作品名稱：核桃破殼取整仁機
學校名稱：塔里木大學
參賽隊伍：南疆之星9
參賽學生：王強 吳琪 查陽
指導老師：賀小偉
核桃中富含脂肪和蛋白質，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白，也是諸多食品的添加成分。但是核桃去核卻是遲遲不能解決的難題。核桃在加工或作為出口商品時，需要進行剝殼加工。核桃在制取油脂時，剝殼的目的是為了提高出油率，提高毛油和餅粕的質量，利于軋胚等后續工序的進行和皮殼的綜合利用。傳統的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且功效很低，所以核桃產區廣大農民迫切要求用機器來代替手工剝殼。核桃剝殼機的誕生在很大程度上改變了這種局面，使核桃產區的農民不必在采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農民的體力勞動，同時還提高了核桃剝殼的效率。
結構說明：
該產品的機構分為動力裝置和工作裝置兩部分。動力裝置是以電動機為動力源通過皮帶向工作裝置提供動力。工作裝置由進料槽、物料運送筒、齒輪圓筒、機架等零部件組成。
功能與使用：
核桃破殼取整仁機是通過物料傳送筒與下方的帶刺碾壓筒的配合工作，以實現核桃破殼，從而達到人工方便取仁的效果。將原料存入料槽，然后接通電動機電源，即可實現操作。
首先，本課題對核桃的破殼機理進行了研究。先對核桃的三維幾何尺寸和殼厚、殼仁間隙等物理參數進行測定，運用 UG 依據核桃的物理參數建立了核桃三維模型。然后用萬能材料實驗機對核桃不同方位進行破殼試驗，根據核桃的破殼情況以及所需破殼力，找出最佳破殼方位。接著將核桃的三維模型導入有限元分析軟件 Workbench，根據擠壓試驗得到的破殼力對核桃模型進行有限元分析，得出核桃在受力時應力和應變的變化情況。通過對核桃進行擠壓試驗及有限元分析結果的綜合分析，并結合核桃物理特性，確定核桃的最佳破殼擠壓方向。
其次，確定核桃破殼機的設計原理。依據核桃破殼機理研究的結果，并結合目前國外成熟的核桃破殼機械的工作原理，本課題中采用定間隙擠壓破殼法和定向擊打法設計破殼設備。在課題研究的過程中，由于各個核桃之間的尺寸存在差異，需要根據實際的尺寸條件設計破殼機構，并設計簡單的調節裝置以適應不同大小的核桃。先根據破殼方案運用 UG 設計出核桃破殼機的三維模型，并根據機械設計理論和優化設計理論對核桃破殼機的三維模型進行優化，最后確定設備的尺寸并加工出樣機。
最后，對樣機進行試驗，確定最終的設計方案。偏心擠壓式核桃破殼機和擊打式核桃破殼機在原理上都能夠對核桃進行破殼，但是兩種設備的破殼效果不盡相同，所以本課題用兩種設備利用正交試驗對不同種類的核桃進行破殼，通過從破殼效果、破殼機加工成本、操作方便性、設備壽命、環境影響等方面進行比較，確定出最終的設計方案以適應薄皮核桃品種。
