冬瓜機(jī)去皮機(jī)設(shè)計(jì)
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冬瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì)
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 引言 1
1.1目的意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀概況 1
1.2冬瓜原料加工預(yù)處理工藝流程簡介 2
第二章 冬瓜去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
2.1 冬瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn) 7
2.2切削式冬瓜去皮機(jī)基本結(jié)構(gòu) 10
2.2.1工作圓筒 10
2.2.2工作轉(zhuǎn)盤 10
2.2.3傳動系統(tǒng) 11
2.2.4其他 11
2.3工作原理 11
第三章 冬瓜去皮機(jī)的參數(shù)確定 13
3.1 物料在工作圓筒內(nèi)的受力分析 13
3.2工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的確定 14
3.3冬瓜去皮機(jī)功率的確定 15
3.4整機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) 17
第四章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 18
4.1 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 18
4．2傳動主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 20
4.2.1軸上零件的周向定位 21
4.2.2確定軸上圓角和倒角尺寸 21
4.3滾動軸承的初步選擇 21
第五章 主要零件的校核 23
5.1滾動軸承的壽命計(jì)算 23
5.2軸的計(jì)算和校核 24
5.2.1作出軸的計(jì)算簡圖 24
5.1.2軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 24
5.1.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 25
5.1.4軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 28
總結(jié) 29
致謝 30
參考文獻(xiàn) 31
摘要:冬瓜去皮是所有冬瓜制品加工工藝過程的重要環(huán)節(jié)，目前存在的各種去皮方法都各自有其一定的局限性。隨著冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，如何尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能幾環(huán)保的冬瓜剝皮方法己成為冬瓜加工工藝過程中迫切需要解決的問題。本文主要介紹了以切削原理為基礎(chǔ)的、適合食品加工工廠等場所使用的大型冬瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作原理和設(shè)備組成。
關(guān)鍵詞：去皮機(jī)；切削；設(shè)計(jì)；冬瓜
Abstract: Peeling is an important annulet in potato processing, Methods of peeling which have been used at present all has their limitation. Along with the development of potato processing industry and the progress of our society and economy, it has become an urgent task for finding an efficient, economical and no pollution method of potato peeling. This paper introduced the large-scale machine for peeling potatoes which is designed by the principle of friction and suited to the factory of food processing, and it presented the key of design,working principle and the composition of the large-scale machine.
Keywords：Peeling machine; friction; design; potato
第一章 引言
1.1目的意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀概況
目前，世界79%的國家種植冬瓜，總面積2000萬hm，左右，總產(chǎn)量3億多噸，僅在小麥、玉米、水稻之后，居第四位。冬瓜在我國布極為廣泛，主要產(chǎn)區(qū)集中在四川、黑龍江、甘肅、內(nèi)蒙、河北、山西、陜西、云南、貴州、等省。據(jù)1998年統(tǒng)計(jì)，我國冬瓜種植面積近467萬hMz，產(chǎn)量4700多萬噸，居世界第一位。
冬瓜屬于茄科、塊莖類作物，是珍貴的食物，它既是糧又是菜，營養(yǎng)豐富。其淀粉含量達(dá)11 %--25，且蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值很高，容易消化吸收。其中含有18種氨基酸、多種維生素及豐富的礦物質(zhì)元素。屬于低熱量、高蛋白、多種維生素和礦物質(zhì)食品[2]。冬瓜的蛋白質(zhì)主要是球蛋白，其生物價(jià)為67，高于除大米以外的各種糧食。如果用35%的雞蛋清與65%的土豆蛋白混合食用，則可以合成目前己知的最佳蛋白質(zhì)。冬瓜中主要含的是半纖維素，它能增加腸道蠕動的次數(shù)。另外，冬瓜還是一種較好的化工原料。日本通產(chǎn)省北海道工業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)廠開發(fā)出一種用冬瓜作原料生產(chǎn)塑料的技術(shù)。這種塑料能通過土壤和水中的微生物進(jìn)行自然分解，最終化成為水和二氧化碳。
國外冬瓜主要用于加工，鮮食比例較小。美國有75%的鮮薯用于加工，法國為60%，荷蘭為40%，英國為40%，而我國冬瓜主要以蔬菜的形式進(jìn)行鮮食，用于加工的比例不足10%。由于冬瓜作為蔬菜其口感較差，并不太受人們的歡迎，因而價(jià)格低廉，每年有15%的冬瓜爛掉，浪費(fèi)較多，嚴(yán)重影響了廣大薯農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益和種薯積極性。這種現(xiàn)象不利于我國冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國外的冬瓜制品，如冬瓜條、冬瓜片是一種很受歡迎的快餐食品，現(xiàn)已風(fēng)靡我國的麥當(dāng)勞、肯德雞等快餐店，其拳頭產(chǎn)品就是冬瓜制品。我國的冬瓜產(chǎn)品加工起步較晚，工藝技術(shù)落后，還不能形成規(guī)模。冬瓜制品的質(zhì)量趕不上國外水平，產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場要求，因而加快我國冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高冬瓜的附加值，不但能滿足消費(fèi)者需求，而且是加快我國貧困地區(qū)，尤其是西部冬瓜產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條重要途徑。據(jù)了解，貴州省己經(jīng)把冬瓜產(chǎn)業(yè)為本省經(jīng)濟(jì)的一大增長點(diǎn)。中央關(guān)于西部大開發(fā)的決議，又為冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了很好的機(jī)會。冬瓜產(chǎn)業(yè)將大有可為。
