小型食堂用馬鈴薯去皮機的設計(土豆去皮機設計)
喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的文件全都有,請放心下載,有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 = 喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的文件全都有,請放心下載,有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 =
中文摘要馬鈴薯去皮機的設計摘 要自農(nóng)業(yè)部提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略后,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到了各個食品加工產(chǎn)商的重視,許多加工產(chǎn)商依賴現(xiàn)有的技術,能夠以各種方式加工各類馬鈴薯制品。馬鈴薯現(xiàn)面臨生產(chǎn)面積和產(chǎn)量不斷增加,供過于求的現(xiàn)狀,造成這種狀況主要原因之一是:大部分馬鈴薯還是以鮮食為主,加工產(chǎn)品單一,加工技術有待進一步的提高1。實現(xiàn)馬鈴薯的理想去皮是推動馬鈴薯深加工發(fā)展的重要一步,馬鈴薯理想的去皮是指只去除掉馬鈴薯最外層薄薄的一層皮,但目前現(xiàn)有的去皮方式很難達到這一步。不同的馬鈴薯制成品對馬鈴薯去皮程度的要求也不一,導致我們所使用的去皮方式也不一樣,有的情況是要求馬鈴薯去皮后不能夠看到任何芽眼,表皮應該要整潔;有的對去皮后產(chǎn)品外表無要求。現(xiàn)有的去皮方式主要包括蒸汽去皮、堿性溶液去皮、摩擦去皮、人工去皮。本論文主要詳細介紹和探討了馬鈴薯的各種去皮方式,通過對幾種去皮方式進行優(yōu)缺點的對比(如對其去皮效率、去皮機的適用性、機器成本和對制成品的影響),選擇一種合適的去皮方式,設計一種適合小型食堂適用的馬鈴薯去皮機。關鍵詞:馬鈴薯去皮機;馬鈴薯;摩擦外文摘要Design Peeling MachineAbstractSince the Ministry of Agriculture put forward the potato main grainization strategy, the industrialization development of potatoes has been paid attention to by various food processors. Many processors rely on existing technology to process various potato products in various ways. Potatoes are now facing a situation of increasing production area and production, and the supply exceeds demand. One of the main reasons for this situation is that most potatoes are still mainly fresh food, the processing product is single, and processing technology needs to be further improved. Realizing the ideal peeling of potatoes is an important step to promote the deep processing and development of potatoes. The ideal peeling of potatoes refers to the removal of only one thin layer of skin from the outermost layer of potatoes, but the current peeling method is difficult to achieve this point. Different potato products have different requirements for potato peeling, resulting in different peeling methods. Some require that potatoes should not see any buds after peeling, and the epidermis should be neat; some have no requirements for the appearance of the products after peeling. The existing peeling methods mainly include steam peeling, alkaline solution peeling, friction