一种蔬菜清洗机的设计

1、目 录摘要1第一章 绪论3 1.1 蔬菜清洗的目的及意义3 1.2 清洗工艺及设备设计的要求3 1.3 蔬菜清洗机的工作原理 3 1.4蔬菜清洗机的研究现状4 1.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题及发展趋势5第二章 方案设计6 2.1 总体方案的论证6 2.2 传动方案的论证6第三章 结构设计9 3.1 电动机的选用9 3.2 减速器的选择10 3.3 机械传动装置的总体设计与计算11 3.4 机械传动件的设计与计算12 3.4.1 链传动的设计与计算12 3.4.2 链条的设计与计算13 3.4.3 链传动的主要失效形式14 3.4.4 滚子链的静强度计算15 3.5链轮的基本参数和尺寸15

2、3.6 滚子链传动的故障与维修17 3.7 摩擦轮的设计与计算18 3.7.1摩擦轮方案的选择18 3.7.2 摩擦轮的主要失效形式21 3.7.3 摩擦轮的材料21 3.7.4 摩擦轮传动的设计与计算21 3.8轴的设计与计算23 3.8.1 轴的材料23 3.8.2 轴的结构设计23 3.9 轴承盖的设计与计算24 3.10轴承的选择和润滑及其寿命的计算25 3.10.1 轴承的选择25 3.10.2 轴承的润滑26第四章 超声波清洗装置的运用28 4.1 超声波清洗的原理28 4.2超声波清洗的方式28 4.3 超声波清洗的特点29 4.4 超声波清洗的主要技术参数29I 4.5 超声波

3、清洗装置的设备组成及特点29 4.6 超声波清洗装置的操作流程30清洗废水的处理32结论33设计感言34致谢35参考文献36 II摘要 蔬菜是人们日常生活中非常重要的一种食物，它能够给人们提供非常丰富的维生素、纤维素、矿物质以及其他人体必需成分，人类的日常生活中离不开蔬菜，蔬菜在人类历史中占据很重要的地位。清洗蔬菜的目的是去除蔬菜表面上的泥沙、杂质以及寄生虫卵等，给将来的蔬菜加工以干净的菜源，这是蔬菜加工过程中的一个非常重要的环节。净菜加工是新鲜的蔬菜经过挑选、清洗、整理、包装等工序后，用小包装的形式在市场上进行销售的洁净的蔬菜，净菜具有干净、卫生、方便、安全等特点，它的发展趋势以及市场前景十

4、分广阔1。目前，我国的蔬菜清洗主要以手工清洗方式为主，手工清洗蔬菜有着劳动强度大、效率低、耗水量大、清洗分散等诸多缺点，然而蔬菜加工必然向保鲜、营养、方便的方向发展，手工清洗满足不了大众百姓的需要。在这种条件下，使用蔬菜清洗机等设备，能够极大的提高劳动生产率。现在市场上已有的蔬菜清洗类机械清洗叶类蔬菜时会对蔬菜产生一定的损伤，不能满足人们的要求。为此，本文回顾了一些新的蔬菜清洗机。这种清洁机械的能有效地去除污染物的蔬菜表面上，并且具有的蔬菜（包括叶菜类蔬菜）的结构没有损伤，并且还具有对蔬菜细菌一定的杀伤作用。关键词：蔬菜； 清洗机械； 超声波； 气泡； 灭菌Abstract Vegetable

5、 is the stable food that people necessarily acquire in everyday life , and the vital source of vitamin, mineral substance, dietary fiber and so on. Vegetable is the indispensable nutrition in our bodies , and play a role in daily life. Vegetables cleaning is to remove the surface of the sediment, im

6、purities and parasite eggs, vegetables for subsequent processing to provide a clean source of food, it is the important link in the process of vegetable processing. Clean vegetables processing is a fresh vegetable after picking, cleaning, sorting, drain well, packing and so on process after processi

7、ng, the sale in the form of small package of clean vegetables type goods, clean vegetables has many characteristics, such as clean, hygiene, convenience, safety, and the future development of it market prospect is very broad. Dominated by hand at present, Chinas vegetable cleaning method, manual cle

8、aning, with large labor intensity, low efficiency, high water consumption, and clean dispersion, etc, and vegetable processing will develop in the direction of the preservation, nutrition, convenience, manual cleaning cannot meet the needs of vegetable processing. Therefore, using vegetable cleaner

