果蔬原料去皮机的设计

果蔬原料去皮机的设计 摘要 主要介绍了以摩擦原理为基础的、适合食品加工工厂等场所使用的大型果蔬 原料(马铃薯、胡萝卜等块茎)去皮机的设计要点、工作原理和设备组成。 关键词:果蔬原料去皮机;摩擦;去皮;传动 The Design Of Machine For Peeling Vegetable and Fruit Abstract This paper introduced the large-scale machine for peeling potatoes or carrots which is designed 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. Keywords:potato;carrot;friction;peeling;transmission 1 第一章 引言 1.1 马铃薯、胡萝卜果蔬的概述 随着食品工业的发展，食品深加工已经越来越被世界重视，特别是便餐和方便食品的诞生，促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来，这更要求原料的深加工伴随着发展。其中马铃薯和胡萝卜等果蔬原料的深加工就是受到人们高度重视且发展较快的产业之一。 胡萝卜是一种质脆味美、营养丰富的家常蔬菜。中医认为它可以补中气、健胃消食、壮元阳、安五脏，治疗消化不良、久痢、咳嗽、夜盲症等有较好疗效，故被誉为“东方小人参”。用油炒熟后吃，在人体内可转化为维生素A，提高机体免疫力，间接消灭癌细胞。美国科学家的最新研究又证实:每天吃两根胡萝卜，可使血中胆固醇降低10,,20,;每天吃三根胡萝卜，有助于预防心脏疾病和肿瘤。胡萝卜中的主要营养素是β-胡萝卜素，它存在于胡萝卜的细胞壁中，而细胞壁是由纤维素构成，人体无法直接消化，唯有通过切碎、煮熟及咀嚼等方式，使其细胞壁破碎，β-胡萝卜素才能释放出来，为人体真正消化吸收利用。完好保持β-胡萝卜素等营养成分，与我们的食用与烹调方法有着极大的关系。土豆，学名马铃薯，别名洋山芋、洋番薯、山药蛋。它和玉米、小麦、水稻、燕麦被称为世界五大粮食作物。土豆因其营养丰富而有“地下人参”的美誉。其块茎中约含淀粉15,25,，蛋白质2,3,，脂肪0(7,，粗纤维0(15,，还含有丰富的钙、磷、铁、钾等矿物质及维生素C、维生素A及B族类维生素。祖国医学认为，土豆性平，有和胃、调中、健脾、益气之功效;能改善肠胃功能，对 胃溃疡、十二脂肠溃疡、慢性胆囊炎、痔疮引起的便秘均有一定的疗效。美国农业部农业研究所认为。"每餐只吃全脂牛奶和马铃薯，可以得到人体所需要的一切物质元素"。 而我国是马铃薯的主要出产国，年种植面积和总产量均居世界第二位。但在我国绝大部分马铃薯被直接用作饲料和食用。由于每年仅有百分之几用于深加工，致使鲜薯过剩，增加了越冬保鲜难度，也降低了它的营养价值。究其原因主要是缺少加工设备，特别是去皮机械。而从国外引进设备价格昂贵，生产成本高，致使国内该产业发展缓慢。 特别在世界上工业发达国家，马铃薯深加工一般都占总产量的50%—80%。目前，美国是世界上最大的马铃薯生产国和出口国，马铃薯食品加工企业有300多家，其子公司遍布世界十几个国家。美国的马铃薯产品不仅畅销国内，且大量出口干制食品及方便食品占据了世界大部分市场。近20年来，德、法、英、荷兰、瑞士及日本等国家，也在致力发展马铃薯食品深加工工业，从而使世界马铃薯食品加工业进入蓬勃发展阶段。 2 1.2 果蔬原料加工预处理工艺流程简介 1.2.1原料的分级:果蔬的分级可按照不同的加工品的要求，采用不同的分级方式分级，包括大小分级、成熟度分级和色泽分级等几种。在我国成熟度分级常用目视估测的方法进行，而大小分级是分级的主要内容，几乎所有的加工果蔬均需大小分级，分级的方法有手工分级和机械分级。 1.2.2原料的清洗:果蔬原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附着的尘土、泥沙和大量的微生物以及部分的化学农药，保证产品的清洁卫生，从而保证产品品质。