《马铃薯去皮机设计开题报告》

马铃薯去皮机设计【摘要】马铃薯去皮是马铃薯加工过程中的一个重要环节，现有的去皮方法各有局限性。随着马铃薯产业的发展和中国社会经济的进步，如何找到一种优质、高效、节能的马铃薯去皮方法，已成为马铃薯加工过程中亟待解决的问题。主要介绍了一种基于摩擦原理的大型马铃薯去皮机的设计要点，工作原理和设备组成，适用于食品加工厂等场所。【关键词】：去皮机设计马铃薯目录第一章引言 11.1研究目的及研究意义 11.2国内外现状概况 1第二章马铃薯去皮机的结构设计 22.1马铃薯去皮机的设计及特点 22.2摩擦式马铃薯去皮机基本结构 52.2.1工作圆筒 52.2.2工作转盘 52.2.3传动系统 62.2.4其他 62.3工作原理 6第三章马铃薯去皮机的参数确定 83.1物料在工作圆筒内的受力分析 83.2工作转盘转速的确定 93.3马铃薯去皮机功率的确定 103.4整机主要参数指标 13第四章主要零件的结构设计与计算 144.1V带轮结构设计计算 144．2传动主轴的结构设计计算 164.2.1轴上零件的周向定位 174.2.2确定轴上圆角和倒角尺寸 174.3滚动轴承的初步选择 18总结 19参考文献 20致谢 21PAGE181绪论1.1研究目的及研究意义马铃薯是茄科、块茎作物，是一种珍贵的食品，它是食品，营养丰富。马铃薯蛋白主要是球蛋白，其生物效价为67，高于水稻以外的各种粮食。如果将35%个蛋白与65%个土豆蛋白混合，就可以合成出最著名的蛋白质。马铃薯的主要成分是半纤维素，能增加肠蠕动的次数。除此之外，土豆也是一种很好的化工原料。1.2国内外现状概况国外的马铃薯主要用于加工，而新鲜食品的比例很小。美国有75%种新鲜的土豆要加工，法国有60%种，英国有40%种，荷兰有40%种，土豆主要是新鲜蔬菜，不到10%种。因为土豆不是很受欢迎的蔬菜，他们不受欢迎，所以价格低，15%的马铃薯腐烂。废物更严重，每年，这影响到经济效益，影响农民的积极性，在中国这种现象不利于马铃薯产业的发展。国外马铃薯产品如薯条、洋芋片，是一种受欢迎的点心，现在流行于中国。马铃薯产品质量跟不上国外的生产水平，也不能满足市场的需求，从而加速中国马铃薯产业的发展，提高马铃薯的附加值，不仅要满足消费者的需要，也是加快贫困地区在中国，尤其是西部地区马铃薯经济发展的重要途径。主要产品有土豆片、薯片、脱水土豆泥等。无论是哪种产品加工工艺要求生薯皮，保证产品质量，保证产品的外观、色泽和口感。剥土豆的方法包括人工脱屑、机械剥离、化学剥脱、辐射去皮，蒸和脱屑等等。人工去皮效果好，但效率低，离心和摩擦去皮方法剥离效果不好，容易对马铃薯表层造成损害。一种化学脱皮热碱法和低温液体脱皮两种形式，主要依靠碱溶液和液体的化学脱皮作用，软化和松弛土豆皮和眼，然后用高压水喷射，达到脱皮的目的。该方法对脱皮前后的漂洗工艺要求较高，碱或剥离液消耗过大，成本高。辐射是除去皮肤上的土豆皮的辐射，利用蒸发、辐射波刚入射到加热体表面，引起了强烈的共鸣，吸收并转化为热能，从而与剥离效果的方法，然后用铁刷子和水洗去外皮，达到去除皮肤的目的。2马铃薯去皮机的结构设计本设计的目的是达到表面光滑、无损伤、无剥落、无污染、无屑利用的目的。投资少，经济效益好。2.1马铃薯去皮机的特点及设计2.1.1工艺流程及结构特点针对开发的目的，采用清洗后的清洗工艺，研制了机械清洗机和离心机机械切屑机。采用可调刀片，达到控制芯片数量的目的。其工艺过程为：原材料的制备、清洗、去皮、产品清洗、头屑收集和产品收集。搅拌式清洗机大量应用于中国清洗机。该结构如图2.1所示，在阶梯式洗涤槽中。探戈是固定的。搅拌龙由减速器驱动电机，水箱内充满水。钻头的上部放置在带有喷水装置的洗涤槽中。块茎浸在水里，因为在通过螺旋突的过程中互相问问。叶片之间的摩擦逐渐剥落；而水不断从螺旋面喷洗下来，所以靠近块茎顶端，块茎是干净的。