畢業(yè)設(shè)計論文果蔬原料摩擦擦皮機設(shè)計含全套CAD圖紙

1、全日制普通本科生畢業(yè)論文果蔬原料摩擦擦皮機設(shè)計the design of machine for peelingvegetable and fruit由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，cad圖紙等，聯(lián)系153893706  學(xué)生姓名：學(xué) 號：年級專業(yè)及班級： 2008級機械設(shè)計制造及自動化指導(dǎo)老師及職稱: 學(xué) 部：理工學(xué)部提交日期：2012年5月 果蔬原料摩擦擦皮機的設(shè)計摘 要：主要介紹了以摩擦原理為基礎(chǔ)的、適合食品加工工廠等場所使用的大型果蔬原料（土豆、胡蘿卜等塊莖）去皮機的設(shè)計要點、工作原理和設(shè)備組成。通過對去皮部分與電機的選型配套，滾動軸承的選擇及校核計算，卷筒從

2、動軸的設(shè)計計算，滾子鏈的傳動設(shè)計計算，傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算，減速器的選用，結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，及其強度校核以及密封裝置的選擇，使脫皮機具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、成本低、維修方便關(guān)鍵詞：果蔬原料擦皮機；摩擦；去皮；傳動the design of machine for peeling vegetable and fruitabstract:this paper introduced the large-scale machine for peeling vegetable and fruit(potato and carrot and so on of tobers) which is desig

3、ned 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.peeling some of the motor through the selection of matching, selection and check of rolling bearings calculation, drum d

4、riven shaft design calculation, the transmission roller chain design and calculation, transmission of the motion parameters and dynamic parameters of the calculation, speed reducerselection, structural design and layout, and the strength of the choice of checking and sealing device, so that peeling

5、machine is running stable, low cost, easy maintenance.keywords:machine for peeling vegetable and fruit;friction;peeling;transmission. 1 引言1.1 馬鈴薯、胡蘿卜果蔬的概述隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已經(jīng)越來越被世界重視，特別是便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，這更要求原料的深加工伴隨著發(fā)展。其中果蔬和胡蘿卜等果蔬原料的深加工就是受到人們高度重視且發(fā)展較快的產(chǎn)業(yè)之一。我國是果蔬的主要出產(chǎn)國，年種植面積和總產(chǎn)量均居世界第二位。但在我國絕大

6、部分果蔬被直接用作飼料和食用。由于每年僅有百分之幾用于深加工，致使鮮薯過剩，增加了越冬保鮮難度，也降低了它的營養(yǎng)價值。究其原因主要是缺少加工設(shè)備，特別是去皮機械。而從國外引進設(shè)備價格昂貴，生產(chǎn)成本高，致使國內(nèi)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。在世界上工業(yè)發(fā)達國家，果蔬深加工一般都占總產(chǎn)量的50%80%。目前，美國是世界上最大的果蔬生產(chǎn)國和出口國，果蔬食品加工企業(yè)有300多家，其子公司遍布世界十幾個國家。美國的果蔬產(chǎn)品不僅暢銷國內(nèi)，且大量出口干制食品及方便食品占據(jù)了世界大部分市場。近20年來，德、法、英、荷蘭、瑞士及日本等國家，也在致力發(fā)展果蔬食品深加工工業(yè)，從而使世界果蔬食品加工業(yè)進入蓬勃發(fā)展階段。1.2 國內(nèi)

7、外馬鈴薯、胡蘿卜塊莖原料擦皮設(shè)備簡介國內(nèi)外果蔬、胡蘿卜塊莖原料去皮方法大致有三種，即機械去皮、蒸汽去皮和化學(xué)去皮，三種去皮方法的工作原理為1：機械去皮：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)中摩擦塊莖的表面而達到去皮目的。蒸汽去皮：在高壓容器內(nèi)，通入高壓蒸汽使塊莖表面受熱，然后打開容器蓋，突然釋放壓力，塊莖的表皮和果肉即自行分離。化學(xué)去皮：在耐堿容器內(nèi)，加入強堿溶液并加溫，后加入塊莖，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，在將塊莖放入機械去皮機中剝?nèi)ケ砥ぁ?1）目前，國內(nèi)主要使用機械摩擦去皮機2。如圖13所示，該機由機蓋、機筒、機座、電

