絞肉機的改良設計畢業(yè)設計

1、絞肉機的改良設計畢業(yè)設計目錄第一章緒論 .11.1肉類加工發(fā)展 .11.2我國大型絞肉機的發(fā)展 .2第二章 工作原理及結構 .32.1絞肉機的結構 .32.1.1送料機構 .32.1.2切割機構 .42.1.3驅動機構 .42.2絞肉機的工作原理 .4第三章 電機的選擇 .6第四章 螺旋供料器的設計 .64.1推料螺桿的設計 .64.1.1推料螺桿的材料 .64.1.2螺旋直徑 .64.1.3螺旋供料器的轉速 .74.1.4螺旋節(jié)距 .74.2絞筒的設計 .7第五章 聯(lián)軸器的選擇 .95.1聯(lián)軸器類型的選擇 .95.2聯(lián)軸器型號的選擇 .10第六章 絞刀的設計 .116.1絞刀的設計 .116

2、.1.1刀刃的起訖位置 .126.1.2刀刃的前角 . .錯誤 ! 未定義書簽。6.1.3刀刃的后角 .166.1.4刀刃的刃傾角 .166.1.5刀刃上任一點位量上絞肉速度 .186.1.6刀片的結構 .196.2刀片磨損后的修復 .206.2.1修復工藝 .216.2.2理論分析 .226.2.3結論 .25第七章 生產(chǎn)能力分析 .277.1絞刀的切割能力 .277.2絞肉機的生產(chǎn)能力 G.277.3功率消耗 N.28第八章 軸的結構設計及校核 .298.1擬定軸上零件的尺寸 .298.1.1根據(jù)軸向定位要求確定軸徑與長度 .298.1.2軸上零件的周向定位 .308.1.3確定軸上倒角尺

3、寸 .318.1.4求軸上的載荷 .318.2校核軸的強度 .32第九章 絞肉機的維護與保養(yǎng) .339.1絞肉機生銹去銹的方法 .339.2絞肉機的使用方法339.3絞肉機操作規(guī)程34第十章結論與展望33參考文獻34致錯誤 ! 未定義書簽。第一章緒論1.1 肉類加工發(fā)展肉類機械加工的水平與整個肉類行業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展密切相關，改革開放 30 多年來，國家政策的改變使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟得到迅速發(fā)展，畜禽業(yè)有了很大的進步，近些年來，中國已經(jīng)成了肉類產(chǎn)銷量增長最快的國家之一。 據(jù)中國肉類協(xié)會的統(tǒng)計， 2003 年達到 6932.94 萬噸，人均占有量 53.3kg 。到 2011 年，肉類發(fā)展更加迅速了，相應的國家

4、法律法規(guī)也不斷地在更新中。肉類的產(chǎn)量不斷的增加，以及人們對肉類大量需求，并對肉類生產(chǎn)設備提出了更高的要求，從 1990 年至今，我國的肉類產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)居世界第一，人均肉類消費量也超出了世界平均消費水平，但是我國肉類產(chǎn)品質量大多還是達不到歐美標準，出口量非常低，特別是最近出現(xiàn)的“瘦肉精”事件，更加影響到我國肉制品的對外出口。正因為這個，在國家“三農(nóng)”政策的指引下，截至 2005 年底，中國肉類總產(chǎn)量將會達到 7500 萬噸，肉類總產(chǎn)量也將達到 300 萬噸。食品工業(yè)的發(fā)展離不開設計人員的辛苦，讓設備和工藝共同發(fā)展，起到了重要的角色。應該讓工藝和設備達到最佳配合，從而使新的設備不斷革新和創(chuàng)新，有

5、效的促進工藝的改善和發(fā)展。要使國食品工業(yè)邁向現(xiàn)代化的必要條件是它們之間互相促進、互相完善。當國家的經(jīng)濟水平的提高和人民對食品工業(yè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代食品已經(jīng)向綠色、方便、營養(yǎng)、功能食品的方向移動，并且功能食品將來估計要成為我們的主流食品，食品工業(yè)也將成為我國未來發(fā)展的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，特別是我國的裝配食品機械加工工業(yè)發(fā)展將更加迅猛。在肉類的加工流程中，切碎、斬拌、攪拌工序要求的機械化程度最高，其中絞肉機、斬拌機、攪拌機是最基本的加工生產(chǎn)機械 . 現(xiàn)在很多肉類加工企業(yè)都要配備這三種設備。國一些大型肉制品加工廠先后從國外進口了先進的加工設備，但是它的價格非常昂貴。目前我國中、小型肉類加工公司使用的絞

