機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)72濰坊學(xué)院蔬菜切絲機(jī)的設(shè)計(jì)

濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題名稱： 蔬菜切絲機(jī)的設(shè)計(jì) 課題類別： 工程設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2004 級(jí) 指導(dǎo)教師： 王慧敏 學(xué)生姓名： 張則騰 2008年 3 月 23 日 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 目錄 一、引言 1.1 課題的目的和意義 1.2 蔬菜加工機(jī)械的種類 1.3 國內(nèi)外研究狀況 1.4 研究的主要內(nèi)容 二、 工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)分析研究 2.1 蔬菜切削有關(guān)理論分析 2.2 蔬菜夾持輸送的研究 2.3 設(shè)計(jì)方案的選擇及論證 2.3.1 切削部分的設(shè)計(jì) 2.3.2 送料部分的設(shè)計(jì) 2.4 多功能蔬菜加工機(jī)的主要結(jié) 構(gòu) 2.5 多功能蔬菜切絲饑的工作與傳動(dòng)原理 2.5.1 工作原理 2.5.2 傳動(dòng)路線 三 、 主要參數(shù)與零部件設(shè)計(jì) 3.1 電機(jī)的選用 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 四 、 主要結(jié)論和建議 4.1 主要結(jié)論 4.2 存在的問題 4.3 進(jìn)一步研究的 建議 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 五、主要參考資料 六、致謝 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 摘 要 隨著近年來我國蔬菜出口的迅速崛起，蔬菜加工出口已成為我國的重要?jiǎng)?chuàng)匯渠道。但疏菜加工機(jī)械卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于蔬菜出口的發(fā)展，并且價(jià)格昂貴。由此我們研制了多功能蔬菜加工機(jī)，一機(jī)多用，取代了部分功能單一、效率低下、價(jià)格昂貴的進(jìn)口機(jī)械。本文首先研究了蔬菜切割、輸送、定位、成型的基本理論，然后設(shè)計(jì)了多功能蔬菜加工機(jī)的切削裝置、送料裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，使之能夠達(dá)到對(duì)塊根狀及葉菜狀蔬菜進(jìn)行切片、絲、段等規(guī)格形狀的加工。同時(shí)應(yīng)用新科技， 采用先進(jìn)的數(shù)字調(diào)速電機(jī)，省去復(fù)雜的變速機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。試驗(yàn)表明，該設(shè)備出成率、效率達(dá)到進(jìn)口機(jī)械水平，價(jià)格較進(jìn)口設(shè)備降低 50%以上，可填補(bǔ)此類機(jī)械的國內(nèi)空白，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 關(guān)鍵詞 :多功能，蔬菜，加工機(jī) Abstract With the development of the imported vegetable of our county on the recent year, the imported adding vegetable has become important entrance money o f china. But the cutting machine of vegetable is more dropped than the development of the imported vegetable. The price of the imported machine is costly comparatively. So we have study and produced the more function vegetable cutting machine. This machine is more used; this machine can replace the imported machine of the part of simple function, low efficiency and costly price. This article have study the basic theory of the cutting, transporting, fixed and grown-up pattern firstly, so we researched and designed the cutting open-device, the returned material-device and the transmitted- organization etc. of the more function vegetable Working-machine. It can become the block root and leaf-vegetable at the regular Shape of sheet, silk section etc. At the same time, it applies the new science, it