对于农药残留的果蔬，洗涤时常在水中加化学洗涤剂，常用的有盐碱地酸、醋酸，有时也用氢氧化钠等强碱及漂白粉、高锰酸钾等强氧化剂。果蔬清洗的方法须根据果蔬形状、质地、表面状态、污染程度、夹带泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和机械清洗。后者需配置滚筒式、喷淋式、压气式、浆叶式等设备。 1.2.3果蔬的去皮:凡是果蔬原料果皮粗糙、坚硬，具有不良风味的均应去皮，以利于提高品质，只有在加工某些果脯、蜜饯、果汁和果酒时，因要打浆和压榨，才不用去皮，果蔬去皮方法如下: (1)手工去皮:用特别的刀、刨等工具人工削皮，去皮干净、损失少，但劳动效率低。 (2)机械去皮:主要用于比较常规的果蔬原料。 (3)碱液去皮:利用碱液的强腐蚀性来使蔬菜表面中胶层溶解，从而使果皮分离。碱液去皮常使用氢氧化钠，腐蚀性强且廉价。碱液去皮时碱液的浓度、处理时间和碱液温度，应视不同果蔬原料种类、成熟度、大小而定。碱液浓度提高、处理时间长和温度高都会增加皮层的松离及腐蚀程度。经碱液处理后的果蔬必须立即在冷水中浸泡、清洗、反复换水直至表面无腻感，口感无碱味为止。 (4)热力去皮:果蔬用短时间高温处理后，使表皮迅速升温，果皮膨胀破裂，与内部果肉组织分离，然后迅速冷却去皮，适合于成熟度高的桃、李、杏等。热去皮的热源主要有蒸汽和热水。此法原料损失少，色泽好，风味好。 (5)酶法去皮:在果胶酶的作用下，达到去皮目的。需要控制酶的最佳作用条件如温度、时间、PH值等。 (6)冷冻去皮:将果蔬在冷冻装置中冷至达到轻度表面冷冻，然后解冻，使皮松弛后去皮，此法质量好但费用高。 (7)真空去皮:将成熟的果蔬先行加热，使其升温后果皮和果肉分离，接着进入有一定真空度的真空室内，适当处理，使果皮下的液体迅速“沸腾”，皮与肉分离，然后破除真空，冲洗或搅动去皮。 1.2.4果蔬的护色:果品在加工过程中，将原料去皮、切分、破碎和空气接触及高温处理，都可能促进化学变化，生成有色粉质。其中包括酶褐变和非酶褐变。都要经过相应的方式来对果品进行护色保护。 3 1.3国内外马铃薯、胡萝卜块茎原料去皮设备简介 国内外马铃薯、胡萝卜块茎原料去皮方法大致有三种，即机械去皮、蒸汽去皮和化学去皮，三种去皮方法的工作原理为: 机械去皮:在圆筒形容器中，依靠带有磨料的圆盘、滚轮或依靠特制的橡胶辊在中速或高速旋转中摩擦块茎的表面而达到去皮目的。 蒸汽去皮:在高压容器内，通入高压蒸汽使块茎表面受热，然后打开容器盖，突然释放压力，块茎的表皮和果肉即自行分离。 化学去皮:在耐碱容器内，加入强碱溶液并加温，后加入块茎，经一段时间后块茎的表皮被碱溶液腐蚀，经高压水反复冲洗干净后，在将块茎放入机械去皮机中剥去表皮。 (1)目前，国内主要使用机械摩擦去皮机。 如图1所示，该机由机盖、机筒、机座、电机、砂盘等部分组成。 以电机为动力，通过减速齿轮带动机筒底部的砂盘旋转。块茎 加入机筒内，因其离心力和相互碰撞作用，在机筒内上、下、 左、右翻动，表面被砂盘均匀的摩蚀，去皮结束时加入清水， 再打开侧门，块茎从侧门自动排出，皮屑随水流从砂盘的周围 间隙排出，该机为间歇生产。 (2)蒸煮装置 国内食品加工业使用的连续式链带蒸 煮机和高压蒸煮锅，机体庞大，结构 复杂，造价昂贵，小型果蔬原料食品 加工厂引进使用有一定困难。在实际 生产中，对马铃薯片的蒸煮要求并不 高，使用自制的蒸煮装置完全可以满 足要求。 图为一般食堂、饭店常用的蒸煮装置结构示意图。 在一个大型蒸煮容器内铺设轨道，道轨通到容器大门外切片机附近。道轨上置放平板小车，小车上装有方形笼屉若干层。块茎切片后，依次放入笼屉。待所有的笼屉子都装满薯片后， 4 将小车连同笼屉推入容器中，密封大门，再通入蒸汽蒸煮。待薯片蒸熟后，打开大门，拉出小车和笼屉，取出薯片。 蒸煮容器为长方形，下部设有进气管道和阀们，上部有排气管。容器框架由角钢制作，外壁由钢板制造，并用隔热材料涂抹保温。 3)化学去皮装置 ( 在由防碱材料制成的容器中注入氢氧化钠溶液，溶液浓度为15%—25%。加热溶液，温度达 ,,到87—95C，加入块茎搅拌使温度保持在70C左右;经过2—6分钟，块茎的表皮开始变松变软;捞出块茎，用高压水反复冲洗，知道表面无残留物为止。