6、肉機為國自己開發(fā)設計的產(chǎn)品，我國的中、小型肉類加工企業(yè)都比較喜歡使用絞肉機來絞做各種食品肉餡，例如生產(chǎn)肉食便攜帶的罐頭和各種真空壓縮肉類食品等，絞肉機可以將肉類進行粗、中、細絞以滿足不同工藝的要求，該機還可以成為其他原料的擠壓設備。1.2 我國大型絞肉機的發(fā)展在國，絞肉機的發(fā)展還要處于初級階段，沒有形成具體的規(guī)模，但是，隨著改革開放，外國的先進技術傳入到了國，讓國的絞肉機得到了很快的發(fā)展。目前來說，大型的肉類加工廠都有大型絞肉機，并且形成了一定的規(guī)模。但是，先進的技術終究會被傳播的，傳到國使企業(yè)的生產(chǎn)技術和效率得到了很大的提高，擺脫了過去老式的絞肉機絞肉效率低下的程度，然而，目前為止，好多大企

7、業(yè)還在采用電機帶動，皮帶傳輸?shù)姆绞絹斫g肉，但是它的結構簡單，方便操作，需要工人去提供物料。后來，又發(fā)明了一種大型的絞肉機，結構與小型的絞肉機一樣，但是進料的盤增加了一個輸送螺旋，代替了人工進料，這是技術領域發(fā)展的很大進步。但是要求越來越高了，大型的絞肉機還要有去除筋骨的功能。后來，把絞肉機和斬拌機合并在一起，讓他們的能力發(fā)揮到最強。提高了生產(chǎn)工作效率和最大的自動化?？傊?，在國外較先進絞肉機無論刀具結構、斬切方式、輸送螺旋的形狀等方面都有很多變化。一般，彈簧加載刀具可自動消除刀具與篩板間隙，使刀具與篩板制筋膜去除。然而它結構的優(yōu)點是控制部分比較先進，在絞肉裝置中裝有溫控和監(jiān)控系統(tǒng)，絞肉溫度超過預

8、訂圍或原料在原定時間供給間斷，機器會自動停機。在國外，絞肉機得到了翻天覆地的變化，具有很多優(yōu)點，結構簡單，成本低價，特別是除筋明顯，我們要抓住這個優(yōu)點和發(fā)展前途，更好的讓絞肉機在除筋行業(yè)得到廣泛的推廣。第二章工作原理及結構2.1 絞肉機的結構絞肉機主要是由驅動機構、送料機構和切割機構等功能機構組成的，如圖2.1 所示。圖 2.1絞肉機結構1、旋蓋2 、擠肉樣板7、彈性活銷聯(lián)軸器812、螺柱 13 、螺釘143 、絞刀、電動機 9 、雙頭螺柱4 、推料螺桿5 、絞筒6 、托盤、上外殼10、支架 11 、下外殼15 、擋板 16、氈圈 17、彈簧墊圈2.1.1送料機構它包括托盤 6、絞筒 5 和推

9、料螺桿 4。它的作用是將物料肉運送到切割機構，并在絞筒前端對物料進行切割擠壓，排除到機器外。2.1.2切割機構它主要包括三種零件：旋蓋1，擠肉樣板 2, 絞刀 3。它的主要作用是模板孔將塞滿的肉切成材料和擠肉模板的孔規(guī)格，根據(jù)不同的生產(chǎn)技術要求，可以隨時擰開旋蓋更換。2.1.3驅動機構包括電機 8、聯(lián)軸器 7。電機的作用是將電能轉化成機械能，是用它來驅動機械設備，有些設備只配一臺電機，如單軸鉆床等。而有些機械設備配有多個電機，如起重機上配有三臺電機。聯(lián)軸器的作用是將主動軸和從動軸連接起來帶動一起旋轉的一種設備，它們旋轉可以使其達到傳遞扭矩的作用，有些聯(lián)軸器的功能還包括緩沖作用，減振作用等。2.