离心机机械切屑剥皮机的结构如图2.2所示。外罩内装有电机驱动的旋转工作盘。板上均匀分布有6个深孔，一把刀在一个长洞上。该芯片刀片可由相对长的孔隙适当调节，并在工作板顶部均匀分布有3块弹性板。工作盘下部装有橡胶腔刮刀，马铃薯块茎的相对速度与去皮马铃薯的相对速度不同，块茎在离心力作用下被抛向外围。连续轧制：在周围的覆盖物上有几个抛射体。把块茎从外围打出来，继续旋转。所以，在叶片与弹性板的交互作用下均匀地切土豆，实现马铃薯去皮。摩擦机械剥皮机的结构如图2.3所示。电机由车轮驱动，旋转气缸底部的磨盘。研磨盘的上表面在中间低，边缘高，呈波浪形。加入块茎筒，由于离心力和冲击缸，上下左右转动，并继续滚动；弹性板筒、块茎弹跳、磨盘与弹性板在土豆块茎下的相互作用均匀地去皮，削土豆皮达到。当皮肤完成后，加入水，侧门打开，块茎从侧门排出，头皮屑从盘的周围空间流出。这台机器是间歇生产的，本文设计了一种摩擦机械剥皮机。1喷水管2搅龙3进料斗4承槽5溢流管6机架7变速箱图2.1搅龙式清洗机1产品筒2机架3电机4减速箱5皮屑筒6皮屑刮板7圆筒8工作盘图2.2马铃薯切屑去皮机储料口2．简盖3．插板4．圆筒5．出料口6．底座7．机槊

8．联轴器9．电机10．变速机构11．橡胶挡板12．磨盘图2.3摩擦式马铃薯去皮机的整体结构2.2摩擦式马铃薯去皮机基本结构本机采用立式，主要包括工作缸、工作盘、齿条和传动部分。见上面的图2.3。2.2.1工作圆筒工作缸部分包括皮管中的圆柱形和梯形槽。它是由不锈钢薄板焊接而成的（因为它是不锈钢制成的，在冲击载荷下具有很好的耐腐蚀性，耐磨性和硬度高，特别是食品加工设备，食品安全和健康状况）。根据接收容器的位置操作方便，确定出料口和出渣口的位置。2.2.2工作转盘工作转盘是物料搬运过程中的主要机械部件。转盘表面凸波纹散热从中心到边缘。为了增加材料和转盘的摩擦，在棕刚玉模型上，棕刚玉浇注在圆盘顶部。它大约20毫米厚，是由干燥制成的。它也有一定的去皮效果。图2.4轴上零件的装配分析。1．磨盘2．橡胶挡板3．轴4．齿轮图2.4轴上零件的装配分析2.2.3传动系统传输系统采用V波段一级传输。电机安装在车架上，整体结构简单紧凑。2.2.4其他工作缸下部设有排渣口。清洁水与材料一起排放在这里。2.3工作原理电机由车轮驱动，旋转气缸底部的磨盘。研磨盘的上表面在中间低，边缘高，呈波浪形。加入块茎筒，由于离心力和冲击缸，上下左右转动，并继续滚动；弹性板筒、块茎弹跳、磨盘与弹性板在土豆块茎下的相互作用均匀地去皮，削土豆皮达到。当皮肤完成后，加入水，侧门打开，块茎从侧门排出，头皮屑从盘的周围空间流出。这机器是间歇生产的。当剥皮机工作时，工件旋转，从桶入口的材料被添加到转盘上的波纹凸面，起到离心力并从圆盘中心向外移动，同时抛向管壁的粗糙表面和摩擦。这种材料继续沿着工作气缸的壁移动，物料搅拌，从而形成一个综合的力学效应主要是由转动，摩擦和摩擦盘之间，气缸壁和颗粒，然后剥离的目的。同时，当剥离摩擦时，从入口孔中注入水，并通过转盘与气缸壁之间的间隙及时清洗皮肤，排出出渣口体。在不停机的情况下打开出口的百叶窗，物料通过离心力从出口处卸下。在注入前应停止排放，以防止阀门在排泄口溢出后打开。3马铃薯去皮机的参数确定3.1物料在工作圆筒内的受力分析剥皮机工作时，旋转转盘时材料的受力情况如图3.1所示：图3.1物料在擦皮机中的受力分析图设波纹角为,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垂直和V水平，CB与转盘平面平行，可以看作是转盘圆周速度R，式中为角速度（1/s），R为转盘半径（m）=Vcos=RsincosSin2=2sincossincos=则=R（m/s）物料从垂直方向抛起的动能E垂直=mv2垂直=m()2=m2R2sin22(Nm)此动能应等于势能mgh即：m2R2sin22=mgh2R2sin22=gh为了正常运转，必须将大量的材料扔在工作缸的厚度上，以便使最底层的材料与筒壁发生摩擦，所以用代替h，即2R2sin22=g又因为=，代入上式得（）2R2sin22=g化简得n=60(r/min)(1)角一般取20。