冬瓜制品的主要品種有冬瓜條、冬瓜片、脫水冬瓜泥等。不論何種制品，其加工工藝都要求必須對原料冬瓜進(jìn)行去皮處理，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，保證其外觀、色澤和口感。冬瓜去皮的方法主要有人工去皮、機(jī)械去皮、化學(xué)去皮、輻射去皮和蒸汽去皮等。人工去皮的去皮效果較好，但效率低、損失率高，顯然不能適應(yīng)冬瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。機(jī)械去皮有離心去皮和磨擦去皮兩種形式，主依賴冬瓜與冬瓜之間總結(jié)
隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已越來越被世界重視，特別是快餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來。而綜觀國內(nèi)食品加工產(chǎn)業(yè)相對落后。本設(shè)計(jì)就是針對冬瓜原料的加工需要，進(jìn)行了冬瓜去皮的設(shè)計(jì)。美國是世界上最大的冬瓜生產(chǎn)國和出口國。該產(chǎn)業(yè)給美國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。近二十年來，繼美國之后，德、法、荷蘭、英、瑞士、丹麥、加拿大、日本等國家，也在致力于發(fā)展冬瓜食品加工業(yè)，從而使世界冬瓜食品加工業(yè)進(jìn)入到當(dāng)今興旺發(fā)達(dá)的階段。綜觀我國的冬瓜加工產(chǎn)業(yè)，雖然我國的冬瓜種植面積居世界第一，但卻產(chǎn)生了我國有巨大冬瓜產(chǎn)量卻需要巨額進(jìn)口的強(qiáng)烈反差。一方面我國有著巨大的市場需求，另一方面又是嚴(yán)重不足的生產(chǎn)加工能力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國事物消費(fèi)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，快餐和休閑食品的消費(fèi)將快速增長，同時冬瓜的消費(fèi)趨勢也將呈現(xiàn)多樣化，其衍生產(chǎn)品的工業(yè)需求正在迅速增加。從宏觀上看，一方面加入WTO提供了巨大的發(fā)展機(jī)遇，另一方面還有著13億人口的國內(nèi)消費(fèi)市場，可見冬瓜等果蔬原料的加工將煥發(fā)無窮的魅力也勢在必行。
本課題的提出就是基于上述的實(shí)際需要出發(fā)，尤其是考慮到任何一種形式的冬瓜原料加工，去皮都是其中一項(xiàng)必不可少且重要的操作環(huán)節(jié)。去皮效率的高低和安全衛(wèi)生性將直接影響冬瓜原料加工的效益。針對這些特點(diǎn)所采取的設(shè)計(jì)方案不僅從實(shí)際產(chǎn)量要求出發(fā)，而且還結(jié)合經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，以達(dá)到最低成本產(chǎn)生最大收益。本設(shè)計(jì)利用電動機(jī)為動力源，物料在圓筒形容器中，通過傳動軸的作用，依靠帶有磨料的工作轉(zhuǎn)盤在中速或高速旋轉(zhuǎn)中形成與工作轉(zhuǎn)盤、筒壁及物料顆粒之間的翻轉(zhuǎn)、揉搓切削為主，撞擊為輔的綜合機(jī)械作用效果從而達(dá)到去皮的目的。因此可知本課題的設(shè)計(jì)方案所依據(jù)的理論，證明是完全可行的。
本課題的設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料基礎(chǔ)等多種學(xué)科的知識。主要內(nèi)容包括冬瓜原料去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物料的受力分析、主要參數(shù)的選擇確定、主要零件的校核及分析說明，有完整的理論闡述和設(shè)計(jì)計(jì)算，并附有大量的裝配和零件圖，更加直觀的對整個設(shè)計(jì)加以論證。其中對果蔬原料去皮機(jī)的關(guān)鍵部件——傳動軸作了詳細(xì)的力學(xué)分析和計(jì)算，并繪制出彎矩扭矩圖，通過理論以及大量的計(jì)算闡述了傳動軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點(diǎn)。同時工作圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是基于相應(yīng)的理論依據(jù)、計(jì)算，大量文獻(xiàn)資料的閱讀，對出售相應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品公司的網(wǎng)上查閱了解所確定的。由上可知，本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了冬瓜原料去皮機(jī)的去皮要求，是一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。
致謝
這段時間以來，在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于較為順利地完成了。幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、課題的具體設(shè)計(jì)到論文的審定改進(jìn)，老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血；在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生不僅開拓了思路、擴(kuò)大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了縫隙和處理具體實(shí)踐問題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
老師有著深厚的理論功底、寬廣的知識面和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其值得學(xué)生學(xué)習(xí)的是老師那種在工作中嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、精益求精的治學(xué)態(tài)度，對待學(xué)生嚴(yán)格要求、一絲不茍的負(fù)責(zé)精神，都將激勵學(xué)生在以后工作學(xué)習(xí)中不斷努力，這是學(xué)生在這段時間內(nèi)的最大收獲，在此謹(jǐn)向老師致以衷心的感謝和真誠的敬意。
同時，由于本人才疏學(xué)淺，加之此次設(shè)計(jì)時間緊任務(wù)重，李少云、李建波等同學(xué)都給予了重要幫助。由于篇幅限制在此不再將他們一一列舉，但是我對他們無私慷慨的幫助表示深深的謝意！
此外，感謝我的父母，感謝他們這么多年來的養(yǎng)育之恩，是他們的辛勤工作才使我能順利地完成學(xué)業(yè)。感謝父母在我受到挫折、打擊時候的鼓勵和支持！
參考文獻(xiàn)
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論文： 1萬 5 圖紙：工作量相當(dāng)于 2張零號圖紙（ 電機(jī) 1瓜底座 60r/桿 80r/ 冬瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì) 目錄 摘要 ..................................................... I ............................................... 一章 引言 .............................................. 1 的意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀概況 ........................... 1 瓜 原料加工預(yù)處理工藝流程簡介 ..................... 2 第二章 冬瓜 去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................. 7 瓜 去皮機(jī)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn) ............................ 7 削 式 冬瓜 去皮機(jī) 基本結(jié)構(gòu) ........................... 8 作圓筒 ...................................... 9 作 轉(zhuǎn)盤 ...................................... 9 動系統(tǒng) ..................................... 10 他 ........................................ 