《去皮機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告3400字》

一、選題依據(jù)1.設(shè)計(jì)(論文)課題來源2.設(shè)計(jì)(論文)目的土豆摩擦去皮過程中需要考慮的因素主要有以下幾點(diǎn)：土豆去皮后表面要光滑、無破壞層、去皮過程沒有污染、去皮成本低。目的是能夠憑借較少的投資獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益。3.設(shè)計(jì)意義目前馬鈴薯的去皮方式主要包括人工去皮、化學(xué)去皮、機(jī)械去皮、蒸汽與輻射去皮等。人工去皮的效果可以完全人為來掌握，但生產(chǎn)效率較低，且人力成本高；機(jī)械去皮方式的實(shí)質(zhì)是利用馬鈴薯與相接觸的表面為粗糙結(jié)構(gòu)的機(jī)械部件之間產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)摩擦作用來使馬鈴薯的表皮去掉；化學(xué)去皮方式主要是采用特殊配置的化學(xué)試劑來軟化其表皮，之后采用高壓水對馬鈴薯進(jìn)行沖洗，起到去皮的效果；蒸汽與輻射去皮方式主要是給馬鈴薯一個(gè)瞬間高溫高壓，利用熱脹冷縮的原理使得馬鈴薯表皮松動(dòng)脫落。我國目前普遍使用的都是機(jī)械去皮方式，如圖1所示，但質(zhì)量損失大，同時(shí)大部分馬鈴薯去皮機(jī)械的送料與卸料過程都需要人工輔助，這樣消耗人力，成本高，耗能多，且技術(shù)效率低。隨著馬鈴薯市場需求量的增加，這樣的去皮方式會(huì)降低馬鈴薯的附加值，影響我國的馬鈴薯出口規(guī)模。圖1機(jī)械式去皮機(jī)馬鈴薯的機(jī)械化加工是指通過機(jī)械設(shè)備對馬鈴薯進(jìn)行清洗、去皮、切塊（片）和包裝等連續(xù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯自動(dòng)化加工的過程。馬鈴薯機(jī)械去皮也分為間歇式、連續(xù)式兩種，連續(xù)式機(jī)械去皮相比間歇式去皮過程中出現(xiàn)的撞傷、碰傷要少，同時(shí)大幅度提升了馬鈴薯的去皮效率，提高了連續(xù)作業(yè)設(shè)備利用率，損失率也降低了。因此，為了提高中國馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)在世界上的競爭力，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)必須向更專業(yè)化、更規(guī)?；姆较虬l(fā)展，其中離不開高技術(shù)的馬鈴薯連續(xù)式機(jī)械去皮設(shè)備，需要我們深入研究馬鈴薯連續(xù)式去皮技術(shù)，其中馬鈴薯連續(xù)式機(jī)械去皮關(guān)鍵去皮技術(shù)是本文主要的研究內(nèi)容。因此，在大中型規(guī)模的馬鈴薯加工企業(yè)中，更需要研制適用的馬鈴薯連續(xù)式去皮裝備，對于提高馬鈴薯去皮效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減小勞動(dòng)成本、降低損失率、提高馬鈴薯的附加值等，有著非常重要的意義。4.國內(nèi)外現(xiàn)狀4.1國外研究現(xiàn)狀馬鈴薯的后處理過程中，成本和質(zhì)量是非常重要的。荷蘭高達(dá)公司30年來致力于去皮技術(shù)的研究（EmilioCepeda，2000;Mcdonaldetal.，2000）。經(jīng)過不斷的改進(jìn)和升級，最終取得了成功。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)對馬鈴薯加工工藝做了深入的研究，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化的控制，達(dá)到了一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)加工水平（邱敦蓮，2004）。GarroteE等研究人員采用間歇式磨輥蒸汽去皮機(jī)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對球形馬鈴薯進(jìn)行去皮試驗(yàn)（Garroteetal.，2000;Smoutetal.，2000），因素為溫度和處理時(shí)間，在經(jīng)過單因素和正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出一系列數(shù)據(jù)，通過SPSS處理數(shù)據(jù)，最終發(fā)現(xiàn)最理想的兩個(gè)水平為：溫度為100℃，處理時(shí)間為17s。這種方式得到的馬鈴薯，表面變得松散且沒有熟，只需要高壓水的輔助作用即可立馬去皮。KaackK等研究人員分別對工廠所用的大型去皮機(jī)械、小型刀片削皮機(jī)械和人工去皮三種方式進(jìn)行對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)工廠用去皮裝置處理后的土豆表現(xiàn)硬化程度遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室刀片去皮裝置，高于手工刀具去皮方式。