－30。为了正常工作，不可能只扔材料，而且要确保材料能被扔到侧壁上摩擦，抛向侧壁的力靠离心力为CC====（N）离心力应大于波纹对材料的摩擦力T，这样材料就可以留在波的侧壁上，摩擦力T=Gf(N)f为摩擦系数，使CT，即Gfn=n30(转/分)(2)在设计计算时，应取（１）、（２）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当购买土豆，胡萝卜和其他材料，塑料袋主要是编织袋，每袋，25公斤30公斤，每次2袋（袋的整数倍为一个测量）工作，以确定尺寸和整机速度。根据数据检索马铃薯和胡萝卜的产量。m值选择通常被处理。土豆和胡萝卜的长度一般在50mm-200mm。考虑到转盘半径应与材料长度相比较，应考虑整机的结构和尺寸。根据设计选定转盘工作半径Ｒ＝400mm，物料的堆高根据公式＝m可以估算出物料的堆高值＝110mm。由（1）式可知，在小于45。时，转速随的增大而减小，考虑转速不宜太高且能有较大的抛高，取＝25。，则由（1）式计算转速最小值为n＝93r/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（2）式计算转速n=52r/min取以上两者中的大值。然而，由于上述确定的速度仅适用于理想的材料条件，在实际工作中，由于材料、摩擦和材料弹性的影响，材料不能以这种速度达到计算高度，因此，N应该适当扩大。在组合中，转盘的最终速度是n=150r/min。3.3马铃薯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；克服物料对工作圆筒壁摩擦力所需要的功率；转盘抛起物料所作的功率；传动机构因摩擦而消耗的功率以上功率分别以下公式计算（W）式中————处于圆筒内物料的摩擦力矩（Nm）=（Nm）式中G———物料重力（N）f———摩擦系数（1.1—1.3）———摩擦臂矩（m）CP———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故（W）式中——————在离心力的作用下物料与侧壁的瞬时摩擦力矩（Nm）（Nm） 式中————物料圆周速度（m/s）————摩擦臂矩（=）（m）=（Nm）故（W）（W）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）则消耗的总功率为：化简得（W）基于经验公式的组合式，可用功率估算公式N＝（Ｗ）式中Ｍ为转盘转矩（NM）,为传动效率R为摩擦臂矩（m），R＝0.4D（D为工作转盘直径）根据上式则可算出工作转盘转矩M＝192NM3.4整机主要参数指标型号JL-Ⅱ工作转盘直径800mm转速150r/min电动机Ｙ160Ｍ１－84ＫＷ（同步转速750r/min）生产能力2500kg/h每次投料量50kg每次去皮时间约为70秒去皮得率95％去皮损耗率５％清洗水耗量３t/h重量500kg4主要零件的结构设计与计算4.1V带轮结构设计计算从上面，我们可以看到，电机转速为750r/min，额定功率P=4kW，工作转盘转速150r/min，传动比为5，电机满负荷转速n=720r/分钟，运行时间不到一天的时间。<a>计算功率从机械设计的书表8-6，得工作条件系数=1.1，则＝Ｐ＝4.４kw<b>选取普通Ｖ带带型根据,由图8-9确定为ＳＰＺ型窄Ｖ带<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根据式(8-15)可得从动轮基准直径d=d=500mm根据表8-7,取d＝500mm按式（8-13）验算带的速度＝＝3.8m/s<35m/s故带的速度合适。