peeling, and artificial peeling.This paper mainly introduces and discusses various peeling methods of potatoes in detail. By comparing the advantages and disadvantages of several peeling methods (such as its peeling efficiency, the applicability of the peeling machine, the cost of the machine and the impact on the finished product), choose a suitable peeling method and design a potato peeling machine suitable for small canteens.keywords : Potato peeler ; potato ; friction 目錄1 引言11.1選題目的與意義11.2國內外發(fā)展現(xiàn)況21.2.1蒸汽去皮31.2.2堿性溶液去皮41.2.3摩擦去皮51.2.4人工去皮62馬鈴薯去皮機的整體設計72.1計劃任務書72.2馬鈴薯去皮機工作概述及總體設計72.1.1工作圓筒82.1.2工作轉盤92.1.3傳動系統(tǒng)92.2其他部件92.2.1廢渣處理92.2.2機架結構103.馬鈴薯去皮機參數(shù)的確定113.1對物料進行力學分析113.2轉盤轉速的計算123.3馬鈴薯去皮機功率的確定124.傳動部件的設計154.1 帶輪的設計154.1.1V帶傳動的設計計算154.2傳動主軸的設計184.2.1材料的選擇184.2.2軸的強度校核計算184.2.3 軸的結構設計194.3軸上零件的連接設計204.4滾動軸承的選擇與安裝205.主要零件的校核225.1軸的校核225.2軸承的壽命計算236 使用說明25參 考 文 獻26致 謝27I1 引言1.1選題目的與意義馬鈴薯原產(chǎn)地可追溯到南美洲,由于其豐富的營養(yǎng)價值,而且對栽植環(huán)境要求不高,在世界各地被廣泛的栽植,在市場食品類占有了重要地位,可加工種類龐雜,堪稱“才華橫溢”。馬鈴薯中富含大量的維生素C、各種維生素B、蛋白質和氮元素,豐富的營養(yǎng)儲藏資源可以很好地滿足當代人們的基本營養(yǎng)需求2。馬鈴薯中還含有許多膳食纖維,塊莖內鉀含量遠遠高于鈉,對于需要減肥的年輕人來說,這是一個不錯的選擇,它能夠有效的幫助他們在運動中進行腸胃蠕動,同時也可以攜帶一些身體內的油脂。由于馬鈴薯可制成的產(chǎn)品種類龐雜,如粉條、薯片、法式炸條、啤酒、淀粉及淀粉的衍生產(chǎn)品;其客觀的收益,使得許多小型加工廠都青睞于馬鈴薯制品。馬鈴薯在紡織、化工等行業(yè)也有應用,它可以加工為變性淀粉用作染料。對馬鈴薯價值有深入了解后,就能夠明白這種簡單的食物在國家發(fā)展中的重要位置。馬鈴薯可以在相對貧瘠的土地培植,而且單棵產(chǎn)值量大,不需要制冷就可以容易地儲存。馬鈴薯的生產(chǎn)和儲存技術對薯片產(chǎn)業(yè)的研究有著重要意義。據(jù)記錄馬鈴薯雖產(chǎn)量高、價值大,但在上個世紀初很多國家并未發(fā)掘其潛力,在歐洲很多國家大約1/5的馬鈴薯用來飼養(yǎng)動物;一些國家如愛爾蘭甚至高達3/5。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化升級與國家的工業(yè)化程度的發(fā)展有很重要的關系,這可以體現(xiàn)在,農(nóng)業(yè)化大國雖然馬鈴薯產(chǎn)量水平很高,但用作飼料的比例也很高;而工業(yè)化程度較高的國家,馬鈴薯在食品加工上占比高,馬鈴薯能夠得到充分的利用。隨著科技的發(fā)展,加工產(chǎn)品種類的增多,馬鈴薯在未來的發(fā)展一定會再次上升。雖然在馬鈴薯食品加工方面美國進入這個領域晚于歐洲,但由于90年代工業(yè)革命的變革使得其急速發(fā)展。馬鈴薯不僅是美國家庭餐桌上的主食,而且美國還通過麥當勞,薯片等方式使得馬鈴薯熱銷于全世界。受全球化的影響,中西方的飲食文化開始相互貫通,像麥當勞和德克士這樣的快餐在中國年輕人中非常受歡迎,例如炸薯條,薯泥和其他馬鈴薯食品,我國火鍋粉也深受國外的喜愛。隨著其他油炸薯片,膨化食品等馬鈴薯制品的不斷增多,深加工技術的不斷完善,馬鈴薯食品將在我國人民日常飲食的主要食品中占據(jù)一席之位,其前景十分廣闊。馬鈴薯最初傳入中國,主要種植地位于長江以南。由于其易栽培,對生長環(huán)境要求不高,在北方也能實現(xiàn)一年兩作,所以成為北方經(jīng)濟落后地區(qū)主要經(jīng)濟作物之一。馬鈴薯在饑荒年代是主糧的“替代品”?,F(xiàn)全國有很多地方都在培植,如新疆、陜西、內蒙古、山西、東北地區(qū)和云貴地區(qū)等,既玉米、小麥、大米后,馬鈴薯成為第四主糧2。