榨汁機(jī)設(shè)計(jì)論文

南 榮 技 術(shù) 學(xué) 院 機(jī)械工程系 薑母榨汁機(jī)之研製 專題製作班級(jí)： 日 四 技 四 B 班 指 導(dǎo) 教 師： 蕭 肇 凱 師 學(xué) 生 姓 名： 49405054陳偉輔 49405055彭景松 49405063邱豊發(fā) 中 華 民 國(guó) 九十八 一 月 摘要 本專題是依據(jù)甘蔗榨汁機(jī)的原創(chuàng)造 出屬於榨薑母的榨汁機(jī)臺(tái)，讓榨汁效果能夠確實(shí)且於使用，一般市 面上甘蔗榨汁機(jī)滾軋軸以三付為主，簡(jiǎn)單且方使用，因?yàn)楦收岬睦w維是直條紋，所以殘?jiān)萏?。薑母的纖維則是呈現(xiàn)規(guī)則型態(tài)，滾軋後的渣處起既複雜且麻煩，所以我們?cè)O(shè)計(jì)付滾為主的機(jī)臺(tái)，成組，讓其進(jìn)滾軋的工作，如此一，可讓其滾軋效果顯現(xiàn)出。 關(guān)鍵字:薑母、榨汁 he to of It is to be In is so to it is it is to so we to as to do so 摘要 . 第一章 緒言 1 1究動(dòng)機(jī) 1 1究目的 1 1題步驟之 程圖 2 第二章 製作程序 3 2結(jié)構(gòu)之思考 3 2工程序與方 法 4 2的選擇與採(cǎi)購(gòu) 19 第三章 問(wèn)題與解決 22 第四章 結(jié)與建議 23 考文獻(xiàn) 24 附 25 圖目 圖12 圖23 圖23 圖24 圖24 圖2槽)5 圖26 圖26 圖2條)7 圖2槽、凸條)7 圖2花、光) 8 圖28 圖2 9 圖2 9 圖2 9 圖210 圖210 圖211 圖211 圖212 圖212 圖213 圖213 圖214 圖214 圖215 圖215 圖216 圖2)16 圖2)16 圖217 圖217 圖217 圖218 圖219 圖221 圖221 附 母榨汁機(jī)完成之組合圖25 17 齒齒26 19齒齒27 機(jī)架28 止套筒29初型滾軋軸30 凹槽滾軋軸31 凸條滾軋軸32 彈簧座33 固定邊軸承座34 側(cè)板35 側(cè)板鐵棒36 軸承塊37 彈簧座鐵塊38 第一章 緒言 在日常生活中，食品機(jī)械已被我們 廣泛的使用，在食品機(jī)械中包含許多機(jī)器，像是榨汁機(jī)、絞碎機(jī)、烤麵包機(jī)等等皆是，而我們這次以榨汁機(jī)做我們的專題研究，並且經(jīng)由產(chǎn)學(xué)合 作的方式，與外界廠商共同研發(fā)這部機(jī)器。 1們一般在市面上看的榨汁機(jī)幾 乎是榨甘蔗的機(jī)器，我們並沒(méi)看過(guò)屬於榨薑母的榨汁機(jī)，因薑母無(wú)法放 置過(guò)久容乾枯，過(guò)去作法是用醃漬的方法保存食用的期限，但因醫(yī) 學(xué)上證實(shí)食用過(guò)多醃漬品容造成腎臟的負(fù)擔(dān)，所以近幾薑母的加工 食品越越多，甚至日常生活用品也有一些是使用薑母製成的。如: 洗髮、沐浴乳等，且薑母一般在於醫(yī)學(xué)上有著提高代謝、改善體質(zhì)之功 效，使我們?nèi)计鹧芯窟@臺(tái)機(jī)器的動(dòng)。 