9、or cleaning equipment, can improve labor productivity. According to the resent position, the vegetable cleaning device was designed, the existing washen of vegetable is prone to damage the leaf-vegetable and is unfit for leaf-vegetable cleaning. Therefore, A new-style washer of vegetable was develop

10、ed. The machines washing force is ultrasonic and air bubble. When the washer is used to clean vegetable, the contamination of vegetable surface is clear away effectively and the bacterium is killed to a certain extent and the vegetable organizational structure (including leaf-vegetable) is not damag

11、ed.Key Word: vegetable; washer; ultrasonic; air bubble; killing bacteria第一章 绪论1.1蔬菜清洗的目的及意义采摘的蔬菜表面经常有土壤，沙子，残余农药，腐殖质污染物等。清洁是去除这些污染物和减少细菌总数的有效手段。蔬菜表面细菌总数越少，蔬菜保鲜时间越长，清洁也是延长蔬菜保鲜时间的重要手段。目前，中国的蔬菜清洗一般采用水浸和人工清洗。蔬菜清洗的机械化程度很低，因此研究蔬菜清洗机是一种必然的趋势。 1.2 清洗工艺及设备设计的要求在选择清洗工艺及设备最重要的就是考虑清能够达到的干净程度。对不同清洗程度要求的清洗需要选择不同的清

12、洗工艺装备。洗净程度越高，清洗成本也会越高，并且生产成本是以指数方式递增的。所以设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：1. 可靠性 要求选用的清洗工艺以及设备要有稳定的清洗质量，能达到所期望的洗净程度；2. 对待清洗对象的影响 要求在清洗过程中对清洗的蔬菜造成的损失要尽量能小，还有不能由于设备工艺问题产生二次污染；3. 利于自然环境的保护 要求清洗工艺设备可以尽可能减少清洗废液、噪声、废气的排放以减少对自然环境造成的破坏；4. 效率 清洗工艺及设备要具有效率高、节约劳动力的特点；5. 良好的作业环境 要求所用的清洗工艺及设备可以在良好的环境下作业，使工人的健康安全有所保证；6.

13、 经济性 要求既能达到需要的洗净程度，又能够降低成本的要求。食品加工原料经常在成熟，运输和储存过程中被灰尘，沙粒和微生物污染。因此，在加工前必须仔细清洗，必须除去杂质和不合格的部件，以便后续加工。1.3蔬菜清洗机的工作原理滚筒式蔬菜清洗机通过圆形滚筒的旋转使圆形滚筒旋转，同时用水管喷洒高压水以清洗翻转的原料以进行清洁。污水和沉淀物通过底部收集漏斗从滚筒的筛网排出。该机器适用于清洁柑橘，橙子和土豆等硬质材料。滚筒式清洗机是一种比较实用的食品加工机，由机架，电机，皮带传动系统，减速机，联轴器，链轮传动系统，轴承，螺旋滚筒，冲洗水管组成。 ，挡板和排放机构组成。电动机和减速器固定在框架上，电动机通过

14、皮带传动系统与减速器连接。减速器通过联轴器连接到小链轮，大链轮驱动滚筒上的摩擦轮使滚筒旋转，滚筒内部呈螺旋状。导板在旋转的同时驱动食物排出。该新型滚筒蔬菜清洗机结构简单，能耗低，运行可靠，制造成本低，节水。1.4 蔬菜清洗机的研究现状随着生物技术、蔬菜加工技术的迅速发展，使人们获得干净卫生、无公害、无污染的新鲜蔬菜将成为当前的主流。在蔬菜消耗量较大的学校、酒店、工厂食堂以及各种蔬菜加工厂等，手工清洗显然不能满足其需要。我国对蔬菜清洗技术的研究于20世纪90年代中后期开始兴起的，科学家们经过多年的努力研究终于取得了一定的成就3。1.4.1国内蔬菜清洗机的发展情况1996年，由袁巧霞等开发的GL-