近年來在食品消費需求和工業(yè)發(fā)展的刺激下,政府對農(nóng)村經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大力支持,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有目共睹,我國馬鈴薯在總產(chǎn)量和種植面積已經(jīng)成為全球第一。隨經(jīng)濟結構的改變,馬鈴薯一家一戶的經(jīng)營方式已慢慢蛻變?yōu)橐?guī)模種植大戶,但受各地地勢差異的影響其機械化程度依然有很大的發(fā)展空間,美國、加拿大、荷蘭等國在馬鈴薯生產(chǎn)已采用大規(guī)模的機械化,而我國在種植、收獲等環(huán)節(jié)還需要依賴人力來完成。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很多制約條件。鮮薯塊的體積大、含水量高、不易運輸和經(jīng)久貯藏,若長期儲存不當不僅會損害馬鈴薯中的營養(yǎng)成分還可能會使它產(chǎn)生帶有毒素的物質Solanine ,尤其是薯塊的發(fā)芽和變綠處,食用后會給人的身體造成一定的威脅;馬鈴薯產(chǎn)品相對簡單,主要是用來食用和用于飼料;馬鈴薯在中國普遍的加工產(chǎn)品主要是粉條,由于大部分老人和小孩無法食用,所以被廣大消費者所喜歡的薯類食品也很少;我國對馬鈴薯研究的認識、加工技術、生產(chǎn)幾乎處于空白。為了改善這一現(xiàn)狀,致力于發(fā)展馬鈴薯的深加工尤為重要。任何加工過程,都需要對馬鈴薯進行去皮處理。本論文主要針對國內外現(xiàn)有的去皮方式研究。根據(jù)現(xiàn)有的去皮機設計一款小型的、成本低、適用于小型食堂的去皮機器,設計過程中結合大學所學知識,理論聯(lián)系實際,同時對現(xiàn)有的去皮機進行市面上的調查,提出自己的改進意見。1.2國內外發(fā)展現(xiàn)況馬鈴薯加工業(yè)在歐洲興起時間較早,但發(fā)展規(guī)模一直很小,直到二戰(zhàn)以后,大量工廠開始從事馬鈴薯的加工。不同產(chǎn)品對馬鈴薯去皮程度要求不同,對于生產(chǎn)脫水馬鈴薯粉類產(chǎn)品,去皮要求程度較低,而法式炸條要求馬鈴薯去皮后不留下任何皮、外表不工整或芽眼等瑕疵。國外的馬鈴薯去皮機主要是機械式去皮和高壓蒸汽去皮,技術比較成熟1。美國使用較為普遍的去皮機是水洗磨蝕去皮機、干磨蝕去皮機和高壓蒸汽快速去皮機。如水洗磨蝕去皮機它通過利用螺旋桿狀結構,使馬鈴薯在向前推動的同時實現(xiàn)與機構摩擦去皮,這樣大大提高了馬鈴薯的去皮效率3。2016年6月孟慶書、黃鍵裕等人,對馬鈴薯去皮機技術的研究進展進行了匯報,通過對現(xiàn)有的去皮裝置進行國內外的對比,總結了現(xiàn)國內裝置存在功率消耗大、去皮可靠性低、生產(chǎn)率不高、連續(xù)設備作用率低等問題4。今后的發(fā)展將基于目前的問題進行改進。苗紅濤等人針對馬鈴薯摩擦去皮機現(xiàn)存在的問題,對其進行了一些產(chǎn)品上的優(yōu)化,設計了一款新型立式馬鈴薯連續(xù)去皮機。目前國內也涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的產(chǎn)商,如山東省曲阜市建達機械廠業(yè)務客戶遍及全國各地大中小城市,是集研發(fā)、制造、生產(chǎn)、銷售為一體集團化企業(yè)。目前國內外主要的去皮方法包括蒸汽去皮、堿性溶液去皮、摩擦去皮和人工去皮。不同去皮方式去皮的去皮損失率對比,如圖 15。從圖 1可以觀察去皮的損失率最低的方式是蒸汽去皮,去皮率最低可達到4%,機械切削去皮的損失率最大,可達到50%。圖 1 不同去皮方式的去皮損失率對比1.2.1蒸汽去皮蒸汽去皮是利用薯皮在高壓蒸汽的作用下,其外層的薯皮迅速軟化,蒸汽壓的突然釋放,使薯皮軟化的同時瞬間表皮爆破(Slater,1951),薯皮用流水沖洗。蒸汽去皮機分為間歇式和連續(xù)式,第一臺去皮機式間歇式,它的工作原理是對馬鈴薯進行簡單分類后將其置于一個圓筒內封閉起來,當工作人員轉動滾筒時,蒸汽通過一個空心導管進入筒內,經(jīng)過一定時間后,停止操作取出馬鈴薯。連續(xù)去皮機是對現(xiàn)有的機器添加電子液壓循環(huán)控制裝置,更好控制每次加工量和蒸汽溫度,使得去皮損失變小(高壓閃爆蒸汽去皮機圖 2)6。大型加工廠如陶郎食品在蒸汽去皮方面,具備了高端的去皮技術,去皮損失率可控制在10%以內,令很多行業(yè)在這方面望塵莫及。1.進料提升機 2.進料稱量箱 3.去皮倉 4.干式擦洗或清洗機 5.出料螺旋裝置圖 2 高壓閃爆蒸汽去皮機操作示意圖(烏登貝利公司)此類去皮機的缺點:需要另外功能設備,但是很難掌握溫度,對設備要求也高;優(yōu)點:去皮損失率極低;薯皮可直接用作飼料。1.2.2堿性溶液去皮堿性溶液去皮法是將馬鈴薯浸泡于堿性溶液中,堿性溶液與馬鈴薯表皮進行化學反應,使得薯皮軟化,然后再用高壓水槍將其表皮沖洗16。在去皮工程中需要對堿性溶液的濃度、溫度以及浸泡時間有嚴格的控制。由羅賓斯公司制造的旋轉螺旋式去皮機如圖 3,它將螺旋桿浸泡于堿性溶液,同時利用螺旋桿來運輸物料1。