小型杏子浆制作机的设计[水果打浆机]【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 = 光小型杏子浆制作机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导老师 日 期 塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 前 言 在食品生产中，并不是把 所有的原料全部加工成最终产品，在加工时必须去掉不合适的部分。在生产工艺过程中，也要根据具体的感官、理化指标的不同的要求，对半成品中的组成部分予以分离。水果打浆机适用于多种新鲜水果和蔬菜打浆分离之作用，随着人们的生活水平提高，打浆机在人们的生活中扮演的角色越来越重要。 果浆的历史几乎伴随着整个人类史，早在原始社会时期，人类妇女就已经会用石器制作原始的果浆了。在我国，元代的商人已经会用果浆、牛奶、糖和冰制作原始的冰淇淋。但是古代防腐技术十分落后，做好的果浆无法长期保存，必须及时食用，这也就影响了果浆在更广泛领域 的应用。作为人类历史上最早的文明古国之一，我国生产和应用果浆的历史十分悠久，但直到 20 世纪的 70 年代，果浆生产才在我国作为一份产业开始发展。随着科学技术的进步，机械加工技术越来越成熟，我们获得果浆的方法越来越简便快捷；还有果浆的营养价值非常高，大多数成品都会是纯天然的产品，对于现代人们来说是一种比喝可乐等饮料更好的选择，果浆中利于健康的元素更好被人体吸收，未来果浆的需求将会越来越大。 目前，世界上的水果产量和制品贸易增长迅速，我国的制品贸易在世界上的地位越来越重要，对世界的贸易产生了重要的影响。尤其 是我国的果浆产品，如杏子，苹果，橙子，番茄等；据不完全统计，我国全国每年新鲜果浆产品的消费量达到几千万吨，可见中国的水果打浆机的未来发展的道路任重而道远，我国在果浆成品的加工方面可以说刚刚起步，处于正在发展中，发展潜力非常大，市场的需求量非常大；由此可以看出在果浆的加工机械的需求上将非常迫切，这对于做机械人来说是一个不错的机遇。 关键字 ：杏子；杏子浆；制作机；螺旋购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 目 录 1. 引言 . 1 究的目的和意义 . 1 究所涉及的国内外现状及分析 . 1 2. 打浆机的基本结构 . 3 筒 . 3 碎浆叶 . 4 动方案 . 4 架 . 5 它 . 5 3. 打浆机的参数确定 . 6 筒的设计 . 6 动机的选择 . 7 速器和联轴器的选择 . 7 4. 主要零件的结构设计与计算 . 9 算皮带及皮带轮的设计 . 9 动主轴的结构设计计算 . 13 上零件的定位 . 14 定轴上的圆角和倒角 . 14 动轴承 . 14 承座的设计 . 15 浆机刮板的设计 . 15 浆机机架的设计 . 15 视孔和窥视孔盖 . 16 浆机桨叶尺寸的设计 . 16 料口出料口的设计 . 16 旋推进器 . 17 5. 轴的强度校核计算 . 19 扭转强度条件计算 . 19 弯扭合成强度条件计算 . 21 的扭转刚度校核计算 . 21 6. 传动轴键的校核 . 23 总 结 . 24 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 致 谢 . 25 参考文献 . 26 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 工程概述 果浆生产在我国作为一份新型产业开始刚刚开始发展。随着科学技术的进步，机械加工技术越来越成熟，我们获得果浆的方法越来越简便快捷；还有果浆的营养价值非常高，大多数成品都会是纯天然的产品，对于现代人们来说是一种比喝可乐等饮料更好的选择，果浆中利于健康的元素更好被人体吸收，未来果浆的需求将会越来越大。由此看来发展果浆制作机十分必要，希望能为社会带来一定的价值，让更多人喝上健康有营养的果浆。 电动机通过联轴器连接到减速 器，减速器减速后由皮带轮和皮带传动到主轴，使安装主轴上的破碎盘和刮板在高速旋转，当经过清洁处理的杏子通过进料口进入滚筒内时，破碎盘就把物料打碎排发到刮板和筛网处。由于刮板的回转作用和导程角的存在，使物料圆筒向出口端移动，移动的轨迹成螺旋状，物料就在刮板和筛筒之间移动过程中受离心力的作用而被擦碎，汁液和肉质（已成浆状）从筛孔中通过送入下道工序，从出浆口排出，皮和核等残渣则从出渣口排出，以达到自动分离的目的。只要变换不同规格的筛网以及调整刮板导程角的大小，就可以改变不同的打浆速度，获得满意的效果。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 1 1. 