15、I根部蔬菜洗衣机，旋转滚筒的横截面为六边形，由横向板条焊接，并且通过滚筒的冲击实现清洁的目的。与材料一起旋转。同时，沿着滚筒的长度布置喷水管，使得到排出口的进料口喷洒相同量的水。然而，这种方法不断变换水并消耗大量的水4。2000年高英武等研发的震动喷淋式清洗机，分析了蔬菜在清洗过程中的运动和受力情况并建立了运动、速度与加速度方程，与此同时，叶类蔬菜的损伤机理进行了分析。然而，运动参数需要被进一步优化5。2001年，李云飞讨论了气流增强对蔬菜洗涤中洗涤速率的影响机理，研究了气流对蔬菜和水的干扰对蔬菜清洗效果的影响。实验结果表明，积聚在水的上部的大量气泡和洗涤槽的液面扩大了30mm。然而，只有气泡

16、驱动水的运动来清洁蔬菜，因此水对蔬菜的力的影响是有限的，导致清洁时间过长和效率低6。2003年，高翔和其他超声波清洗用于清洁新鲜切割的芹菜。超声波气泡用于清洗新鲜蔬菜10分钟，有利于灭菌，封装和保险，延长保质期。该清洗方法只对洗涤或半清洁后的蔬菜的第二清洗有很大的影响，并且是不适合的蔬菜7初始清洁。陈玉凡从理论上分析了高压水射流清洗机的两个主要参数(压力与流量)对清洗效果的影响，发现该射流束以喷嘴中心轴呈对称分布并且为锥形发散分布。其工作原理是：一个或通过喷嘴孔喷出的普通水通过高压水泵加压到数百甚至上千个大气压经过高度浓缩的高压水流（也称水弹）。速度通常是亚音速速度和超音速之间。它有相似的能量

17、的子弹，它是用来吹的污垢。它的规模和堵塞很大的影响和破坏力。这种方法可以更彻底地去除杂质，灰尘等，方便和快速清洁，并具有清洗效率高。但较大的射流能量容易破坏蔬菜组织，不适合于蔬菜清洗，但高压水射流技术对蔬菜清洗的研究具有一定的参考价值8。2004年，吴玉发等研究了水煤气浴叶测量洗衣机，该洗衣机利用水下气泵产生的气体使气体在向上运动过程中冲击叶菜并振荡。水波和气体的爆破后的溅水进入叶的表面，并在茎的裂缝，并且砂和碎屑影响用于清洁的目的。然而，水流的运动主要来自于喷水管的作用，从而使蔬菜从喷雾水管远离的清洁效果降低，并且水消耗大9。2008年，赵长兵等开发出一种扰气式洗菜机。为了防止清洗过程中水流

18、的移动趋于稳定状态或运动死区，清洗?机采用两组间歇工作的气孔，气泡与水面或蔬菜碰撞引起气泡坍塌，产生高速微射流和冲击力。从而去除蔬菜表面的污渍。然而，在底部气泡对蔬菜的影响的双重作用下，蔬菜表面的力减小，蔬菜的周转减弱，清洁时间延长，蔬菜表面的清洁效果减少了10。1.4.2 对国内蔬菜清洗技术的展望我国自2001年加入WTO以后，已有18年的时间，尤其自2008年世界经济出现危机以来，世界工业的步伐放缓，甚至出现了倒退现象11。在这种新形势、新情况下，我国的蔬菜清洗技术12需努力向以下方向发展：（1）建立产学研结合的运作模式，提高产品的研发水平和技术创新能力。目前的蔬菜洗衣机对根茎类蔬菜（如马

19、铃薯，土豆，西红柿等）有较好的清洁效果，对叶类蔬菜（如菠菜，小白菜等）的清洁效果不理想，因为叶菜蔬菜被清洗干净。如果力太大或运动不规则，则杆和叶容易损坏，这会导致营养价值下降。因此，对于叶类蔬菜，有必要综合考虑运动方式和速度，蔬菜的力量，清洁装置的安装位置和高度等，不仅要满足清洁率要求，还要满足蔬菜无损害，保持营养价值的要求。（2） 加大对蔬菜清洗技术研发的投入，同样要注重对节水、节电的研究。因为蔬菜清洗装置消耗整个清洗机的大部分能量而且还消耗大量的生活用水，故在保证蔬菜清洗效果的同时，如何降低能源消耗、充分利用水资源等方面也是研究的一个难题。（3）注重高新技术的应用，努力地将电气化、自动化、

