帶的使用壽命。
[0033] 該裝置自動(dòng)化程度高，加工效率高，實(shí)現(xiàn)了大批量核桃的破殼工作，減輕了人力消 耗
[0034] 該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，制作成本低，極大地降低生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為新型同步帶核桃剪切擠壓柔性破殼裝備軸測(cè)圖；
[0036] 圖2為成型帶核桃剪切擠壓柔性破殼裝備機(jī)架（裝有軸承座）軸測(cè)圖；
[0037] 圖3為新型同步帶核桃剪切擠壓柔性破殼裝備側(cè)視圖；
[0038] 圖4為自動(dòng)糾偏裝置軸測(cè)圖；
[0039] 圖5為調(diào)心托輥與上橫梁裝配示意圖；
[0040] 圖6為自動(dòng)糾偏裝置連接桿示意圖；
[0041] 圖7為立輥與連接桿裝配示意圖；
[0042] 圖8為自動(dòng)糾偏裝置相對(duì)旋轉(zhuǎn)部件裝配示意圖；
[0043] 圖9為自動(dòng)糾偏裝置上橫梁與下橫梁相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度示意圖；
[0044] 圖10a為新型同步帶向左偏時(shí)自動(dòng)糾偏裝置上橫梁上的立輥受力分析圖；
[0045] 圖10b為新型同步帶向左偏時(shí)自動(dòng)糾偏裝置的托輥與帶相接處的某點(diǎn)的速度分 析圖；
[0046] 圖11為自動(dòng)糾偏裝置的托輥與帶相接處的某點(diǎn)的受力分析圖；
[0047] 圖12為新型同步帶示意圖；
[0048] 圖13為新型同步帶內(nèi)側(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖14為核桃內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸剖面示意圖；
[0050] 圖15為核桃受一對(duì)法向力示意圖；
[0051] 圖16為新型同步帶圓弧齒尺寸及圓弧齒與核桃接觸的受力分析圖；
[0052] 圖17a為新型紋齒帶外側(cè)波紋形紋齒分布示意圖；
[0053] 圖17b為新型紋齒帶內(nèi)側(cè)人字形紋齒分布示意圖；
[0054] 圖18a為梯形齒同步帶結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；
[0055] 圖18b為漸開線形齒同步帶結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；
[0056] 其中，1-支架，2-新型同步帶，3-喂料斗，4-托輥I，5_托輥II，6_新型紋齒帶， 7_張緊托棍，8-下橫梁，9-上橫梁，10-調(diào)心托輥，11-立輥，12-擠壓托輥，13-金屬托板， 14-托輥III，15-托輥IV，16- -級(jí)支架橫桿I，17-軸承座I，18-軸承座II，19-二級(jí)支架橫 桿I，20-機(jī)架堅(jiān)桿I，21-軸承座III，22-軸承座IV，23-機(jī)架堅(jiān)桿II，24-軸承座V，25-三 級(jí)支架橫桿I，26-三級(jí)支架橫桿II，27-軸承座VI，28-軸承座VL 29-軸承座W，30--級(jí)支 架橫桿II，31-軸承座IX，32-機(jī)架堅(jiān)桿III，33-軸承座X，34-機(jī)架堅(jiān)桿IV，35-二級(jí)支架橫桿 II，36-軸承座XI，37-軸承座XL 38-限位桿，39-連接軸，40-下軸承固定槽，41-角接觸球 軸承I，42-上軸承固定槽，43-立輥固定彎桿，44-角接觸球軸承II，45-通孔I，46-新型同 步帶圓弧齒，47-工作帶內(nèi)層，48-工作帶抗拉層，49-工作帶芯膠層，50-工作帶外層，51-抗 拉鋼絲繩，52-人字形紋齒I，53-通孔II，54-墊片I，55-螺母I，56-螺母II，57-墊片II， 58-深溝球軸承，59-調(diào)心托輥套筒，60-調(diào)心托輥主軸，61-上橫梁堅(jiān)桿，62-核桃殼，63-核 桃仁，64-波紋形紋齒，65-人字形紋齒II。

