全自动苹果削皮机供料系统的开发与设计论文

毕业设计论文 设计（论文）题目： 全自动苹果削皮机供料系统的开发与设计 下达日期： 2013 年 10 月 7 日 开始日期： 2013 年 12 月 9 日 完成日期： 2014 年 月 17 日 指导教师： 学生专业： 机电设备维修与管理 班 级： 学生姓名： 教研室主任： 机械工程 学院 毕业论文 第 1 页 共 17 页 目录 1 市场调研 2.苹果削皮器的设计过程 3.苹果 削皮器的设计要求和注意事项 4.工作流程拟定 5自动上料系统的总体传动方案确定 6.对现有的苹果削皮机的调查报告 7编写毕业设计论文 8.主要参考资料 第 2 页 共 17 页 1 市场调研 。 通过大量的阅读资料和调查网络上已有的苹果削皮机得出了结论。在现阶段国内社会中，生活中已经存在了大量的苹果削皮机，但是，在生活中的只是个人应用的苹果削皮机，于工业上应用的大型苹果削皮机微乎其微。而工业上应用于水果罐头和饮料及饮食等水果加工的机械还是比较少的，随着我国的发展脚步前进，造成了我国果品加工总体加工技术与加工装备制造技术水平偏低。目前罐头及水果加工领域存在的最大问题就是加工过程中自动化、连续化程度低，对先进技术的消化能力差。去皮设备都停留在半自动程度，靠人工将苹果逐个插到固定针上，不仅生产效率低，而亲容易造成工伤事故；因此设计开发一种全自动苹果去皮机能有效的解决加工过程自动化及连续化水平低的问题，对其他果品加工同样适用。一份关于苹果削皮机的调研报告。 2.苹果削皮器的设计过程 苹果削皮器的设计过程通常包括两个阶段： (1)产品设计 产品设计主要包括确定主题、造型、尺寸大小、性能参数、动作类型、年龄段等。这一阶段以色 彩效果图来体现设计内容。 第 3 页 共 17 页 （ 2）工程设计 工程设计阶段包括传动系统设计、动作机构设计、控制系统设计、材料选择、安全标准要求、成本核算等。这一阶段要画出苹果削皮器的自动上料系统总传动方案系统图一张；主要机构工作原理图一张；供料系统的工艺流程图一张。 3.苹果削皮器的设计要求和注意事项 1.设计要求 苹果削皮器的设计要要求有如下几点： （ 1）除了能够对苹果皮削皮外，同时还要可以对雪梨、土豆等果菜进行削皮。 （ 2）机身的设计要精巧、美观大方、易操作。 （ 3）操作时要求合理及方便灵活，最好罐头厂、饮料加工厂、水果干 品等都能适用。 （ 4）能适应切削果体的不同椭圆度和凹凸面。 （ 6）要求能安全高效地削皮。 2.注意事项 在使用苹果削皮器时，应该注意以下事项： （ 1） 削皮刀片十分锋利，请在使用时注意手指；当刀头切削时候，因为苹果表面不平而被卡住时，不要用力继续。 （ 2） 旋转台，应该倒旋旋转台，使刀头离开被卡处；此款只适用于苹果般大小，果肉较硬的圆型水果。 第 4 页 共 17 页 （ 3） 使用完，用水冲洗，擦干后装好刀和固定针套，防止长期与空气接触而生锈。 （ 4） 请把刀片转到固定针的下面，以确保拿苹果时不会划伤手指，有削皮时，不要把手指放在削皮器可以削到的地方。 4.工作流 程拟定 。 对于整体而言，这次我们主要设计方案在于插果机构、削皮机构、切块机构、卸载机构、圆盘插针组件以及机架。 除了主要的设计方案外，还要设计出工料机构的输送苹果时通过振动自动调整方位，通过传感器及计算机图像识别软件对苹果的放置情况进行识别，并通过气缸气压的推动将没达到放置要求的苹果进行剔除。