通過改良后又出現(xiàn)了紅外干式苛性鈉去皮,主要針對的是原有機器對廢棄物的處理和環(huán)境污染,該機器的原理是馬鈴薯在具有一定溫度的堿液溶液中浸泡后,然后進行紅外熱處理。這種設備的優(yōu)點:去皮過程中不需要大量水沖洗;薯皮易收集,可用作飼料;去皮損失小。缺點:不適用于小型加工廠;設備造價過高;對操作人員素質要求高。圖 3 旋轉螺旋桿堿液去皮機1.2.3摩擦去皮摩擦去皮以摩擦原理為基礎來達到去皮效果,去皮過程不需要加溫,堿性溶液的輔助,所以不需要考慮高溫圈的問題;去皮效率高;操作簡單。種形式的去皮方法受到很多加工廠的青睞1。摩擦去皮機主要分為間歇式和連續(xù)式,他們都是讓待去皮的薯類均勻的同摩擦部件接觸,實現(xiàn)去皮1。區(qū)別是前者將馬鈴薯置于轉盤上,轉盤旋轉時帶動馬鈴薯做離心運動同周圍的摩擦面摩擦,然后用水沖洗掉皮渣;后者是將馬鈴薯放在涂有磨料的輥上,馬鈴薯在輥上翻轉。連續(xù)馬鈴薯去皮機如圖 4。1.變速電機 2.放料口檔蓋 3.支撐架 4.電控柜 5.壓力泵 6.水箱7.地腳螺栓8.沖洗水進口處 9.球閥 10.循環(huán)水管道 11.出料口擋蓋12.滾筒 13.傳動端蓋 14.過濾網(wǎng) 15.球閥 16.排污水管道圖 4 連續(xù)馬鈴薯去皮機71.2.4人工去皮人工去皮主要依靠人力,去皮原理簡單,去皮效果好,但只適合家庭日常作業(yè),費時費力不易實現(xiàn)市場的規(guī)?;?72馬鈴薯去皮機的整體設計2.1計劃任務書本課題的目的是設計馬鈴薯去皮機。馬鈴薯去皮機圓筒直徑為800mm,其需要在120秒內至少實現(xiàn)40kg的去皮任務。2.2馬鈴薯去皮機工作概述及總體設計馬鈴薯去皮機的總體結構如圖 5所示。1.機架 2.排污口 3.圓筒外壁 4.圓筒內壁 5.置料口 6.轉盤 7.電動機圖 5 馬鈴薯去皮機的裝配圖該機器總體結構由傳動裝置,工作圓筒,工作轉盤,機架以及驅動裝置等組成。將清洗好的馬鈴薯從投料口放入機筒內,蓋上蓋子,調整電動機轉速,通過帶輪傳遞動力,帶動波浪型轉盤作水平高速旋轉運動,馬鈴薯受到離心力的作用后,有斜上拋的運動,與圓筒內壁上磨砂進行摩擦,同時也和轉盤上設有凹凸不平的小圓點進行均勻的摩擦實現(xiàn)去皮,經(jīng)過一定時間去皮完成后,用清水沖洗皮渣,皮渣隨水流從排污裝置排出。每次去皮時去皮機中不應該放入過多的馬鈴薯,這樣不僅不能夠提高去皮速率,還會影響到去皮效果,一般馬鈴薯的填加指數(shù)為 0.510.66 8 。2.1.1工作圓筒工作圓筒結構示意圖如圖 6所示。圓筒材料選定為鑄鐵,工作圓筒不設置筒底,圓筒內層焊接間距均勻直徑為10mm的20跟鋼棒,在其表面涂有金剛砂,金剛砂作為常用的磨料,可以提高機器耐磨性,而且成本較低8。在工作時與馬鈴薯接觸中不斷摩擦,使薯皮從表皮分離出來。在圓筒的上側設有200mmx200mm進料口,并配有擋蓋,不使用時防止灰塵進入桶內,使用時避免工作過程濺水。圓筒底部側面設有帶活門100mmX100mm的出料口,去皮過程中關閉活門,待皮渣處理干凈后打開活門,取出去皮后的馬鈴薯。1.卸料口 2.不銹鋼棒圖 6 工作圓筒2.1.2工作轉盤在圓筒內側下方設置波浪型圓盤,圓盤主要由傳動軸固定。工作轉盤作為去皮機的主要部件之一,對圓盤選擇適合工作的材質后,確定相應的轉盤壁厚和 與工作圓筒相對應的結構尺寸,根據(jù)其適合工作的環(huán)境,提出制造、裝定和工藝的技術要求9。波浪形圓盤為凹凸不平的曲面可以使薯塊均勻的做上下翻滾運動,同時在波浪形圓盤曲面上也設有金剛砂凸點,這樣可以使馬鈴薯去皮更加充分,去皮速率更快10。此外設計時,工作轉盤的直徑略小于圓筒內壁,他們之間的差距使得大于20mm的馬鈴薯不會掉入清洗槽中,同時有利于皮渣沖洗干凈,不留在桶內。波浪形圓盤如圖 7所示。1.波浪形圓盤 2. 分布均勻的凸點 3.連接孔圖 7 工作轉盤2.1.3傳動系統(tǒng)傳動裝置選用帶傳動,電機通過軸帶動小帶輪,小帶輪將力與力矩傳遞給大帶輪,大帶輪通過傳動軸驅動轉盤做勻速的圓周運動,來實現(xiàn)整個機構的運動。電動機安裝于機架右側,安裝形式選用V36。2.2其他部件2.2.1廢渣處理廢渣的處理是薯類去皮機的一個關鍵性的問題,如何使廢渣處理干凈,并且使其得到有效的利用。常見的去皮機其處理裝置與圓筒底部保持在同一水平面,在沖洗過程中薯皮渣由于轉盤的遮擋使其堆積于轉盤下,會造成傳動軸失靈,長時間工作,如果處理不當,可能使機器直接報廢。在圓筒底部安裝廢渣處理裝置,清洗槽,該裝置直徑口與圓筒直徑相同,底側內部與圓筒的底部呈3的斜角,便于廢渣從廢料口排除,排出口的直徑設為80mm,并設有孔,孔徑與傳動軸直徑相對應。此裝置也選用不銹鋼薄板,用普通螺栓連接將此裝置與圓筒連接??缀吐菟ú捎没祝℉7/m6)。2.2.2機架結構設計機架時,首先要考慮機架整體的剛度、強度及穩(wěn)定性。設計過程中根據(jù)零件的裝配、維修等的方便,在合適的位置開設大小合適的孔。該設計中機架主要承擔圓筒、轉盤、等載荷和固定傳動軸,其支架右側還要固定電動機,所以在設計時要采用合理的工字形截面形狀來提高機架的強度與剛度。3.馬鈴薯去皮機參數(shù)的確定3.1對物料進行力學分析圖 8 波浪形圓盤結構示意圖圖 9 馬鈴薯的受力分析圖波浪形圓盤結構示意圖,如圖 8所示。