【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
[0058] 如圖1所示，喂料斗3通過(guò)螺栓固定在支架1上。
[0059] 如圖1、圖2、圖3所示，托輥I 4兩端分別裝配在軸承座VI 27與軸承座V 24中， 軸承座VI 27與軸承座V 24分別通過(guò)螺栓固定在三級(jí)支架橫桿II 26與三級(jí)支架橫桿I 25 上。托輥IV 15兩端分別裝配在軸承座XI 36與軸承座II 18中，軸承座XI 36與軸承座II 18 分別通過(guò)螺栓固定在二級(jí)支架橫桿II 35與二級(jí)支架橫桿I 19上。張緊托輥7兩端分別裝 配在軸承座IX 31與軸承座IV 22中，軸承座IX 31與軸承座IV 22分別通過(guò)螺栓固定在機(jī)架堅(jiān) 桿III 32與機(jī)架堅(jiān)桿II 23上。擠壓托輥12兩端分別裝配在軸承座X 33與軸承座III 21中， 軸承座X 33與軸承座III 21分別通過(guò)螺栓固定在機(jī)架堅(jiān)桿IV 34與機(jī)架堅(jiān)桿I 20上。托輥 IV 15與擠壓托輥12的水平間距為L(zhǎng)e(L。= 350?400mm)，擠壓托輥12與張緊托輥7的水 平間距SLd(Ld = 200mm)。新型同步帶2裝配在托輥I 4、托輥IV 15、擠壓托輥12、張緊托 輥7之上，其中托輥IV 15與擠壓托輥12之間的同步帶與水平方向平行，擠壓托輥12與張 緊托輥7之間的同步帶與水平方向之間的夾角為=25°?30° )。
[0060] 如圖1、圖2、圖3所示，自動(dòng)糾偏裝置通過(guò)下橫梁8與機(jī)架1以螺栓連接的方式固 定在機(jī)架1上。下橫梁8與機(jī)架堅(jiān)桿IV 34之間的距離為L(zhǎng)a(La = 90?100mm)。
[0061] 如圖1、圖2、圖3所示，托輥III14兩端分別裝配在軸承座ΧΠ 37與軸承座I 17中， 軸承座ΧΠ 37與軸承座I 17分別通過(guò)螺栓固定在一級(jí)支架橫桿II 30與一級(jí)支架橫桿I 16 上。托輥II 5兩端分別裝配在軸承座W 28與軸承座W 29中，軸承座W 28與軸承座W 29分 別通過(guò)螺栓固定在一級(jí)支架橫桿I 16與一級(jí)支架橫桿II 30上。托輥III 14與托輥II 5之 間的水平距離為L(zhǎng)b(Lb = 1000mm)。新型紋齒帶6裝配在托輥III 14與托輥II 5上。金屬托 板13緊貼新型紋齒帶6內(nèi)側(cè)通過(guò)螺栓固定在機(jī)架1上。
[0062] 如圖4、圖5、圖6、圖7所示，帶有螺紋的調(diào)心托輥主軸60兩端通過(guò)螺母II 56以螺 紋連接的方式固定在上橫梁堅(jiān)桿61上，螺母II 56與上橫梁堅(jiān)桿61之間裝有墊片II 57,深 溝球軸承58套在調(diào)心托輥主軸60,兩者過(guò)盈配合，內(nèi)瓦里端頂在軸肩上。調(diào)心托輥套筒59 套在深溝球軸承58上，兩者過(guò)盈配合。
[0063] 如圖4、圖6、圖7所示，立輥固定彎桿43焊接在上橫梁9上，立輥11的螺紋端穿 過(guò)通孔II 53,通過(guò)螺母I 55以螺紋連接的方式固定在立輥固定彎桿43上，螺母I 55與立 輥固定彎桿43之間裝有墊片I 54。
[0064] 如圖8所示，上軸承固定槽42與下軸承固定槽40分別焊接在上橫梁9與下橫梁 8上，上軸承固定槽42與下軸承固定槽40同軸，角接觸球軸承II 44與角接觸球軸承I 41 都以過(guò)盈配合的方式分別裝配在上軸承固定槽42與下軸承固定槽40中。連接軸39上下 兩端都以過(guò)盈配合的方式分別裝配在角接觸球軸承II 44與角接觸球軸承I 41中，實(shí)現(xiàn)上 下兩部分的連接。
[0065] 如圖4、圖9所示，四個(gè)限位桿38分別焊接在下橫梁9上，實(shí)現(xiàn)對(duì)上橫梁旋轉(zhuǎn)范圍 的控制，上橫梁9的旋轉(zhuǎn)范圍為Θ (12°彡Θ彡15° )。