引言 究的目的和意义 因为果浆是用新鲜或冷藏水果，经过打浆等加工手段制成的产品。果浆饮料是人们日常生活中必不可少的食品。在炎热夏季，人们常用来消暑解热，在餐桌上也是必备之品。因它们口感甜美而深受大众欢迎。这类饮料也有其优缺点，应该引起重视。果浆中含有多种维生素和矿物质。果浆饮料里含有很多水，饮用后可补充身体因运动和进行生命活动所消耗掉的水分和一部分糖、矿物质，对维持体内的水液电解质平衡有一定作用。果浆含有很多天然招牌营养素，能增强免疫力、减少生病、延 缓衰老。特别是鲜打果浆，具有该水果的绝大部分营养、功效。服用果浆可以使消化系统、泌尿系统和呼吸道患癌症的危险低一半，同时还能有效防止动脉硬化、高血脂和冠心病等心血管疾患。所以我在拿到设计题目之后，首先经过查资料，和同学讨论，联系老师，上网查其最新的发展现状。我得到的信息是因为我国发展果浆这一产业较晚，但我国的水果产量大，在很短的时间里，已经发展成为世界上数一数二的果汁生产大国。在果浆制作机的产量也非常大、种类多，但技术含量还是不太高。我们在研究制作机就有一定的意义。这其中会有很多充满挑战的技术环节，需要我们 去挑战，我想试试。这条路可能有失败，有惊喜，我想这就是研究的意义吧。 究所涉及的国内外现状及分析 内研究的现状 改革开放十年来 ,我国果汁加工业有了飞速发展，但目前果汁饮料的质量有相当一部分不尽人意 ,影响产品质盘的两大方面，加工工艺及设备仍需作大量的工作，才能使产品质量进一步提高 8年以来 ,我国曾先后从美国、日本、原西德等国引进了 30 多条果汁果若加工生产线，这些设备技术水平先进 ,生产效率高，使我们开阔了眼界，同时也为国家创造了较好的经济效益。我国尚未形成从原料输人到成品产出的连续 机械化的成套生产线，只是在加工部分实现了机械化生产，而原料处理及成品处理尚未形成完整的配套 有的几套设备，只能对压力，温度进行显示、控制和调整，至于产品质量则缺少必要的检测传感装置 有将微机用于成套设备中 . 近些年，我国的广大科研院所及高等院校为提高我国的果浆加工业水平，都积极开展高新技术的研究，如超滤和反渗透技术用应用于果汁的澄清与浓缩 ,微波能技术应用于果汁杀菌等，但目前还停留在实验室阶段，距离大规模的工业化生产应用 ,还须进一步努力。 外研究现状 与其它食品机械一样，果汁加工机械的机电一体化目前在世界各国已初步形成了体系。在果浆加工的前处理设备中，法国的 司研制出了水果选别机，能对水果表面进行扫描鉴别其品质 ,然后反馈到机器中央管理系统，并依据其色泽，形状，品质等自动分级、并将不合格水果自动剔除。日本三井矿物冶炼公司研制的远红外线水果分级机，采用红外传感器 ,可无损测定水果大小，硬度及含糖量，其输出信号经计算机处理后，驭动执行机构使原料得以分选鉴别。美国的 司为替代人工检恻 ,研制出了自动打检机，该机使用非 破坏性电磁波 ,电磁场检测容器 ,能穿透塑料，纸购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 2 板等非金属导体物质所包装的在封箱内每一个雌头，操作者能听到每一个打检的音调 ,由音调不同而判定产品的好坏，如果是坏雌头还会发出替示闪灯，同时作剔除动作 ,并立即作资料记录、以便管理。目前，国外的许多公司在开发新产品时，都把机电一体化放在首位，在关键单机中配有微机控制系统 ,在整套设备中，备有各种参数计量装置，使包装、计量、检测一机完成；通过机电一体化，不但大幅度提高生产率，且工艺参数控制准确 ,产品质量好。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 3 2. 打浆机的基本结构 如下图 示打浆机的结构原理图，打 浆机的基本结构主要包括圆筒筛、破碎浆片、传动机构以及机架等等。 图 浆机的结构原理图 筒 圆筒的设计首先考虑的问题是能够满足正常的生产需求，它由不锈钢半圆筒上下焊接而成，采用不锈钢的原因是因为所做的加工为食品加工，必须能够耐腐蚀和防锈，不能因为材料本身而对食品造成污染，它的食品卫生条件好，且具有一定的耐冲击性和耐磨性故选用 45 钢作为圆筒设计的原材料；在靠近滚筒内壁处焊接有带有筛孔的钢制金属网；圆筒 的外壁上方有一开口，在发生问题时通过它能够观察滚筒里面的情况。出料口和进料口、出口渣的设计应该根据具体的收集装置位置和实际条件来确定。 机架入料口破碎盘主轴筛筒螺旋刮板出渣口出浆口带传动购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 4 图 网图 碎浆叶 碎浆叶在整个工作过程起着初步粉碎的作用，当料由进料口进入，经螺旋传输进入滚筒，首先要通过破碎浆叶的破碎作用在进入滚筒打浆，破碎桨叶通过轴套焊接安装在转轴上，一端通过轴间固定，而破碎盘上的曲线为螺旋曲线为基准线形成，四片叶片分一定的角度焊接在圆柱体上的。 