1究目的 市面上的滾軋榨汁機(jī)已經(jīng)非常普遍， 但是種卻沒(méi)有很多，如今創(chuàng)新出一種專屬薑母的榨汁機(jī)，同時(shí)也能讓 甘蔗在同一機(jī)臺(tái)榨汁，功效卻會(huì)打折扣，將可比以往的榨汁機(jī) 多一種功能。 1題步驟之程圖 圖 1題步驟程圖 註:當(dāng)機(jī)臺(tái) 測(cè)試遇到件干涉時(shí)，就回到件加工。 收集資考文獻(xiàn) 研 究 與 討 機(jī) 臺(tái) 設(shè) 計(jì) 材價(jià)錢評(píng)估及採(cǎi)購(gòu) 件 加 工 繪圖 機(jī) 臺(tái) 組 裝 傳 動(dòng) 計(jì) 算 機(jī) 臺(tái) 測(cè) 試 完 成 製 作 第二章 製作程序 2設(shè)計(jì)如何開始製作機(jī)器的第一步，我們考許多網(wǎng)站，從中得知些有關(guān)榨汁機(jī)的資，大多榨汁的機(jī) 器是以榨甘蔗為主，而我們要研發(fā)出一臺(tái)屬於薑母的榨汁機(jī)器，所以大 部分的設(shè)計(jì)著重於解決薑母的規(guī)則形與纖維之問(wèn)題。 我們?cè)跐L設(shè)計(jì)上使用付滾分為 三組，我們會(huì)分成三組是因?yàn)榈谝唤M是要把薑母咬進(jìn)滾面，紋是 用一凹凸設(shè)計(jì)，軸間空隙為5要是因?yàn)樗K母大小均，無(wú)法 順被絞進(jìn)軸縫間，用彈簧的伸縮克服薑母大小均，所以才會(huì)設(shè)計(jì)為 5外第二組跟第三組，我們是用光面搭配壓花 面的設(shè)計(jì)使用，其中間距為 3因是因?yàn)榈谝唤M滾已把薑母壓扁，第 二組跟第三組主要是把薑母榨乾所以我們?cè)O(shè)計(jì)軸間距越越 小，才能達(dá)到榨乾的效果。 後經(jīng)過(guò)好幾次與廠商進(jìn)修改與討 ，得到完善的機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)製作的成品草圖，我們將主要元件的尺寸 與草圖放在後面章節(jié)與附中加以明。 薑渣與薑汁的分採(cǎi)用圖2- 2所示，在第三組滾軋軸正下方各放置片道，壓花面滾軋軸下方放置的 道為薑渣排出道，道開始端必須在第三組滾軋軸出口正下方 主要是因?yàn)榈捞^(guò)靠近軸會(huì)使薑渣阻;太遠(yuǎn)則會(huì)掉入薑汁道。光 滾軋軸下方放置的則為薑汁排出道，另在固定軸平的右邊放至一片 道，主要收集三付固定軸各別擠榨出的薑汁。 圖2渣分圖 圖2汁分圖 2在加工之前我們已先用 圖 2廠商提供滾軋軸材之後，我們開始進(jìn) 床加工，加工步驟是先將材夾至四爪夾頭，再用中心座支撐，因 材過(guò)長(zhǎng)所以我們必須要使用中心座作為工件中間的支撐，並使用頂心校 正及固定工件，首先將材削至我們所需要的階級(jí)形並預(yù) 23後續(xù)加工，最後再至我們所設(shè)計(jì)的尺寸，如圖 2 圖 22軋軸外型加工完成圖 加工完成支滾軋軸後發(fā)現(xiàn)一個(gè)嚴(yán) 重問(wèn)題，我們討覺(jué)得如果第一組滾軋軸作用面沒(méi)有紋可能無(wú)法咬進(jìn)薑母，也 與廠商討，後我們決定在作用面上加入橫條紋，以確保薑母 能夠順咬進(jìn)滾軋軸。圖2圖2軋軸繪製草圖(凹槽) 經(jīng)過(guò)修改之後，開始在軸的滾軋 面上做改變。