番茄清洗打浆机的设计

STYLEREF标题1+黑体+小三第7章总传动系统PAGE24第1章绪论1.1选题背景从实际情况来看，中国的人口基数较大，国土面积极为辽阔。基于这一点，其蔬菜和水果资源异常丰富。根据统计数据显示，中国的年生产能力位居全球首位。需要注意的是，国内的番茄产量属于第二产业。随着番茄产量的增加，番茄加工业获得了巨大的成长空间。在此基础上，番茄制品逐渐成为推动社会经济发展的重要支柱。究其原因，番茄制品属于外向型发展行业，也是国内农业的核心组成部分。国内厂商结合农产品的特色及优势，全力推动番茄加工行业的发展。在这种情况下，番茄的利润与出口率大幅度提升。与此同时，番茄产品的上下游产业都获得了前所未有的发展空间。需要注意的是，番茄机械的创新与发展，不仅可以节省人力，又能提升工作效率，使番茄行业得到更多发展机会。1.2毕业设计的目的在研究过程中，整合梳理相关知识，提高设计能力。除此之外，还要详细分析番茄清洗打浆机的构造，从而明确设计理念。通过这种方式，积累更多实践经验，进一步完善自身知识体系。从实际情况来看，国内番茄加工厂的加工流程较为统一，均由打浆与清洗两部分构成。因此，工厂需要准备两台设备满足生产线。需要注意的是，这两条生产线差异性较大，难以进行融合。不仅如此，企业还要利用人工操作，才能完成生产流程。在此过程中，企业既无法提高生产效率，又要支付人工成本，导致盈利空间遭到压缩。因此，企业要结合打浆与清洗的特点，设计功能较为齐全的设备。通过这种方式，既可以提高生产效率，又能压缩人工成本。1.3毕业设计的任务1.完成番茄清洗打浆机的设计。2.说明书1份，要求10000字以上，全部打印3.完成总装配图Pro/E建模，CADA0图纸1张。首先，笔者结合国内设备的情况，收集大量相关资料，并对其进行整合梳理。随后，仔细阅读关联性较强的研究成果，逐步完善设计思路。与此同时，还要掌握打浆机与清洗机的发展方向、发展历史、适用场合以及实际用途。除此之外，还要以相关数据为基础，尽快完成主体设计。不仅如此，也要结合生产能力，准确核算相关数据，对电机进行筛选。在绘制零件图以及装配图的过程中，要充分发挥各项数据的作用，使绘制结果变得更加准确。当绘制图完成后，要对各项数据核实，并开始撰写说明书。第2章引言2.1研究番茄清洗打浆机的意义和国内外现状概况对于农产品而言，番茄的加工流程极具代表性。随着社会经济的发展，国民收入水平越来越高，对番茄制品的追求也大幅度提升。与此同时，各类农产品的需求量直线上升。基于这一点，蔬菜水果加工行业获得了更多发展机会。在这种情况下，加大核心技术的研发力度，有助于推动加工行业的发展。另外，番茄的制作方式越来越多元化，加工设备的发展前景也极为乐观。根据统计数据显示，甘肃、内蒙古以及新疆等地是番茄的主要种植区域。与此同时，国内的番茄种植面积超过一百万亩。需要注意的是，新疆拥有八十多万亩番茄种植面积。在此基础上，国内的番茄竞争力极强。究其原因，国内的番茄产品种植成本不高，粘度、颜色以及红色素均属于全球顶尖水平。在这种情况下，番茄产品的销量极为可观。在实践过程中，番茄汁、番茄沙司、番茄调味酱、番茄酱以及番茄红素等产品均属于番茄制品。需要注意的是，打浆是所有番茄制品的基础。不过，由于设备较为落后，导致打浆效率不高，严重阻碍了行业的发展。在加工时，工作人员要将番茄放入设备当中，再由破碎螺旋完成分离。随后，打浆板会对番茄施压，使其成为番茄汁。2.2番茄原料加工预处理工艺流程简介在生产过程中，冷却、杀菌、密封、装罐、升温、浓缩、打浆、加热、破碎、分级以及清洗等环节共同构成了整个工艺流程。1.番茄浆原料从实际情况来看，茄红素较高，且鲜红饱满的番茄，才能成为加工原料。与此同时，果实既不能有黄晕，又不能产生青斑。简而言之，番茄必须呈鲜红色。除此之外，适中的糖酸比例、大量维生素C、抗裂性好以及成熟饱满均为原材料的筛选标准。不过，此类产品更新周期较短，企业必须定期进行市场调研，才能更好的把握市场需求。2.原料的处理在筛选原材料的过程中，要及时剔除不成熟及腐烂的番茄。除此之外，还要将其浸泡在流动池中，逐步清除果实上的杂质。随后，再用设备吹干表面水分。