输送带可以通过自我调整速度。 通过振动传送带的输送的末端设计的自动化机械抓手把苹果插到去皮机圆盘上的固定针上，去皮机圆盘通过自动转动可以连续插果，而削皮所应用的刀子都是同样规格的弹簧刀，以便适应于苹果的不规则表面。圆盘 的转动可以通过自我调整速度。 对于切块及去核机构的设想是在插果圆盘的基础上设计一个和圆盘同时旋转，并且拥有和插针一样数量的切块去核机构，切块机构可以人工设定切块时间和方位及角度，自己可以设定于削完皮以后直接切块去核，同时在除了插针插果与切完块的间隙时间的圆盘的边缘设计一个漏斗口，最后设计一个阻挡果仁随圆盘转动的障碍。切块机构同样拥有自我调整速度。 剩下的果仁通过漏斗口掉落到传送带上，自动运输余下一个加工环节。 第 5 页 共 17 页 1.电动机 2.电动机传动轮 3.涡轮蜗杆 a 4.涡轮蜗杆 b 5.齿轮 6.涡轮蜗杆 c 7.齿轮 8.插针 9.弹簧刀 10.切片刀 11.传动轮 电动机 1 电动机传动轮 2 传动轮 11 涡轮蜗杆 4 齿轮 5 齿轮 7 通过电动机的带动使动力传动到齿轮 7，通过齿轮 7 的转动来带动机台的转动。 电动机 1 电动机传动轮 2 传动轮 11 涡轮蜗杆 3 涡轮蜗杆 6 当苹果切片装置到达指定位置时，通过涡轮蜗杆 6 带动相应的操作杆使切片刀运动往下以便切片。 9871 065121 134 第 6 页 共 17 页 削 皮 区切 片 区挡板和漏斗口 挡板和漏斗口 同时在苹果削完皮以后，对于苹果的皮处理，可以在削完皮以后的最后设置一个挡板，利用挡板阻碍苹果皮的流传，并且设计一个漏斗口，让苹果皮从漏斗口溜出去处理掉苹果皮。 苹果皮可以利用以上原理可以处理掉，那么对于切完片的苹果我们也可以利用挡板和一个漏斗口时切完片的苹果流出去 ，进入下一个环节。 第 7 页 共 17 页 5自动上料系统的总体传动方案确定。 自动上料系统在许多的工业机械中都已存在，普遍的利用于传送带来运转，传送带的利用比较方便，生产的厂家也多，经济价格也实惠，而我们设计的这一款水果利用的自动上料系统也可以利用到传送带，并且对其传送过程还添加了一些电子产品，以便于在传送的时候可使苹果自动定位好。 运输支撑架苹 果 淘 洗 装 置 苹 果 运 输 轨 道烘 干 消 毒 装 置注 入 管 道注 入 水 及 洗 涤 液齿 轮 1齿 轮 2旋 转 叶 片齿 轮 3排 污 通 道电 动 机 第 8 页 共 17 页 虚线框的区域是说明这一区域的传动线路，通过电动机的转动带动齿轮 1，再由齿轮 1 把动力传送到齿轮 2，齿轮 2 的转动带动齿轮 3，同时齿轮 3 带动旋转叶片底的涡轮蜗杆，由涡轮蜗杆把 动力传送给旋转叶片，旋转叶片转动时就是对苹果的梳洗。而所用的洗涤液及水是通过注水系统注入，洗完后的污水通过排污通道排出。 对于淘洗以后的苹果则是通过传送带的传送到达烘干系统，通过烘干系统，蒸发掉苹果表面的水渍，烘干以后的苹果通过传送带传送到苹果的定位系统。 进入定位系统后，再其底部利用旋转叶片对苹果进行定位，并在下部安装气压喷气孔使其更好的定位。当旋转叶片不能更好的定位时，气压孔会把苹果吹动起来，然后旋转叶片再对苹果定位。 定位的全程过成程中利用电子软件对整个定位通道全程扫描定位调位。