adopts the advanced electrical machinery in cutting, and it omits the organization of the complicated transformation speed and adjustment. Experiment and Proved, price of equipment can reduce 50%, Compared with imported equipment, the rate of finished product and efficient can reach level of imported machine. It can stuff national blank of this kind of machine. It has obtained the good economic results and science utility. Key words: more function, vegetable, working-machine 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第一章 引言 1.1 課題的目的和意義 蔬菜是人生活中必不可少的營養(yǎng)豐富的食品之一，可為人體提供必需的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等有益于人體健康的功能成分。隨著人們生活水平的不斷提高，生活節(jié)奏加快，對(duì)食用方便、營養(yǎng)豐富、經(jīng)過加工的精細(xì)蔬菜的需求越來越大，對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來越高。蔬菜出口在我國起步雖晚，但由于中國蔬菜富含營養(yǎng)、品種齊全、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，深受各國消費(fèi)者的青睞，因而近幾年蔬菜出口發(fā)展十分迅速，己成為創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。 調(diào)查結(jié)果顯示，目前我國蔬菜加工機(jī)械卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于蔬菜出口的發(fā)展，現(xiàn)在主要靠合資外方從國 外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，如牛芬、胡蘿卜切絲機(jī)，從日本進(jìn)口一臺(tái)普通 (長短、粗細(xì)不可調(diào) )切絲機(jī)，需人民幣 1.2萬多元。為適應(yīng)蔬菜加工的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)多功能蔬菜加工機(jī)，一機(jī)多用，只需更換切刀和部分零件，即可加工各種異型塊根狀蔬菜，如鉛筆屑狀 (牛芬 )、各種異型狀片 (胡蘿卜、土豆的梅花狀、菊花、樹葉狀、球拍狀等 )、絲條 (胡蘿卜、牛芬等 )、自由片 (牛芬、胡蘿卜、姜、蒜等 )及醬菜等。該機(jī)的多功能化，取代了部分功能單一、價(jià)格昂貴的進(jìn)口機(jī)械，蔬菜加工廠家只需購買一臺(tái)設(shè)備就可加工多適合出口需要的不同規(guī)格的產(chǎn)品。投資少，效益高，適應(yīng)于 多品種、批量生產(chǎn)的需要，提高了設(shè)備利用率。 加快蔬菜機(jī)的發(fā)展，提高企業(yè)技術(shù)裝備水平，無疑將成為山東蔬菜出口發(fā)展的戰(zhàn)略突破口，增值增效潛力巨大。本課題旨在研制一種高效、可靠、實(shí)用、多功能蔬菜加工機(jī)械，重點(diǎn)解決我國蔬菜加工機(jī)械功能單一、進(jìn)口機(jī)械價(jià)格昂貴的問題。 1.2 蔬菜加工機(jī)械的種類 （ 1） 多功能旋轉(zhuǎn)式切菜機(jī)，其原理是使需要的切的蔬菜高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力使蔬菜緊貼刀片進(jìn)行加工，是一個(gè)蔬菜加工行業(yè)、食品行業(yè)、脫水蔬菜廠、速凍食品二次加工常用的機(jī)器。使用它可將有固定形狀的如：芥菜、蘿卜、土豆等塊切制成所需要厚度 的片和絲，一般采用防腐鋁外殼及高級(jí)合金刀片，具有結(jié)構(gòu)緊湊、合理、操作簡(jiǎn)便、調(diào)整維修方便、耐腐蝕的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：切片或切絲的形狀不規(guī)則。厚度不均。 （ 2） 離心式切菜機(jī)采用先進(jìn)工作原理，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、易于維修，可提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)蘿卜、土豆、白薯、圓白菜等根莖類可加工成菜絲、菜條、菜片、廣泛適合大、中型醬菜廠和速凍食品廠使用。 （ 3） 切丁機(jī)性能優(yōu)于其它機(jī)器，可一道工序完成塊條的加工，省時(shí)省力，操做方濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 便，適合芥菜、蘿卜、黃瓜（包括咸制黃瓜）、土豆、洋蔥、香瓜、胡蘿卜、蘋果等圓形蔬菜、水果 的加工。該機(jī)特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)先進(jìn)，使用方便，能耗低效率高。 （） 圓盤切菜機(jī)是醬菜加工業(yè)、食品行業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品二次加工的主要機(jī)械設(shè)備之一。