根據(jù)波浪形圓盤圖形,對物料在去皮過程的受力情況進行分析,如圖 9所示。電機通電后,轉盤以一定的速度轉動著,馬鈴薯及物料A運動,物料A的受力分析如圖 9,設物料A的速度為v,速度方向與轉盤上的波紋垂直,波紋角度為15,轉盤的角速度為。物料再垂直方向上的速度:v垂直=vcos=rsin(1)及原料在垂直方向的動能: E垂直=12mv垂直2(2) 根據(jù)能量守恒定律確定物料在垂直方向的動能與勢能相等,即:E垂直=12mv垂直2=mg (3) 要實現(xiàn)馬鈴薯的正常去皮,物料拋出的高度h物料堆積的厚度,才能使圓筒底部的馬鈴薯也能實現(xiàn)上拋與筒壁進行摩擦,拋高用替代12,同時=n30,綜上所訴: n=602grsin2 r/min (4) 要實現(xiàn)去皮效果,在拋起馬鈴薯的同時還要實現(xiàn)馬鈴薯與筒壁的摩擦,設該慣性力為T,波紋對馬鈴薯的摩擦力C應不大于馬鈴薯受到的離心力。得到: Grn2900 Gf (5) n 30fr (r/min)=53 r/min (6) 知馬鈴薯的轉盤摩擦系數(shù)為1.11.3,這里取f為1.2;在設計計算時,選擇(4)、(6 )中轉速的最大值。3.2轉盤轉速的計算 設馬鈴薯去皮機在工作時,投料每次在40kg左右,去皮機容量一般在800kg/m3。轉盤直徑r=380mm,設馬鈴薯的堆高,由R2=m,估算得到=100mm,代入公式(4),得到n=143r/min。兩者之間取最大值作為設計的轉速值,考慮到實際情況,為確保馬鈴薯去皮機在工作時達到理想狀態(tài),所以取n為150r/min。3.3馬鈴薯去皮機功率的確定根據(jù)丘陵山區(qū)馬鈴薯全程機械化,馬鈴薯去皮機生產(chǎn)能力按下式計算: G= 36001 +2+3D2H4 (7) 式中1 -裝料時間s(馬鈴薯去皮機取30s); 2 -擦皮時間s(馬鈴薯去皮機取30s); 3 -廢料排出時間s(馬鈴薯去皮機取20s); D-圓筒直徑0.8(米); H-圓筒有效高度1.2(米); -馬鈴薯去皮機的容積密度(千克/米3)800kg/m3; -圓筒內物料填充系數(shù)(0.500.65),取0.6;代入已知數(shù)據(jù),得: G= 36001 +2+3D2H4 =4355 (8) 則功率損耗: N=Gn(4fr +8sk+1gf v2)384 (9) Gn -馬鈴薯的重力(Gn=4010=400N);f -摩擦系數(shù)(1.11.4)取f為1.2;R -摩擦壁距R=0.4D(D為圓盤直徑)V -馬鈴薯圓周速度(m/s),v= r=r n306 m/s;S -圓盤表面波紋高度8mm;K -波紋數(shù)量根據(jù)以上公式可以得出N=2.04kW,取N為3kW。由: N=M(10) 而帶輪的傳動效率為0.95,故經(jīng)計算得M=180Nmm。根據(jù)該機在工作時需要的總功率至少為N=3kW,轉速n=150r/min,考慮到實際生產(chǎn)的需求情況,選擇型號為Y132M-8型電動機。表3 該機主要參數(shù)對照表電動機轉速圓筒直徑工作時間投料量Y132M-83kW(同步轉速710r/min)150r/min800mm約為85s40kg4.傳動部件的設計4.1 帶輪的設計該設計在傳動裝置選擇帶傳動,其設計裝置簡單,材料以制造價格低廉,傳動平穩(wěn)。在設計V帶傳動時其大帶輪與小帶輪之間的傳動關系、所需的最小額定功率、工作環(huán)境等都需要考慮。4.1.1V帶傳動的設計計算 本設計選用普通V帶,根據(jù)電動機選擇。確定去皮機與電動機的傳動比i=710/150=4.7。設馬鈴薯每日的工作環(huán)境為2小時。1.計算額定功率由于去皮機在工作時受到載荷不大,工作時長一般為2小時,選擇工作情況系數(shù)KA=1.1,即: Pca =KAP=3.3kW(11) 2.選擇V帶帶型根據(jù)上式功率Pca 、小帶輪的轉速n1,選擇V帶為A型。3.確定帶輪基準直徑選用A型帶型后,在“普通V帶輪的基準直徑系列”中初步選用小帶輪直徑dd1=118mm。V帶輪的帶速: v=dd1 n1601000=118710601000=4.38 m/s(12) 帶速合適,則大帶輪的基準直徑 dd2=idd1=4.7x118=554.6mm(13) 根據(jù)表機械設計8-9,取標準直徑dd1=560mm。4.V帶中心距a的確定與基準長度 Ld 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)(14) 由公式(14)初定中心距a0=500mm,基準長度: Ld02a0+2(dd1 +dd2 )+dd2 _dd1 24a0=2500+2678+44224500=2163mm(15) 帶的基準長度選定為Ld=2200mm。實際中心距a: aa0+LdLd02=500+18.5518mm(16) 5.驗算小帶輪包角 180(dd2 dd1 )57.3a=180(560118)57.3518131120(17)包角合適。6.計算帶的根數(shù)z1)由dd1 =118mm和n1=710r/min,查表P0=0.9kw。