捞出的块茎也可放入机械式去皮机中剥去表皮。 本法的优点是对不同大小、不同形状的块茎适合性好，去皮快，不需要结构复杂的专门设备。缺点是冲洗块茎需要大量清水，皮屑不能利用，排出的废液污染环境。 由于去皮方法不同，国内外马铃薯、胡萝卜去皮机械的结构形式也各不相同，去皮差异较大，去皮率大致为7%-25%，其中机械去皮率为最大，蒸汽去皮率为最小。 国内外几种去皮设备的去皮性能比较表 机型 L离心式切屑去皮机械去皮机 蒸汽式去皮机 化学法去皮机 机 结构 简单 复杂 复杂 简单 对块茎原料卵 卵圆形，芽卵 卵圆形，芽无要求 无要求 的要求 眼浅，无伤痕 眼浅，无伤痕 产品质量 表面光滑，无表面光滑，无污表 表面光滑，有表 表面光滑，无 污染，无蒸煮层 染，淀粉损失大 蒸煮层，无污染 蒸煮层，有污染 皮屑 可利用 部分利用 部分利用 不能利用 有无加热设无 无 需要(150-200度)需要( 85-95度) 备 通过上表的比较分析以及联系本次设计的任务要求，同时结合我国在去皮机上的实际水平考虑经济性，达到能以最少的投资获得较好的经济效益，决定以机械去皮机为设计研究 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。在果蔬原料的加工预处理工艺中主要进行去皮的处理加工。 5 第二章 果蔬原料去皮机的结构设计 2.1基本结构 该机采用立式机型，主要包括工作圆筒，工作转盘，机架和传动部分，见装配图 2.1.1工作圆筒 工作圆筒部分包括圆柱形工作筒和倒梯形集皮槽。它由不锈钢薄钢板卷焊而成(采用不锈钢是因为它具有良好的耐腐蚀性能承受一定的冲击载荷，具有较高的硬度和耐摩性，特别是对于此类食品加工设备，食品安全卫生状况最佳)。筒内壁为粗糙表面，以棕刚玉掺环氧树脂浇注、烘干而成。圆筒的侧壁开有带活门的出料口，物料块茎在离心力的作用下甩出来，碰在出料门的内壁上并改变方向，以便于物料的收集。出料口和排渣口的方位可根据接收容器的放置位置和方便操作来确定。 2.1.2工作转盘 工作转盘是物料去皮过程中产生机械作用的主要部件。根据胡萝卜、马铃薯的生物学特性及物理特性，吸收手工去皮的基本原理，确定转盘的基本形状为圆盘形，转盘表面为中心向四周辐射的凸起波纹状。为增大物料和转盘的摩擦，用棕刚玉掺环氧树脂通过模型浇注在盘的顶面上，大概20mm厚，经烘干制成。亦具有一定的去皮作用。转盘下方设有随盘一起转动的挡水环，以防止清洗水进入轴承。 2.1.3传动系统 该传动系统采用V带一级传动。电机安装在机架上水，整机结构简单、紧凑。 2.1.4其他 工作圆筒下部设有排渣口，清洗水连同物料皮渣一起从这里排出。 6 2.2工作原理 当去皮机工作时，工作转盘旋转，物料由斗形进料口加入，物料落到旋转圆盘表面上的波纹凸起上时，受离心力的作用由工作圆盘的中心向外运动，同时被抛起向筒壁的粗糙表面并产生摩擦。物料不断的沿工作圆筒壁运动，上升到顶盖，又被顶盖挡回落入工作盘表面。物料在这样的往复运动过程中，被猛烈翻滚搅动，从而形成了与盘、筒壁及颗粒之间的以翻转、揉搓摩擦为主，撞击为辅的综合机械作用效果，从而达到去皮的目的。在摩擦去皮的同时，从进水孔注入清水，及时将擦下的皮通过转盘与筒壁的缝隙冲至排渣口排出机体。在不停机的情况下，打开出料口的活门，物料利用离心力从出料口卸出。卸料前应停止注水，以防止活门打开后从出料口溅出。 7 第三章 果蔬原料去皮机的参数确定 3(1 物料在工作圆筒内的受力分析 物料在转盘旋转时的受力情况如下图所示: 设波纹角为,物料的速度为V。当转盘旋转时推动物料A运动。其运动方向垂直于, 波纹切线。V可以分解为V和V，CB与转盘平面平行，可以看作是转盘圆周速度R， ,垂直水平 式中为角速度(1/s),R为转盘半径(m) , V=Vcos=Rsincos ,,,,垂直 sin2,Sin2=2sincos sincos= ,,,,,2 sin2,则V=R(m/s) ,垂直2 物料从垂直方向抛起的动能 sin2,R,11122222E=mv=m()=mRsin2(N,m) ,,垂直垂直2228 此动能应等于势能mgh即: 11222222mRsin2=mgh Rsin2=gh ,,,,88 为了正常运转，抛高h一定要超过物料在工作圆筒内的厚度，才能使最低层的物料抛起与 桶壁进行摩擦，所以用代替h，即 , 1222Rsin2=g ,,,8 ,n又因为=，代入上式得 ,30 ,1n222() Rsin2= g ,,830 ,2g化简得n=60(r/min) „„„„„„„„„„„„„„„„„„(1) ,Rsin2, 。。