10 作原理 ......................................... 10 第三章 冬瓜 去皮機(jī)的 參數(shù)確定 ............................ 12 料在工作圓筒內(nèi)的受力分析 ....................... 12 作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的確定 ................................ 13 瓜 去皮機(jī)功率的確定 .............................. 14 機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) .................................. 16 第四章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ....................... 17 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................ 17 4． 2傳動主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................... 18 上零件的周向定位 ........................... 19 定軸上圓角和倒角 尺寸 ....................... 20 動軸承的初步選擇 ................................ 20 第五章 主要零件的校核 .................................. 21 動軸承的壽命計(jì)算 ................................ 21 的計(jì)算和校核 .................................... 21 出軸的計(jì)算簡圖 ............................. 21 的強(qiáng)度校核計(jì)算 ............................. 22 彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ................... 23 的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 ......................... 23 總結(jié) .................................................... 24 致謝 .................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................ 31 I 摘要 :冬瓜去皮是所有冬瓜制品加工工藝過程的重要環(huán)節(jié)，目前存在的各種去皮方法都各自有其一定的局限性。隨著冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，如何尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能幾環(huán)保的冬瓜剝皮方法己成為冬瓜加工工藝過程中迫切需要解決的問題。本文主要介紹了以切削原理為基礎(chǔ)的、適合食品加工工廠等場所使用的大型冬瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作原理和設(shè)備組成。 關(guān)鍵詞 ：去皮機(jī)；切削；設(shè)計(jì)；冬瓜is an in of at of of it an an no of is by of to of it of of 第一章 引言 的意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀概況 目前，世界 79%的國家種植冬瓜，總面積 2000萬 右，總產(chǎn)量 3億多噸，僅在小麥、玉米、水稻之后，居第四位。冬瓜在我國布極為廣泛，主要產(chǎn)區(qū)集中在四川、黑龍江、甘肅、內(nèi)蒙、河北 、山西、陜西、云南、貴州、等省。據(jù) 1998年統(tǒng)計(jì)，我國冬瓜種植面積近 467萬 量 4700 多萬噸，居世界第一位。 冬瓜屬于茄科、塊莖類作物，是珍貴的食物，它既是糧又是菜，營養(yǎng)豐富。其淀粉含量達(dá) 11 %蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值很高，容易消化吸收。其中含有 18 種氨基酸、多種維生素及豐富的礦物質(zhì)元素。屬于低熱量、高蛋白、多種維生素和礦物質(zhì)食品 [2]。冬瓜的蛋白質(zhì)主要是球蛋白，其生物價(jià)為 67，高于除大米以外的各種糧食。如果用 35%的雞蛋清與 65%的土豆蛋白混合食用，則可以合成目前己知的最佳蛋白質(zhì)。冬瓜中主要 含的是半纖維素，它能增加腸道蠕動的次數(shù)。另外，冬瓜還是一種較好的化工原料。日本通產(chǎn)省北海道工業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)廠開發(fā)出一種用冬瓜作原料生產(chǎn)塑料的技術(shù)。這種塑料能通過土壤和水中的微生物進(jìn)行自然分解，最終化成為水和二氧化碳。 國外冬瓜主要用于加工，鮮食比例較小。美國有 75%的鮮薯用于加工，法國為60%，荷蘭為 40%，英國為 40%，而我國冬瓜主要以蔬菜的形式進(jìn)行鮮食，用于加工的比例不足 10%。由于冬瓜作為蔬菜其口感較差，并不太受人們的歡迎，因而價(jià)格低廉，每年有 15%的冬瓜爛掉，浪費(fèi)較多，嚴(yán)重影響了廣大薯農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益和種薯積極性。這種現(xiàn)象不利于我國冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 國外的冬瓜制品，如冬瓜條、冬瓜片是一種很受歡迎的快餐食品，現(xiàn)已風(fēng)靡我國的麥當(dāng)勞、肯德雞等快餐店，其拳頭產(chǎn)品就是冬瓜制品。我國的冬瓜產(chǎn)品加工起步較晚，工藝技術(shù)落后，還不能形成規(guī)模。冬瓜制品的質(zhì)量趕不上國外水平，產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場要求，因而加快我國冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高冬瓜的附加值，不但能滿足消費(fèi)者需求，而且是加快我國貧困地區(qū)，尤其是西部冬瓜產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條重要途徑。據(jù)了解，貴州省己經(jīng)把冬瓜產(chǎn)業(yè)為本省經(jīng)濟(jì)的一大增長點(diǎn)。中央關(guān)于西部大開發(fā)的決議，又為冬瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶 來了很好的機(jī)會。冬瓜產(chǎn)業(yè)將大有可為。 冬瓜制品的主要品種有冬瓜條、冬瓜片、脫水冬瓜泥等。不論何種制品，其加工工藝都要求必須對原料冬瓜進(jìn)行去皮處理，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，保證其外觀、色澤和口感。冬瓜去皮的方法主要有人工去皮、機(jī)械去皮、化學(xué)去皮、輻射去皮和蒸汽去皮等。人工去皮的去皮效果較好，但效率低、損失率高，顯然不能適應(yīng)冬瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。機(jī)械去皮有離心去皮和磨擦去皮兩種形式，主依賴冬瓜與冬瓜之間2 及冬瓜與金剛砂或橡膠之間的磨擦作用而達(dá)到去皮的目的。這種方法去皮效果差，且易造成冬瓜表面層的損傷。化學(xué)去皮有熱堿法 和低溫去皮液法兩種形式，主要依賴強(qiáng)堿溶液及特配化學(xué)去皮液的作用，軟化和松馳冬瓜的表皮和芽眼，然后用高壓冷水噴射，達(dá)到去皮目的。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高，且堿液或去皮液消耗量過大，成本較高。輻射去皮是利用輻射波被冬瓜表皮的水分吸收、蒸發(fā)，使入射的輻射波剛進(jìn)入受熱體淺表層即引起強(qiáng)烈的共振，被吸收而轉(zhuǎn)化為熱量，從而達(dá)到剝皮效果同這種方法去皮效果較好，但果皮只能廢棄，不能被利用。