10、2絞肉機的工作原理當絞肉機正常工作時，首先打開電源，使機器運轉起來，然后放下物料，物料本身的重量可以讓它進入到螺旋供料器，并且旋轉到前端絞刀處，連續(xù)地把物料送往絞刀口進行絞碎。由于螺旋供料器的螺距前面比后面要大，但螺旋軸的直徑前面比后面小，就這樣對物料有一定的擠壓力，這個擠壓力將強迫已切碎的肉從擠肉樣板上的孔眼里排出。如果我們有一整塊肥肉加瘦肉的話，我們需要將它們分離，制作我們的罐頭時，肥肉和瘦肉的結構和口感都不一樣，肥肉用粗絞，瘦肉用細絞，這樣可以來調換前端的擠肉樣板來實現(xiàn)，這樣可以滿足不同人群對肉顆粒粗細的要求。擠肉樣板配置有幾種不同型號規(guī)格的孔眼，通常直徑為810 毫米是用來粗絞的，要細

11、絞的話就選用直徑 35 毫米的孔眼。粗絞與細絞的格板，它們的厚度都要根據(jù)實際的加工條件來算出來，一般選用 10 12 毫米普通鋼材。因為樣板分粗絞和細絞，細絞的孔比較小，肉不容易排出去，它的轉速就要低點，選用600-1500 轉 /分。那粗絞的就要旋轉旋轉速度大些。但最大不能超過3000 轉/ 分。由于擠肉樣板上的孔眼的總面積不變，當螺旋轉速太快時，肉不能很好的排出，使肉類在絞刀旁堵塞，造成絞刀負荷突然增加，這樣使用會對電動機產(chǎn)生不利的影響。絞刀刃口是順著切刀安裝的。絞肉機的絞刀用工具鋼制造，刀口鋒利，使用一段時間后，刀口會變鈍，現(xiàn)在就應該更換新刀片或重新打磨，否則有些物料不是切碎后排出來的，

12、而是由擠壓、磨碎后成漿糊出來的，直接影響肉制品質量。推料螺桿在絞筒里旋轉，必須要防止螺旋與絞筒的壁相碰，若稍稍相碰，就會有鐵屑產(chǎn)生，影響到食品安全，同時也使機器損壞。但是它們的間隙又不能太大，太大會影響推桿的工作效率和它的擠壓力，更可能使肉類磨成漿狀從間隙流出來，所以這就要求更高的裝配零部件的加工等。第三章電機的選擇電動機主要分為同步電動機和異步電動機兩類，我們需要根據(jù)實際情況去選擇電動機，具體選擇電動機的基本原則是：a、電動機的機械特性、啟動、調速、制動及其它控制性能應該滿足機械特性和生產(chǎn)加工工藝過程的要求，電機工作過程中會對電源產(chǎn)生不利的影響（如電壓波動、電波干擾等），也應該控制在一定圍；

13、b、按預定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動機功率，電動機的溫升應控制住一定圍；c、根據(jù)環(huán)境條件、運行條件、傳動方式、安裝方式，選定電動機的結構、安裝、防護形式，都要根據(jù)實際的應用條件去逐個驗證，保證電機可靠工作；d、設計一臺絞肉機需要考慮很多因素，比如絞肉機設備運行環(huán)境的控制，需要花費的成本，對環(huán)境造成的污染程度，能將污染控制到最低。使驅動系統(tǒng)經(jīng)濟、合理、節(jié)能和安全。N=GW 0.68(KW)取 N=750WG 絞肉機生產(chǎn)能力， 1000kg/hW 切割 1kg 物料需要耗用能量，它的產(chǎn)值與孔眼大小有關，使w大就要讓 d 小，當 d3mm，取 w1.3 10J/kg 。伊塔傳動效率，取

14、0.8所以根據(jù) N750W，選用 Y80M2-4，所選 Y 系列電機的技術參數(shù)如下： （附圖）電動機型號： Y80M2-4額定功率：0.75KW滿載轉速：1390r/min同步轉速：1500r/min 4級重量：17Kg附圖 Y80M2-4 電機結構示意圖第四章螺旋供料器的設計4.1 推料螺桿的設計推料螺桿的作用是將物料輸送到前端，并且在前對物料擠壓。如圖4.1 所示，設計時應用了一個變螺距、變根徑的螺旋，即螺距采用后大前小設計，根徑前大后小，這樣推料螺桿與絞筒之間的空間逐漸變小就完成了對肉類的擠壓作用。絞刀安裝在推料螺桿的前端方形軸處，它的后端上設計了一個定位鍵與其主軸前端鍵槽相配合，更好的