角一般取20,30 , 为了正常运转，仅把物料抛起还不行，还要保证物料能抛向侧壁进行摩擦，抛向侧壁的力 8 靠离心力为C Rn,2G()222mRmv(,)GRn30C====(N) RRgR900 此离心力应大于波纹对物料的摩擦力T，才能使物料离开波纹抛向侧壁，摩擦力 T=Gf(N) f为摩擦系数 使CT，即 , 2GRn900f900Gf2, Gf n,= 900GRR fn,30(转/分)„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(2) R 在设计计算时，应取(,)、(,)两式中的大值作为转速值，设计所选择的n值 3(2工作转盘转速的确定 收购马铃薯、胡萝卜等物料时，其包装以编织袋居多，每袋,,,,,,,,,，工作时每次倒入两袋(以袋的整数倍为一次计量)，下面以此确定整机的尺寸和转速。 3马铃薯、胡萝卜的容量根据资料查找，选取一般值,,,kg/m,马铃薯、胡萝卜的长度一般取在,,mm-,,,mm之间考虑，转盘半径应与物料长度有一定的可比性，再考虑整机结构以及外形尺寸。 2根据设计选定工作转盘半径,,,,,mm，则物料的堆高，根据公式,m可以估算,,,R出，物料的堆高值,,,,mm , 。由(,)式可知，在小于,,时，转速随的增大而降低，考虑转速不宜太高且能有较,, 。大的抛高，取,,,，则由(,)式计算转速最小值为n,,,r/min。 , 马铃薯、胡萝卜与磨料的摩擦系数为1.1-1.3,取f,1.2 由(,)式计算转速n=,,r/min 取以上两者中的大值。 但由于以上确定的转速仅适用于理想物料情况，实际工作中，由于物料之间的相互碰撞、摩擦和物料的弹性影响，物料在此转速下达不到计算高度，故n应适当放大 结合考虑，故最终选定工作转盘转速n,,,,r/min 9 3.3果蔬原料去皮机功率的确定 去皮机的功率消耗包括: ; 克服物料对转盘摩擦力所需要的功率,1克服物料对工作圆筒壁摩擦力所需要的功率,; 2转盘抛起物料所作的功率,; 3 传动机构因摩擦而消耗的功率, 4以上功率分别以下公式计算 (W) N,M,1mpcp 式中————处于圆筒内物料的摩擦力矩(Nm) ,Mmp R=(Nm) ,MGfmp2 式中 G———物料重力(N) f———摩擦系数(1.1—1.3) R———摩擦臂矩(m) 2 ———物料与圆盘的平均相对角速度(1/s),采用最大角速度的1/2 ,CP 1nn,,() ,,,cp23060 nGfRn,,R故 (W) N,，,Gf1260120 N,M,2ycp 式中——————在离心力的作用下物料与侧壁的瞬时摩擦力矩 (N,m) My 2m,, (N,m) M,fRyR 式中 ————物料圆周速度(m/s) , R,, R————摩擦臂矩(R=)(m) 8 2222mRmfGfm,,,,,f，,,, = (Nm) M,fRyR888gR 22GfnGfn,,,,N,，,故 (W) 28g60480g Gsnk (W) N,360 10 式中s———————工作转盘表面波纹高度(m) k—————— 波纹的数量 即传动损失，可用传动效率表示(=0.9) N,,4 则消耗的总功率为: 2,,,GfRnGfnGsnk，，N，N，N12048060g123 N,,,, 12(48)GnfR,，,f,，snkg化简得 (W) N,480 结合上式根据经验公式，总功率可用以下式子进行估算 ,M,,(,) , 式中,为转盘转矩(N,M),为传动效率 , M,fGR R为摩擦臂矩(m)，,,0.4,(,为工作转盘直径) 根据上式则可算出工作转盘转矩,,,,,,,, 用近似值进行估算，达到生产要求所需的功率,,,.,,,，考虑到电动机效率及意外情 