根據(jù)i=4.7, A型帶,查表8-5得P0=0.09kw。Ka=0.86,KL=1.06,于是: Pr=(P0+P0)KaKL=0.90kw (18) 2)V帶得根數(shù)z z=Pca Pr=3.3(19) 取V帶的根數(shù)為4根。7.計算單根V帶的初拉力F0A型帶的單位長度質量q=0.105kg/m,所以 F0=5002.5KPcaKzv+qv2 =500(2.50.86)30.8644.38+0.1054.382=165N (20)8.計算壓軸力FP FP=2zF0sin12=24165sin1312N=1201N (21)9.帶輪的結構設計根據(jù)帶輪基準直徑和帶輪轉速來確定帶輪的結構形狀,根據(jù)其使用的特性帶輪材料選擇灰鑄鐵。大帶輪基準直徑為560mm,帶輪的結構形式定為輪輻式;小帶輪基準直徑為118mm,帶輪的結構形式定位孔版式17。V帶輪的輪槽根據(jù)所選用A型帶輪,輪槽截面的基本尺寸,如圖 10。鑄造時帶輪的輪槽對工作面加工要求高,輪緣、腹板、輪輻及輪轂上盡量不出現(xiàn)砂眼、裂縫及氣泡影響內部應力。圖 10 槽的截面10.最終設計結果 V帶為A型,大帶輪的基準直徑為560mm,小帶輪的基準為118mm, V帶根數(shù)四根。帶的基準長度為2200mm,中心距選擇518mm。V帶輪的單根帶的初拉力為165N。4.2傳動主軸的設計對傳動主軸進行設計時要結合機器的整體要求,包含零件安裝對結構尺寸的要 求,對軸端長度、直徑等都要合理考慮,確定最終 的外形結構。本設計中轉盤和大帶輪需安裝在軸上做旋轉運動。在設計軸時,主要考慮到軸的基本結構和軸在工作時所承受的載荷。結構設計時要考慮軸上其它零件的定位和安裝,然后根據(jù)軸上載荷對其進行強度計算,防止其在工作時失效。4.2.1材料的選擇 在本設計中考慮到軸主要的工作環(huán)境為輕載,無很大沖擊的重要軸,且零件在工作時對強度、剛度及壽命的要求,選用40Cr調制。 40Cr屬于中碳調制鋼,價格合適易加工。調制處理后具有良好的綜合力學性能,良好的韌性、耐磨性和塑形。40Cr相關機械性能如下表2:表2 40Cr相關機械性能17材料牌號熱處理毛坯直徑/mm硬度/HBW抗拉強度極限/Mpa屈服強度極限/Mpa彎曲疲勞極限/Mpa剪切疲勞極限/Mpa許用彎曲應力/Mpa40Cr調制100241286735540355200704.2.2軸的強度校核計算在做軸的結構設計時,通常通過對軸的扭轉強度的校核來初步估算軸的直徑。軸的扭轉強度條件為: T=TWT9550 000Pn0.2dT(22) 式中T-扭轉切應力,MPa; T -軸所受的扭轉,Nm; WT-軸的扭轉截面系數(shù),mm3; n -軸的轉速,r/min; P -軸傳遞的功率,kW; d -計算截面軸的直徑,mm; T -許用扭轉切應力,MPa。由式(3-1)可得軸的直徑 dA03Pn (23) 對于實心軸,查 “軸的常用幾種材料 T及A0值”, 40Cr的A0的值范圍在11297,T的值3555。在這里取A0值為100代入式(3-2)得: dminA03P n=10032.88151.06mm=26.71mm(24) 最小直徑是安裝在轉盤上,并且軸上需要開兩個鍵槽和切制螺紋,為了確保軸有足夠的強度,取軸的最小直徑為40mm.4.2.3 軸的結構設計圖 11軸(1)確定各零件在軸上的安裝位置,軸示意如圖 11(2)軸上的各段情況1-2:考慮到工作轉盤的安裝,還要在軸上車螺紋長25mm,取L1-2=80mm,此段軸的直徑為d1-2=40mm。2-3:此處軸上需安裝軸承端蓋,還需要軸肩來固定軸承,所以軸的直徑需略高于1-2段,故d2-3=47mm,軸肩高度通常定在1-2mm,取d3-4=50mm。軸承在工作時主要受徑向載荷,根據(jù)國家規(guī)定在軸承產(chǎn)品中初步選定軸承代號為6010的深溝球軸承(GB/T 276-1994摘錄)其尺寸為dxDxB=50mmx80mmx16mm,又軸承端蓋為20mm,因此取L2-3=40mm。3-4:安裝軸承,需對軸承進行軸向固定,因此取L3-4=16mm。4-5:此處選取軸徑d4-5=56mm,L4-5=90mm。5-6:取軸徑d5-6=62mm,L5-6=8mm。6-7:安裝大帶輪,根據(jù)大帶輪的寬度,選取此處軸徑d6-7=50mm,L6-7=80mm。7-8:定位軸承和大帶輪,安裝一個直徑d7-8=56mm,L7-8=12mm的套筒。8-9:安裝軸承,d8-9=50 mm,L8-9=39 mm。4.3軸上零件的連接設計 圓盤和大帶輪的安裝都采用普通平鍵(A型)連接,查閱機械設計課程設計手冊,即安裝圓盤處d1-2=40mm選擇平鍵截面bxh=12mmx8mm;安裝大帶輪處d6-7=50mm選擇平鍵截面bxh=14mmx9mm,用鍵槽銑刀來加工鍵槽。4.4滾動軸承的選擇與安裝因為該軸承在工作時主要承受的為徑向載荷,考慮到也可能會有軸向力的作用,選用結構簡單、方便使用的深溝球軸承,這種軸承應用廣泛,使用過程中產(chǎn)生的噪音小。根據(jù)其在傳動軸的位置軸徑d=50mm,在軸承產(chǎn)品目錄中選擇0基本游隙組,軸承代號為6010的深溝球軸承。