20、智能化以及计算机技术融入到对蔬菜清洗技术的研究，提高产品的科技水平，使之产生较大的社会效益和经济效益。1.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题与发展趋势我国对蔬菜清洗技术的研究经过多年的发展，虽然取得了一定的成绩13但纵观各类蔬菜清洗机可知，还存在着不少的问题：（1） 蔬菜清洗机的种类少，品种单一14。目前的蔬菜清洗机主要有回转滚筒式蔬菜清洗机、震动喷淋式蔬菜清洗机、水气浴叶菜清洗机、以超声波和气泡为动力的蔬菜清洗机。（2） 机电一体化程度不高。目前研制的蔬菜清洗机大多是以机械的方式实现对蔬菜的清洗，而机电一体化与自动化程度水平应用较少，几乎没有应用智能化。（3） 技术与计算机技术。因此科技含量不高

21、。（4） 清洗结构单一，通用性较差。由于设计的差异性，使得各类蔬菜清洗机的结构与零部件各不相同，故不利于零部件上的通用性，从而维修起来不方便。（5） 基本处于研究阶段，进入产业化生产还有很长的距离。目前，我国的蔬菜清洗机大多数都处于在各类大学或研究所的研制阶段，生产出来的机型就更少，距离产业化还有较长的路要走，远远不能满足蔬菜加工的产业化。集约化生产规模的需求，供给需求方面的矛盾较为突出15。第二章方案设计2.1总体方案的论证 清洗机的效率主要取决于清洗机的清洗机器，清洗机还有一些其他的主要机构如传动系统和集成装置。下面论证一些常用的传动系统。方案一 清洗机器的传动：电动机高速运转经过皮带轮传

22、动主轴使摩擦轮高速旋 转。 滚筒的传动： 由电动机经链轮传动带动托轮，再经过摩擦传动滚筒。方案二 清洗机器的传动：电动机高速运转经齿轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。 滚筒的传动 ：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再由齿轮传动滚筒方案三 清洗机器的传动：电动机高速旋转经过链轮主轴使得摩擦轮高速旋转。 滚筒的传动 ：由电动机经过齿轮传动带动托轮，再经过齿轮传动滚筒。三种方案的比较： 方案1具有紧凑的结构，合理的布局，传输简单，可靠性高，使用寿命长，成本低，简单的处理，并进行综合比较方案1被选择。2.2传动方案的论证2.2.1方案一：齿轮传动图2-1齿轮传动 齿轮传动的主要优点是：1） 效率高 在常用的

23、机械传动中，齿轮传动的传动效率最高能达到95%以上。2） 结构紧凑 结构紧凑，齿轮传动所需的空间尺寸一般会比较小。3） 工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达十年以上，这也是其他机械传动所不能比拟的。4） 传动比稳定 传动比恒定往往是对传动性能的基本要求。这一特点使得齿轮传动获得广泛运用。 不过，齿轮传动存在不少缺点。齿轮传动的制造及安装精度要求非常高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 综合考虑齿轮传动的优缺点，齿轮传动应满足的基本要求是：1） 瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小， 能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；2） 在尺寸小、质量

24、轻的前提下，轮 齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。2.2.2 方案二： 带传动图2-2带传动带传动的主要优点是：1） 缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；2） 带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件起保护作用；3） 适用于两轴中心矩较大的场合；结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。带传动的缺点:1) 由于弹性滑动，瞬时传动比不准确；2) 需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的附加应力；3) 整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；4） 带的寿命较短，传动效率较低。综合考虑带传动的优缺点，带传动主要用于：1） 速度较高的场合，多用于原动机输出

25、的第一级传动。2） 中小功率传动，通常不超过50kw。3） 传动比一般不超过 7，最大用到 10。4） 传动比不要求十分准确的场合。2.2.3 方案三： 链传动图2-3链传动链传动综合拥有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：1） 链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高。2） 链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑。3） 链传动能在高温和潮湿的环境中工作。4） 链传动的制造与安装精度要求较低，成本也抵。链传动的缺点是：1） 只能实现平行轴间链轮的同向传动，运转时不能保持恒定的瞬时传动比。2） 磨损后易发生跳齿，工作时有噪声。3） 不宜用在载荷变化很大、高速和急速反

26、向的传动中。用于链传动适用场合：在与大的中心的距离，多轴和准确的平均传动比变速器被广泛使用。链传动可用于开放带动，低速重载传动，具有良好的润滑高速驱动。由滚子链传送的功率通常低于百千瓦，链条速度低于15米/秒，传动比为i = 7。目前，它的最大发射功率可达到500千瓦，和最高中心距离可以达到8米。综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计的传动方案采用方案三，即采用链传动。第三章结构设计3.1 电动机的选用 无论是电机的功率选择是否适当对电机的运行和经济的影响。如果功率被选择为小于所述工作要求，马达不能保证工作装置的正常操