况，取电动机功率为,,, 11 3.4整机主要参数指标 型号 ,,,,,, 工作转盘直径 ,,,mm 转速 ,,,r/min 电动机 ,,,,,,,, ,,,(同步转速,,,r/min) 生产能力 ,,,,kg/h(对马铃薯、胡萝卜) 每次投料量 ,,kg 每次去皮时间 约为,,秒 去皮得率 ,,, 去皮损耗率 ,,, 清洗水耗量 ,t/h 重量 ,,,kg 12 第四章 主要零件的结构设计与计算 4(1 V带轮结构设计计算 由上述可知，电动机转速为,,,r/min，额定功率,,,,,，工作转盘转速为,,, r/min，传动比=,，电动机满载转速n=,,,r/min，一天运转时间小于,,h。 , 〈a〉 计算功率, ca 由机械设计书表8-6查得工作情况系数,,,.,故 A,,,,,,(,kw caA 选取普通,带带型 根据,,n由图8-9确定为,,,型窄,带 ca1 〈c>确定带轮基准直径 由表8-3和表8-7取主动轮基准直径d=100mm d1根据式(8-15)，从动轮基准直径d=d=500mm ,d1d2 根据表8-7,取d,500mm d2 按式(8-13)验算带的速度 ,nd，720，1001d1,,,3.8m/s<35m/s ,,60，100060，1000 故带的速度合适。 〈d>确定普通,带的基准长度和传动中心距 根据0.7(d+ d)验算主动轮上的包角 ,1 由式(8-6)得 13 d,d500,100,,,,,,,d2d1,180-=180=133>120(至少需要达到90) ,,，575，5751,,a489 故可知主动轮的包角合适。 〈f>计算普通,带的根数, Pca由式(8-22)知 ,, (P，,P)KK,,,L 由n=720r/min，d,100mm，,5，查表8-5c和表8-5d得 ,d11 ,,1.2kw ,=0.12kw ,,, 查表8-8得 ,=0.87,查表8-2，得,,1.05则 ,L 4.4,,,3.65 (1.2，0.12)，0.87，1.05 取,,,根(,〈,,合适) (g)计算预紧力, , P2.52ca由式(8-3)知 ,,500 (,1)，qv,,ZK, 查表8-4得q=0.07kg/m,故 4.42.5，，2,，，,，，,500(1)0.07(3.8)N=272.18N ,,,，3.840.87，， 计算作用在轴上的压轴力, p 为了设计安装带轮的轴和轴承，必须确定传动作用在轴上的力, p ,133,14272.18sin由式(8-24)得,,2,,sin=2=1997(N) ，，，p,22 带轮结构设计 设计,带轮时应满足的要求有:质量小，结构工艺性好，无过大的铸造内应力;质量分布 均匀，轮槽工作面要精细加工(表面粗糙度一般应为3.2),以减少带的磨损;各槽的尺寸 和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。带轮的材料选取,,,,,的灰铸 铁，结构为腹板式。见V带轮附图 14 4(2传动主轴的结构设计计算 由于轴承的型号是根据轴端直径确定的，而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的，故 初步计算轴的直径 轴的直径可按照扭转强度法进行估算，即 p3d=C P=3.5KW n=150r/min n 式中,为轴传递的功率，kw;n为轴的转速，r/min;C为由轴的材料和受载情况确定的系数。轴用,,号钢材料，,取,,,。 