如发现没有定位好的苹 果，系统立即做出判断对其从新定位，使其定位好了以后可以正确安装到插针上面。 定位好了以后的苹果可以通过定位系统末端的电子机械操作手夹起，夹起以后排 水 漏 斗 孔气 压 输 送 孔苹 果 调 位 装 置苹 果 调 位 齿 轮苹 果 摆 放 位 置 第 9 页 共 17 页 的苹果通过电子机械操作手正确合理的插到插针上面，然后进行削皮、切片。 6.对现有的苹果削皮机的调查报告 （ 1） 苹果手动削皮机，如图 1-2 所示。其插针冒内有用于插苹果的插针，机器不用时插针冒用于保护作用，防止扎伤。使用时讲苹果插针与插针上，手摇带动苹果转动同时将苹果向右推进，其仿形刀具在弹簧的作用下紧压于苹果表皮，苹果一边转动，一边削皮。该机用于个人家庭使用，由于其削皮速度 极慢，劳动强度高，不宜生产使用； （ 2） 多果自动去皮机，如图 1-3 所示。首先由人工将苹果梗垂直于水平面的方向放置于苹果槽内，气缸推杆伸出带动升降板及其上的 电动机、插针等一同向下移动，直到将苹果插于插针，之后气缸推杆回缩，将苹果提升至削皮高度，电动机带动插针、苹果一起旋转，直到完成苹果削皮工作，最后由人工将苹果卸下。该类去皮机每一台机器至少一人、甚至两人负责放果卸果，该机之劳动强度属四类去皮 第 10 页 共 17 页 机中最大者，生产效率低； （ 3）单果自动去皮机，其工作原理如图 1-4 所示。该类去皮机的转盘上设有数个苹果转动插针，均匀分布于圆盘的圆周之内。首先由人工将苹果插于苹果插针，圆盘转动一定角度，苹果被送于去皮工位，完成去皮工作，圆盘再转动一定的角度，苹果完成切片工作，圆盘继续 转动，苹果被送于去核工位，苹果核在该工位被除去，至此完成一个工作循环。此类去皮机较（ 1）去皮速度快，但其仍然依靠人工上果，生产速度多由人工的熟练程度决定； 第三类去皮机是目前企业所用比较流行的机种，其产品有 6GY-300 型苹果削 第 11 页 共 17 页 皮、挖核、制瓣机。该机主要由箱体、中间座、送进机构、走刀机构和夹具、液压机械传动动机构等组成。其外形结构见图 1-5 所示。该机在 90 年代初期可以说是一台自动化程度较高，加工质量较好的设备，它可以在一条主轴线上完成削皮、挖核和制瓣三道工序。 （ 4）苹果去皮拥核切瓣机，如图 1-6 所示的机器外形。其原理可以分析为是利用机械原理的水果削皮机由 PLC 控制，能完成削皮、拥核（切端）、切瓣、护色多个动作，削刀能自动紧贴果子外形变化，削皮厚度可调，因而去皮果损少，果肉利用率高。在触摸屏上设定参数及动作，把果子放进料斗后自动削皮、切端，同时护色槽内的液体循环喷淋被削果子，防止氧化变黑。条形果皮、圆 形端皮、去皮果 第 12 页 共 17 页 肉分别从三个出口出来。每小时大概可以削苹果 1500 左右。 应用的范围也是比较广，可以适用于有核果蔬，包括苹果、梨子等。苹果削皮机是加工罐头、果脯、果干、果粉、果酱、果汁加工厂的必要设备。与传统人工削皮相比，具有削皮效率高，削皮厚薄均匀，果损少，质量稳定，安全卫生的优点。 这种苹果削皮相比于前面三种而言，效率高、利用率高、质量稳定；对工厂来说也是规模化、自动化，与我国的果品发展也是有利的。 7编写毕业设计论文 全自动化 苹果削皮机应征了当今社会上的企业工厂需求，而一款操作简单需求量大、操作员工人少的机械、自动化性能高的苹果削皮机还是比较少的。