<d>确定普通Ｖ带的基准长度和传动中心距根据0.7(d+d)<a<2(d+d)初步确定中心距a＝500mm根据式（8-20）计算所需的基准长度L＝2a+(d+d)+=2262.5mm根据表8-2基线长度选择LD=2240mm按式（8-21）计算实际中心距aa=a+=(500+)=489mm<e>验算主动轮上的包角由式(8-6)得＝180-=180=133>120(至少需要达到90)故可知主动轮的包角合适。<f>计算普通Ｖ带的根数Ｚ由式（8-22）知Ｚ＝由n=720r/min，d＝100mm，＝5，查表8-5c和表8-5d得Ｐ＝1.2kwＰ=0.12kw查表8-8得 Ｋ=0.87,查表8-2，得Ｋ＝1.05则Ｚ＝＝3.65取Ｚ＝４根（Ｚ<１０合适）<g>计算预紧力Ｆ由式（8-3）知Ｆ＝500查表8-4得q=0.07kg/m,故Ｆ＝N=272.18N<h>计算作用在轴上的压轴力Ｆ为了设计带轮的轴和轴承，必须确定轴上的力Ｆ由式（8-24）得Ｆ＝2ＺＦsin=2=1997(N)<i>带轮结构设计4.2传动主轴的结构设计计算由于轴承的类型是根据轴端的直径确定的，因此轴的结构是基于轴直径的初步计算而设计的，因此可以根据扭转方法估计轴的直径。即d=CP=3.5KWn=150r/min在形式上，P是轴的功率（千瓦）；n是轴的速度（R／min）；C是由材料和轴的载荷条件决定的系数。轴45钢材料，C取110。则经过计算 =32mm输出轴的最小直径显然是安装在滑轮上的2的直径。由于传动轴有两个键槽，考虑到轴的强度减弱，则＝32+32以车线的考虑，所以采取最小轴直径D=55mm<b>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段的轴段为了满足转台轴向定位的要求，考虑了转台的厚度。线的长度为25mm，总长度为L＝90mm，和直径D=55mm。L段的轴段这个部分装有轴承。考虑了工作空间和工作缸框架的厚度。这里采用的是轴段总长度（法兰密封盖是用来密封的）。对轴承盖连接螺栓的直径是M10，号码是6）L=100mm，和直径D=65mm。L段的轴段本节主要是在立式轴承座上，承载轴承的轴向承载能力，故根据估算长度取L＝60mmd=74mmＬ段的轴段与该段的带轮的主轴相连，并根据皮带轮轴承宽度B=（Z1）=52mm、从其中L=90mm，d=65mmＬ段的轴段此段用于安装大皮带轮，轴上的大皮带轮的长度是可取的Ｌ＝52mm，d=55mm4.2.1轴上零件的周向定位气缸和大滑轮的位置是基于平键连接的。根据系统的机械设计手册，检查B的关键部分（mm）（GB／t1095-1979），与键槽连接工作转，长45mm，而大轮连接键槽，长32mm（标准键长GB/t1096-1979），同时，为了保证滑轮和良好的中性轴，它适合H7，N6的圆周位置，滚动轴承和大带轮轮毂和轴，保证轴的直径是N6公差。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。4.3滚动轴承的初步选择同时，由于轴承的径向力和轴向力，角接触球轴承的选择，根据工作要求，根据工作要求，按D=65mm，在间隙0组基本初始选择轴承目录，角接触球轴承7213ac标准水平精度，成对使用，安装在垂直外壳上。同时在驱动端安装一个膜片弹簧环预紧在轴上，因此无间隙运动和高刚性保证了主轴系统，它可以避免滚珠滑动而无载轴承可能发生高速，球打滑可能使表面变得粗糙，运行噪音高。总结随着食品工业的发展，食品的深加工越来越受到人们的重视，尤其是快餐和方便食品的出现，促进了果蔬保鲜和脱水蔬菜产业的快速发展。综观国内食品加工业相对落后。在美国，德国，法国，荷兰，英国，瑞士