蒸汽去皮是將冬瓜在蒸汽中進(jìn)行短時間處理，使其皮層熟化，然后利用鐵刷和流水沖去外皮，達(dá)到去皮目的。 瓜原料加工預(yù)處理工藝 流程簡介 冬瓜 的分級可按照不同的加工品的要求，采用不同的分級方式分級，包括大小分級、成熟度分級和色澤分級等幾種。在我國成熟度分級常用目視估測的方法進(jìn)行，而大小分級是分級的主要內(nèi)容，幾乎所有的加工果蔬均需大小分級，分級的方法有手工分級和機(jī)械分級。 原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附著的塵土、泥沙和大量的微生物以及部分的化學(xué)農(nóng)藥，保證產(chǎn)品的清潔衛(wèi)生，從而保證產(chǎn)品品質(zhì)。對于農(nóng)藥殘留的果蔬，洗滌時常在水中加化學(xué)洗滌劑，常用的有鹽堿地酸、醋酸，有時也用氫氧化鈉等強(qiáng)堿及漂白粉、 高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑。果蔬清洗的方法須根據(jù)果蔬形狀、質(zhì)地、表面狀態(tài)、污染程度、夾帶泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和機(jī)械清洗。后者需配置滾筒式、噴淋式、壓氣式、漿葉式等設(shè)備。 凡是 冬瓜 果皮粗糙、堅(jiān)硬，具有不良風(fēng)味的均應(yīng)去皮，以利于提高品質(zhì)，只有在加工某些果脯、蜜餞、果汁和果酒時，因要打漿和壓榨，才不用去皮， 冬瓜 去皮方法如下： （ 1）手工去皮：用特別的刀、刨等工具人工削皮，去皮干凈、損失少，但勞動效率低。 （ 2）機(jī)械去皮：主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。 （ 3）堿液去皮：利用堿液的強(qiáng)腐蝕性來使蔬菜表面中膠層溶解，從而使果皮分離。堿液去皮常使用氫氧化鈉，腐蝕性強(qiáng)且廉價(jià)。堿液去皮時堿液的濃度、處理時間和堿液溫度，應(yīng)視不同果蔬原料種類、成熟度、大小而定。堿液濃度提高、處理時間長和溫度高都會增加皮層的松離及腐蝕程度。經(jīng)堿液處理后的果蔬必須立即在冷水中浸泡、清洗、反復(fù)換水直至表面無膩感，口感無堿味為止。 3 （ 4）熱力去皮：果蔬用短時間高 溫處理后，使表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與內(nèi)部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮，適合于成熟度高的桃、李、杏等。熱去皮的熱源主要有蒸汽和熱水。此法原料損失少，色澤好，風(fēng)味好。 （ 5）酶法去皮：在果膠酶的作用下，達(dá)到去皮目的。需要控制酶的最佳作用條件如溫度、時間、 （ 6）冷凍去皮：將果蔬在冷凍裝置中冷至達(dá)到輕度表面冷凍，然后解凍，使皮松弛后去皮，此法質(zhì)量好但費(fèi)用高。 （ 7）真空去皮：將成熟的果蔬先行加熱，使其升溫后果皮和果肉分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室內(nèi)，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與 肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動去皮。 冬瓜 在加工過程中，將原料去皮、切分、破碎和空氣接觸及高溫處理，都可能促進(jìn)化學(xué)變化，生成有色粉質(zhì)。其中包括酶褐變和非酶褐變。都要經(jīng)過相應(yīng)的方式來對 冬瓜 進(jìn)行護(hù)色保護(hù)。 內(nèi)外冬瓜去皮設(shè)備簡介 國外冬瓜去皮方法大致有三種，即機(jī)械去皮、蒸汽去皮和化學(xué)方法去皮。三種去皮方法的工作原理為： 一 、機(jī)械去皮。在圓筒形容器中。依靠帶有磨料的圓盤、滾輪或依靠特制的橡膠輥在中速或高速旋轉(zhuǎn)中切削塊莖的表面而達(dá)到去皮目的。 二、 蒸汽去皮。在高 壓容器內(nèi)，通 ^高壓蒸汽使塊莖表面受熱，然后打開容器盞，突然釋放壓力．塊莖的表皮和果肉即自行分離。 三、化學(xué)去皮。在耐堿容器內(nèi)，加強(qiáng)堿溶液并加溫，后加人塊莖，經(jīng)一段時間后塊莖的表皮被堿溶液腐蝕，經(jīng)高壓水反復(fù)沖洗干凈后，。再將塊莖放人機(jī)械去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁ? 目前，國內(nèi)主要使用機(jī)械切削去皮機(jī)。如圖 示，該機(jī)由機(jī)蓋、機(jī)筒、機(jī)座、電機(jī)、砂盤等部分組成。以電機(jī)為動力，通過減速齒輪帶動機(jī)筒底部的砂盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機(jī)筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機(jī)筒內(nèi)上、下、左、右翻動，表面被砂盤均勻的摩蝕 ，去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動排出，皮屑隨水流從砂盤的周圍間隙排出，該機(jī)為間歇生產(chǎn)。 4 圖 械式切削去皮機(jī) 煮裝置 國內(nèi)食品加工業(yè)使用的連續(xù)式鏈帶蒸煮機(jī)和高壓蒸煮鍋，機(jī)體龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，小型果蔬原料食品加工廠引進(jìn)使用有一定困難。在實(shí)際生產(chǎn)中，對冬瓜片的蒸煮要求并不高，使用自制的蒸煮裝置完全可以滿足要求。圖 一般食堂、飯店常用的蒸煮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 在一個大型蒸煮容器內(nèi)鋪設(shè)軌道，道軌通到容器大門外切片機(jī)附近。道軌上置放平板小車，小車上裝有方形籠屜若干層。塊莖切片后，依次放入籠屜。待所有的籠屜子都裝滿薯片后，將小車連同籠屜推入容器中，密封大門，再通入蒸汽蒸煮。待薯片蒸熟后，打開大門，拉出小車和籠屜，取出薯片。 蒸煮容器為長方形，下部設(shè)有進(jìn)氣管道和閥們，上部有排氣管。容器框架由角鋼制作，外壁由鋼板制造，并用隔熱材料涂抹保溫。 5 圖 2 冬瓜去皮機(jī)傳動裝置 學(xué)去皮裝置 在由防堿材料制成的容器中注入氫氧化鈉溶液，溶液濃度為 15%— 25%。加熱溶液， 溫度達(dá) 到 87— 95? C，加入塊莖攪拌使溫度保持在 70? 過 2— 6分鐘，塊莖的表皮開始變松變軟；撈出塊莖，用高壓水反復(fù)沖洗，知道表面無殘留物為止。撈出的塊莖也可放入機(jī)械式去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁ? 本法的優(yōu)點(diǎn)是對不同大小、不同形狀的塊莖適合性好，去皮快，不需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專門設(shè)備。缺點(diǎn)是沖洗塊莖需要大量清水，皮屑不能利用，排出的廢液污染環(huán)境。 由于去皮方法不同，國內(nèi)外冬瓜、胡蘿卜去皮機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式也各不相同，去皮差異較大，去皮率大 致為 7%其中機(jī)械去皮率為最大，蒸汽去皮率為最小 。 內(nèi)外幾種去皮設(shè)備的去皮性能比較表 機(jī)型 機(jī)械去皮機(jī) 蒸汽式去皮機(jī) 化學(xué)法去皮機(jī) 結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 復(fù)雜 簡單 對塊莖原料的要求 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 無要求 無要求 6 產(chǎn)品質(zhì)量 表面光滑，無污染，無蒸煮層 表面光滑，無污 染，淀粉損失大 表 表面光滑，有蒸煮層，無污染 表 表面光滑，無蒸煮層，有污染 皮屑 可利用 部分利用 部分利用 不能利用 有無加熱設(shè)備 無 無 需要（ 150 需要（ 85 由于去皮方法不同。囪內(nèi)外馬錯薯去皮機(jī)艘的結(jié)構(gòu)形式也各不相同，去皮效果差異較大，去皮率大致為 7％～ 25％，其中機(jī)械去皮率為最大，蒸汽去皮率為最小。通過上表的比較分析以及聯(lián)系本次設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，同時結(jié)合我國在去皮機(jī)上的實(shí)際水平考慮經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到能以最少的投資獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，決定以機(jī)械去皮機(jī)為設(shè)計(jì)方案。 