如图 示 图 碎盘图 动方案 传统的打浆机有一种 传动设计方案，如图 4 所示，这一种就是为采用齿轮减速器与联轴器传动。根据传动方案选择的原则，综合考虑传动比、传动效率、经济等个个方面选择齿轮减速器带传动带动打浆机的方案。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 5 图 动方案 架 机架的设计应该能够较好的使机器稳定工作，不发生强烈震动，整架采用 45 钢的角铁焊接而成。 图 架图 它 滚筒的右端设有废品及残渣出渣口，下端 有产品出浆 口，左上部有入料口。购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 6 3. 打浆机的参数确定 筒的设计 根据实际要求情况，初定筛筒内经 R= 初选筛孔的工作系数为 程角 =。 产能力 打浆机的生产能力取决于筛筒的长度、直径、打浆机的转速、导程角的大小和开孔率等因素，其经验公式为 （ 由公式 a n 4 G 1642 式中 G 打浆机生产能力（公斤 /时） D 筛筒内径（米） L 筛筒长度（米） N 刮板转速（转 /分） 筛孔有效截面（即筛孔正真的工作系数，占筛孔总数的 左右，而筛孔占全部筛筒全部表面积的 50，故一般 50 25） 导程角（度） 料在滚筒内的时间 物料在滚筒内沿棍棒运动的时间为 Dn （ 由公式 a 81 4 式中 V 物料沿棍棒运动的线速度（米 /秒） 板与筛筒之间的间隙 中心截面与筛 壁间隙最大为 h 6 两端处到筛壁间隙最小： 24s 22 （ 21购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 7 由公式 22 h 由于导程角的存在，间隙之差为 式中 h 刮板最远点截面至筛筒的间隙（米） R 筛筒内半径（米） L 刮板长度（米） 导程角（度） h 截面处刮板至筛筒间隙（米） 筒筛消耗功率的计算 由于单机工作，所以取 W 4000（牛米 /公斤） 传动效率 3600（ 由公式 0 0 4 00 01 64 2 式中 G 生产能力 (公斤 /时 ) W 打浆机操作的能量消耗比率（牛米 /公斤）其值决定于原料种类、温度、棍棒转速以及筛筒的有效截面等。若概略计算，单机时可取值 W 3920 4410（牛米 /公斤），联动时取W 4900 5800（牛米 /公斤）。 传动效率 约为 动机的选择 该打浆机的生产能力 /时，每天两班制，每班八小时，工作寿命为 5 年，轴的转速为 1440转 /分。 查机械设计手册和考虑实际生产条件，取带传动效率为 所需的电动机的功率为： P 考虑电动机的效率问题和意外情况，初选电动机为 2 电动机的参数如下 额定功率： 4 电流： 速： 2890r/率： 功率因子： 重量： 45速器和联轴器的选择 据已经选定的电动机及实际情况选定联轴器为凸缘联轴器 动机的额定转速为购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 8 1n =2890r/轴器的传动效率为 过联轴器后的转速不变 . 根据所选的电动机和工作机的需求得出减速器的传动比 i=电动机的转速为 2890r/由此得出经过减速器 后的转速为 1n =1927r/图 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 9 4. 主要零件的结构设计与计算 算皮带及皮带轮的设计 由上述可知，电动机的额定转速为 2890r/定功率为 4动比 i 一台运转时间大于 10h。在经过减速器和联轴器后总体的功率为 W=4 设计功率 机器每天工作小时数大于 16 小时，载荷变动较大，查阅机械手册得 K （ 定带型 根据 9272 和 查阅机械手册得 选择 A 带型 动比 8 01 9 2 71232 其中： 大带轮的转速， 为小带轮的节圆直径， 大带轮的节圆直径。 带轮基准直径 为提高 V 带的寿命在结构允许条件下，宜较大的基准直径。