15、傳遞動力。圖 4.1推料螺桿4.1.1推料螺桿的材料由于推料螺桿是直接接觸到我們的食品，所以選用的金屬材料必須符合國際食品標準，要對身體安全沒有影響的。參照各種參數(shù)，綜合推理而來，推料螺桿的材料選為不銹鋼 1Cr134.1.2螺旋直徑D K2.5G 0.06 m取 D60mmCG生產(chǎn)能力 , 由原始條件，得G 0.15T/HK物料綜合特性系數(shù) , 得 K0.071- 填充系數(shù)，得 0.15堆積密度 t/m 3 豬肉的為 1.5t/m 3C 與推料螺桿傾角相關系數(shù)，查 2 表 14 得 C 1 4.1.3 螺旋供料器的轉速螺旋供料器的轉速必須和聯(lián)軸器的轉速一樣，綜合考慮參考資料選擇轉速為n 13

16、90r/min4.1.4螺旋節(jié)距根據(jù)實際設計考慮，查得螺旋節(jié)距為t D=60 mm4.2 絞筒的設計目前的市面上的絞肉機設計上存在著許多的不足之處，經(jīng)常出現(xiàn)絞肉機傷人事件，每年都有幾十起傷人事件。其中，操作不當是造成事件的一個因素，但機器設計不合理造成事件頻發(fā)的比例更大。使用者為什么稍不注意就會被絞肉機絞進手。原因有三 ，其一，絞肉機高速運轉，里面又塞滿了物料（肉） ，使絞肉機不能正常的工作，需要人為的按壓，導致手不慎被卷了進去。其二，肉類都具有粘附性，使肉緊貼機器壁，使用者為了能讓肉充分的絞碎，不慎用手去刮，導致悲劇降臨。其三，就是絞肉機本身的設計有很大的缺陷，沒有制定出合理的國家標準。綜上

17、所述，我根據(jù)絞肉機的不足對它做出了一些改變，絞肉機傷人的本質是機器跟人體有直接的接觸，而我所做出的改變就是讓推料螺桿避免和手接觸，設置障礙，設計一個彎曲的進料口，也就是絞筒連接的進料口設置一定的彎曲度，可以避免絞肉機的轉子直接和手接觸。如圖, 但是，這種設計只能減少絞肉機傷人的概率，不能徹底的排除危險。關鍵還是操作者在使用過程中謹慎小心。圖 4.2絞筒彎曲部分圖由于物料在絞筒受到高速的旋轉，且受擠壓力的反作用力作用，物料就流向了后端，然后在流到絞刀處進行絞切，所以在絞筒壁上開了 8 個止推槽 . 沿壁均勻分布，如圖 4.3 所示根據(jù)實際經(jīng)驗絞筒壁與推料螺桿之間的要有合適的間隙， 常選 3-5m

18、m。間隙太大會使物料倒流 ; 間隙太小易碰撞。 并且產(chǎn)生一定的摩擦力， 產(chǎn)生鐵屑，使肉變質。絞筒金屬材料可選用鑄鐵，選 HT200圖 4.3絞筒第五章聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器主要是用來連接兩軸（或軸與回轉零件）以傳遞運動與轉矩，也可以作為安全裝置或定向裝置。用聯(lián)軸器連接兩軸，只有在機器停止后，經(jīng)過拆卸后才能使兩軸完全結合或分離，如聯(lián)軸器連接的電機和減速器；聯(lián)軸器的種類很多，其中常用的已標準化。用聯(lián)軸器連接兩軸，由于制造及安裝的誤差、承載后形變以及溫度波動的影響等原因，常常很難保證被連接的兩軸嚴格對中，兩軸間會產(chǎn)生一定程度的相對位移或偏斜，因此聯(lián)軸器除了能傳遞所需要的轉矩外，本身還因具有在補償兩軸間偏

19、移的能力，否則就會在聯(lián)軸器、軸和軸承中產(chǎn)生附加載荷，甚至引起強烈振動，進而影響機器的正常運轉。聯(lián)軸器的類型繁多?？雌涫欠癜瑥椥栽?，可以劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器是根據(jù)正常工作時是否允許兩個半聯(lián)軸器產(chǎn)生相對位移又分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。固定式剛性聯(lián)軸器必須對中被連接的兩軸軸線，因為它不能補償兩軸的相對位移。其常用類型有套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等。可移式剛性聯(lián)軸器可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對運動來補償被連接兩軸的相對位移。其通常用的類型有十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器等。彈性聯(lián)軸器包含有彈性元件，不僅具有吸收振動和緩解沖擊的能力，而且能夠通過