7 第二章 冬瓜 去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要考慮去皮后的馬錯薯達(dá)到表面光滑 無破壞層、去皮過程無 污染及切屑可利用為目的：同時考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用。達(dá)到能以晟少的投資獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。從而為推廣該產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。 瓜去皮機(jī)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn) 針對研制目的，采用清洗后去皮工藝，研制出攪龍式機(jī)械清洗機(jī)和離心式機(jī)械切屑去皮機(jī)。并利用可調(diào)節(jié)式刀片，達(dá)到切屑量可控制的目的。其工藝流程為：原料準(zhǔn)備→ 清洗→去皮→產(chǎn)品清洗→皮屑收集→產(chǎn)品收集。 攪戈式清洗機(jī)為國內(nèi)大量使用的清洗機(jī)械。其結(jié)構(gòu)如圖 型洗槽內(nèi)。固定著輸送攪戈。攪龍通過減速器由電機(jī)驅(qū)動，洗槽內(nèi)充水。在攪龍上部有噴水裝置 ．塊莖進(jìn)入洗槽浸泡在水里，由于在被攪龍?zhí)嵘^程中 塊莖相互問以及與攪龍葉間切削而逐漸去皮；同時清水不斷從攪龍面部噴淋下來，沖洗塊莖，故塊莖越接近頂部越干凈。 離心式機(jī)械切屑去皮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 示。在外罩內(nèi)部裝有由電機(jī)帶動的轉(zhuǎn)動工作盤。盤上均勻分布著 6 個長孔。長孔上布置著切屑刀片。其中切屑刀片相對長孔間隙可適當(dāng)調(diào)解；工作盤上部的外罩上均勻分布著 3 塊彈板。工作盤下部裝有同主軸一同旋轉(zhuǎn)的橡腔刮板。工作時塊莖通過貯料室投入到工作室內(nèi)。工作盤按一定速度旋轉(zhuǎn)。在離心力、重力和切削力共同作用下，利用塊莖相對于工作盤上 刀片問的相對速度差將冬瓜的皮屑切去；同時，在離心力的作用下塊莖被甩向四周。并不斷滾動：而周圍外罩上分布著幾塊彈板。將塊莖撞離外周，且不斷旋轉(zhuǎn)滾動。因此。在刀片和彈板共同作用下冬瓜塊莖被均勻地切去外皮，實(shí)現(xiàn)冬瓜去皮目的。 切削式機(jī)械去皮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 示。以電機(jī)為動力，通過齒輪帶動圓筒底部的磨盤旋轉(zhuǎn)。磨盤上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和相互碰撞作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動，并不斷地滾動；而圓筒上的彈板，將塊莖彈回，在磨盤和彈板共同作用下冬瓜塊莖被均勻地磨去外皮，實(shí) 現(xiàn)冬瓜去皮的目的。去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水流從磨盤的周圍間隙排出。該機(jī)為間歇生產(chǎn)。本文以切削式機(jī)械去皮機(jī)為設(shè)計(jì)方案。 8 圖 瓜去皮機(jī)總圖 冬瓜削皮機(jī)，它是在底座的上側(cè)設(shè)有中心支承架，中心支承架的上端裝有上支架，在中心支承架的前后、左右兩側(cè)設(shè)有四組結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向桿、螺旋桿及齒輪箱，導(dǎo)向桿分別固定在中心支承架的左右兩側(cè)，導(dǎo)向桿的外側(cè)裝有螺旋桿，螺旋桿的 底端裝有冬瓜旋轉(zhuǎn)軸傳動輪及螺旋桿皮帶輪。螺旋桿的外側(cè)設(shè)有冬瓜支承座，支承座的上端設(shè)有冬瓜托架。在冬瓜支承座的外側(cè)箱體上裝有齒輪箱，齒輪箱上設(shè)有動力輸入及輸出傳動輪，齒輪箱的下側(cè)裝有電機(jī)，在上支架上裝有汽缸套，汽缸套內(nèi)設(shè)有活塞桿，活塞桿的底端設(shè)有冬瓜固定爪，在螺旋桿及導(dǎo)向桿上裝有刀架，刀架上裝有刀桿，刀桿上裝有冬瓜削皮刀。 冬瓜削皮機(jī)，由底座、中心支承架、上支架、導(dǎo)向桿、螺旋桿、齒輪箱、電機(jī)、刀架及汽缸套、活塞桿組成，其特征在于：底座（１）為箱式結(jié)構(gòu)，底座的上中部設(shè)有中心支承架（１９），中心支承架的上端設(shè)有上 支架（１７），中心支承架的左右兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向桿（１４），導(dǎo)向桿的外側(cè)裝有螺旋桿（１３），螺旋桿由軸承安裝在上支架及底座上，其底端位于底座的箱體內(nèi)，底軸上裝有冬瓜旋轉(zhuǎn)軸傳動輪（８）及螺旋桿皮帶輪（５），螺旋桿的外側(cè)裝有冬瓜支承座（７），支承座的上端設(shè)有冬9 瓜托架，座內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，軸的下端裝有旋轉(zhuǎn)軸皮帶輪（６），在冬瓜支承座外側(cè)的箱體上裝有齒輪箱（２），齒輪箱的前側(cè)設(shè)有動力輸入皮帶輪（４），上側(cè)設(shè)有動力輸出皮帶輪（３），齒輪箱的下側(cè)裝有電機(jī)（２１），電機(jī)上設(shè)有電機(jī)皮帶輪，螺旋桿及導(dǎo)向桿上裝有刀架。 削式冬瓜 去皮機(jī) 基本結(jié)構(gòu) 該機(jī)采用立式機(jī)型，主要包括工作圓筒，工作轉(zhuǎn)盤，機(jī)架和傳動部分， 工作圓筒部分包括圓柱形工作筒和倒梯形集皮槽。它由不銹鋼薄鋼板卷焊而成（采用不銹鋼是因?yàn)樗哂辛己玫哪透g性能承受一定的沖擊載荷，具有較高的硬度和耐摩性，特別是對于此類食品加工設(shè)備，食品安全衛(wèi)生狀況最佳）。筒內(nèi)壁為粗糙表面，以棕剛玉摻環(huán)氧樹脂澆注、烘干而成。圓筒的側(cè)壁開有帶活門的出料口，物料塊莖在離心力的作用下甩出來，碰在出料門的內(nèi)壁上并改變方向，以便于物料的收集。出料口和排渣口的方位可根據(jù)接收容 器的放置位置和方便操作來確定。 工作轉(zhuǎn)盤是物料去皮過程中產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件。根據(jù)冬瓜的生物學(xué)特性及物理特性，吸收手工去皮的基本原理，確定轉(zhuǎn)盤的基本形狀為圓盤形，轉(zhuǎn)盤表面為中心向四周輻射的凸起波紋狀。為增大物料和轉(zhuǎn)盤的切削，用棕剛玉摻環(huán)氧樹脂通過模型澆注在盤的頂面上，大概 20烘干制成。亦具有一定的去皮作用。轉(zhuǎn)盤下方設(shè)有隨盤一起轉(zhuǎn)動的擋 水環(huán)，以防止清洗水進(jìn)入軸承。 圖 上零件的裝配分析。 10 1．磨盤 2．橡膠擋板 3．軸 4．齒輪 圖 上零件的裝配分析 該傳動系統(tǒng)采用 機(jī)安裝在機(jī)架上水，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 工作圓筒下部設(shè)有排渣口，清洗水連同物料皮渣一起從這里排出。 作原理 以電機(jī)為動力，通過齒輪帶動圓筒底部的磨盤旋轉(zhuǎn)。磨盤上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和 相互碰撞作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動，并不斷地滾動；而圓筒上的彈板，將塊莖彈回，在磨盤和彈板共同作用下 冬瓜 塊莖被均勻地磨去外皮，實(shí)現(xiàn) 冬瓜 去皮的目的。去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水流從磨盤的周圍間隙排出。該機(jī)為間歇生產(chǎn)。當(dāng)去皮機(jī)工作時，工作轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料由斗形進(jìn)料口加入，物料落到旋轉(zhuǎn)圓盤表面上的波紋凸起上時，受離心力的作用由工作圓盤的中心向外運(yùn)動，同時被拋起向筒壁的粗糙表面并產(chǎn)生切削。物料不斷的沿工作圓筒壁運(yùn)動，上升到頂蓋，又被頂蓋擋回落入工作盤表面。