由机械设计手册选定 25m 所以取 801 带轮基准直径 41 8 查机械设计手册得 250 带速 V 100060 1dV(由公式 100060 V =s 5 30 所以 符合要求 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 10 （说明：一般 V 不要低于 5 米 /秒，为了充分发挥 V 带的传动能力，应使 V20m/s） 定轴间距0)(2)(1021 （ 由公式 301 860 初选轴间距为 800（视具体结构而定） 需带的基本长度002122100d 4)()2(2 (由公式 020d 418025025021808002 ）（ =2277机械设计手册选择带的基本长度 200d 际轴间距 a 由公式 L 7622 2 2 7 72 2 0 08002 0（ a 200=729mm a 200=828此得出中心距的变化范围为 729828 带轮包角 1由公式得 1 7 0 一般 1 不小于 120 ，最低不低于 90 ，如果 1 较小应增大或用张紧轮 . 根 V 带的基本额定功率 d 和 927n 2 r 普通 V 带查表得 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 11 a 单根普通 V 带额定功率的增量 P L 于是 ）（ 11r （ 由公式 (r P 2V 带的根数 Z 确定 故取 2 根皮带 根皮带预紧力0 型带的单位长度质量 q=m 20 )00F （ 由公式 20 ）（F =211N 用在轴上的力0aF （ 由公式 轮的结构与尺寸 设计 V 带时应满足的要求有：质量小、结构工艺好、无过大的铸造内应力、质量分布均匀、轮槽工作面要精加工（表面粗糙度一般为 以减少磨损；各槽的尺寸和角度保持一定的精度，以使载荷分布较均匀等。带轮上带的速度 N 25m/s，所以选用材料为 作。 查机械设计手册 小带轮的直径为 180带轮的直径为 250小带轮的孔径 55小带轮为 孔板 轮 ； 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 12 大带轮的孔径 ，55带轮也为孔板式轮。 带轮宽度的选择： 查机械设计手册得： 对于 B 槽型基准宽度 =准线上槽深 = 取 =4准槽下槽深 = =10间距 e=15边距 =9 =10小轮缘厚 = t=9轮宽 B=（ Z 1） e 2f=（ 4 1） 15 210 65 （ 所以小带轮的直径为 : = 2 =180+24=188带轮的直径为： = 2 =250+24=258带轮直接与 减速器 相连，无较大载荷 =55孔径可以安全工 作 大带轮的重量 =292 35133N 图 带轮图 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 13 动主轴的结构设计计算 步计算轴的直径 根据强度扭转初步估计轴的直径 （ P= n=1440r/中 P 为轴的传递功率， n 为轴的转速， 轴用 45 号钢材料 取 110 计算的最小直径为 有一个键槽时，轴径增大 5% 7% 于是 轴端接在大带轮上，考虑到轴上打有孔螺纹和上面查得到的参考值取轴的最小值 即 的结构设计 轴的结构设计根据取定的最小值和各配件的安装，根据滚筒的长度和其它零件的安装，初步计算得轴的长度有 2 米，这在实际中很难加工出来的，不利于机器的大批量生产制造，故采用实心轴套空心轴的方式，这样不仅仅节省材料，减轻整机的重量，也 利于制造安装，轴的两端装有 角接触球轴承 。 据定位要求确定轴的各段直径和长度 实心轴的设计 实心轴零件图从左至右第一段端部装有大带轮， 轴上 开有键槽，考虑安装方便，此段长度取80径为 55 第二段上安有轴承，轴承安装在轴承座里面，通过毡圈密封，轴承座通过螺栓固定在机架上，此段轴长取 100径 65 第三段轴是过度端盖的一段轴，此段轴的长度取 170径为 72第 四 段上 装 破碎物料专用的破碎 盘 ，此段轴大部分位于 滚筒里面。此轴的长度取 320径为 75上开有键槽 。 第五段轴是专用固定螺旋刮板，大部分位于滚筒里面，轴长取 1000径为 80第 六 段插入空心轴以便与之相连，轴上开有一个 10螺栓孔，用于连接实心轴和空心轴，此段直径取 60长度为 275轴为过度轴。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 14 第七段轴也为空心轴，和上一段轴一体，轴径为 50的长度取 55段轴上装角接触球轴承 。 由此得出 全轴 总 长度为 2000 空心轴的设计 空心轴开有 110空心孔，这样能节省材料也减轻机身重量。 从左至右第 三 段的长度为 1000径为 80心部分直径为 60 图 轴图 上零件的定位 实心轴与大带轮的连接采用平键连接，根据机械设计手册得，普通平键的型式和尺寸（ 1096 d=55用的键 bh 为 1610，键槽用键槽铣刀加工，键长度取 64 破碎盘采用焊接方式连接在轴上，同时与轴之间有键连接。螺旋刮板采用与钢棒焊接在轴上，左端用轴肩定位轴承，右端用轴肩定位，滚动轴承安装在轴承座里面，轴承之间有轴套固定，轴承座过螺栓连接在机架上定位。 