因?yàn)闈L軋軸如果表面光，就無(wú)法有效地把薑母絞進(jìn)做榨汁 的動(dòng)作，因此在滾軋軸的咬合面上作同的紋加工，且滾軋軸 是支為一組，必須互相咬合才能有效的壓榨薑母。 第一組滾軋軸所設(shè)計(jì)外觀: 將圓表面的圓柱體用銑床銑成凹 槽，並照著軸向中心以比間距銑出其他凹槽，如圖2示為我們的加工情形。 功能:是將薑母咬進(jìn)滾軋軸。 如圖2 全部加工好之後，在端銑削鍵槽。 功能:齒裝配使用。 圖2軋軸凹槽銑削 圖2軋軸銑鍵槽 接著考慮到凹槽軸之配合， 我們將凹槽軸配合另一支滾軋軸做凸條之加工，先製作出長(zhǎng)條之圓鐵條，長(zhǎng)符合滾軋軸作用面之長(zhǎng)，圓鐵條直徑比凹槽軸之寬小2支滾軋軸在作動(dòng)時(shí)，能凹槽對(duì)凸起相互咬合，以達(dá)到大的咬合。如圖2圖2 圖2軋軸繪製草圖(凸條) 圖2軋軸初步完成圖(凹槽、凸條) 完成好第一組滾軋軸加工後，開始繼續(xù)第 二與第三組滾軋軸的加工。第二與第三組滾軋軸的配合方式相同，其中軸作壓花加工，另一邊配合之滾軋軸則採(cǎi)用光面，使用光 表面目的在於能讓壓榨出的薑汁能順著光表面往下，如果支滾軋 軸以壓花方式加工，薑汁會(huì)在壓花痕跡上停較久的時(shí)間，所以使用此 製作方式，讓上面滾軋軸為壓花面、下面滾軋軸為光面相配合。如圖2 圖2軋軸製作完成(壓花、光) 加工好主要的滾軋軸後，我們開始 往邊側(cè)板加工。鐵板買之前我們先用設(shè)計(jì)繪出軸之圓孔中心位置，如圖2好鐵板之後，開始做鑚孔、搪孔與孔 之設(shè)計(jì)，如圖2功能:為放置滾軋軸。如圖2- 14所示為初步加工完成圖。 圖2板滾軋軸定位草圖 圖 2板鑚孔加工 圖 2板鑚孔加工 圖2板鑚孔加工完成 側(cè)板加工好之後，開始 設(shè)計(jì)軸承塊及軸承座。 者之差為軸承塊可 做出徑向之動(dòng)，軸承座是焊接於側(cè)板上 ，可移動(dòng)。 軸承塊的製作方式是以一個(gè)長(zhǎng)方 形鐵塊，在設(shè)計(jì)好的位置上鑚孔，孔內(nèi)部也是用床加工成階級(jí)形，放入軸承後以完成，如圖2軸承塊功能:是固定 並支撐活動(dòng)端滾軋軸之用。 固定邊軸承座的製作方式是拿一支 圓鐵管，按照需要的尺寸斷成適當(dāng)大小，並於孔內(nèi)加工成一階級(jí)形，把軸承放入之後，再以成軸承座之後再以焊接的方 式，對(duì)準(zhǔn)側(cè)板固定邊圓孔中心焊接 到側(cè)板固定邊圓孔上，如圖2示是我們加工後完成圖。 軸承座主要功能:固定 並支撐固定端滾軋軸之用。 圖2承 塊完成圖 圖 2承塊主要是用支 撐滾軋軸並約束好活動(dòng)邊滾軋軸的動(dòng)方向，先將軸承塊對(duì)準(zhǔn)活動(dòng)邊孔槽中心 ，塊底邊與焊接的固定邊軸承座成垂直，而塊固定塊是在塊之邊 各放置好依照所需之大小所製作的長(zhǎng)鐵塊，作為分隔之用，另一側(cè)板之固 定邊與活動(dòng)邊軸承皆以此方式完成，如圖2 圖2承塊分隔塊之加工完成 接著就是製作鎖於側(cè)板之間的鐵 棒，在側(cè)板的四個(gè)角預(yù)設(shè)好位置之後鑚一小孔，然後製作出四支設(shè)計(jì)好 且尺寸相同的鐵棒，並於端用床紋，圖2功能:固定邊側(cè)板，讓側(cè)板會(huì)因?yàn)闄C(jī) 器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而產(chǎn)生晃動(dòng)，而導(dǎo)致 邊側(cè)板軸承損壞。 