物料在這樣的往復(fù)運(yùn)動過程中， 被猛烈翻滾攪動，從而形成了與盤、筒壁及顆粒之間的以翻轉(zhuǎn)、揉搓切削為主，撞擊為輔的11 綜合機(jī)械作用效果，從而達(dá)到去皮的目的。在切削去皮的同時，從進(jìn)水孔注入清水，及時將擦下的皮通過轉(zhuǎn)盤與筒壁的縫隙沖至排渣口排出機(jī)體。在不停機(jī)的情況下，打開出料口的活門，物料利用離心力從出料口卸出。卸料前應(yīng)停止注水，以防止活門打開后從出料口濺出。12 第三章 冬瓜去皮機(jī)的 參數(shù)確定 料在工作圓筒內(nèi)的受力分析 去皮機(jī)工作時，磨盤以一定的速度旋轉(zhuǎn)，工作室內(nèi)的土豆在離心力、重力和切削力共同作用下。利用土豆相對于工作磨盤間的相對速度差， 將土豆的皮去掉。物料在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時的受力情況如圖 圖 料在擦皮機(jī)中的受力分析圖 設(shè)波紋角為 ? 202 ?,物料的速度為 V。當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時推動物料 運(yùn)動方向垂直于波紋切線。 V 可以分解為 V 垂直和 V 水平， 轉(zhuǎn)盤平面平行，可以看作是轉(zhuǎn)盤圓周速度 ? R，式中 ? 為角速度（ 1/s） ,R 為轉(zhuǎn)盤半徑（ m） ==? =2= =? m/s） 物料從垂直方向拋起的動能 E 垂直 =21直 =21m(2 2?R)2=81m? 2(N? m) 此動能應(yīng)等于勢能 ： 81m? 2= 81?2=了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，拋高 h 一定要超過物料在工作圓筒內(nèi)的厚度，才能使最低層的物料拋起 與桶壁進(jìn)行切削，所以用 ? 代替 h，即81?2=g? 又因?yàn)?? =30n?，代入上式得 81（30n?） 2 = g? 13 化簡得 n=60???2r/ (1) ? 角一般取 20。 － 30。 為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，僅把物料拋起還不行，還要保證物料能拋向側(cè)壁進(jìn)行切削，拋向側(cè)壁的力靠離心力為 C C=? =)30(?=9002 N） 此離心力應(yīng)大于波紋對物料的切削力 T，才能使物料離開波紋拋向側(cè)壁，切削力 T=) 使 C? T，即 9002 30轉(zhuǎn) /分 ) (2) 在設(shè)計(jì)計(jì)算時，應(yīng)?。ǎ保?、（２）兩式中的大值作為轉(zhuǎn)速值，設(shè)計(jì)所選擇的 作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的確定 收購冬瓜、胡蘿卜等物料時，其包裝以編織袋居多， 每袋２５ＫＧ－３０ＫＧ，工作時每次倒入兩袋（以袋的整數(shù)倍為一次計(jì)量），下面以此確定整機(jī)的尺寸和轉(zhuǎn)速。冬瓜、胡蘿卜的容量根據(jù)資料查找，選取一般值９００ kg/冬瓜、胡蘿卜的長度一般取在５０ 間考慮，轉(zhuǎn)盤半徑應(yīng)與物料長度有一定的可比性，再考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)以及外形尺寸。 根據(jù)設(shè)計(jì)選定工作轉(zhuǎn)盤半徑Ｒ＝４００ 物料的堆高，根據(jù)公式 2R? ?? ＝ m 可以估算出，物料的堆高值 ? ＝１１０ （１）式可知，在 ? 小于４５ 。 時，轉(zhuǎn)速隨 ? 的增大而降低，考慮轉(zhuǎn)速不宜太高且能有較大的拋高，取 ? ＝２５ 。 ，則由（１）式計(jì)算轉(zhuǎn)速最小值為 n＝９３ r/ 冬瓜、胡蘿卜與磨料的切削系數(shù)為 f＝ （２）式計(jì)算轉(zhuǎn)速 n=５２ r/以上兩者中的大值。 但由于以上確定的轉(zhuǎn)速僅適用于理想物料情況，實(shí)際工作 中，由于物料之間的相互14 碰撞、切削和物料的彈性影響，物料在此轉(zhuǎn)速下達(dá)不到計(jì)算高度，故 n 應(yīng)適當(dāng)放大 結(jié)合考慮，故最終選定工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 n＝１５０ r/瓜去皮機(jī) 功率的確定 去皮機(jī)的功率消耗包括： 克服物料對轉(zhuǎn)盤切削力所需要的功率1N； 克服物料對工作圓筒壁切削力所需要的功率2N； 轉(zhuǎn)盤拋起物料所作的功率3N； 傳動機(jī)構(gòu)因切削而消耗的功率4?1 （ W） 式中—— 處于圓筒內(nèi)物料的切削力矩（ N? m） N? m） 式中 G——— 物料重力（ N） f——— 切削系數(shù)（ 2R——— 切削臂矩（ m） ? — 物料與圓盤的平均相對角速度（ 1/s） ,采用最大角速度的 1/2 60)30(21 ?? ??故 ?12060 ? ??（ W） ?2式中———— 在離心力的作用下物料與側(cè)壁的瞬時切削力矩 （ N? m） y ?? 2? （ N? m） 式中 ? ———— 物料圓周速度（ m/s） R? ———— 切削臂矩（ R? =8R）（ m） y ??2? =?? ??? （ N? m） 故 0608222???? ??? （ W） 603 （ W） 式中 s— 工作轉(zhuǎn)盤表面波紋高度（ m） k— 波紋的數(shù)量 15 4N 即傳動損失，可用傳動效率 ? 表示（ ? = 則消耗的總功率為： ?????604801202321Gs ????? 化簡得480)814( 2 sn ???? （ W） 結(jié)合上式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，總功率可用以下式子進(jìn)行估算 Ｎ＝??M（Ｗ） 式中Ｍ為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩（ N? M） ,? 為傳動效率 m） ，Ｒ＝ 為工作轉(zhuǎn)盤直徑） 根據(jù)上 式則可算出工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩Ｍ＝１９２Ｎ ? Ｍ 用近似值進(jìn)行估算，達(dá)到生產(chǎn)要求所需的功率Ｎ＝３ 慮到電動機(jī)效率及意外情況，取電動機(jī)功率為４ＫＷ 16 機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) 型號 工作轉(zhuǎn)盤直徑 ８００ 速 １５０ r/動機(jī) Ｙ１６０Ｍ１－８ ４ＫＷ（同步轉(zhuǎn)速７５０ r/ 生產(chǎn)能力 ２５００ kg/h 每次投料量 ５０ 次去皮時間 約為７０秒 去皮得 率 ９５％ 去皮損耗率 ? ５％ 清洗水耗量 ３ t/h 重量 ５００ 四章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由上述可知，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為７５０ r/定功率Ｐ＝４ＫＷ，工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為１５０ r/動比 ? =５，電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n=７２０ r/天運(yùn)轉(zhuǎn)時間小于１０ h。 計(jì)算功率 4.４ 取普通Ｖ帶帶型 根據(jù)確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表 8表 8主動輪基準(zhǔn)直徑dm i 5 % 3 6 . 8 1 2 2 1 6 1 0 6 5 1 2 0 2 3 2 4 5c a n d m m f h d D ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?P=100據(jù)式 (8從動輪基準(zhǔn)直徑 00據(jù)表 8 500式（ 8驗(yàn)算帶的速度 100060 11?? ＝100060 100720? ???＝ 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 根據(jù) 0.7(算主動輪上的包角 1? 由式 (8 18 1? ＝ 180? - ?55712 ???a dd 180 ?? 55748 910 050 0 ???? =133? >120? (至少需要達(dá)到 90? ) 故可知主動輪的包角合適。 計(jì)算普通Ｖ帶的根數(shù)Ｚ 由式（ 8知 Ｚ＝?)( ?? ??由 720r/100? ＝ 5，查表 8Ｐ ? ＝ ? Ｐ ? =表 8Ｋ?=表 8Ｋ L ＝ Ｚ＝??