組合設計:考慮到整體的設計方案采用雙支點各單向固定軸承,軸承用端蓋來固定,軸承外圈與軸承端蓋留有1mm的間隙,便于游動。左邊的軸承軸承內軸肩和擋油環(huán)固定,軸承外用彈性墊圈預緊固定;右邊軸承軸承端蓋軸肩固定。軸承總座如圖 12所示。1. 氈圈 2.擋油環(huán) 3.軸承 4.彈性擋圈 5.擋油環(huán) 6.擋片圖 12 軸承總座軸承的潤滑: 根據(jù)軸承類型和軸承速度選擇脂潤滑。這種潤滑形式的潤滑膜強度高,它具有不易流失,成膜后可以維持很長一段時間。密封的時候選擇氈封式。安裝軸承的外殼:在設計軸承外殼時一般選用鋼或鑄鐵,軸承做加工適當?shù)谋诤癖3肿銐虻膭傂?。在一根軸上的軸承,為了保持其同心,本設計中軸承在兩個外殼上,所以在加工兩個外殼時將其組合在一起進行鏜孔。5.主要零件的校核5.1軸的校核圖 13 軸的載荷分析圖(1) 求出軸承上的徑向載荷 FrB+FrD=1201N(25) FrB(161+65)+FP65=0(26) FrD(161+65)+FP161=0(27)經(jīng)計算得FrB=345.45N,F(xiàn)rD=855.58N。A點處主要受到扭矩,按軸所受得扭轉強度來校核。 T=TT955000031500.2403=9.94MpaT(28) 該軸選用的為40Cr調制,查表的值為3555Mpa之間;符合條件。(2) 軸的強度校核確定軸各支點的位置,根據(jù)軸上零件的受力情況,軸支撐點處跨距如圖所示。根據(jù)軸上安裝零件的受載情況作出軸的彎矩圖與扭矩圖,如圖 13。從軸的扭矩圖可以觀察到C處為危險截面,對C點處進行軸的強度校核。對于實心軸扭轉切應力脈動循環(huán)變應力,取=0.6。軸的計算應力: ca=(M2+(0.6T)2)W1 (29) 式中 -軸的計算應力,Mpa; M -軸所受的彎矩,N mm; T - 軸所受的扭距,N mm; W -軸的抗彎截面系數(shù), mm3; -對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力,Mpa; W=d332bt(dt)22d=403321254052d=5364.43 mm3 (30) ca=556122+(0.6180000)25364.4323Mpa1 =70Mpa (31) 故安全。5.2軸承的壽命計算在軸的校核時已確定了軸承處的徑向載荷,取FrD=855.58N;徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為,X=1,Y=018;由于馬鈴薯去皮機在工作中載荷性質屬于中等沖擊或中等慣性沖擊,所以選擇滾動軸承的載荷系數(shù)fd=1.5,故實際的當量動載荷: P=fd(XFr+YFa)=1.51855.58N=1283.37N (32) 則所選用滾動軸承6010壽命,根據(jù)式(33) L=10660nCP (33) 對于球軸承=3,n代表軸承的轉速(單位r/min);查手冊得軸承6010的基本額定動載荷C=22000N,由上式公式最終求得Lh=1.89106h,滿足工作要求。6 使用說明1) 連續(xù)使用馬鈴薯去皮機多次后,一定要進行定期的清理工作,做好維修和保養(yǎng)工作可以延長機器的壽命。2) 每次做維修和保養(yǎng)工作時,一定要切斷電源。3) 軸承需要每半年進行一次潤滑。4) 工作過程中,如果機器發(fā)出不正常的聲音,應及時的進行排查,排查是否有故障出現(xiàn)。如果有一定要及時的處理,避免損壞機器19。參 考 文 獻1 (美)威廉F塔爾伯特(William F. Talburt),(美)奧拉史密斯(Ora Smith)主編;劉孟君譯.上海:上??茖W技術出版社,2017.12 王田利,謝小強?,F(xiàn)代馬鈴薯高效生產(chǎn)實用技術.北京:化學工業(yè)出版社,2018.13 葉中信.美國馬鈴薯、蔬菜去皮機簡介J.糧油加工與食品機械,1985(12):30-32.4 孟慶書,黃鍵裕,任偉平,馬稚昱,朱立學.馬鈴薯去皮技術研究進展J.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院學報,2016,29(02):67-71.5 陶朗.XML數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩用蹺B/OL.https:/www.prnasia.com/story/277340-1.shtml6 李上振. 立筒式薯類去皮關鍵技術與試驗優(yōu)化研究D.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院,2019.7 孟慶書,朱立學,黃鍵裕,詹旭峰.馬鈴薯連續(xù)機械式去皮機優(yōu)化與試驗J.農(nóng)業(yè)工程,2018,8(02):88-94.8 王麗萍,王志坤.一種土豆去皮機的設計J.河北農(nóng)機,2019(05):31.9 劉智豪,尚徐碧玥,萬宏強,高帥,鄧盼園.基于Solidworks的馬鈴薯加工一體機設計J.現(xiàn)代制造技術與裝備,2020,56(08):68-69.10 耿雁南.