[0066] 如圖10a、圖10b、圖11所示，工作帶發(fā)生偏移時(shí)，自動(dòng)糾偏裝置的工作受力分析過(guò) 程。自動(dòng)糾偏裝置的上橫梁9兩側(cè)均有立輥11，整個(gè)結(jié)構(gòu)分為兩層，上橫梁9帶動(dòng)調(diào)心托 輥10可靈活地繞〇-〇軸左右旋轉(zhuǎn)一定角度，下橫梁8固定不動(dòng)。當(dāng)裝有該調(diào)心托輥10的 工作帶向左跑偏時(shí)，帶邊緣碰到左側(cè)立棍11，于是便給立棍11 一個(gè)作用力Fi，同時(shí)工作帶 對(duì)立輥11產(chǎn)生摩擦力F2，由于Fi和F2的作用線不通過(guò)上橫梁9的回轉(zhuǎn)中心〇-〇,分別有一 段距離θι和e2，于是力Fi和F2使上橫梁9繞〇-〇軸旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)力矩為Μ = Fi · ei+F2 · e2 在旋轉(zhuǎn)力矩M的作用下，上橫梁9沿輸送帶運(yùn)行方向水平旋轉(zhuǎn)Θ角。考慮它在受力情況下 (當(dāng)Θ > 〇時(shí)）分析瞬間在工作帶與調(diào)心托輥1〇接觸的動(dòng)點(diǎn)〇的速度。在工作帶上，〇點(diǎn) 的速度Va = V&而調(diào)心托輥10在該點(diǎn)的速度為Vb。
[0067] Vb = (d/2) ω = V帶 cos Θ = Vacos Θ
[0068] 式中，ω-托輥角速度；
[0069] d-托輥直徑。
[0070] 在動(dòng)點(diǎn)0處，輸送帶與托輥的相對(duì)速度為V。，則C = ，V。= Vasin Θ。V。就是 工作帶相對(duì)調(diào)心托輥10的滑動(dòng)速度，因而調(diào)心托輥10對(duì)工作帶就產(chǎn)生了滑動(dòng)摩擦力，而摩 擦力的方向與工作帶相對(duì)滑動(dòng)速度方向正相反。上式只有在Θ尹0時(shí)才成立。若Θ = 〇， 則νε = ν#?ηθ =〇,且νε = ν帶c〇S0 =V帶，即沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，也就沒(méi)有滑動(dòng)摩擦力F合， F合=0。當(dāng)存在一個(gè)Θ角時(shí)，F(xiàn)合關(guān)0，F(xiàn)合可分解為F糾和F阻，即€ = $ +瑨。
[0071] 式中：F糾-糾偏力；
[0072] F阻-由于Θ角產(chǎn)生的附加阻力。
[0073] 由上分析便知，只要有一個(gè)Θ角存在，就有工作帶相對(duì)調(diào)心托輥1〇的滑動(dòng)速度存 在，相應(yīng)地，調(diào)心托輥10對(duì)工作帶必然產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力且二者方向相反。同時(shí)滑動(dòng)摩擦力 分解成兩個(gè)分力，即一是想要獲得的糾偏力F_，另一個(gè)則是附加阻力F Pfi，而糾偏力和附加 阻力均與Θ角有關(guān)。為了獲得一定的糾偏力，Θ角不宜過(guò)大，否則附加阻力會(huì)很大，功率 消耗也會(huì)增大，因此，自動(dòng)糾偏裝置調(diào)心托輥10的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度為Θ =12°?15°左右， 既能起到糾偏作用又不會(huì)產(chǎn)生較大的附加阻力。
[0074] 如圖12所示，新型同步帶2的寬度為L(zhǎng)(L = 350?370mm)。
[0075] 如圖13所示，新型同步帶2分為四層，分別是工作帶內(nèi)層47,工作帶抗拉層48,工 作帶芯膠層49,工作帶外層50。工作帶內(nèi)層47表面有人字形紋齒I 52,人字形紋齒I 52的 寬度為U㈨=2?3mm)，人字形紋齒I 52的高度為L(zhǎng)2 (L2 = 2?3mm)，相鄰兩人字形紋齒 I 52的間距SL3(L3= 10?15mm)，人字形紋齒I 52中間部分的角度為β (β = 140°? 150° )，工作帶內(nèi)層47材料采用橡膠。工作帶抗拉層48是主要承受負(fù)載的部分，內(nèi)部包裹 有抗拉鋼絲繩51，相鄰兩抗拉鋼絲繩51的間距為L(zhǎng) 4(L4 = 8?12mm)。工作帶芯膠層49主 要功能是將工作帶抗拉層48粘在帶的外層位置，并保護(hù)抗拉材料。工作帶外層50材料采 用聚氨酯，聚氨酯是一種熱塑聚氨酯材料，它具有高模量，高強(qiáng)度，高彈性，永久性變形小， 曲繞性好，優(yōu)良的耐磨，耐油，耐低溫，耐老化性能，能達(dá)到醫(yī)療衛(wèi)生要求。