27、作，并且马达可过早地损坏，由于长期过载;如果电源选择低于工作要求更高，在一方面，电机的价格太高，而能量不高。要充分利用它，而另一方面，电机往往无法满负荷情况下移动，其效率和功率因数低，造成浪费。选用电动机应遵循以下几个要点:1) 根据机械负载特性、生产工艺、成本等综合指标，合理选择电动机的类型2) 根据机械负载所要求的过载能力、起动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，力求运行安全可靠并且经济3) 根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构型式4) 根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速5) 根据使用环境温度，维护检修方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘

28、等级和安装方式6) 根据电网电压、频率，选择电动机的额定电压、频率综上所述，在选用电动机时，要严格执行国家标准，积极采用节能产品，提高综合经济效益。根据设计取 滚筒外壳体积：摩擦圆体积：护板体积：查表得滚筒外壳质量： 摩擦圆质量： 护板质量： 滚筒总质量： 滚筒重力： 清洗机机的最大装载量:工件所受重力： 满载时每个托轮所受切向力： 滚筒线速度： 滚筒所需功率： 查表得： 电动机至滚筒的总效率电动机所需功率所以选用电动机额定功率由于滚筒转速不高，可选用Y系列三相异步电动机，根据额定功率选用Y132M-8型。3.2减速器的选择 因为该清洗机中传送带的转速较慢，根据蔬菜自身的特点和性质，选择传动比

29、较大的摆线针轮减速机。摆线针轮减速机的适用范围：分为单极摆线针轮和两级摆线针轮。其中又分为立式和卧式；双轴型和直联型摆线针轮减速机。适用于冶金、矿山、化工、纺织、轻工等行业，其适用条件如下：输入功率PI： 单级0.6-75kw； 两级0.052-13.41kw；传动比： 单级11-87，共九种； 两级 121-7569，共18种根据前面的设计要求，最终选用单级卧式摆线针轮减高速轴的转速不大于1500r/min，减速机可用于正反两向运转。速机，型号是：BDY2215-3517-0.34此减速器的输出转速是2.5r/min， P=0.24kw 3.3机械传动装置的总体设计与计算图3-1机械传动装置

30、 因为电动机已经选择了Y132M-8型电动机，所以电动机的满载转速，工作轴的转速，因此就可以分配传动比但是，在分配传动比的时候要注意以下几个要点1） 每级变速器的传动的传动比优先在推荐范围内选择，对减速传动尽不应该超过其允许的最大值。2） 应注意，尽量减少传动级数，传动机构的数目，力求传动系统简单，以提高和减少精度的降低。3） 应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，不可以造成干涉。4） 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。由此分配各级传动比因，取 则计算传动装置的运动参数和动力参数a） 计算各轴的转速1轴 2轴 3轴 滚筒转速b）计算各轴功率1轴 2轴 3轴 c）计算各轴转矩轴 轴 3.4机

31、械传动件的设计与计算3.4.1链传动的设计与计算图3-2链传动3.4.2链条的设计与计算初取小链轮齿数则大链轮齿数，取初定中心距，一般取，取以节距计的初定中心距链条节数 取 （取偶）计算额定功率查表得为工况系数，为齿数系数，为链长系数，为排数系数，根据查得：应选用单排12A型滚子链，p=19.05mm链条长度计算中心距，查表 实际中心距,一般 链条速度 有效圆周力 作用在轴上的力F 3.4.3链传动的主要失效形式a. 链的疲劳破坏链在运动过程中,每个原始部件中的可变应力的作用下进行操作。在一定数量的循环后，将链板将由于疲劳断裂;所述套筒和所述辊的表面将被疲劳和麻点，由于影响。因此，链的疲劳强度

32、变得确定载重链传动的能力的主要因素。b.链条铰链的磨损在链，销和衬套的铰链的工作不仅承担着较大的压力，但也有相对转动，这将导致铰链穿。其结果是，链条节距的增加和的链的总长度增加，从而使链松动。侧凹陷的变化，并在同一时间增加运动和动态负载的不均匀性，导致跳齿。c.链条铰链的胶合当链速较高时，链节受到的冲击增大，铰链中的销轴和套筒在高压下直接接触，在两者相对转动中会产生大量摩擦热，从而导致胶合。所以说胶合在一定程度上限制了链传动的极限转速。d.链条的静力破坏当链条的速度低时，如果链载荷不会增加，并且变形继续增加，链被认为是被破坏。这使链条变形最小负荷继续增加将限制可承受最大载荷。3.4.4滚子链的