它將芥菜、蘿卜等固有形狀的塊莖切成片，兩現(xiàn)翻轉(zhuǎn)后呈交錯(cuò)度切口。該機(jī)特點(diǎn)是一臺(tái)結(jié)構(gòu)新穎，技術(shù)先進(jìn)，操作方便，安全可靠和具有較高效率的生產(chǎn)設(shè)備。 （） 直線式多用切菜機(jī)，本機(jī)模擬手工切菜原理，采用無級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和離心式切片機(jī)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù)研制而成復(fù)合式多用切菜機(jī)，廣泛適合用于各種根、莖、葉、絲、菱形、曲線等多種食品加工的花樣。該機(jī)設(shè)計(jì)先進(jìn)，節(jié)能高效具同類領(lǐng)先水平。其缺點(diǎn)是電機(jī) 調(diào)速精度低，切絲長度不宜控制，噪音大，電氣化程度低，成本高 1.3 國內(nèi)外研究狀況 隨著我國改革開放，蔬菜加工出口的崛起，各種不同類型加工機(jī)械有了很大發(fā)展，開發(fā)研制的廠家也比較多。從我們文獻(xiàn)檢索情況來看，國內(nèi)單一功能的蔬菜加工機(jī)械品種較多，功能可靠但開發(fā)多功能加工機(jī)械的廠家?guī)缀鯖]有，即使所謂的多功能蔬菜加工機(jī)械其實(shí)也是生產(chǎn)同類型的產(chǎn)品，只不過是針對(duì)不同的原料而講是多功能。生產(chǎn)上除了靠昂貴的進(jìn)口機(jī)械外，主要靠手工加工和醬菜機(jī)械或飲事機(jī)械來代替，加工成型不規(guī)則，成品率低，浪費(fèi)大，不能滿足日益迅速發(fā)展的蔬菜加工出 口的需要。國內(nèi)蔬菜深加工的研究尚屬起步階段，對(duì)蔬菜的品質(zhì)和綜合利用的研究與應(yīng)用無成熟經(jīng)驗(yàn)。對(duì)蔬菜成型機(jī)械的研究尚屬空白，不能滿足日益迅速發(fā)展的蔬菜加工出口的需要。 國外情況 : 國外蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化具有 6個(gè)突出特點(diǎn) :1.蔬菜機(jī)械大型化 ;2.機(jī)械自動(dòng)化 :3.使用高技術(shù) ;4.廣泛應(yīng)用多功能機(jī)械 ;5.質(zhì)量穩(wěn)定可靠，使用壽命長 ;6售后服務(wù)好。 1.4 研究的主要內(nèi)容 蔬菜的深加工，先進(jìn)的工業(yè)化國家起步較早，設(shè)備先進(jìn)，有規(guī)范的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但因其設(shè)備昂貴，用戶難以承受，加之一些先進(jìn)的加工技術(shù)對(duì)我們保密，致使我們不少的蔬菜出口 后需要二次加工，效益流失嚴(yán)重。 本課題旨在研制一種可加工絲條、片、塊、醬菜等不同類型的多功能加工機(jī)械，具體內(nèi)容如下 : (1) 研究合理的切削裝置，滿足多功能 (可加工絲條、片、塊、醬菜 )的需要， 3組刀具具有單獨(dú)控制性，調(diào)整方便，以完成多種形狀的加工。且規(guī)格尺寸在一定范圍內(nèi)可調(diào)，確保高效、耐用，操作方便 : (2) 由于蔬菜的種類多種多樣，各種蔬菜的物理特性不同，為了保證研制適合加工各種不同形狀的物料，蔬菜的輸送和固定是非常重要的工作條件，因此必須研制合理的送料機(jī)構(gòu)。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (3) 研制合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，要求簡(jiǎn)練、新穎、 實(shí)用 .根據(jù)我國的國情，在部件的原理和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，以操作維修方便和降低成本為主要研究方向，尋求合理的工作原理，要求功能多樣化 ;對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以高效、節(jié)能、通用和工作可靠為目標(biāo) : （ 4)設(shè)計(jì)能加工各種異型蔬菜產(chǎn)品的刀具。 主要技術(shù)指標(biāo) :(1)配套電機(jī)為 750W調(diào)速電機(jī)。 (2)每小時(shí)生產(chǎn)率 (以 5cm厚的土豆片為例 )達(dá)到 400Kg / he (3)適應(yīng)加工的蔬菜 :塊根狀蔬菜，如牛芬、胡蘿卜、土豆、姜、蒜、蘿卜、地瓜等狀蔬菜，如菠菜、大白菜等。 (4)加工功能 :可加工成長 20mm-50.，粗為 2m-10m的絲條 ，厚度為 lmm-8mm的各種自由片及異形狀片，鉛筆屑狀，顆粒直徑為 0.5m m左右的蔬菜醬，長為 30mm-60mm的蔬菜段 。 第二章 工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)分析研究 2.1 蔬菜切削有關(guān)理論分析 眾所周知，切割金屬時(shí)可假定消耗的切割功直接與切割材料的橫截面大小成比例。相反，在切割蔬菜時(shí)，由于蔬菜具有特殊的結(jié)構(gòu) (纖維 )阻力，此力的大小主要與切割方向有關(guān)，而與切割的橫截面大小關(guān)系不大。換句話說，切割阻力和功耗主要與割刀相對(duì)蔬菜的位置有關(guān)。 割刀相對(duì)蔬菜的各種位置如圖 2.1所示。 