經(jīng)過試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，去皮機(jī)械所采用的刀片越鋒利，去皮后的馬鈴薯表面損傷程度就越嚴(yán)重；SidkyE等研究人員經(jīng)過研究了解到通過SPECT（單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)化斷層顯像）技術(shù)能夠精確的對馬鈴薯去皮機(jī)械的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而對其進(jìn)行各項(xiàng)改進(jìn)（Sidkyetal.，2003）。WangPhilip發(fā)明了一種可以給馬鈴薯和蘋果去皮的裝置（Wang，2005）。這個(gè)裝置包含了一個(gè)底座，在這個(gè)底座上安裝主框架，垂直框架構(gòu)件設(shè)置在主框架后方，用旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)式螺桿支撐，用水平支撐螺釘固定。該裝置還包含了一個(gè)三插腳，安裝在垂直框架部件和螺桿之間起到導(dǎo)向樞紐的作用，彈性可移動(dòng)的剝離前臂聯(lián)接于主框架上的橫框構(gòu)件，上端鏈接一個(gè)U形固定刀片，其切片刀片聯(lián)接于橫向框架構(gòu)件前端，可以對水果蔬菜進(jìn)行取核和切片（Márquezetal.，2000;Smoutetal.，2000）。Chand.K介紹了一種新型的去皮機(jī)械，利用腳踏板作為動(dòng)力，來帶動(dòng)去皮裝置和噴水裝置來達(dá)到去皮的目的（ChandKetal.，2013;Jamesetal.，2000）。去皮原理主要是靠棍子在滾動(dòng)過程中利用摩擦力來去皮。這個(gè)去皮切片機(jī)在45r/min下工作，一小時(shí)可去皮馬鈴薯65kg。Peter，Vander主要針對荷蘭高達(dá)公司的馬鈴薯蒸汽去皮系統(tǒng)做了研究（Peter，Vander，2003），他們通過改進(jìn)自己的機(jī)器來降低對水資源的污染，期間進(jìn)行了一系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫度，壓力的精密控制，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，最終研制出了一臺(tái)高效的去皮機(jī)。4.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)針對馬鈴薯去皮加工技術(shù)方面的研究極少，盡管在馬鈴薯收獲和分級機(jī)具等方面的研究相對較多，但是馬鈴薯去皮、加工的技術(shù)仍然不成熟。2014年王志偉，劉永信等研究人員針對進(jìn)口生產(chǎn)線蒸汽去皮存在的問題，對馬鈴薯去皮生產(chǎn)線進(jìn)行了國產(chǎn)化改造，改用機(jī)械去皮（王志偉等，2014）。分析了馬鈴薯去皮工藝流程及機(jī)械去皮工作原理的基礎(chǔ)上，完成了針對馬鈴薯機(jī)械去皮設(shè)備的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)采用了Atmega16作為核心控制器，通過軟件編程來控制去皮生產(chǎn)線的順序及磨皮時(shí)間的控制。在實(shí)現(xiàn)這些功能的同時(shí)，設(shè)計(jì)還簡單靈活，運(yùn)行可靠。2015年殷建國，劉濱等設(shè)計(jì)了一種高效率的立式馬鈴薯去皮機(jī)（殷建國等，2015），結(jié)構(gòu)由外筒體、第一和第二兩層可升降內(nèi)筒體、波浪形圓盤、驅(qū)動(dòng)裝置、噴淋裝置、加料和卸料裝置等組成。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便，馬鈴薯去皮均勻、清潔度好、剝離損失小于3％，生產(chǎn)效率高；王志偉針對原料去皮的工藝要求和設(shè)備動(dòng)作的控制要求，分析了去皮機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對機(jī)械去皮工藝流程做了廣泛的了解，完成了其自動(dòng)控制系統(tǒng)。2016年苗紅濤，夏晶晶研究了新型立式馬鈴薯連續(xù)去皮機(jī)（苗紅濤等，2016），通過SolidWorks對馬鈴薯連續(xù)去皮機(jī)進(jìn)行三維建模，分析了傳統(tǒng)的立式去皮機(jī)存在的一些問題，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上，開發(fā)新一代的立式去皮機(jī)。5.發(fā)展趨勢目前去皮機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，功能已經(jīng)逐漸完善，目前的發(fā)展趨勢就是確保自動(dòng)化，一體化，同時(shí)能夠處理多種果蔬，同時(shí)，在去皮的過程中，物料損耗更少，得到的產(chǎn)品更干凈。