[0076] 如圖14所示，上下帶之間間隙大小是影響核桃破碎率和未脫殼率高低的重要因 素，它的大小也決定核桃是否進(jìn)入擠壓間隙。核桃以厚度方向進(jìn)入被擠壓進(jìn)入間隙的條件 為：
[0077] 屯< e彡屯+25或者屯< e彡d2- δ
[0078] 式中：e-上下帶的間隙；
[0079] 屯一核桃仁的最大直徑；
[0080] S-核桃殼的厚度；
[0081] (12-核桃殼的最大直徑；
[0082] δ -核桃殼內(nèi)壁與核桃仁間的間隙；
[0083] 當(dāng)e =屯或e = d2_ δ -2S時(shí)，核桃殼62受到擠壓力，而核桃仁63受到的擠壓力 為零，可以保證核桃仁63不碎，為最理想的破殼狀態(tài)。核桃殼62硬而有彈性，在厚度方面 能承受一定的壓力，當(dāng)屯< e <屯+25或屯< e < d2_ δ時(shí)，能使核桃外殼62被壓碎而核 桃仁63不碎。上下帶間隙e可以根據(jù)核桃的大小進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
[0084] 如圖15所示，依據(jù)薄殼理論，在集中力作用點(diǎn)附近區(qū)域內(nèi)，核桃殼受到應(yīng)力作用 發(fā)生形變。核桃在壓力作用下的位移包括了沿法線方向的位移W和沿切線方向的位移U，法 線方向的位移W要比切線方向的位移U大得多。弓丨起核桃破殼的因素主要是法向位移W的 作用。
[0085]

【權(quán)利要求】
1. 一種成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，它包括支架，在支架 上安裝喂料斗，喂料斗出口處設(shè)有傳送裝置，傳送裝置設(shè)有紋齒帶將核桃向支架另一端輸 送； 所述支架上還設(shè)有安裝在傳送裝置上方并對(duì)輸送物料進(jìn)行擠壓的擠壓裝置，擠壓裝置 采用同步帶，利用同步帶與紋齒帶間的壓力對(duì)核桃進(jìn)行柔性破殼； 所述支架上還設(shè)有同步帶的自動(dòng)糾偏裝置，所述自動(dòng)糾偏裝置包括與支架連接的下橫 梁，在下橫梁上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝上橫梁，上橫梁安裝有調(diào)心托輥以承載同步帶；在下橫梁 上設(shè)有上橫梁限制上橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限位裝置，在上橫梁則設(shè)有同步帶限制裝置，對(duì)同步 帶跑偏進(jìn)行糾正。
2. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 傳送裝置還包括分別位于支架兩端水平位置的托輥II和托輥III，紋齒帶由所述兩托輥承 載，在紋齒帶下方與同步帶配合進(jìn)行擠壓的位置設(shè)有金屬托板，金屬托板安裝在支架上。
3. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 擠壓裝置包括位于支架上的托輥I、托輥IV、擠壓托輥和張緊托輥，所述各托輥承載同步 帶；托輥I位置高于托輥IV，擠壓托輥在張緊托輥的后方，托輥IV與張緊托輥間的同步帶水 平，張緊托輥與擠壓托輥間的同步帶與水平面夾角為Y形成楔形角，Y =25°?30°。
4. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 限位裝置為下橫梁上設(shè)置的兩對(duì)限位桿，四個(gè)限位桿分別位于下橫梁四角，對(duì)上橫梁的轉(zhuǎn) 動(dòng)進(jìn)行限位；所述限制裝置為兩個(gè)立輥，分別設(shè)置在下橫梁一側(cè)兩端。
5. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括上軸承固定槽與下軸承固定槽分別焊接在上橫梁與下橫梁上，上軸承固定槽 與下軸承固定槽同軸，角接觸球軸承II與角接觸球軸承I都以過(guò)盈配合的方式分別裝配在 上軸承固定槽與下軸承固定槽中；連接軸上下兩端都以過(guò)盈配合的方式分別裝配在角接 觸球軸承II與角接觸球軸承I中，實(shí)現(xiàn)上下兩部分的連接，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)角度為Θ = 12。?15°。
6. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 調(diào)心托輥包括調(diào)心托輥主軸，調(diào)心托輥套筒通過(guò)位于調(diào)心托輥主軸兩端的深溝球軸承與調(diào) 心托輥主軸連接；調(diào)心托輥主軸兩端分別與一個(gè)上橫梁堅(jiān)桿連接，所述兩上橫梁堅(jiān)桿安裝 在橫梁上。
7. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 同步帶分為四層，自內(nèi)而外分別為工作帶內(nèi)層、工作帶抗拉層、工作帶芯膠層、工作帶外層； 其中工作帶抗拉層內(nèi)設(shè)有抗拉鋼絲繩；工作帶內(nèi)層表面有紋齒。
8. 如權(quán)利要求1或7所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所 述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為人字形紋齒I、人字形紋齒 II，各人字形紋齒的高度為Q，Q = 2?3mm，寬度為L(zhǎng)2, L2 = 2?3mm，相鄰兩人字形紋齒 的間距為L(zhǎng)3，L3 = 10?15mm，人字形紋齒中間部分的角度為β，β = 140°?150°，相鄰 兩抗拉鋼絲繩的間距為L(zhǎng)4, L4 = 8?12mm ; 或者，所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為圓弧齒，圓弧齒 的壓力角α =37°?53°，圓弧齒齒根圓半徑ra= 1.8?2. 4mm，圓弧齒齒頂圓半徑rb = 6· 4 ?15. 2mm,齒高 h = 8· 2 ?17. 6mm,帶厚 h2 = 6 ?8mm,齒距 Pb = 26. 5 ?48. 5mm ; 或者，所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為梯形齒，梯形齒 的傾斜角σ =23°?27°，梯形齒齒根圓半徑ral = 2. 5?3. 8mm，梯形齒齒頂寬mi = 8? 12mm,齒高 h3 = 12 ?15mm,齒距 Pbl = 26. 5 ?40. 5mm ; 或者，所述傳送裝置的紋齒帶的紋齒與同步帶的紋齒結(jié)構(gòu)相同，分別為漸開線形齒，漸 開線齒的齒根圓半徑ra2 = 2. 0?2. 5mm，漸開線形齒齒頂寬叫=6?8mm，齒高h(yuǎn)4 = 12? 16mm,齒距 Pb2 = 24. 6 ?38. 5mm。
9. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 同步帶與紋齒帶異速，且同步帶速度大于紋齒帶速度。
10. 如權(quán)利要求1所述的成型帶自動(dòng)糾偏核桃剪切擠壓柔性破殼裝置，其特征是，所述 同步帶與紋齒帶間的間隙為e，屯< e彡4+23或者屯< e彡d2- δ 式中：屯一核桃仁的最大直徑； S-核桃殼的厚度； d2一核桃殼的最大直徑； S -核桃殼內(nèi)壁與核桃仁間的間隙。
【文檔編號(hào)】A23N5/00GK104207303SQ201410379776
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】劉明政, 李長(zhǎng)河, 張彥彬, 楊敏, 李本凱 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)