圖2板接鐵棒完成圖 塊固定塊 製作好四支鐵條之後， 可開始把滾軋軸與側(cè)板組裝起，如圖 2把邊側(cè)板之軸承座與軸承塊也 組裝上去。接著開始製作支撐彈簧固定塊，圖2先將廠商提供的材用銑床洗削到預(yù)定的大小，並在預(yù)定的位置 鑚孔及攻紋以絲能夠順轉(zhuǎn)進(jìn)，完成之後再焊接在側(cè)板上。如圖2能:主要是用在支撐彈簧所釋放出的道。 再加工彈簧座，廠商提供我們一 根鐵棒，首先我們先將鐵棒先成我們所需要的長(zhǎng)再把小鐵柱塊，削 成階級(jí)形，並在鐵柱塊上鑚孔，鑚孔主要是讓絲能夠轉(zhuǎn)進(jìn)孔內(nèi)，如圖2功能:彈簧座主要是用在支撐彈 簧及頂在固定彈簧塊上的小件。 圖 2撐彈簧固定塊 圖2板與滾軋軸組裝圖 圖22簧組織裝配完成圖 為確保滾軋軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的情形下 ，會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)的因素導(dǎo)致軸會(huì)有軸向之偏移，我們製作比軸承 座與軸承塊上的孔還小的圓筒，並於圓孔的外邊鑚一小孔，並用止付絲鎖在滾 軋軸的軸承外面，這樣就會(huì)有軸向偏移的顧慮，如圖2 裝設(shè)好吸震的彈簧組織之後，在 軸承塊與分隔塊上方鎖上一片固定鐵片，以確保塊只能做水平動(dòng)，如 圖2支撐彈簧固定塊 彈簧座 圖2套筒與固定鐵片裝配圖 買的齒內(nèi)徑並非我們所要的尺寸 ，必須配合相對(duì)應(yīng)軸大小尺寸作內(nèi)徑加工，完成後在齒的圓徑部份作攻紋加 工，如圖2把顆齒做上述之加工之後，就可以將齒裝配上滾軋軸之一端，並使用止付絲鎖緊於滾軋軸端之鍵槽上。 圖2齒攻紋之加工 在減速機(jī)到滾軋軸間我們是採(cǎi)用鏈及鏈條方式 傳動(dòng)。圖2 止套筒 固定鐵片 圖2- 25 鏈條與鏈之配置 鏈的圓徑部份也是鑚孔且攻紋 ，用止付絲鎖緊於滾軋軸的鍵槽上，如此一，上半部機(jī)臺(tái)大致完成。 機(jī)臺(tái)底座設(shè)計(jì)採(cǎi)用角鐵建 構(gòu)，用焊接將尺寸割好的角鐵，焊接成長(zhǎng)方體形，設(shè)計(jì)草圖如圖2圖2臺(tái)底座繪製草圖 完成焊接之後的的機(jī)臺(tái)底座另外製 作放置馬達(dá)與減速機(jī)的鐵板，如圖2放置馬達(dá)的鐵板上，我們?cè)O(shè) 計(jì)一個(gè)可以調(diào)整角的鐵板，採(cǎi)用似門與牆壁接處可旋轉(zhuǎn)之設(shè)計(jì)，如圖2功用:因?yàn)槠в镁脮?huì)產(chǎn)生鬆弛，作此設(shè)計(jì)是因?yàn)榭?以調(diào)高鐵板與機(jī)臺(tái)底座間的角，使皮帶的緊達(dá)到一定程。 