洗完后，在带式输送机技的工作人员将有疤痕，果虫，裂开等地方，用水果刀切干净，后在洗净果实。3.破碎、脱籽、预热水果进入破碎机破碎机，有时破碎脱粒组合，加热到85℃后立即，抑制果胶酶，确保一致性。4.打浆在加工过程中，筛网孔径大致分为等。当储罐内出现番茄浆后，其出汁率的控制程度极为重要。简而言之，可以用手捏果渣，进一步确认出汁率。第3章清洗机的设计3.1清洗工艺及设备从实际情况来看，清洁程度与清洗工艺要求共同构成了设备选择标准。简单来说，技术与设备的差异性会对清洁程度构成影响。需要注意的是，清洁成本和清洁程度呈正相关。在设计清洗机的过程中，要注意以下内容：1.可靠性。在选择清洁设备时，其清洗质量的稳定性至关重要。2.清洗对番茄的影响。在清洗番茄时，要确保表皮的完整性，防止果实遭到污染。3.保护自然环境。在选择清洁设备时，既要考虑到清洗效率，也要注意到环境保护方面的问题，防止废气、噪声以及废液等现象发生。4.效率。在选择清洁设备时，要注意设备的工作效率，并逐步控制清洁成本。5.环境良好。妥善安置清洁设备，防止工作人员的健康受到影响。6.经济性。既要控制清洁成本，又要满足使用要求。从实际情况来看，番茄的贮藏、运输以及成熟等阶段均会受到污染。因此，企业要对其进行清洗和预处理，即剔除损坏的果实，进一步提高加工效率。清洗设备：在清洗过程中，企业可以选择器皿清洗机、空瓶清洗机以及洗水果机等设备，分别对应器皿清洗法、包容清洗法以及原材料清洗法。(2)当企业清洗设备时，往往采用冷水清洗液清洁污垢。究其原因，冷水清洗液不会对原料品质造成损伤。除此之外，药剂溶液、蒸汽以及热水等清洗液均为常用清洗液。(3)对于设备而言，高压喷淋是主要的清洗方式。与此同时，大多数产品都能采用高压喷淋完成清洗。不过，企业要对水压进行调整，防止设备遭到损坏。除此之外，刷洗、冲洗以及浸泡等清洗方式均为常见清洗方式。在清洗过程中，可以采用下列清洗方式。与此同时，工作人员也可以结合实际情况，灵活运用多种清洗方式，进一步提升清洁效果。(4)主要的几种清洗设备①组合式清洗机根据图3-1来看，破碎机与输送机共同构成了该清洗机。需要注意的是，输送机分为上面的倾斜段、中间的检查段以及下面的倾斜段。简而言之，连接破碎机的是上面倾斜段，检查段是中间的水平段，而浸泡在洗槽中的是下面倾斜段。另外，喷淋管安装在上下两个倾斜面上。在工作过程中，原材料由传送带送至提升机1。随后，提升机将原材料送入洗槽3。紧接着，洗槽后半部分接到翻果轮2送到的原材料。需要注意的是，高压水管7安装在洗槽的后半部分。除此之外，很多等距离小孔分布在水管上。洗槽内的水会受到高压水管的影响，进而产生滚动的现象。完成清洗后，带输送机6会将原料送走，由高压喷淋水管进行二次清洗。另外，检选台5会对原材料进行检验，并筛选合格的产品送至破碎机处。图3-1组合式清洗机②螺旋式清洗机图3-2螺旋式清洗机③从实际情况来看，传动辊筒式清洗机是由传动辊筒和高压喷淋水管共同构成。需要注意的是，马铃薯以及柑橘等原材料均可采用该设备清洗。图3-3传动辊筒式清洗机④带式清洗机图3-4带式清洗机⑤鼓泡式清洗机在鼓风机的影响下，洗涤槽内的水流会发生滚动现象。通过这种方式，能够完成原材料的清洗任务。需要注意的是，鼓泡式清洗既可以提高清洗效果，又能保证果实表面不受损伤。因此，番茄原料大多采用鼓泡式清洗。根据图3-5来看，吹泡管、鼓风机、清洗水箱以及网带式输送机等零部件共同构成了鼓泡式清理机。需要注意的是，在清洗水箱1中浸泡着网带式传送机。在鼓风机的作用下，气体会进入吹泡管，使清洗液体产生滚动现象。在清洗过程中，洗涤槽内装满清洗液体。当鼓风机4开始工作时，洗槽内的清洗液体会产生滚动现象。工作人员在槽内放入原材料，清理果实表面的污垢，再由喷淋管对其进行二次清理。最后，要对原料进行检验，挑选优质的果实进入下个环节。图3-5鼓泡式清洗机⑥振动式清洗机图3-6振动式清洗机根据清洗设备的特点来看，滚筒式清洗机更符合使用需求。如下图所示，清洗机由冲洗装置、机架以及滚筒等零部件构成。当原料进入设备后，滚筒会不断滚动，将其输送到设备尾部。在此过程中，清洗装置可以清理掉原材料表面的污垢。