则经过计算 d=32mm min 输出轴的最小直径显然是安装带轮,的直径，由于此传动主轴开有两个键槽，考虑到键槽对轴的强度的削弱，则 d,32+32 ，15%,36.8mmmin 考虑到车螺纹，故取最小轴径d=55mm 拟定轴上零件的装配方案 本轴的零件的装配方案见装配图 轴的结构图见零件附图 〈c>根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (,) L段的轴段 1,2 为了满足工作转盘的轴向定位要求，考虑反转螺帽的旋入深度，工作转盘的厚度，此轴段所车的螺纹长度为,,mm，总长L,,mm,直径d=55mm 1,2 (,) L段的轴段 2,3 此段安装有轴承，考虑工作圆筒内的集皮空间和机架的厚度，此轴段的总长(由于此处选用凸缘式轴承盖进行密封，则轴承盖连接螺钉直径选M10,数目6个)L,100mm，直径d2,3,65mm (,) L段的轴段 3,4 此段主要是处于立式轴承座中，进行轴承的轴向固定起承载作用，故长度根据估算取L,3,460mm d=74mm (,) ,段的轴段 4,5 此段的轴长主要是与大带轮发生联系，在其上安装有轴承，根据大带轮的带轮宽,,(, 15 ,1)=52mm,综合考虑取此处,,90mm,d=65mm ，12，2f4,5 (,) ,段的轴段 5,6 此段用来安装大带轮，由以上的大带轮宽度可取此处轴段长度,,52mm,d=55mm 5,6 4(2(1轴上零件的周向定位 工作圆筒和大带轮的周向定位均采用平键联接 按d=55mm由机械设计手册查得所选用的平键截面b(mm)(GB/T1095-1979),键槽，h,16，10 用键槽铣刀加工，与工作转盘相连的键槽长取,,mm，也大带轮相连的键槽长取,,mm( 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 键长见GB/T1096-1979),同时为了保证大带轮与轴配合有良好的对中性，故选择大带轮轮毂与轴的配合为H7/n6,滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差是n6。 4(2(2确定轴上圆角和倒角尺寸 ,参考机械设计书，表15-2，取轴端倒角为 2，45 4(3滚动轴承的初步选择 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承，按照工作要求并根据d=65mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7213AC，其尺寸为,成对使用，安装在立式轴承座上。 d，D，B,65，120，23 同时在驱动端安装一个膜片式弹簧圈对轴施加预载荷，所以可以保证主轴系统无游隙运动和高刚度，这样可以避免无载荷轴承在高速下可能出现的球打滑现象，球打滑可能会引起表面变粗糙，提高运转噪声。 轴承的润滑:该滚动轴承采用脂润滑。润滑脂是增稠剂和基础油的混合物，可分为以下润滑脂类型:(,)由金属皂作为增稠剂与润滑油所构成的金属皂基润滑脂。(,)由无机胶凝剂式有机增稠剂与润滑油构成的非皂基润滑脂。(,)由有机式无机增稠剂与合成油构成的合成润滑脂。该轴承选用,号钙基脂为润滑脂。该轴承为长寿命润滑脂润滑，润滑间隔为一年。 16 第五章 主要零件的校核 5(1滚动轴承的寿命计算 在确定滚动轴承的支点位置时，应从手册中查取a值，对于7213AC型角接触球轴承，由手 册查得a=25mm,因此作为外伸梁的轴的支撑跨距,,25+60+25=110mm 求出轴承的径向载荷 F，110，F，91,0r1p F，110，F，(91，110),0r2p 根据计算得出 则两者的方向相反 F,,1652NF,3649Nr1r2 又因为 F,1.5G,750Nae 现以为计算滚动轴承来校核轴承寿命 Fr2 Fae因为,0.21,0.68 P==3649N FrFr 则所选用的滚动轴承的寿命为 6C10,L 对于球轴承而言,3 ,(),hnP60 查表知7213AC型角接触球轴承的基本额定动载荷C,51200N 根据上式计算其寿命得出，满足工作要求 L,306934,30000hh 又对所选角接触球轴承的静载荷进行讨论 P,F，0.76FC,43200N,rae, 显然 C,SP,2P,,,, 综合可知，所选的7213AC型角接触球轴承符合工作要求。 17 5(2轴的计算和校核 作出轴的计算简图 结合7213AC型角接触球轴承的计算数据，作出如下的轴的弯矩扭矩图 〈b>轴的强度校核计算 根据轴的弯矩扭矩图可知其危险截面为轴承一所在支点处截面，根据轴的具体受载及应力 情况，可知该轴为传动轴，主要承受扭矩。则按扭矩强度条件计算。