序號(hào) 刀刃相對(duì)蔬菜的位置 切割方法 和角變化 范圍 切割時(shí)發(fā)生 的現(xiàn)象 1 p 12橫向切割 (砍 切 ) =0 =0 開始時(shí)蔬菜被刀刃擠壓然后開始切割 2 1p 2 p 3p 4斜切 0 90 =0 開始時(shí)蔬菜被刀刃擠壓然后斜切 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3 傾斜的斜切 0 90 0 90 開始時(shí)蔬菜被刀刃擠壓然后斜 向切開 4 縱向歪切 =0 0 90 開始時(shí)蔬菜被刀刃擠壓然后切開 (沒有滑切 ) 5 縱向切割 =0 =90 開始時(shí)蔬菜被刀刃縱向擠壓 然 后切開 6 縱向斜切 =0 90 開始時(shí)蔬菜被刀刃擠壓然后斜向切開 7 p 1縱向軸向切割 =0 =0 沿蔬菜纖維方向切 圖 2. 1蔬菜不同的切割方法 根據(jù)測(cè)定，采用斜切及歪切不管其橫截面增大多少，其切割阻力和功耗均比正切減少很多 (割刀相對(duì)蔬菜軸成 45。時(shí)可以減少 30%-40%)。此外，克拉馬連科的測(cè)定結(jié)果表明，斜切的功耗降低很多，歪切的阻力約降低 60%。故此設(shè)計(jì)機(jī)械采用歪切。 2.2 蔬菜夾持輸送的研究 由于蔬菜種類很多，有葉莖類的軟菜，又有根莖類的硬菜，也有塊根狀小型的，總起來說形狀千奇百怪，尺寸與剛度也相差很大。因此，要想有效地切削蔬菜，有效地定位與輸送是加 工的關(guān)鍵。以前我們采用手動(dòng)加工時(shí)，輸送浪費(fèi)了大量的人工與物力，由于這幾年人工費(fèi)地提高，手動(dòng)己遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于形勢(shì)。并且手動(dòng)加工不規(guī)則，成品率低，不衛(wèi)生等等缺點(diǎn)，迫切要求設(shè)計(jì)一種既能輸送有效定位、適合多種蔬菜的輸送機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)規(guī)則的加工，適應(yīng)出口蔬菜的要求。本設(shè)計(jì)采用單皮帶夾持輸送，其中上方為夾緊裝置懸浮狀態(tài)，工作時(shí)保證對(duì)加工物料的壓緊。為了防止物料的打滑，我們?cè)谄У纳戏皆O(shè)有彈簧對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)過程不打滑。如圖 2.2所示 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 1.切刀 2.壓菜輪 3.壓菜輥 4.蔬菜 5.輸送帶 6.輥筒 圖 2.2 多功能蔬菜加工機(jī)械夾緊裝置示意圖 2.3 設(shè)計(jì)方案的選擇及論證 不同的食用要求對(duì)被切碎物料的規(guī)格和質(zhì)量各不相同。食用時(shí)可將葉菜類蔬菜切割成碎段，將塊根類蔬菜切割成片、絲和末、醬等不同的形狀。因此，為達(dá)到需要，對(duì)切削的工藝要求是：（ 1）切割省力，耗用功率少；（ 2）加工質(zhì)量好，特別是切割營養(yǎng)豐富、含水分多，流變性突出的蔬菜時(shí)，要求碎屑電話少和流汁少，這就是要求切刀刃薄二鋒利；（ 3） 適合加工切割成不同的幾何形狀和大小的成品；（ 4）切碎工作部分 有足夠的強(qiáng)度和剛度；（ 5）有效的送料，解決耗用大量勞動(dòng)力的問題。 蔬菜種類很多，葉菜類如大白菜、菠菜等，塊根類如胡蘿卜、馬鈴薯、甘薯等，上述物料在形態(tài)上的共同點(diǎn)是類似球形，橢圓形，圓柱形和不規(guī)則形狀，他們都要經(jīng)過尺寸減少的加工處理過程，將其切成一定形狀，我們把這類機(jī)械統(tǒng)稱為蔬菜切碎機(jī)，即加工機(jī)。通常這類加工機(jī)主要有兩種類型；盤刀式加工機(jī)和滾刀式加工機(jī)。滾刀式加工機(jī)的特點(diǎn)是動(dòng)刀片刃口線的運(yùn)動(dòng)軌跡呈圓柱形。切碎器為滾筒式，整機(jī)結(jié)構(gòu)比較緊湊，切割質(zhì)量比較好，負(fù)載比較均勻，但由于葉菜與塊莖類蔬菜的切割阻力，需在滾筒 主軸一側(cè)配置飛輪以增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，那樣，刀片對(duì)滾筒主軸會(huì)引起明顯的軸向力，此外磨刀刃比較困難。盤刀式加工機(jī)的特點(diǎn)式動(dòng)刀片刃口線的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)垂直于回轉(zhuǎn)軸的圓形平面。物料由輸送帶傳送，切割部分安裝在回轉(zhuǎn)軸的圓盤上。這類加工機(jī)的通用性廣，切割質(zhì)量更好，生產(chǎn)效率高，刀片拆卸和安裝方便，自動(dòng)化程度較高。此設(shè)計(jì)方案中的刀具是完全按照手工切菜的方法安裝的有橫刀和豎刀， 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 2.3.1 切削部分的設(shè)計(jì) 蔬菜要求規(guī)格要一致；長度誤差小，切片厚薄均勻；切面質(zhì)量好，組織新鮮；形狀各異，品種繁多，一機(jī)多用。因此，要求加工機(jī)（ 1） 切割副必須配合合理（ 2）刀具具有一定的強(qiáng)度和高度（ 3）喂入口配置合理（ 4）道具具有互換性，通過刀具的簡(jiǎn)單更換，滿足加工各種不同規(guī)格形狀蔬菜的要求，以達(dá)到質(zhì)量要求，因此設(shè)計(jì)切削部分必須滿足能夠切削絲條、片、末、段、等規(guī)格形狀與質(zhì)量的要求。 切割副結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定：動(dòng)刀片和定刀片組成的切割副的切割參數(shù)如圖 2.3動(dòng)刀片的磨刃角 r,刃口銳角，切割角，刀片安裝角，動(dòng)定刀片之間的間隙 Z。 