20、彈性元件的變形來補償兩軸的相對位移。其常用類型有彈性銷聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器和胎式聯(lián)軸器等。5.1 聯(lián)軸器類型的選擇根據(jù)機械設備工作的特點和使用具體的要求，結合各種聯(lián)軸器的各個特點來選擇聯(lián)軸器型號。大致來講對兩軸的對中要求比較高，軸的剛度比較大時，可選用套筒聯(lián)軸器或凸緣聯(lián)軸器；如果兩軸的對中困難或軸的剛度較小時，則就該考慮對軸的偏移具有補償能力的彈性聯(lián)軸器；如果傳遞轉矩比較大時，應考慮凸緣聯(lián)軸器。5.2 聯(lián)軸器型號的選擇不同的聯(lián)軸器有不同的功能，要選擇符合自己設計要求的聯(lián)軸器，需要考慮下面的許多因素，根據(jù)傳遞轉矩、轉速和軸的直徑選擇聯(lián)軸器的型號，從聯(lián)軸器標準中查閱資料選用。所選用型號必須滿足

21、以下條件：a、計算出的轉矩 Tc 應小于或等于所選型號的公稱轉矩 Tn:Tc Tn b、轉速 n 應小于或等于所選型號的許用轉速 n:n nc 、軸的直徑應在所選型號的孔徑圍之： dminddmax已知電機功率 P=0.75KW,轉速 n 1390r/min ，電機伸出端直徑為19mm,推料螺桿直徑為 17mm,可計算得其名義轉矩為：Tc=KAT=9550KAP/n=8.76N? mKA工作情況系數(shù)，查書機械設計基礎表11-10，KA取 1.7n工作轉速（ r/min ）P 傳遞功率（ KW）查資料 4P283 ，選 LF1 型彈性活銷聯(lián)軸器，它的通用性好，適用圍廣，拆卸方便，適合于軸線對中安

22、裝困難、盡量減少輔助工時的工況環(huán)境。其公稱轉矩 Tn 16Nm ，所以 TcTn，滿足條件。許用轉速為 13640 r / min（聯(lián)軸器材料為鋼）； 10230r/ min （聯(lián)軸器材料為鐵） 。軸孔直徑 d=12 19mm第六章絞刀的設計刀具結構設計的特點是空間角度很難計算，形狀復雜和繪圖難，形狀相似尺寸繁多。隨著、模具制造的技術、五軸聯(lián)動的數(shù)控刃磨技術的快速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以加工非常復雜的形狀的金屬切削刀具。所以，現(xiàn)代的設計人員要不斷地創(chuàng)新，利用自己的社會閱歷和所學知識在軟件的基礎上開發(fā)新功能的刀具。那樣，國家才會發(fā)展，社會才會進步。在生產(chǎn)加工中會遇到各種各樣的刀具，形狀復雜，為了方便刀

23、具工作，設計人員還要考慮到刀具的可換性，還要考慮它的排屑能力。設計人員要充分利用現(xiàn)在先進的三維軟件，更能有效的完成刀具的設計及改裝，當前，我們接觸到的軟件有 CAD二維、 UG、Pro/E 、solidworks 等幾種，有些企業(yè)自己在 CAD軟件的基礎上自己開發(fā)，讓它能更好的為企業(yè)服務。這些軟件集三維實造型、平面繪圖、工程分析、數(shù)控加工、零件組裝等模塊于一體，形成了很完善的刀具設計軟件系統(tǒng)，有比較強的自己更改與設計及編程的強大功能。免去了在圖紙上手繪的麻煩，充分的提高了效率，讓企業(yè)能快速的進入到生產(chǎn)模式化。絞刀的作用是切割物料。它的孔為方形，安裝在推料螺桿前端的方軸上隨其一起旋轉，不容易脫離

