莲子是一种具有区域特征的农作物,其营养价值和药用价值已被人们所公认,随着莲子市场需求量的扩大以及消费者对莲子质量要求的提高,莲子加工设备亟待改进与创新。由于莲子是自然生长的植物,其大小不同,且形状不规则,现有的剥壳去心设备在对莲子加工前,需进行筛选分级,这不仅增加了加工工序,同时增加分类保管的工作量,而且由于筛选后莲子的尺寸不精确,影响了莲子的加工质量。因此,本文旨在开发一种能适应莲子大小,并集剥壳去心于一体的设备,以促进莲子加工产业集成化、自动化和环保化的发展。论文主要工作内容如下:1、莲子剥壳去心一体机总体设计。通过分析整机的设计要求和现有加工工艺流程,对整机进行了功能模块的分解;针对各功能模块提出了自适应固定通道的剥壳方式以及相应的一体机壳仁分离方案,确定了整机动作流程。2、根据莲子剥壳方案,对自适应剥壳机构进行了结构设计;为保证锁紧效果,对剥壳结构进行了受力分析,确定了剥壳滑块所需的锁紧力至少为71.9N;同时对壳仁分离系统进行了整体布局和主要零部件选型计算。3、为满足莲子一体化的加工要求,对莲仁去心工艺参数进行了优化。基于ADAMS软件对莲仁不规则体的滚动定心过程进行了模拟仿真,以探究各因素对莲仁摆正的影响;并以此为基础展开试验研究,获得一组理想的去心工艺参数为:滚轮转速216r/min左右、滚子过渡倾角为30°。4、完成了整机的时序匹配和控制系统的设计。根据剥壳动作要求,设计出剥壳部件中凸轮时序配合图,并运用解析法计算出凸轮理论轮廓曲线;同时设计了整机气动控制回路,并对气动元器件进行了选型计算。5、完成了虚拟样机的设计并对机架的振动特性进行了分析。在UG8.0平台中建立了自适应莲子剥壳去心一体机的三维模型。为保证整机工作稳定,避免集成后机架振动过大,利用Workbench 14.0软件对机架部件进行了模态分析,得到其振动特性;分析结果表明机架不会产生共振,机架所用型材、布置形式、电机的选择均能满足设计要求。