8、機、砂盤等部分組成。以電機為動力，通過減速齒輪帶動機筒底部的砂盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機筒內(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，該機為間歇生產(chǎn)。圖1 機械式摩擦擦皮裝置fig.1 the peeling device of mechanical friction（2）蒸煮裝置圖2 間歇式蒸煮裝置fig.2 the steaming device of intermittent國內(nèi)食品加工業(yè)使用的連續(xù)式鏈帶蒸煮機和高壓蒸煮鍋，機體龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，小型果蔬原料食品加工廠引

9、進使用有一定困難。在實際生產(chǎn)中，對果蔬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24為食堂、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。（3）化學(xué)去皮裝置此處已刪除部分n<h>計算作用在軸上的壓軸力f為了設(shè)計安

10、裝帶輪的軸和軸承，必須確定傳動作用在軸上的力f由式（8-24）得f2zf sin=2=1997(n)<i>帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計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，輪槽工作面要精細加工（表面粗糙度13一般應(yīng)為3.2）,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14選取ht200的灰鑄鐵，結(jié)構(gòu)為腹板式。見v帶輪附圖15。圖4 v帶輪簡圖fig.4 the diagram of v belt wheel.42 傳動主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算16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)計是在初步計算軸徑的基

11、礎(chǔ)上進行的，故<a>初步計算軸的直徑軸的直徑可按照扭轉(zhuǎn)強度法進行估算，即d=c p=3.5kw n=150r/min式中為軸傳遞的功率，kw;n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min;c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取110。則經(jīng)過計算d=32mm輸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度的削弱，則d32+32考慮到車螺紋，故取最小軸徑d=55mm<b>擬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1<c>根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度l段的軸段為了滿足工作轉(zhuǎn)盤的軸向定位

12、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25mm，總長l90mm,直徑d=55mml段的軸段此段安裝有軸承，考慮工作圓筒內(nèi)的集皮空間和機架的厚度，此軸段的總長（由于此處選用凸緣式軸承蓋進行密封，則軸承蓋連接螺釘直徑選m10,數(shù)目6個）l100mm，直徑d65mml段的軸段此段主要是處于立式軸承座中，進行軸承的軸向固定起承載作用，故長度根據(jù)估算取l60mm d=74mml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（z1）=52mm,綜合考慮取此處l90mm,d=65mm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

13、l52mm,d=55mm。圖5 傳動軸簡圖fig.5 the diagram of drive shaft421 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d=由機械設(shè)計手冊查17得所選用的平鍵截面b(mm)(gb/t1095-1979),鍵槽用鍵槽銑刀加工，與工作轉(zhuǎn)盤相連的鍵槽長取45mm，也大帶輪相連的鍵槽長取32mm（標準鍵長見gb/t1096-1979）,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/n6,滾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18是n6。422 確定軸上圓角和倒角尺寸參考機械設(shè)計書，表15-2，

14、取軸端倒角為43 滾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=65mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標準精度級的角接觸球軸承7213ac，其尺寸為,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）由無機膠凝劑式有機增稠劑與潤

15、滑油構(gòu)成的非皂基潤滑脂。（3）由有機式無機增稠劑與合成油構(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。51 滾動軸承的壽命計算19在確定滾動軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a值，對于7213ac型角接觸球軸承，由手冊查得a=25mm,因此作為外伸梁的軸的支撐跨距l(xiāng)25+60+25=110mm求出軸承的徑向載荷根據(jù)計算得出則兩者的方向相反又因為現(xiàn)以為計算滾動軸承來校核軸承壽命因為20.210.68 p=3649n則所選用的滾動軸承的壽命為 (14)對于球軸承而言3查表知7213ac型角接觸球軸承的基本額定動載荷c=51200n根據(jù)上式計算其壽命得出，滿

16、足工作要求又對所選角接觸球軸承的靜載荷進行討論顯然綜合可知，所選的7213ac型角接觸球軸承符合工作要求。52 軸的計算和校核<a>做出軸的計算簡圖結(jié)合7213ac型角接觸球軸承的計算數(shù)據(jù)，做出如下的軸的彎矩扭矩圖圖6 軸的彎矩扭矩圖fig.6 the bending moment and torque diagram of shaft<b>軸的強度校核計算根據(jù)軸的彎矩扭矩圖可知其危險截面為軸承一所在支點處截面，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。則按扭矩強度條件計算?？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度條件為：