r角直接影響切割阻力的大小。刃口銳角是一個(gè)獨(dú)立的幾何參數(shù)，它不取決于磨刃角 r或物料和刀片刃口側(cè)面的摩擦系數(shù) f值。對(duì)于切割蔬菜， 刃口銳角 =20 100微米足夠。為了磨刃到開始時(shí)的的銳利程度，一般在刃口處留處寬度為的磨刃區(qū)域，而 = max/tgr.若被切割的蔬菜強(qiáng)度大，則 r角要小些，但為了延長刀片的使用期， r值盡量大一些。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我們?nèi)?r值為 40度。 Z為 0.5 1mm為宜。 x(a)動(dòng)刀片結(jié)構(gòu)參數(shù)（ b）動(dòng)刀片安裝角（ c）切割副 1. 動(dòng)刀片 2動(dòng)刀片 圖 2.3 刀片結(jié)構(gòu)參數(shù) 2.3.2 送料部分的設(shè)計(jì) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 蔬菜的形狀是不規(guī)則的，自動(dòng)送料的問題一直困擾著我們，所以大 多數(shù)的蔬菜加工機(jī)都是手動(dòng)送料，研究適合加工各種不同形狀的送料機(jī)構(gòu)，達(dá)到生產(chǎn)的連續(xù)性，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率是本設(shè)計(jì)送料部分的宗旨。我們查閱了大量的資料，確定送料機(jī)構(gòu)采用輥壓操作、皮帶輸送、自動(dòng)調(diào)整夾持的設(shè)計(jì)方案，要求的遠(yuǎn)動(dòng)過程是：壓輥的直徑相等，速度相等，且同時(shí)驅(qū)動(dòng)；被壓物料等速運(yùn)動(dòng)；物料僅承受壓輥施加的力作用；輸送的對(duì)象是連續(xù)的，機(jī)械性質(zhì)是均勻的；輸送物料的物料與化學(xué)性質(zhì)不能發(fā)生變化。 輸送結(jié)構(gòu)的確定：我們根據(jù)以上的分析，參考常用的國內(nèi)外輸送設(shè)備確定其結(jié)構(gòu)如圖 2.4所示送料機(jī)構(gòu)在水平輸送時(shí)，主動(dòng) 雙鏈輪 15通過下滾子輪 16帶動(dòng)中間鏈齒輪 18傳動(dòng)，中間鏈齒輪 18與下帶驅(qū)動(dòng)齒輪 19嚙合，下尼龍輸送帶 12在下帶驅(qū)動(dòng)輥 20作用下，向前方轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，主動(dòng)雙聯(lián)鏈輪 15又通過上滾子輪 10帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪 9同步轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，上尼龍輸送帶 3在上驅(qū)動(dòng)輥 8作用下，向前方轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，物料在兩輥間的壓力及物料重力作用下，在物料表面產(chǎn)生外摩擦力，在物料間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，帶動(dòng)物料連續(xù)整體被輸送，而不致發(fā)生打滑與翻滾現(xiàn)象。為增加摩擦力，調(diào)節(jié)拉簧 4將整個(gè)上帶輸送機(jī)構(gòu)拉近來縮小上下輥的間隙。而整個(gè)上帶輸送機(jī)構(gòu)可圍繞上帶驅(qū)動(dòng)輥 8的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。上帶調(diào) 節(jié)螺絲 6與下帶調(diào)節(jié)螺絲 14可調(diào)節(jié)輸送帶的松緊，以達(dá)有效的輸送。 1.上帶從動(dòng)輥 2.上帶轉(zhuǎn)臂 3.上尼龍輸送帶 4.拉簧 5.上帶漲緊輪 6.上帶調(diào)節(jié)螺絲 7.擋塊 8.上帶驅(qū)動(dòng)輥 9.上帶驅(qū)動(dòng)鏈輪 10.上滾子鏈 11.上帶驅(qū)動(dòng)支撐座 12.下尼龍輸送帶 13.下帶從動(dòng)輥 14.下帶調(diào)節(jié)螺絲 15.主動(dòng)雙聯(lián)鏈輪 16.下滾子鏈 17.固定座 18.中間鏈齒輪 19.下帶 驅(qū)動(dòng) 齒輪 20.下帶驅(qū)動(dòng)輥 圖 2.4 蔬菜輸送機(jī)構(gòu)圖 2.4 多功能蔬菜加工機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 本機(jī)主要有機(jī)架物料輸送及夾持部分、切削成型部分、傳動(dòng)部分等結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單如下： 切削成型部分由調(diào)速電機(jī)，皮帶輪，主軸，動(dòng)刀盤，動(dòng)刀，定刀，定刀座等組成； 物料輸送夾持部分：下帶帶驅(qū)動(dòng)輪，下帶從動(dòng)輪，下帶中間輪，下帶漲緊調(diào)節(jié)螺絲，下輸送帶，上帶驅(qū)動(dòng)輪，上帶從動(dòng)輪，上帶漲緊輪，上帶漲緊調(diào)節(jié)螺絲，上輸送帶，上帶拉緊簧，拉簧擋塊等組成； 傳動(dòng)部分主要由調(diào)速電機(jī)，皮帶輪，驅(qū)動(dòng)鏈輪，雙聯(lián)鏈輪，中間傳動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)齒輪，滾子鏈等組成。 