33、静强度计算在低速（）重载链传动中，链条的静强度占主要地位。如果仍用额定功率曲线选择计算，结果常不经济，因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数S为820，远比静强度安全系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使命寿命过短，传动功率过大，也需进行行链条的静强度验算。链条静强度计算公式为 式中 为静强度安全系数； 为工况系数； 为排数系数； 为有效圆周力；,并查表得，所以为许用安全系数，一般为48；如果按最大尖峰载荷来代替进行计算，则可为36；若速度较低，从动系统惯性较小，不太重要的传动或作用力的确定比较准确时,可取小值；为单排链极限拉伸载荷。因为此传动速度较低可取最小值，取所以满足

34、要求 3.5 链轮的基本参数和尺寸链轮齿数 配用链条的节距 配用链条的滚子外径 小链轮分度圆直径 小链轮齿顶圆直径 取小链轮齿根圆直径 大链轮分度圆直径 大链轮齿顶圆直径 取大链轮齿根圆直径 链轮齿宽 查表得 , 为链条内节内宽所以 图3-3齿形 3.6 滚子链传动的故障与维修表3-1 滚子链传动的故障与维修故障原因维修措施链板或链轮齿严重侧磨1.各链轮不共面2.链轮端面跳动严重3.链轮支承刚度差4.链条扭曲严重1.提高加工与安装精度2.提高支承件刚度3.更换合格链条链板早期疲劳开裂润滑条件良好的中低速链传动，链板的疲劳是主要矛盾，但若过早失效则有问题：1.链条规格选择不当2.链条品质差3.动

35、力源或负载动载荷大1.重新选用合适规格的链条2.更换只连合格的链条3控制或减弱负载和动力源的冲击振动滚子提前碎裂1.链轮转速较高而链条规格选择不当2.链轮齿沟有杂物或链条磨损严重发生爬齿和滚子被挤顶现象3.链条质量差销轴磨损或销轴与套筒胶合链条铰链元件的磨损是最常见的现象之一。正常磨损是一个缓慢发展的过程。如果发展过快则1.润滑不良2.链条质量差或选用不当1.清除齿沟杂物或换新链条2.清除齿沟杂物或换新链条3.更换质量合格的链条。外链节外侧擦伤1.链条未张紧，发生跳动，从而与邻近物体碰撞2.链箱变形或内有杂物1.使链条适当张紧2.消除箱体变形、清楚杂物链条跳齿或抖动1.链条磨损伸长，使节距和垂

36、度过大2.冲击或脉动载荷较重3.链轮齿磨损严重1.更换链条或链轮2.适当张紧3.采取措施稳定载荷链轮齿磨损严重1.润滑不良2.链轮材质较差，齿面硬度不足1.改善润滑条件2.提高链轮材质和齿面硬度3.把链轮拆下，翻转180再装上，则可利用齿廓的另一侧而延长使用寿命卡簧、开口销等链条锁止元件松脱1.链条抖动过烈2.有障碍物磕碰3.锁止元件安装不当1.适当张紧或考虑增设导板托板2.消除障碍物3.改善锁止件安装质量振动剧烈、噪声过大1.链轮不共面2.松边垂度不合适3.润滑不良4.链箱或支承松动5.链条或链轮磨损严重1.改善链轮安装质量2.适当张紧3改善润滑条件4.消除链箱或支承松动5.更换链条或链轮6

37、.加装张紧装置或防振导板 3.7 摩擦轮的设计与计算最简单的摩擦轮传动是由两个直接接触并相互压紧的摩擦轮组成，靠两轮接触面所产生的摩擦力来传递运动和动力。摩擦轮具有简单传动结构，传动平稳，噪音低，过载和滑移保护，无级调速。然而，由于弹性滑动和在传输打滑时，传输效率低，磨损快，不能保持精确的传动比。作用在轴和轴承上的力大，并且它仅适合中小功率的传输。 3.7.1 摩擦轮方案选择 1. 方案一 圆柱平摩擦轮传动圆柱平摩擦轮传动的特点与应用：a）结构简单，制造容易b）压紧力大，适合小功率传动c）为了减小压紧力，可将轮面之一用非金属材料作覆面d）大功率传动，摩擦轮常采用淬火钢（如GCr15，淬硬至60

