丁 冉，曹成茂，詹 超，娄帅帅，孙 偲



仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验

丁 冉，曹成茂※，詹 超，娄帅帅，孙 偲

（安徽农业大学工学院，合肥 230036）

针对目前国内山核桃破壳机实用机型少，破壳率较低，果仁损伤率较高等情况，提出了一种仿生敲击（即模仿人工加工山核桃的方式）破壳方式，研制一款仿生敲击式山核桃破壳机。根据山核桃的物料特性以及破壳时所需的各项力学特性参数，建立了破壳机构设计的数学模型。确定了敲击臂的结构尺寸，优化了凸轮结构，并最终得到了凸轮的实际轮廓曲线。该文阐述了破壳机的总体结构与性能，建立了整机的三维实体模型，并根据建模制造了样机。该样机通过现场试验，结果表明：山核桃的含水率为14.55%～16.35%，大小为直径18 ～22 mm（沿缝合线方向）时，破壳率为99.41%，果仁损伤率为6.25%，生产率为94.93 kg/h，满足生产要求。该研究丰富与完善了坚果类果实的破壳机理与方法，为含隔坚果类的破壳机具设计与开发提供系统的理论依据和应用基础。

农业机械；模型；试验；山核桃；破壳机；仿生敲击；破壳率；果仁损伤率

0 引 言

山核桃是胡桃科山核桃属植物，又名小胡桃，由于具有极高的营养价值和独特的口感风味，近年来受到消费者的青睐。对于山核桃的深加工，无论何种方式，破壳取仁都是首要的工序，山核桃的果壳硬而厚，形状不规则，内有多个分隔，壳仁间隙小，加工难度大[1]。

对于核桃等坚果的机械化破壳取仁，国内外学者进行了大量研究，主要集中于两个方向：破壳机理的研究以及破壳机的研制。……