2.5 多功能蔬菜切絲饑的工 作與傳動(dòng)原理 2.5.1 工作原理 如圖所示 2.5，當(dāng)物料放在輸送帶上時(shí)，下輸送帶帶動(dòng)物料向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入上輸送帶與下輸送帶之間，上下輸送帶將物料夾住。本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)使上下夾持傳動(dòng)帶具有相同的線速度。這時(shí)物料運(yùn)動(dòng)的速度與上下輸送帶的速度同步。與此同時(shí)，主軸帶動(dòng)動(dòng)刀盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀盤帶動(dòng)刀也做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物料前進(jìn)到刀前端的位置時(shí)，動(dòng)刀切削物料，根據(jù)刀盤上安裝刀具的不同，便將物料切削為不同的形狀。根據(jù)不同的物料調(diào)節(jié)進(jìn)料間隙，也由于蔬菜的外形復(fù)雜，即使同一種蔬菜的粗細(xì)程度也不一樣，因此要求送料間隙應(yīng)能夠自由調(diào)節(jié)，這樣 才能達(dá)到多功能加工的目的，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了上輸送帶由上輸送帶彈簧調(diào)節(jié)其與下輸送帶自己建的間隙。當(dāng)物料比較粗時(shí)上帶拉緊彈簧被拉開，物料進(jìn)入上下輸送帶時(shí)，將物料緊緊夾住，是物料隨輸送帶同步運(yùn)動(dòng)。當(dāng)輸送物料比較細(xì)時(shí)，將上帶拉緊彈簧 調(diào)緊，物料進(jìn)入上下輸送帶時(shí)，將物料緊緊夾住，使物料隨輸送帶同步運(yùn) 動(dòng) 。 圖 2.5 多功能加工機(jī)工作原理圖 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 根據(jù)不同的物料的加工要求調(diào)節(jié)切片的厚度或切短的長短。上、下輸送帶通過雙聯(lián)鏈輪傳動(dòng)達(dá)到同步運(yùn)動(dòng)，由調(diào)速電機(jī)調(diào)節(jié)皮帶輪的轉(zhuǎn)速， 進(jìn)而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速，這樣可以調(diào)節(jié)輸送帶的運(yùn)輸速度，從而調(diào)節(jié)切片的厚度或切段的長短。另外通過調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速，也可以微調(diào)切片的厚度或切段的長短，影響比較小。 2.5.2 傳動(dòng)路線 多功能蔬菜機(jī)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)物料價(jià)格多種尺寸和形狀的產(chǎn)品。采用了特殊的傳動(dòng)方式，保證加工物料傳動(dòng)。如圖 2.6所示；上夾持輸送帶和下夾持輸送帶為定速傳動(dòng)，分別有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等組成，并保證使上下夾持帶在夾持物料處具有相同的線速度。另一路傳動(dòng)是采用調(diào)速機(jī)，帶動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)。采用調(diào)速電機(jī)可使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，機(jī)器對(duì)多種的物料適應(yīng)性大大 增強(qiáng)。 本機(jī)特點(diǎn)：（ 1）通過換刀具，可加工各種哦你不同形狀的蔬菜；片、段、絲等提高了設(shè)備利用率，（ 2）采用單向電容調(diào)速電動(dòng)機(jī)適合加工各種形狀的蔬菜，同時(shí)省去了復(fù)雜的變速結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。（ 3）采用可調(diào)帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可自動(dòng)送料，連續(xù)加工。 1.輸送帶 2.壓菜傳動(dòng) 3.輸送鏈傳動(dòng) 4.壓菜帶 5.切刀 6.殼體 7.前門 8.刀盤 9.軸承座 10.大糟輪 11.電機(jī)輪 12.普通 v帶 13.電動(dòng)機(jī) 14.大帶輪 15.齒輪箱 16.多鍥帶 17.電動(dòng)機(jī) 18.中齒輪 圖 2.6多功能加工機(jī)傳動(dòng)原理圖 第三章 主要參數(shù)與零部件設(shè)計(jì) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 3.1 電機(jī)的選用 采用電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，型號(hào)： JD1A-11 電動(dòng)機(jī)主參數(shù)： 最大額定輸出：直流 90V3A 測(cè)速發(fā)電機(jī)：三相交流 2V/100r/min 轉(zhuǎn)速變化率： 3% 靜態(tài)精度： 1% 輸入電源：交流 220V 10% 50 60Hz 3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 電動(dòng)機(jī)功率的預(yù)選 功率 