图 旋刮板图 定轴上的圆角和倒角 参考机械设计手册可知倒角 C 取 445 ，圆角 R 取 动轴承 打浆机在高速运动时，会产生较大的轴向力和径向力，在轴的两端各安装 两 个 角接触球 轴承，购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 15 可以抵消轴向力的同时也能承受较大 径向 的载荷，由于安装轴承位置的轴径大小分别为 5055承代号为 7010 7011 角接触球 轴承，它们的基本尺寸 dDT 分别为 508016和 609018，成对安装在轴承座内。 轴承的润滑方式采用脂润滑 ,材料选用 承座的设计 有轴承的型号为 7010机械设计表选定轴承座型号为 要尺寸： 长 L 宽 H 中心距 A=承座孔径及厚度 d=60=110mm g=56栓型号为： 体选用材料为： 承的型号为 7011机械设计表选定轴承座型号为 长 L 宽 H 中心距 A=承座孔径及厚度 d=60=110mm g=56栓型号为： 体选用材料为： 浆机刮板的设计 打浆机刮板的结构简图，其中刮板长 X 宽 X 高 =1400程角为 R=398 图 板零件图 浆机机架的设计 由于对打浆机的生产能力要求高，所以在筛筒及传动轴比较大且长，估计整机结构长 2 米左右，宽 1 米左右，高 2 米左右。机架为卧式机座，所以材料选用 45 钢的三角铁焊接而成。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 16 图 架图 视孔和窥视孔盖 为检查传动件啮合情况，并向机体内注入润滑油，在机体上设置窥视孔，窥 视孔盖板采用 四个 钉紧固 浆机桨叶尺寸的设计 打浆机将叶璇钻半径 R 为 3 10 (式中： W 壳体形状系数， W= B 充满系数，通常值取 B 为 G 有效容积。 由公式 3 5 R =200浆机的桨叶宽度 W W= （ =10浆机的浆片的高度 B B= （ =12料口出料口的设计 进料口的尺寸应与送料机械的卸料口相匹配。进料口与打浆机连接的角度大概取在 45 到 60 度之间，有利于物料的进入，出料口的位于浆体的下部，利于物料进入下一道工序。取其倾斜角在 15到 45 度角之间，内缩角为 10 度左右。出渣口位于打浆机的机尾部，与筛筒的末端相连。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 17 图 渣口、出浆口图 图 料口图 旋推进器 螺旋推进器位于进料口和打浆机浆片之间，起到一个传输物料的装置。没有什么高精度的要求它由一根装有螺旋 叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座上，转轴一端的轴头与驱动装置相联。料槽顶面和槽底开有进、出料口。其原理是：物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。如下图 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 18 图 旋刮板图 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 19 5. 轴的强度校核计算 扭转强度条件计算 轴的扭转强度条件为 5 0 0 0 0 （ 由公式 5. 1 得 40 55 0 0 0 0 t =中 ： t 扭转切应力，单位为 轴所受的扭转，单位为 N买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 . 20 轴的扭转截面系数，单位为 n 轴的转速，单位为 r/ 轴的传递功率，单位为 KW d 计算截面处轴的直径，单位为 许用扭转切应力，单位为 的材料为 45 号钢，查机械设计手册得 的值在 25 45间 可知轴的扭转强度是合适的 中心转轴受 2 根皮带的张力和带轮的本 身的重量 m a xm （ 由公式 5. 2 得 523702112m F =52792N 皮带轮距离轴承的距离不大于 200 则中心轴承受的弯矩： M = F L （ 由公式 5. 3 得 M =52792带轮的孔径为 55对实心轴的剪力： （ 由公式 5. 4 得 F =11 11 135 满足设计要求 根据轴的受力情况知轴的最大危险截面在左端轴承截面处 圆筒筛的体积 2 （ 由公式 5. 5 得 V=经测算水果大概的密度为 03 kg/假设西红柿全部装满圆筒筛，此时的重量： G= V g （ 由公式 5. 6 得 G=03 10 =6318N 运行时最大转矩