38、HRC），并采用自动压紧卸载环e）为降低两轴的平行度要求，可将轮面之一制成鼓形，轴系刚性差时亦应如此f）用于回转简单驱动装置、仪表调节装置等图3-4 圆柱平摩擦轮传动2. 方案二 圆柱槽摩擦轮传动圆柱槽摩擦轮传动的特点与应用：a）压紧力比圆柱平摩擦轮传动小很多，当时，约为其30%b）存在几何滑动，易发热与磨损，故应限制沟槽高度为 c）加工和安装要求较高d）传动比随载荷和压紧力的变化有少量变动e）用于绞车驱动装置等图3-5圆柱槽摩擦轮传动3. 方案三 端面摩擦轮传动端面摩擦轮传动的特点与应用：a）结构简单，容易制造；b）压紧力大，存在几何滑动，易发热和磨损；c）将小轮修正为鼓形，能够减少几何滑动

39、，提高安装精度；d）轴向移动小轮，可实现正反向无机变速，但应避免在附近运转；e）要保证大轮的刚度，并控制二轴线的垂直度；f）用于摩擦压力机等。图3-6 端面摩擦轮传动综合以上叙述和此次设计的结构要求，选择第一种方案 3.7.2 摩擦轮传动的主要失效形式摩擦轮传动的主要失效形式：a）疲劳点蚀和表面压溃 主要发生在闭式传动中，由于接触应力太大而造成。b）轮面胶合 压紧力大，且转速很高时，摩擦表面时温度升高，使润滑油膜破裂造成。c）表面磨损 多发生在开式传动中。 3.7.3 摩擦轮的材料摩擦轮材料应满足弹性模量大、耐磨性好、接触疲劳强度高、价格低且热处理及加工性能好等要求。选用原则：a）要求结构紧凑

40、、传动效率高时采用淬火钢。b）对于尺寸较大、转速较低、干摩擦的开式传动，一般选用铸铁或钢。c）在传动平稳、不添加润滑剂，噪声小和摩擦系数高的场合，可选用铸铁（或钢）对酚醛层压布材、皮革、橡胶或压制石棉纤维等。根据本装置的结构和设计需要，选用铸铁为材料。 3.7.4 摩擦轮传动的设计和计算传动比 摩擦系数查表取 载荷系数 ，取齿宽系数 取综合弹性模量,为主、从动轮材料的弹性模量查表得所以许用接触应力查表得 取图3-7 摩擦传动示意图初算中心距 取式中 为摩擦因数，查表取； 为传递功率； 为小摩擦轮转速；摩擦轮宽度 所以每个托轮的宽度 小摩擦轮直径 取 大摩擦轮直径 实际中心距 主动转距 3.8

41、轴的设计和计算 3.8.1 轴的材料有多种适用于轴材料。热处理方法是根据所述轴，所述强度，刚性和所述轴的其它机械性能的条件通过。同时，制造过程被认为是，与轴的材料在经济和合理地选择。轴的常用材料是优质碳素钢，如35、45，其中以45号钢最为常用。根据本设计的要求，选取45号钢作材料 3.8.2 轴的结构设计轴的结构设计是在轴的设计中的重要步骤，以确定所述轴和所述整体结构尺寸的合适形状。一般轴的结构设计原则：a）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；b）易于轴上零件的精确定位、装配、拆卸、和调整；c）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；d）便于加工制造和保证精

42、度。由材料力学可知，轴的扭转强度条件为 （4-2）式中 为轴的扭转切应力，单位为; 为轴传递的转矩，单位为; 为轴传递的功率，单位为； 为轴的转速，单位为; 为轴的抗扭截面系数，单位为； 为许用扭转切应力，单位为。由此推得实心圆轴的最小直径(单位为)为 (4-3)式中为计算常数，取决于轴的材料和受载情况查表取 所以 当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱：时，单键槽增大3%，双键槽增大7%；时，单键槽增大5%7%，双键槽增大10%15%。最后应对进行圆整。综合以上取，轴的结构设计如下图：图3-8 主轴 3.9轴承盖的设计计算螺钉联接式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好，应用