＝ Ｚ＝４根（Ｚ 計(jì)算預(yù)緊力Ｆ ? 由式（ 8知 Ｆ ? ＝ 5002)???查表 8q=m,故 Ｆ ? ＝?????? ?????? 2) 0N=算作用在軸上的壓軸力Ｆ須確定傳動作用在軸上的力Ｆ8得Ｆp＝ 2ＺＦ ? 22133s ?? =1997(N) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)Ｖ帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為 ,以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料選?。龋裕玻埃暗幕诣T鐵，結(jié)構(gòu)為腹板式。見 4． 2 傳動主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由于軸承的型號是根據(jù)軸端直徑確定的，而且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在初步計(jì)算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故 初步計(jì)算軸的直徑 軸的直徑可按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 法進(jìn)行估算，即 d=C3 n=150r/9 式中Ｐ為軸傳遞的功率， kw;r/為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。軸用４５號鋼材料，Ｃ?。保保?。 則經(jīng)過計(jì)算 2出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪２的直徑，由于此傳動主軸開有兩個鍵槽，考慮到鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，則 32+32 1 5 % 3 6 .8 考慮到車螺紋，故取最小軸徑 d=55定軸上零件的裝配方案 本軸的零件的裝配方案見裝配圖； 軸的結(jié)構(gòu)圖見零件附圖。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 L 21? 段的軸段 為了滿足工作轉(zhuǎn)盤的軸向定位要求，考慮反轉(zhuǎn)螺帽的旋入深度，工作轉(zhuǎn)盤的厚度，此軸段所車的螺紋長度為２５ 長 L 21? ９０ 徑 d=55 32? 段的軸段 此段安裝有軸承，考慮工作圓筒內(nèi)的集皮空間和機(jī)架的厚度，此軸段的總長（由于此處選用凸緣式軸承蓋進(jìn)行密封，則軸承蓋連接螺釘直徑選 目 6 個） L 32? ＝100徑 d＝ 65L 43? 段的軸段 此段主要是處于立式軸承座中，進(jìn)行軸承的軸向固定起承載作用，故長度根據(jù)估算取 L 43? ＝ 60 d=74 54? 段的軸段 此段的軸長主要是與大帶輪發(fā)生聯(lián)系，在其上安裝有軸承，根據(jù)大帶輪的帶輪寬Ｂ＝（Ｚ－ 1） 12 2f?? =52合考慮取此處Ｌ 54? ＝ 90mm,d=65 65? 段的軸段 此段用來安裝大帶輪，由以上的大帶輪寬度可取此處軸段長度Ｌ 65? ＝ 52mm,d=55軸上零件的周向定位 工作圓筒和大帶輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接 ,按 d=55機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得20 所選用的平鍵截面 b 16 10h? ? ? (1095鍵槽用鍵槽銑刀加工，與工作轉(zhuǎn)盤相連的鍵槽長?。矗?大帶輪相連的鍵槽長?。常?準(zhǔn)鍵長見1096,同時為了保證大帶輪與軸配合有良好的對中性，故選擇大帶輪輪轂與軸的配合為 H7/動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公 差是 參考機(jī)械設(shè)計(jì)書，表 15軸端倒角為 2 45? 。 動軸承的初步選擇 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，按照工作要求并根據(jù) d=65軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承 7213尺寸為 6 5 1 2 0 2 3d D B? ? ? ? ?,成對使用，安裝在立式軸承座上。 同時在驅(qū)動端安裝一個膜片式彈簧圈對軸施加預(yù)載荷，所以可以保證主軸系統(tǒng)無游隙運(yùn)動和高 剛度，這樣可以避免無載荷軸承在高速下可能出現(xiàn)的球打滑現(xiàn)象，球打滑可能會引起表面變粗糙，提高運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。 軸承的潤滑：該滾動軸承采用脂潤滑。潤滑脂是增稠劑和基礎(chǔ)油的混合物，可分為以下潤滑脂類型： (1)由金屬皂作為增稠劑與潤滑油所構(gòu)成的金屬皂基潤滑脂。 (2)由無機(jī)膠凝劑式有機(jī)增稠劑與潤滑油構(gòu)成的非皂基潤滑脂。 (3)由有機(jī)式無機(jī)增稠劑與合成油構(gòu)成的合成潤滑脂。該軸承選用２號鈣基脂為潤滑脂。該軸承為長壽命潤滑脂潤滑，潤滑間隔為一年。21 第五章 主要零件的校核 動軸承的壽命計(jì)算 在確定滾動軸承的支點(diǎn)位置時 ，應(yīng)從手冊中查取 于 7213手冊查得 a=25此作為外伸梁的軸的支撐跨距Ｌ＝ 25+60+25=110出軸承的徑向載荷 0911101 ???? F 0)1 1 091(1 1 02 ????? F 根據(jù)計(jì)算得出1 16522 3649兩者的方向相反 又因?yàn)?1 . 5 7 5 0 N??現(xiàn)以2因?yàn)?＝ P= 3649N 則所選用的滾動軸承的壽命為 ?)(6010 6 h ? 對于球軸承而言 ? ＝ 3 查表知 7213＝ 51200N 根據(jù)上式計(jì)算其壽命得出 0000306934 ??，滿足工作要求 又對所選角接觸球軸承的靜載荷進(jìn)行討論 3200?? ? 顯然 ???? ?? 綜合可知，所選的 7213角接觸球軸承符合工作要求。 的計(jì)算和校核 結(jié)合 7213出如下的軸的彎矩扭矩圖 22 根據(jù)軸的彎矩扭矩圖可知其危險(xiǎn)截面為軸承一所在支點(diǎn)處截 面，根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，可知該軸為傳動軸，主要承受扭矩。則按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算?？紤]還受有不大的彎矩，則用降低許用扭矩切應(yīng)力的方法予以考慮 軸的扭矩強(qiáng)度條件為： ? ?d ? ??? 5 0 0 0 0 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Ｔ — 軸所受的扭矩，單位為 ； 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 n — 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/ Ｐ — 軸傳遞的功率，單位為ＫＷ； d— 計(jì)算截面處軸的直徑，單位為 ?T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為? ?T? 值為２５－４５ 而通過對軸的計(jì)算， ＝ ? ? ?T? ,故軸的扭轉(zhuǎn)條件符合要求。 23 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，由此軸的彎扭圖可知，其危險(xiǎn)截面為軸承一所在支點(diǎn)處截面，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書中式（ 15 及上表中的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力 22() ?? ＝ 2231 8 1 7 0 0 ( 0 . 3 1 9 2 0 0 0 )0 . 1 6 5???7?0? 以選定的軸的材料是４５號鋼，調(diào)制處理。由表 15 ?1??＝ 60 安全。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示 ? ＝4115 . 7 3 1 0 I??? ??? ?式中：Ｔ — 軸所受的扭矩，單位為 N Ｇ — 軸的材料的剪切彈性模量，單位為 對于鋼材，Ｇ＝ 軸截面的極慣性矩，單位為 對于圓軸，432d?Ｌ — 階梯軸受扭轉(zhuǎn)作用的長度，單位為 m. ??? , — 分別代表階梯軸第 ? 