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容本論文主要研究馬鈴薯收獲后加工技術(shù)中的去皮技術(shù)，結(jié)合中國馬鈴薯種植面積與單產(chǎn)的實(shí)際情況，還有中國馬鈴薯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，擬研制一種適用于中國大中型馬鈴薯加工企業(yè)的高效、低耗的連續(xù)式去皮設(shè)備，主要內(nèi)容有：分析國內(nèi)馬鈴薯基本的物理特性與力學(xué)特性；分析馬鈴薯力學(xué)特性與理化指標(biāo)的相關(guān)性，得出不同方向?qū)?yīng)的最大壓縮力，最大抗壓力，不同品種含水率不同，馬鈴薯去皮的難易程度就不一樣，對連續(xù)式去皮機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了有力的基礎(chǔ)。基于對現(xiàn)有馬鈴薯去皮設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善基于第一代傳統(tǒng)式摩擦去皮機(jī)并不能滿足工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的需要，所以進(jìn)一步提出了連續(xù)性較強(qiáng)的去皮設(shè)備，確定了研究方向。設(shè)計(jì)連續(xù)性較強(qiáng)、生產(chǎn)效率高的去皮設(shè)備，配備無級變速動(dòng)力系統(tǒng)，螺旋式毛刷，水循環(huán)系統(tǒng)。對摩擦轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)更加完善，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯清洗和自動(dòng)出料的功能。三、設(shè)計(jì)方案對目前馬鈴薯去皮機(jī)的研究背景和意義做闡述，同時(shí)闡述目前國內(nèi)外對于去皮機(jī)械的研究現(xiàn)狀。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)要求，對去皮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)說明整個(gè)機(jī)械的工作原理。去皮機(jī)的參數(shù)確定。對馬鈴薯在去皮機(jī)內(nèi)部進(jìn)行受力分析，以此確定主要部件的參數(shù)和機(jī)械的整體功率。主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。根據(jù)上一章的數(shù)據(jù)，對去皮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，和計(jì)算。工作總結(jié)與改進(jìn)。對整體的工作進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)探討改進(jìn)方案。四、工作進(jìn)度安排1-2周：查閱、收集、整理與課題相關(guān)的資料，打印完成開題報(bào)告。3-4周：課題前期準(zhǔn)備，收集并學(xué)習(xí)課題所需的資料，擴(kuò)大與課題相關(guān)的知識面，制定出課題研究的具體方案，并熟悉與課題有關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件ADAMS、VC等，為課題的進(jìn)展做準(zhǔn)備。5-13周：對測試平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、工作空間分析、動(dòng)力學(xué)建模，編制程序?qū)ζ溥M(jìn)行求解，并分析建模方法及求解方法的優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用ADAMS軟件進(jìn)行仿真分析，研究系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。14周：總結(jié)所用動(dòng)力學(xué)建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)和分析過程中存在的問題，15-18周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。19周：準(zhǔn)備答辯。五、最終目標(biāo)通過本課題的研究，預(yù)期達(dá)到以下目標(biāo)：設(shè)計(jì)了一款新型的馬鈴薯去皮機(jī)，能夠保證土土豆去皮后表面要光滑、無破壞層、去皮過程沒有污染、去皮成本低。目的是能夠憑借較少的投資獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益。同時(shí)也能夠?yàn)閲鴥?nèi)其他的果蔬去皮機(jī)械做出一定的參考。六、研究基礎(chǔ)（1）硬件條件：CPU：PentiumⅣ處理器，1．7G