43、广泛。轴承外径 根据轴承外径取螺钉直径 螺钉孔直径 取 取 由结构确定， 查表得 , , ,代号入下图所示：图3-9 轴承盖 3.10 轴承的选择和润滑及其寿命计算： 3.10.1 轴承的选择：滚动轴承的类型的选择是相关于许多因素，通常是基于以下主要因素：A.负荷情况 负荷是选择轴承最主要的依据，通常应根据负荷的大小，方向和性质来选择轴承。a)负荷大小：一般情况下，滚子轴承由于是线接触，承载能力大，适用于承受较大负荷，球轴承由于是点接触，承载能力小，适用于轻，中等负荷。b)负荷方向：纯径向力作用，宜选用深沟球轴承，圆柱滚子轴承或滚针轴承。纯轴向负荷作用，选用推力球轴承或推力滚子轴承。径向负荷和

44、轴向负荷联合作用时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向负荷较大而轴向负荷较小时，也可选用深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。若轴向负荷较大而径向负荷小时，可选用推力角接触轴承，推力圆锥滚子轴承。c)负荷性质：有冲击负荷时，宜选用滚子轴承。B.高速性能球轴承没有高速限制滚子轴承，所以球轴承应在高速移动时，可以首选。在相同的内径的情况下，外径越小，越轻滚动元件，以及作用在外圈上行驶期间的较小的离心力，因此它更适合于在更高的旋转速度运行。在某些情况下，超轻，超光系列轴承，须当工作速度高使用。C.自动调心性能当轴两端的轴承为孔同时，芯部较差或轴的刚性较小，变形较大，多点轴需要良好的轴承校

45、准。在这种情况下，应使用自调心球轴承或球面滚子轴承。D.允许的空间 径向尺寸受限制的机械装置，可选用滚针轴承或特轻，超轻型轴承；轴向尺寸受限制时，宜选用窄或宽系列的轴承。E.当安装和拆卸是便于整体轴承壳体或当它被频繁安装和拆卸，具有内圈和外圈轴承可分离应该是首选。当轴承被安装在长尺寸轴，可以很方便地组装和与锥形孔和所述适配套筒拆卸轴承。根据上述这种设计的具体要求，自动调心滚珠轴承被选择。 3.10.2 轴承的润滑轴承润滑作用是减少摩擦和磨损，同时起到冷却，吸振，防锈和降噪的作用。常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。选择润滑剂需要考虑工作温度，轴承负荷，转速及其工作环境影响。一般来说，温度高，负荷大，

46、转速低要用粘度高的润滑剂。润滑油选择：常用的润滑油有-机械油，高速机械油，汽轮机油，压缩机油，变压器油，汽缸油等等。一般而言，轴承转速越高，则选用较低粘度的润滑油。负荷越重，则选用粘度较高的润滑油。润滑方法有：油浴润滑，循环油润滑，喷油润滑及油雾润滑。选择润滑油或脂润滑的一般原则如表4-4：表4-4 选择润滑油或脂润滑的一般原则影响选择的因素用润滑脂用润滑油温度当温度超过120时，要用特殊润滑脂。当温度升高到200-220时，再润滑的时间间隔要缩短油池温度超过90或轴承温度超过200时，可采用特殊的润滑油温度系数0.5。超声波的功率密度越高，空化效果也越强，清洗速度就越快，所以清洗效果越好。但

47、长时间高密度的清洗，容易使得清洗物件表面产生“空化”腐蚀。清洗温度：一般说来，温度在30-40的时候，空化的效果是最好的，清洗温度越高作用越明显，通常实际使用的时候使用超声波时，采用40-60的工作温度为好。4.5超声波清洗装置的设备组成及特点超声波蔬菜清洗实验装置由以下主要部件配置组成 项目名称 规格/型号 备注1. 超声波发生器 SD-1200 1200W,28KHz2. 换能器 SD-600 2 只 600W/只， 28 KHz3. 清洗槽 SUS304 自制4. 风泵 XQB14-100 100m3/h5. 玻璃转子流量计 LZB-50 1 6-160M3/h4.6 超声波清洗装置的操作规程1、准备将清洗槽排污阀关闭，加入清洗液至淹没换能器位置。将待洗物件放置在清洗篮筐内，盖好篮筐。2、开机接通电源，开启风泵（冬天水温达不到要求时先开启加热），调节合适气泡强度，按下操控面板上超声波开