段上所受的扭矩、長度和極慣性矩，單位同前 Ｚ — 階梯軸受扭轉(zhuǎn)作用的軸段數(shù) 綜合上式計(jì)算出 ； ??? 為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用均合有關(guān)，對于一般的傳動軸，可取 ??? ＝ m/)(? ；對于精密傳動軸可取 ??? ＝ ? ? m/? 。對于精度要求不高的軸， ??? 可大于 m/)(1 ? 。顯然對于本設(shè)計(jì)中所涉及的軸為一般的傳動軸， ?? ??? ，符合扭轉(zhuǎn)剛度要求。 綜上所述，設(shè)計(jì)的軸滿足工作要求。24 總結(jié) 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已越來越被世界重視，特別是快餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來。而綜觀國內(nèi)食品加工產(chǎn)業(yè)相對落后。本設(shè)計(jì)就是針對 冬瓜 原料的加工需要，進(jìn)行了 冬瓜 去皮的設(shè)計(jì)。 美國是世界上最大的冬瓜生產(chǎn)國和出口國。該產(chǎn)業(yè)給美國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。近二十年來，繼 美國之后，德、法、荷蘭、英、瑞士、丹麥、加拿大、日本等國家，也在致力于發(fā)展冬瓜食品加工業(yè)，從而使世界冬瓜食品加工業(yè)進(jìn)入到當(dāng)今興旺發(fā)達(dá)的階段。綜觀我國的冬瓜加工產(chǎn)業(yè)，雖然我國的冬瓜種植面積居世界第一，但卻產(chǎn)生了我國有巨大冬瓜產(chǎn)量卻需要巨額進(jìn)口的強(qiáng)烈反差。一方面我國有著巨大的市場需求，另一方面又是嚴(yán)重不足的生產(chǎn)加工能力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國事物消費(fèi)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，快餐和休閑食品的消費(fèi)將快速增長，同時冬瓜的消費(fèi)趨勢也將呈現(xiàn)多樣化，其衍生產(chǎn)品的工業(yè)需求正在迅速增加。從宏觀上看，一方面加入 供了巨大的發(fā) 展機(jī)遇，另一方面還有著 13億人口的國內(nèi)消費(fèi)市場，可見冬瓜等果蔬原料的加工將煥發(fā)無窮的魅力也勢在必行。 本課題的提出就是基于上述的實(shí)際需要出發(fā)，尤其是考慮到任何一種形式的冬瓜原料加工，去皮都是其中一項(xiàng)必不可少且重要的操作環(huán)節(jié)。去皮效率的高低和安全衛(wèi)生性將直接影響冬瓜原料加工的效益。針對這些特點(diǎn)所采取的設(shè)計(jì)方案不僅從實(shí)際產(chǎn)量要求出發(fā)，而且還結(jié)合經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，以達(dá)到最低成本產(chǎn)生最大收益。本設(shè)計(jì)利用電動機(jī)為動力源，物料在圓筒形容器中，通過傳動軸的作用，依靠帶有磨料的工作轉(zhuǎn)盤在中速或高速旋轉(zhuǎn)中形成與工作轉(zhuǎn)盤、筒壁及物料 顆粒之間的翻轉(zhuǎn)、揉搓切削為主，撞擊為輔的綜合機(jī)械作用效果從而達(dá)到去皮的目的。因此可知本課題的設(shè)計(jì)方案所依據(jù)的理論，證明是完全可行的。 本課題的設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料基礎(chǔ)等多種學(xué)科的知識。主要內(nèi)容包括冬瓜原料去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物料的受力分析、主要參數(shù)的選擇確定、主要零件的校核及分析說明，有完整的理論闡述和設(shè)計(jì)計(jì)算，并附有大量的裝配和零件圖，更加直觀的對整個設(shè)計(jì)加以論證。其中對果蔬原料去皮機(jī)的關(guān)鍵部件 —— 傳動軸作了詳細(xì)的力學(xué)分析和計(jì)算，并繪制出彎矩扭矩圖，通過理論以及大量的計(jì) 算闡述了傳動軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點(diǎn)。同時工作圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是基于相應(yīng)的理論依據(jù)、計(jì)算，大量文獻(xiàn)資料的閱讀，對出售相應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品公司的網(wǎng)上查閱了解所確定的。由上可知，本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了冬瓜原料去皮機(jī)的去皮要求，是一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。 25 致謝 這段時間以來，在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于較為順利地完成了。幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、課題的具體設(shè)計(jì)到論文的審定改進(jìn)，老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血；在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生不僅開拓了思路、擴(kuò)大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了縫隙和 處理具體實(shí)踐問題的科學(xué)方法，為學(xué)生今后發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 老師有著深厚的理論功底、寬廣的知識面和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其值得學(xué)生學(xué)習(xí)的是老師那種在工作中嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、精益求精的治學(xué)態(tài)度，對待學(xué)生嚴(yán)格要求、一絲不茍的負(fù)責(zé)精神，都將激勵學(xué)生在以后工作學(xué)習(xí)中不斷努力，這是學(xué)生在這段時間內(nèi)的最大收獲，在此謹(jǐn)向老師致以衷心的感謝和真誠的敬意。 同時，由于本人才疏學(xué)淺，加之此次設(shè)計(jì)時間緊任務(wù)重， 李少云、李建波 等同學(xué)都給予了重要幫助。由于篇幅限制在此不再將他們一一列舉，但是我對他們無私慷慨的幫助表示深深的謝意！ 此外，感謝我 的父母，感謝他們這么多年來的養(yǎng)育之恩，是他們的辛勤工作才使我能順利地完成學(xué)業(yè)。感謝父母在我受到挫折、打擊時候的鼓勵和支持！26 參考文獻(xiàn) [1]楊炳南 機(jī)與食品機(jī)械， 1999, 2: 12]王健 村經(jīng)濟(jì)與技術(shù)， 1998 9: 423]王秀芳 界農(nóng)業(yè)， 1998 4: 224]王景彬 牧與食品機(jī)械， 1991, 2:225]孔凡真 業(yè)科技通訊， 1998, 12: 286]陳紹光 南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 1998, 4: 407]陳芳，鄧春巖 農(nóng)機(jī)化研究 1:1268]羅迎社主編．材料力學(xué)．武漢理工大學(xué)出版社 [9]唐增寶，何永然，劉安俊主編．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）．華中科技大學(xué)出版社 [10]蔡春源主編．新編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊．北京：學(xué)苑出版社， 11]徐灝主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 12]周良德，朱泗芳等編著．現(xiàn) 代工程圖學(xué)．湖南科學(xué)技術(shù)出版社， 13]施平主編．機(jī)械工程專業(yè)英語教程．電子工業(yè)出版社 [14]成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四卷第五版）．化學(xué)工業(yè)出版社 [15] 劉守江，張艷來 Ⅱ型冬瓜切屑去皮機(jī)的研制 1995,2:17