24、，可以很好的切割物料，刀刃的安裝方向應與推料螺桿旋向相同。兩者同時旋轉，轉速與電動機同步，絞刀的規(guī)格有 2 刃、 3 刃、 4 刃、 6 刃、8 刃。由于是食品類切割，食品與人體直接接觸，所以絞刀材料需要耐腐蝕，安全可靠。絞刀用W18Cr4V材料制造，淬火硬度為HRC55，刃口要鋒利，與樣板配合平面應平整、光滑。避免發(fā)生摩擦。6.1 絞刀的設計絞刀的幾何參數(shù)對所絞出肉的顆粒大小以及產(chǎn)品質量有非常大的關系，現(xiàn)對十字刀片的各主要幾何參數(shù)進行設計。十字刀片如圖 (6.1) 所示。其中每一個刀刃部的絞肉線速度分布可以從下面的圖形看出。從圖行中不難發(fā)現(xiàn)刀刃部任一個點位置上有且只有法向速度v 。圖 6.1

25、絞肉機絞刀片示意圖其值為：v pn（ rR ）（1）30000式中： vp 刃部任一點線速度ms；刃部任一點至旋轉中心距離mm；n 刀片旋轉速度 rmin ；r 刀刃起始點半徑 mm；R刀刃終止點半徑mm；我們從任何一葉刀片的橫截面上不難發(fā)現(xiàn) 圖(6.1)A A 截面 ，它的刃部后角較大，其前角及刃傾角都為零。因此，該刀片的幾何參數(shù)( 角度 ) 不是很合理。故選擇網(wǎng)眼扳和刀刃為對象，在充分了解各個參數(shù)后，比較的作用，能產(chǎn)生什么樣的影響，都要我們具體去分析。6.1.1刀刃的起訖位置當絞肉機在正常工作時，刀具正常做旋轉運動，從（1）式中能得出，當轉速達到一定值時，刀刃離中心點越遠，那時的絞肉線速度

26、就越大。并且在聯(lián)軸器帶動的推料螺桿轉動中，速度一定，那么絞肉時刀片會產(chǎn)生的大量的熱能，會影響到肉的質量，所以計算出與網(wǎng)眼板接觸單位時間產(chǎn)生的熱量為：Q F V（2）式中： Q單位時間刀刃切肉所產(chǎn)生的熱量（Js）任一刀刃切割肉的線速度（ms）F絞肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參照刀刃的前角式4)因此，絞肉線速度越快，所產(chǎn)生的熱量也就越大，那樣就會使肉類在機器變質，達不到預期的生產(chǎn)加工的目的。所以絞肉的線速度不能過高。根據(jù)實踐中可知，我們知道一般絞肉時刀刃切割肉的線速度處在440 一 1760mmin 之間最為理想，故由這些計算數(shù)據(jù)可大致算出刀刃的起訖位置，即刀刃的起點半徑和終點半

27、徑 R。根據(jù)式 1 得：30000（3）n我們已知十字刀片得轉速 n 1390r/min當 min 時，r 440m/min=7.3m/s30000/7.350.2mm1390當min 時，R ，R1760 m / min29.3m / s30000R/ R29.3mm1390圓整后取 :r=15mmR=45mm6.1.2刀刃的前角每當十字絞刀絞肉時，與任一網(wǎng)眼板接觸，刀刃上受到的力如圖(6.2) 所示。圖6.2與網(wǎng)眼板接觸的刀刃受力分析根據(jù)圖 6.2 可知：FFnF fFFnF f其值為：FnF f cosFn sinFFF fFn cosF f sin因為刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦力為：F fFn

28、肉與前刀面的摩擦力為：F fFn整理得：FFFn ()Fn (12 ) cos（4）式中： F絞肉時與網(wǎng)眼板接觸的刀刃的切割力（N）F 刀片絞肉時肉的剪切抗力（N）肉被剪切時與前刀面摩擦系數(shù)刀刃與網(wǎng)眼板摩擦系數(shù)刀片的前角（090 ）Fn肉被切割時作用于前刀面的壓力（N）Fn網(wǎng)眼作用刀刃上壓力（N）由于FA式中：肉抗剪應力，與肉質有關A 肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼直徑有關所以 F 與肉質地及網(wǎng)眼直徑有關，故選定網(wǎng)眼板后，F(xiàn) 可看成常量，所以令FC1 。Fn 是網(wǎng)眼板作用刀刃的壓力，因可當成刀片的預緊壓力，是常量，所以令FnC 2。F是刀片切割肉時， 肉對前刀面壓力與速度 v相關，所以令FnF v。簡