考虑还受有不大的弯 矩，则用降低许用扭矩切应力的方法予以考虑 轴的扭矩强度条件为: P9550000Tn ,,,,,,,TT3W0.2dT 式中:———————扭转切应力，单位为; ,MPTa ,———————轴所受的扭矩，单位为; N,mm 3 ———————轴的抗扭截面系数，单位为mm; WT n ———————轴的转速，单位为r/min; ,———————轴传递的功率，单位为,,; d———————计算截面处轴的直径，单位为mm ,,———————许用扭转切应力，单位为 ,MPTa此轴选用,,号钢，,,值为,,,,, 之间 ,MPTa 18 而通过对轴的计算，,5.1 =8.5 MP,MP,aTmaxaTmin ,故轴的扭转条件符合要求。 ,,,,,TT 〈c>按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面)的强度，由此轴的弯扭图可知，其危险截面为轴承一所在支点处截面，根据机械设计书中式(15-5) 及上表中的数值，并取，轴的计算应力 ,,0.3 2222181700，(0.3，192000)MT，(,), MP,7MPMP,60,,aaaca3W0.1，65 以选定的轴的材料是,,号钢，调制处理。由表15-1查得,60。故安全。 ,,MP,a,1 〈d>轴的扭转刚度校核计算 轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示 , ZTL1,,4, ,，5.7310,LGI,1,,P 式中:,——————————轴所受的扭矩，单位为 N,mm ,——————————轴的材料的剪切弹性模量，单位为，对于钢材，,,MPa 4 MP8.1，10a 4,d4 ——————————轴截面的极惯性矩，单位为mm，对于圆轴，, IIPP32 ,———————————阶梯轴受扭转作用的长度，单位为m. ———————————分别代表阶梯轴第段上所受的扭矩、长度和极惯性矩，T,L,I,,,P, 单位同前 ,———————————阶梯轴受扭转作用的轴段数 ,综合上式计算出 ,,0.32()/m 为轴每米长的允许扭转角，与轴的使用均合有关，对于一般的传动轴，可取,,,,,,, ,,;对于精密传动轴可取,。对于精度要求不高的轴，可大,,，，,,0.5,1()/m,0.25,0.5/m, ,于 1()/m 显然对于本设计中所涉及的轴为一般的传动轴，,,,,，符合扭转刚度要求。 , 综上所述，设计的轴满足工作要求。 19 第六章 总结 随着食品工业的发展，食品深加工已越来越被世界重视，特别是快餐和方便食品的诞生，促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来。美国是世界上最大的马铃薯生产国和出口国。该产业给美国带来了巨大的经济效益。近二十年来，继美国之后，德、法、荷兰、英、瑞士、丹麦、加拿大、日本等国家，也在致力于发展马铃薯食品加工业，从而使世界马铃薯食品加工业进入到当今兴旺发达的阶段。综观我国的马铃薯加工产业，虽然我国的马铃薯种植面积居世界第一，但却产生了我国有巨大马铃薯产量却需要巨额进口的强烈反差。一方面我国有着巨大的市场需求，另一方面又是严重不足的生产加工能力。随着经济的发展，我国事物消费结构也在发生巨大的变化，快餐和休闲食品的消费将快速增长，同时马铃薯的消费趋势也将呈现多样化，其衍生产品的工业需求正在迅速增加。从宏观上看，一方面加入WTO提供了巨大的发展机遇，另一方面还有着13亿人口的国内消费市场，可见马铃薯等果蔬原料的加工将焕发无穷的魅力也势在必行。 本课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的提出就是基于上述的实际需要出发，尤其是考虑到任何一种形式的果蔬原料加工，去皮都是其中一项必不可少且重要的操作环节。去皮效率的高低和安全卫生性将直接影响果蔬原料加工的效益。针对这些特点所采取的设计方案不仅从实际产量要求出发，而且还结合经济最优化，以达到最低成本产生最大收益。