小型塊根類果蔬去皮機的設計J.廣西農(nóng)業(yè)機械化,2019(04):20+22.11 殷建國,劉濱.馬鈴薯立式去皮機結構設計J.中國農(nóng)機化學報,2015,36(01):171-173.12 馬興飛.一種摩擦式馬鈴薯去皮機的設計J.農(nóng)村實用技術,2018(05):59-61.13 苗紅濤,夏晶晶.新型立式馬鈴薯連續(xù)去皮機仿真設計J.食品與機械,2016,32(03):116-118.14 . Analysis of mechanical properties of agricultural products for development of a multipurpose vegetable cutting machineJ. Korean Journal of Agricultural Science,2016,43(3).15 宗望遠. 馬鈴薯去皮技術研究D.華中農(nóng)業(yè)大學,2001.16 李上振. 立筒式薯類去皮關鍵技術與試驗優(yōu)化研究D.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院,2019.17 濮良貴,陳國定,吳立言.機械設計 M.北京:高等教育出版社,2019,7.18 吳宗澤主編.機械設計課程設計手冊. 北京:高等教育出版社,2012,5.19 姚齊,張影.馬鈴薯去皮機簡介J.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2010(08):36.致 謝2021年五月份,距離本科畢業(yè)還有差不多一個月的時間,依稀還記得四年前我的姐姐陪著我來到這個學校,千里求學?;叵肫鸶呷c一線,每天靠同桌一點點的八卦挺過壓抑無聊的高中生活,我走在美麗的校園心里不知道有多開心。我憧憬美好的大學生活,參加各種社團活動,結交優(yōu)秀的人,每天與同學們暢享美好人生,我堅定的認定以我幽默的性格以及為人豁達的性格一定可以體驗到大學美好的生活,可是大學上課的模式,以及各地的這個性格迥異的人,我竟然變得內向,得體了。以前高中班會我都控制不住自己能在講臺上演講個半小時,現(xiàn)在做一個開題匯報從桌位到講臺的我的腿不受控制的抖到我懷疑人生。造成這種局面,很大一部分歸結于我自己,把自己定位太高了了,這個問題的發(fā)現(xiàn)直到我備戰(zhàn)考研。從大一到大三,由于我們這個專業(yè)的專業(yè)性要求,我們需要上很多基礎性的學科,基本上除了周六周日外,每天的課是滿滿的。所以我慣性的認為,一天學習都那么累了哪有時間去參加社團活動,我的大學生活似乎又回到了高中的三點一線,而且圈子也只限定于宿舍幾個人,唯一不同的是大部分學習時間用來刷劇,生活不僅無聊而且毫無營養(yǎng)。大二結束的時候學院里給我們開了一個未來職業(yè)規(guī)劃,我根本沒有在意,像往常一樣我們宿舍坐在匯報廳的最后一排,沒有一絲絲焦慮感。2020年疫情突然爆發(fā),在家待到我懷疑人生,開學我已經(jīng)就到了大三下學期,親戚們幾乎隔三差五的就會問我考研還是去工作。我開始后悔沒有好好規(guī)劃自己的大學生活,那些天知乎上搜索歷史最多的是“本科畢業(yè)到底是考研還是工作?”“考研考什么專業(yè)”我似乎覺得只要有前車之鑒我就不會走彎路,現(xiàn)在想想哪有人人生軌跡會一模一樣,不過是自我安慰罷了!我號召宿舍八人,大家各抒起見最終決定都考研,雖然備考時間不算早,但我們覺得憑借自己的天賦異稟和努力,大家都會上岸。雖然結果不盡人意,但還是感慨良多的!在考研期間你會發(fā)現(xiàn)好多學妹學弟們它們會在6點去和你搶自習室早早備考或者考各種證書,下課后不是所有人窩回宿舍打游戲,圖書館有很多人在忙著充實自己。做畢設這段期間算是我大學很重要部分,重新對知識進行深入系統(tǒng)的學習。考研期間培養(yǎng)了沉浸式學習的狀態(tài),所以在畢設的時候也看了五六本書,掙脫手機束縛后好像沒有那么迷茫了!非常榮幸的認識到了我的畢設老師,給與了我許多建設性的意見。希望自己今后能夠依舊不要停止學習的腳步,能夠基于本科培養(yǎng)的科學素養(yǎng),更加積極的投入到未來的學習中。
收藏
編號:233735730
類型:共享資源
大?。?span id="hb5qef0" class="font-tahoma">2.26MB
格式:ZIP
上傳時間:2023-10-13
45
積分
- 關 鍵 詞:
-
小型
食堂
馬鈴薯
去皮
設計
土豆
- 資源描述:
-
喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有,,請放心下載,,有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有,,請放心下載,,有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ====================
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權,請勿作他用。