29、化式 4 得：FC1C2 ()F v (12 ) cos（5）從上面公式（ 2）和（5）知道，刀刃前角的大小，直接關系著絞肉過程中的切割力，以及切割肉時所產(chǎn)生的溫度。在刀片旋轉速度以及螺桿進料速度呈定值的狀況下，前角大，切割肉的力和切割肉的產(chǎn)熱都??；反之，則大。但前角很大時，則因為刀具散熱體積小而使切割肉時所產(chǎn)溫度不能很快散發(fā)。因此，在一定的特定條件下，前角應當有合理的數(shù)值圍：一般取：2540 ( 肉質軟取大值，反之取小值 )6.1.3刀刃的后角刀刃后角的目的：一、減小后刀面與網(wǎng)眼板 ( 包括三眼板 ) 表面摩擦，進而可以減少摩擦產(chǎn)生的熱量；二、在前角定值的情況下，其他因素不具有影響，增大后角

30、能使刀刃比較鋒利。而更加有利于切割肉類。此外，在磨鈍標準 VB下，后角大的刀片磨去的金屬體積較大 如圖 6.3 所示 。這就說增大后角可提高刀片的耐用度，但是刀片的 NB被磨損了，刀刃的極度也會減弱，因此，我們要合理的完善這個控制數(shù)值圍。一般?。?5 ( 肉質軟取大值反之取小值)圖6.3后角與 VB、 NB的關系6.1.4刀刃的刃傾角經(jīng)過種種分析計算得出， 前刀面和后刀面形成的刀刃可知刀傾角對刀片性能有所影響。在任一片刀片的法剖面， 當把刀刃放大時， 可把刀刃看成是， 半徑為 r的圓弧片段 圖 6.4 ，由于刀刃有刃傾角，所以在線速度方向的刀刃將變成橢圓弧( 斜剖刀刃圓柱所得 )圖 6.4刃傾

31、角與刀刃鋒利度橢圓的長半徑處的曲率半徑，即是刀刃實際純圓半徑r0e 。其關系為：r0e rn cos（6）綜上所述，增大刀傾角的絕對值，就可以減小刀刃的實際鈍圓半徑r0e ，這就是說增大了刃傾角就能使刀刃變得鋒利。如果當?shù)度衅鹩櫚霃?r 及 R 確定后，它的最大初始刃傾角0 max 就能定下來了 參見圖 6.5 ：圖 6.50 max arcsin r / R（ 7）初始刃傾角計算公式： 見圖 6.60arctgr 2b 2 /( Rb)（8）公式中： r 刀刃起始點的半徑 (mm)；R刀刃終止點的半徑 (mm)；b 葉刀片外端的寬度（ mm）;0 初始刃傾角；圖 6.6初始刃傾角計算示意圖6

32、.1.5刀刃上任一點位量上絞肉速度當計算出了刀刃傾角，那任一點相對于網(wǎng)眼板的速度v ，將其分解為垂直于刃的法向速度分量vn和平行于刃的切向速度分量vr。 參見圖 6.7即： v vnv其值為： vnp(r p R)30000vnv cosvrv sin圖 6.7刀刃上任一點的速度示意圖又因為： sin /R sin所以： cos2R2 sin 230000整理得： vnn2R2 sin 2/ 30000vnRsin/ 30000（ rp R ）mm；式中： 與刀刃相切的圓計算半徑vn 刀刃上任一點位置的法向速度分度ms；v 刀刃上任一點位置的切向速度分量 ms；刀刃上任一點至刀片旋轉中心距離

33、mm；刀刃的初始刃傾角；r 刀刃的起點半徑 mm；R刀刃的終點半徑mm；6.1.6刀片的結構根據(jù)以上對絞刀各個幾何參數(shù)的分析，每個參數(shù)都是嚴格的計算出來的，所以得出絞刀的結構圖（圖6.8 ），此絞刀的特點：a、絞刀后角取4 ，刀片的壽命較長；b、絞刀的前角取30 ，就可減小絞肉時的力及功率；c、增加了刃傾角，就能增加刀刃的鋒利度；d、采用全圓弧形前刀面結構，就能改善刀刃的強度；e、采用可換式刀片的結構，以便節(jié)約刀體的源材料并可選用不同的幾何參數(shù)刀片。?4040?AA151588R 65R 65? 40? 30R6 55.6n圖 6.8 2刃、4 刃、 8 刃絞刀6.2 刀片磨損后的修復如圖 6