17、 (15)式中：- 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mm；n - 軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；p - 軸傳遞的功率，單位為km；d - 計算截面處軸的直徑，單位為mm - 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為此軸選用45號鋼，值為25-45 之間而通過對軸的計算，5.1 =8.5,故軸的扭轉(zhuǎn)條件符合要求。<c>按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度，由此軸的彎扭圖可知，其危險截面為軸承一所在支點處截面，根據(jù)機械設(shè)計書20中式（15-5）及上表中的數(shù)值，并取，軸的計算應(yīng)力 (16)以選定的軸的

18、材料是45號鋼，調(diào)制處理。由表15-1查得60。故安全。<d>軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示式中：t - 軸所受的扭矩，單位為g - 軸的材料的剪切彈性模量，單位為，對于鋼材，- 軸截面的極慣性矩，單位為mm，對于圓軸，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?。粚τ诰軅鲃虞S可取。對于精度要求不高的軸，可大于顯然對于本設(shè)計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)計的軸

19、滿足工作要求。6 結(jié)束語隨著食品工業(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。美國是世界上最大的果蔬生產(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)展果蔬食品加工業(yè)，從而使世界果蔬食品加工業(yè)進入到當(dāng)今興旺發(fā)達的階段。綜觀我國的果蔬加工產(chǎn)業(yè)，雖然我國的果蔬種植面積居世界第一，但卻產(chǎn)生了我國有巨大果蔬產(chǎn)量卻需要巨額進口的強烈反差。一方面我國有著巨大的市場需求，另一方面又是嚴重不足的生產(chǎn)加工能力。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國事物消費結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，快餐和休

20、閑食品的消費將快速增長，同時果蔬的消費趨勢也將呈現(xiàn)多樣化，其衍生產(chǎn)品的工業(yè)需求正在迅速增加，而果蔬加工方面的機械卻很少，而且很少實現(xiàn)機械化。從宏觀上看，一方面加入wto提供了巨大的發(fā)展機遇，另一方面還有著13億人口的國內(nèi)消費市場，可見果蔬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際需要出發(fā)，尤其是考慮到任何一種形式的果蔬原料加工，去皮都是其中一項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)生性將直接影響果蔬原料加工的效益。針對這些特點所采取的設(shè)計方案不僅從實際產(chǎn)量要求出發(fā)，而且還結(jié)合經(jīng)濟最優(yōu)化，以達到最低成本產(chǎn)生最大收益。本設(shè)計利用電動機為動力源，物料在圓筒形

21、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)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機械作用效果從而達到去皮的目的。因此可知本課題的設(shè)計方案所依據(jù)的理論，證明是完全可行的。本課題的設(shè)計涉及到機械制造、機械設(shè)計、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)容包括果蔬原料去皮機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、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)計計算，并附有大量的裝配和零件圖，更加直觀的對整個設(shè)計加以論證。其中對果蔬原料去皮機的關(guān)鍵部件傳動軸作了詳細的力學(xué)分析和計算，并繪制出彎矩扭矩圖，通過理論以及大量的計算

22、闡述了傳動軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點。同時工作圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是基于相應(yīng)的理論依據(jù)、計算，大量文獻資料的閱讀，對出售相應(yīng)機械產(chǎn)品公司的網(wǎng)上查閱了解所確定的。由上可知，本設(shè)計基本實現(xiàn)了果蔬原料去皮機的去皮要求，是一種切實可行的設(shè)計方案。參考文獻1施平主編機械工程專業(yè)英語教程電子工業(yè)出版社:56-67.2溫詩鑄，黃平著摩擦學(xué)原理清華大學(xué)出版社，2002:168-176.3王景彬等試論國內(nèi)外果蔬脫皮方法與設(shè)備農(nóng)牧與食品機械，1991(2):112-114.4張淑娟等立式半夏去皮機的設(shè)計與研究農(nóng)機與食品機械1997年第2期:65-68.5高為國主編機械工程材料基礎(chǔ)中南大學(xué)出版社，2004.1:34-65

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