已经存的苹果削 皮机大部分都是生活中家庭中应用的单式手摇式水果削皮机。 由于传统食品生产企业普遍存在生产工艺原始、繁杂，生产效率偏低、标准化程度不高等劣势，难以适应现代市场环境对产品的要求。例如果脯产业等因此，传统食品发展首先要现代化，所谓现代化就是要引进现代食品加工理念、赋予现代食品加工技术，只有在这样的基础上，传统食品的发展才能规模化、产业化。 第 13 页 共 17 页 传统食品是相对于现代食品而言，一般有两种界定形式。一是将手工食品即由餐饮业或家庭烹饪手工才做的食品定义为传统食品，称之为狭义的传统食品；二是将已由手工食品过渡到工厂生产，但是机 械化水平相当低的工业食品业包括进去，称之为广义的传统食品。 传统食品现代化是指传统食品由原来落后的传统形态向现代化形态转变的过程，是实现加工过程定量化、标准化、机械化和工业化。可以概括为五个方面的内容：一是用现代工业装备传统食，打破手工、机械化水平低的传统加工局面；二是用现代化科学武装传统食品，逐步取代或提高传统的生产技术和加工经验；三是由掌握现代化科学技术知识的劳动者从事传统食品行业，是劳动技能和创造力大为提高；四是在充分认识和掌握传统食品内涵的基础上，合理利用自然资源，不断挖掘传统食品的附加潜力；五是采 用现代化的经营体系管理传统食品行业，实行专业化、商品化、社会化、工业化生产，充分发挥人类智慧的能动作用和物质条件作用。 随着我国的水果罐头产业及果品加工产业的发展，世界上的其他国家水果加工产品消费的增长，我国水果加工产品出口的发展面临着良好的机遇。尽管高新技术在我国果品加工得到了逐步应用，加工装备水平也得到了明显提高，但是由于缺乏具有自主知识产权的核心关键技术与关键制造技术，造成了我国果品加工总体加工技术与加工装备制造技术水平偏低。目前这一领域面临的最大问题就是加工过程中自动化、连续化程度低，对先进技术的消 化能力差。去皮设备大都停留在半自动化程度，靠人工将苹果逐个插到固定针上，不仅效率低下，而且容易造成工伤事故；因此设计开发一种全自动苹果去皮机能有效解决加工过程自动化及连续化水平低的问题，对其他瓜果的工业加工发展也起到了重要作用。 我们在设计这一款苹果削皮加工自动化产品的同时也带动了中国的经济生活 第 14 页 共 17 页 水平的发展。而这一款全自动化的苹果削皮机主要利用机械化的链条来实现的。全自动化苹果削皮机设计的过程虽然是艰辛，但是赢来了却不仅仅是我们得美好生活，同时也是大家的美好生活。 其下我对于这一款苹果削皮机简单的介绍一下 。 设 计的主要 是全 自动插针切片 ，我们用的是旋转圆盘的旋转来插针和切片，圆盘可以设定相应的旋转速度。在圆盘运转以后，通过机械抓手把苹果从输送轨道抓起插到插针上。削皮刀的走刀轨迹为一定的局部圆弧，刀具具有足够的浮动量，用以弥补固定圆弧轨迹与果实外形的差异，从而保证了对同一品种的多数果实均匀削皮。制瓣采用固定刀座，当削皮结束后，直接进入制瓣处通过固定切片刀对苹果制瓣及除核，可已根据要求将果实切为片状或块状及不同的瓣数。当切瓣及除核以后，同过摆荡把果皮或果仁弄到挡板处，利用专用漏斗口把果皮或果仁处理进入下一个环节。 而随 着控制技术以及传感技术的日新月异，实现该环节的自动化完全可以利用现有的各种控制电机，传感器以及传动零件、组件。这样及省去了一大笔传统机械的维护费用