在設(shè)置可旋轉(zhuǎn)固定邊之另一短邊端 ，上下平板各鑚三個(gè)對(duì)齊的孔，左右孔作為平板固定角用，一方 面也可以鎖緊平板，會(huì)因?yàn)轳R達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生上下震動(dòng)，中間的孔作 為調(diào)整上下平板角用，如圖2圖2臺(tái)底座加工完成圖 圖2調(diào)角鐵板之設(shè)計(jì)(一) 圖2調(diào)角鐵板之設(shè)計(jì)(二) 接著進(jìn)馬達(dá)輸出端與減速機(jī)輸入端 之皮帶盤的加工，將買的皮帶盤配合馬達(dá)動(dòng)輸出軸與減速機(jī)輸入軸的大小 ，加工成適當(dāng)大小並用刨床製作出鍵槽，如圖2 圖2帶盤鍵槽之刨削加工 放置好加工完成的皮帶盤，先 把馬達(dá)與減速機(jī)安裝鎖緊於鑚好孔之鐵板上，如圖2圖2達(dá)安裝完 成圖 圖2- 32 減速機(jī)安裝完成圖 將電源開關(guān)安裝在下半部機(jī)臺(tái)之側(cè)邊， 我們?cè)O(shè)計(jì)出的開關(guān)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，我們會(huì)設(shè)計(jì)正轉(zhuǎn)的原因是 因?yàn)槿绻麧L軋薑母過(guò)程中如有卡住，我們可以用正轉(zhuǎn)將卡住的薑母退出，如 圖2圖2源開關(guān)安裝完成圖 將減速機(jī)輸出軸裝配上鏈之後，就可 以把皮帶裝配上 馬達(dá)輸出端裝上皮帶盤，用皮帶與減速機(jī)輸入端 皮帶盤做結(jié)，減速機(jī)輸出端裝上鏈與滾軋軸輸入動(dòng)軸裝上鏈之間做鏈條之 結(jié)，如此傳動(dòng)部份就完成，機(jī)臺(tái)的製作與裝配也就完成。如圖 2示。 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 停止 圖2臺(tái)架構(gòu)完成 2由於第一代是屬於開發(fā)階段，為顧及 成本上的使用，我們大多使用鐵代替以後的鏽鋼，加工技術(shù)與成本也能控制在我們能範(fàn)圍內(nèi)。在購(gòu)買好材後就是開始照著構(gòu)造圖開始製作。 在購(gòu)買件前有些件是需要計(jì)算的 ，我們必須先計(jì)算它們所要的規(guī)格，以及查詢是否有那些規(guī)格。如下 : 軸承 :我們選用的軸承型號(hào)是單深溝滾珠軸承 6910，我們之所以選用6910是因?yàn)榭紤]到材成本關(guān)係，因?yàn)?6910寬有 15樣管裝在鐵塊內(nèi)，如圖 2是裝在鐵管內(nèi)，如圖 2可以節(jié)它的材厚，也因?yàn)樗撵o態(tài)跟動(dòng)態(tài)負(fù) 荷足夠，所以我們選用單深溝滾珠軸承 6910。 馬達(dá) :本機(jī)臺(tái)是使用三相、 220V、 2圖 2 減速機(jī) :減速機(jī)主要是接受馬達(dá)輸出的動(dòng)，經(jīng)由內(nèi)部減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換後得到減速及動(dòng)，本機(jī)臺(tái)選用的是 1:40的減速比做為減速。如圖 2 皮帶 : C=(D+d)/2+2C+(，因此選用 58帶。 皮帶 :我們所選用的皮帶是直徑 要原因是因?yàn)槲覀兤н€有一段變速，所以採(cǎi)用 作為皮帶變速用。 齒 :購(gòu)買齒前我們需要計(jì)算它的 齒、模，我們所採(cǎi)用的公式是 M:模 T:齒 D:節(jié)圓直徑。 