p=60W 最高轉(zhuǎn)速 nmax=500r/min （ 2） 帶的選擇 A型普通 V型帶 （ 3） 選擇主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 選擇主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 D1=75mm v1= smsmn /25/46.51 0 0 060 1 3 9 0751 0 0 060 D 01 （ 4）計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 2D mmiD 63.2 6 0754 0 01 3 9 01 圓整為 2D =265mm (5) 確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度 0.7( 1D + 2D )0a2( 1D + 2D ) 2380a680 取0a=250mm 則 2 dL 0a+2( 1D + 2D )+02124)(aDD =2 mm9.10672504 752657526522502 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 取 dL=1000mm 則實(shí)際中心距 29.1067100025020 dLLaa d=216mm (6)主動(dòng)輪包角計(jì)算 最小包角要求 1201 a 60180 121 aDDa =147 120 符合要求 （ 7）確定帶的根數(shù) Lca kkPP Pz000 )( 選取 91.0ak96.0Lk 27.00 P05.00 P85.0caP95.296.091.0)05.027.0( 85.0 z 取 z=3根 3 3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）計(jì)算主軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 功率 02 PP 取三角帶傳動(dòng)功率 0.96 則 KW0576.096.01006P -32 扭矩 mNn .2.1375400/0576.09 5 5 0 0 0 0/P9 5 0 0 0 0T 22 （ 2）初步確定軸的最小直徑及該處的長度 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 取 mmnPd 3.114000576.0112A112A 33020m i n0 則 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 因?yàn)榍懊嫒л喌膶挾葹?50mm，孔的內(nèi)徑為 20mm 所以初步確定最小直徑mmmmdd 50L20 7-676m i n 最小直徑處的長度 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A：根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度。 B:初選滾動(dòng)軸承及周的各段尺寸 因軸承主要受徑向力 的作用，同時(shí)考慮帶輪及軸承的安裝、定位和尺寸，所以選取只受徑向載荷的向心球軸承 205，其尺寸 mmdTDd ,25,15522565 故左邊軸承的定位用軸肩，軸肩高度 mmdmmhdh 3025,007.032 則，取1-2段與動(dòng)刀盤配合，取 ;43,25 212 mmLmmd 考慮箱體的厚度，取.75,13 4332 mmLmmL 。 確定軸的總長度 L=196mm，則mmLmmdmmL 28,17,2 655454 (4) 軸的危險(xiǎn)截面的疲勞強(qiáng)度校核 A: 12 截面處 T1=10142.1N .m 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2.1253004.025164.32524254816251.101422161.10142WT23231TdDdM p adtdbtd經(jīng)插值后可查得 09.2,77.0,72.0,66.1 iqq故有效應(yīng)力集中系數(shù) 93.093.051.1166.177.011186.1109.272.0111，得iqkqk 軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù) 92.0i 軸未被表面強(qiáng)化處理，即 1q則 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 5.14830264.305.0264.371.115505.01.071.1192.0193.051.11109.2192.0193.086.111skKkKi材料特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù) 剖 面右側(cè)一定安全。 