34、.8所示為修復后的刀片平面圖，絞肉機刀片的切削刃因強烈的磨料磨損導致耐用度很低。因此我們需要研究一種相對更好的刀片修復方法。其中有一種工藝是將磨損的刀片預加熱到塑性變形的程度，然后將模具多余金屬強移到磨損的切削刃上去，目的是能補償磨損余量。6.2.1修復工藝一般絞肉機刀片需要用熱塑性變形的方法來修復，但它是由兩個階段配合使用的，第一階段 , 毛坯平面可以變形過程，金屬將向厚端流動（如圖6.9.a ）。第二階段 , 就要向楔形凸模平鐓一樣的方法去研究，金屬流進端面的縫隙。圖 6.8 修復后的刀片平面圖圖 6.9修復絞刀刀片的成形圖a 第一變形階段； b 第二（最終）變形階段；1 凸模上的凸臺；

35、2 凹模上的凸臺； 3,4 凹口模具的結構如下圖6.10 所示，這樣不僅僅可以保證金屬的最佳分布，并且能達到所需的表面質量。圖 6.10 修復刀片的磨具圖1 凸模； 2 凹模； 3 下凹模；4刀片；5心棒；6頂桿6.2.2理論分析第一階段的變形分析可以充分利用滑移線發(fā)和工程計算法。平鐓楔形毛坯如圖 6.11.a 所示。根據(jù)該圖所示，有假定中性層，金屬相對這中性層流到對側的毛坯厚端和薄端上。 鑒于上面的平鐓圖， 法向應力圖是在滑移線基礎上繪制的 （如圖 6.11.b ） 。法向應力值在中性層上是最大的值。 但是就那我們的自己意愿來說只希望金屬能夠向厚端的一方流動， 因此，假定采用，毛坯薄端線上的

36、中性層位置。在這種狀況下，法向應力圖僅代表左面的“分支”圖。如圖 6.11.b 所示，其距 y 軸的距離為 LHO，若熱鍛模對金屬流動，取模具壁上最大摩擦情況（對于圖中我們可以充分利用資料查詢得到的摩擦系數(shù)等于0.5 ） ，則為了描述法向應力用下列方程：y = s 1+ 1 ln h （1） hr式中 s 變形溫度時金屬屈服極限：一楔形毛坯的楔角度。h 被研究截面的毛坯高度，hr在中性層線上的毛坯高度。圖 6.11 平鐓楔形毛坯圖（A）和法向應力圖； 1 剛性區(qū)； 2 塑性區(qū)對于設計的現(xiàn)實狀況，若取圖6.8和圖 6.9中的特殊符號，方程（ 1）可寫成下式：y = s1+ 1 lnH (2)H1

37、沿整個刀片變形表面的體積，根據(jù)方程（2）的積分求得：式中 n刀片數(shù)， n=4；L 刀片切削部分的長度（見圖 6.8 ）L0中間截面刀片的寬度， L0 =( a + b） / 2；刀片的楔角度，=2arctg H - H1 2L0H， H1 - 刀片的厚端和薄端的高度（見圖6.9 ） 。第二個變形階段是利用為確定封閉模鍛力且金屬流入縫隙的方法進行的。在最大摩擦的情況下，金屬沿邊壁NM 移動法向應力（見圖6.9 ）可使用下式確定：yA=s（ 0.578+h/s ）(4)式中 h- 邊刃高度（在被研究的情況這是修復后的刀片切削刃的所需高度）；s- 刀片工作刃的厚度。當金屬流進縫隙時，金屬正處于塑性變形狀態(tài)，所以滑移點從 A 點沿模具的傾斜表面通過到 B 點是滑移線的回轉角 1將等于 - ( /2 ） , 因為當摩擦達到最大時， A 點的滑在移線相切于 0 角下的垂直壁，且對斜壁應位于 90 度。于是，在 C 點將等于 : 平均按公式（ 2）確定應力。在C 點的法向應力可按以下公式求得：總力積分求得：公式（ 7）分析得，最大變形力值是在變形過程的上達到的。從推算公式中同樣可以看出，隨著刀片楔角的減小，變形力逐漸的變大。例如，當十字絞刀后