我們預(yù)設(shè)模是5，節(jié)圓直徑是 805出我們要用的齒是16及19齒，如圖2鏈:我們是採(cǎi)用及22齒，原因是因?yàn)殒準(zhǔn)怯迷跍p速機(jī)與滾軋軸之間的傳動(dòng)，我們會(huì)採(cǎi)用15及 22齒的原因是因?yàn)樽钺徇€要用鏈達(dá)到變速的效果。如圖2我們與廠商討決定最終 轉(zhuǎn)速應(yīng)在810 rp m/ 開始設(shè)計(jì)機(jī)器變速的部份，以下是我們所設(shè) 計(jì)的變速系統(tǒng): 我們所使用的馬達(dá)轉(zhuǎn)速為 11 45我們將分為 3 階段變速，第一段我們運(yùn)用皮帶變速，我們採(cǎi)用 6皮帶，其減速比為 ，根據(jù)式(1個(gè)式 子算出約為 477. 08二段經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)(減速機(jī))做減速，我們?cè)跍p速機(jī)構(gòu)上所使用的減速比為 1:40，其出的轉(zhuǎn)速約為 11 此的轉(zhuǎn)速還夠達(dá)到需求的轉(zhuǎn)速，再經(jīng)由第 3 段做變速，第 3 段則 採(cǎi)用鏈條使其動(dòng)傳至滾軋軸上，而鏈的齒則採(cǎi)用 15 齒及 22 齒，運(yùn)用式(1出轉(zhuǎn)速約為 此一才能算是達(dá)到需求的轉(zhuǎn) 速，以下是公式推導(dǎo)。 P=D/N ( 1如果大小齒的半徑分別為 R G、 速分別為 G、 P R = (1搭配式(1，大小齒的節(jié)距相等 D G/ 後即可得到減速比公式(1G/G/G/ P/ G (1 最大壓縮可分為滾壓 縮及彈簧壓縮，首先我們必須要先知道扭矩，我們使用: 3000 我們的馬是2上式可得T=10壓縮: F=T/R T:扭矩 F:壓縮 R: 滾半徑 由上式可得F=0簧壓縮: F=KS 由上式算出彈簧壓縮為第一組7.5 第三組1 圖 2帶 圖 2 第三章 問(wèn)題與解決 答:原因是我們當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)將真圓及平考慮進(jìn)去導(dǎo)致機(jī)臺(tái)晃動(dòng)。而我們最後把機(jī)臺(tái)拆掉，重新將 6 支 主軸運(yùn)用學(xué)校床重新修正，再組裝回去就沒(méi)有機(jī)臺(tái)晃 動(dòng)的情形發(fā)生。 答:在經(jīng)過(guò)和師及廠商討 下，我們發(fā)現(xiàn)到原我們?cè)趶椈傻倪x用是錯(cuò)誤的，而我們和師以及廠 商一致認(rèn)為必須加大彈簧線徑，讓滾軋出的榨乾程效果佳。 回的尺寸會(huì)一致? 答:原因是我們?cè)陟队?jì)算齒 時(shí)公式選用錯(cuò)誤，原本正確的公式是 MT=D，但是我們卻使用 (T+2)M=D 的公式，而造成錯(cuò)誤， 讓我們解公式的選用是必須謹(jǐn)慎的。 四 答:一開始我們運(yùn)用de 致設(shè)計(jì)好，之後畫好草圖再拿去和 廠商討，也將廠商的建議及問(wèn) 題加以研究，運(yùn)用繪圖軟體畫出草 圖，並評(píng)估是否有可性，經(jīng)過(guò) 幾次修改後終於 和廠商達(dá)成共。 第四章 結(jié)與建議 4 機(jī)臺(tái)完成後我們就開始進(jìn)薑母的實(shí)際 榨汁之測(cè)試，在放入一塊薑