B:截面 6右側(cè)的安全性校核 抗彎截面系數(shù) w 07.6422025.3205.362202322323 dd tdbtd 抗扭截面系數(shù) 07.1427202 5.3205.361620216 2323 dtdbtd 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 彎矩及彎曲應(yīng)力 5.143.122277.27211.705.0211.752.11559.1352.1088.127552.111K88.111K92.0432.18.079.152.1007.6426.67566.67565.47256.12837rssssssskkkkM p aMmmMcaarrrb軸按磨削加工取右側(cè)安全 C:校核鍵的強(qiáng)度 (1)刀盤處 平鍵 強(qiáng)度足夠M p ak ldTlhbpp 10089.5254384.01 0 1 4 2210243783 （ 2） 帶輪處 平鍵 強(qiáng)度足夠M p ak ldTlhbpp 10045.8025064.031014210250663 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 四 章 主要結(jié)論和建議 本文緊緊圍繞著設(shè)計(jì)一種能把各種形狀的蔬菜加工成片、絲、末、段等規(guī)格尺寸的機(jī)器來開展研究工作的，主要是在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造出一種可以在生產(chǎn)上實(shí)用、安全可靠、高效的機(jī)器，取得了一些有參考價(jià)值的成果，井取得一些社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。 4.1 主要結(jié)論 研究了多功能蔬菜加工機(jī)合理的切削機(jī)構(gòu)，采用了標(biāo)準(zhǔn)刀片與圓盤切刀相結(jié)合方式，顯著改善了切削效果，調(diào)節(jié)加工尺寸簡(jiǎn)單容易，滿足了多規(guī)格的需要，使機(jī)器的性能達(dá)到較高水平 ; 設(shè)計(jì)制造了多功能蔬菜加工機(jī)的輸送料機(jī)構(gòu)，采用上、 下輸送帶夾持與輸送方式，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)改進(jìn)，特別對(duì)上、下壓輥參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化和通過拉簧自動(dòng)調(diào)節(jié)壓輥力，實(shí)現(xiàn)了各種蔬菜在輸送帶上既能同步前進(jìn)又能固定位置的要求，滿足了多種蔬菜輸送要求，克服了前人設(shè)備上的不足 ; 采用調(diào)速電機(jī)，可調(diào)節(jié)切刀轉(zhuǎn)速與輸送帶速度，以滿足切削規(guī)格要求，該電機(jī)安全、可靠、耐用可以直接應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中 ; 設(shè)計(jì)多功能蔬菜加工機(jī)經(jīng)過更換刀具即可用于各種形狀及尺寸的蔬菜加工，更換切削刀盤可將蔬菜加工成不同型式，調(diào)節(jié)電機(jī)無級(jí)變速來調(diào)節(jié)加工規(guī)格，可合理地利用原料，提高出成率。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)送料，解決了手動(dòng) 和半自動(dòng)送料的技術(shù)難題 ; 對(duì)設(shè)計(jì)的多功能蔬菜加工機(jī)從制造廠家、使用單位等不同角度進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析。表明使用該課題的研究成果優(yōu)于以往使用的其它種類的加工機(jī)。 4.2 存在的問題 由于刀具尺寸與電機(jī)調(diào)速范圍的局限性，一些蔬菜要加工成比較大規(guī)格或小尺寸 ，加工機(jī)的能力達(dá)不到，有待于進(jìn)一步提高機(jī)械性能 ; 切絲條時(shí)，絲條有點(diǎn)彎曲 ; 刀盤品種少，不能完成對(duì)一些異形狀的加工 : 輸送橡膠帶時(shí)間長老化，在漲緊輪作用下斷裂，影響生產(chǎn) ; 4.3 進(jìn)一步研究的建議 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)切削刀具應(yīng)用范圍 的研究，進(jìn)一步加大調(diào)速范圍，完善加工機(jī)的性能，從生產(chǎn)的角度進(jìn)行效果的驗(yàn)證 ; 對(duì)刀具材料進(jìn)行詳細(xì)的研究，盡量采用常見尺寸和材料，以降低機(jī)器的制造成本 ; 改進(jìn)輸送帶，盡量用一種無毒、結(jié)實(shí)、防滑、耐用的材料 。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 五 主要參考資料 1.鄭煥芹 .山東省蔬菜出口貿(mào)易發(fā)展?jié)摿Ψ治?.甘肅農(nóng)業(yè) .2004 No.10 P54-55 2.鄭煥芹楊錦秀 .山東省疏菜出口貿(mào)易優(yōu)勢(shì)分析 2006 No.3 P111 3.張立國 .徐翔 .WTO背景下中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展 .華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (人文社科版 )2003 N o.3 P21-24 4.陳永福 .加入 WTO對(duì)我國蔬菜貿(mào)易的影響中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì) 2001 No.1 P32-38 5.秦中春 .中國蔬菜出口機(jī)會(huì)、挑戰(zhàn)與對(duì)策 .北京農(nóng)業(yè) .2005 No.6 P1-2 6.何啟偉 .山東蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望長江蔬菜 2005 No.4 P4-6 7，張紹英 .果蔬加工機(jī)械的發(fā)展戰(zhàn)略 .食品與機(jī)械 2005陽 .4 P1-3 8.章軍張念龍高效通用型蔬菜加工機(jī)的研制 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