本设计利用电动机为动力源，物料在圆筒形容器中，通过传动轴的作用，依靠带有磨料的工作转盘在中速或高速旋转中形成与工作转盘、筒壁及物料颗粒之间的翻转、揉搓摩擦为主，撞击为辅的综合机械作用效果从而达到去皮的目的。因此可知本课题的设计方案所依据的理论，证明是完全可行的。 本课题的设计涉及到机械制造、机械设计、理论力学、材料力学、工程材料基础等多种学科的知识。主要内容包括果蔬原料去皮机的结构设计、物料的受力分析、主要参数的选择确定、主要零件的校核及分析说明，有完整的理论阐述和设计计算，并附有大量的装配和零件图，更加直观的对整个设计加以论证。其中对果蔬原料去皮机的关键部件——传动轴作了详细的力学分析和计算，并绘制出弯矩扭矩图，通过理论以及大量的计算阐述了传动轴结构的可行性和性能特点。同时工作圆筒的结构设计也是基于相应的理论依据、计算，大量文献资料的阅读，对出售相应机械产品公司的网上查阅了解所确定的。由上可知，本设计基本实现了果蔬原料去皮机的去皮要求，是一种切实可行的设计方案。 20 谢辞 大学四年的最后阶段、也是最重要的一个阶段便是毕业设计。它是对大学四年所学知识的系统运用和总结，它将我们在书本上所学的理论知识和实际工作需要密切结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过此次毕业设计，使我在设计、计算、绘图、查找相关设计资料等方面的专业能力得到了充分的锻炼。 毕业设计的工作量是巨大的，从找资料到设计的过程中，花费了大量的时间和精力，从一筹莫展到渐入佳境，从中体会到了做为一个工科学生需要具备的素质:严谨、耐心、踏实、执着和沉毅，更需对自己所学专业的喜爱和钻研精神。看着经过几个月的努力，这项充满自己心血的设计任务得到初步的完成，心中充满喜悦和成就感。本设计在完成过程中，得到了指导老师周善炳的精心指导，从课题的确定到设计的步步进行的整个过程中都始终耐心仔细的指导我，使我从中获益良多，充实了许多课本中没有掌握牢固的知识，使整个设计能够按照预定的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 完成。 本人主要负责果蔬原料去皮机的工作原理、结构、受力分析及主要参数确定等部分的设计，由于自己知识和实际经验的局限，错误和不足之处在所难免，请广大老师和同学批评指正，让我在专业知识方面更上一层楼。同时我也要感谢我的小组成员:徐宏，在他的帮助和共同努力下使我的毕业设计更加完善。我的设计能够顺利完成与所有帮助和关心过我的老师、同学是分不开的，为此我再次表示衷心的感谢～ 21 参考文献 [1]无锡轻工业学院，天津轻工业学院编著(食品工厂机械与设备(北京:轻工业出版社，1981 温诗铸，黄平著(摩擦学原理(清华大学出版社，2002 [2] [3]张淑娟等(立式半夏去皮机的设计与研究(农机与食品机械(1997年第2期 [4]王景彬等(试论国内外果蔬脱皮方法与设备(农牧与食品机械，1991(2) [5]吴庆章(马铃薯食品加工技术(农牧与食品机械，1986(3) [6]FAG kugelfischer AG 著，李景贤译，刘家文校(滚动轴承安装设计(北京:机械工业出版社，2003.11 [7]高为国主编(机械工程材料基础(中南大学出版社，2004.1 [8]罗迎社主编(材料力学(武汉理工大学出版社 [9]唐增宝，何永然，刘安俊主编(机械设计课程设计(第二版)(华中科技大学出版社 [10]西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著(机械设计(第七版)(高等教育出版社 [11]蔡春源主编(新编机械设计实用手册(北京:学苑出版社，2002.3 [12]哈尔滨工业大学理论力学教研室编(理论力学(第六版)(高等教育出版社 [13]徐灏主编(机械设计手册(北京:机械工业出版社，1999.1 [14]周良德，朱泗芳等编著(现代工程图学(湖南科学技术出版社，2000.8 [15]施平主编(机械工程专业 英语 关于好奇心的名言警句英语高中英语词汇下载高中英语词汇 下载英语衡水体下载小学英语关于形容词和副词的题 教程(电子工业出版社 [16]成大先主编(机械设计手册(第四卷第五版)(化学工业出版社 22 23 24