随后，原材料将会进入打浆环节。在链传动的作用下，操作人员可以调节滚筒的滚动速度，增强设备的可控性。该设备结构并不复杂，且稳定性极高。图3-73.2辊筒式输送机根据图3-8来看，其他部分、传动部分、机架以及传动辊筒等零部件，共同构成了辊筒输送机。需要注意的是，该设备的工作效率极高，且拥有分流输送的可能。动力滚筒是辊筒输送机的重要组成部分，其主要运输方式为水平输送。与此同时，不锈钢制成的框架使用寿命极高。再加上设备构造并不复杂，非常便于维护。另外，该设备的可塑性极强。图3-83.3机架的设计在设计过程中，研发人员以辊筒为基础，利用链条进行连接。需要注意的是，滚筒之间的间隔极短。该设备采用电机发电的形式，使滚筒保持平稳的转动。除此之外，设备机架下面拥有输水管道，既可以清洗原材料，又能产生较好的防水效果。与此同时，工作人员还可以回收利用清洁水源。另外，设计人员要注意排水口的角度，防止水流损坏电机，详情见图3-9：图3-9从实际情况来看，滚筒长度要比清洗槽宽度短，才能保证设备的密封性。当辊筒处于设备两侧时，能够形成密闭空间。在轴承的作用下，滚筒会平稳的滚动，将原材料送至出料口。随后，原材料会进入打浆环节。3.4辊筒的传动方式选择在设计过程中，设计人员以辊筒种类和用途为基础，结合稳定性等特点，发现双链辊筒比较符合使用需求。需要注意的是，链传动能够满足运输和传输需求。从实际情况来看，链轮传动的优势跟带轮及齿轮等传动方式存在共性。经过实践可知，该设备的维修难度较低，使用寿命极长。除此之外，设备价格低廉，工作效率高，导致应用范围越来越广。为保障食品卫生安全，设计者采用不锈钢为基础，将传动部分与外界隔离。为防止生锈，可将链轮部分装入密闭空间。图3-113.5冲水装置从实际情况来看，夹紧装置和高压冲洗装置共同构成了冲水装置。清洗水进入装置后，需要在夹紧装置和高压冲洗装置内流动，逐步清理掉原材料表面的污垢，再将原材料送至打浆环节，详情见图3-12：图3-12第4章打浆机的设计图4-1根据图4-1来看，机架、传动部分、打浆板、破碎桨叶以及螺旋送料共同构成了打浆机设备。4.1主要打浆设备截止到目前，打浆是获得果浆的主要渠道。需要注意的是，打浆机的类型较多，但工作性能基本雷同，详情见图4-2与图4-3。从打浆流程来看，所有的打浆方法均存在共性。简而言之，打浆设备中的破碎桨叶会对原材料产生作用，使其变得更加破碎。再由打浆板对果浆施压，分离果籽、果皮、果汁及果肉。随后，排渣口会排出废品，而筛网上的小孔会排出果汁及果肉。当打浆机存在多道工序时，可以依次递进，直至完成打浆任务。单道打浆机：在电动机的作用下，皮带会产生高速运转。与此同时，实心轴也会随之转动。需要注意的是，破碎桨叶与螺旋进料均属于实心轴的重要组成部分。简而言之，在原材料进入打浆环节后，螺旋进料会将其送至桨叶处。在桨叶的作用下，原材料的形状会发生变化，最终落入滚筒内。随后，打浆板会对原材料施压，使出汁率达到理想状态。除此之外，回转力与导程度是打浆板的特点。在两者的影响下，原材料会移动到废料出口。紧接着，离心力会将原材料进行分离，使果汁、果肉、果皮与果籽进入不同的通道。在操作过程中，打浆速率会受到导程角与孔径的影响，产生较为明显的变化。图4-2双道打浆机：从工作原理来看，单道打浆机和双道打浆机存在一定的共性。需要注意的是，后者的打浆效果较好。究其原因，打碎程度与网孔直径密切相关。因此，双道打浆机能够满足破碎匀称的效果。图4-3打浆机的工作原理：根据图4-4来看，单道打浆即可满足设计需求。笔者利用圆形不锈钢板制成圆筒筛，并将其安装在滚筒内部。需要注意的是，筛筒厚度约为0.36-1.3毫米，且存在孔眼。除此之外，还要将加强环焊接在两侧，使其强度得到提升。不仅如此，筛筒是由半圆体连接而成。破碎桨叶与螺旋进料均属于实心轴上的零部件，同时也是设备的重要组成部分。在夹持器的作用下，工作人员可以安装三根打浆板。在此过程中，工作人员能够利用螺栓调整夹持器的位置。此外，轴上夹持器的打浆板角度约为120度。在这种情况下，轴线与打浆板之间存在导程角。为保障食物的安全卫生，研发人员要选择不锈钢制作打浆板。为防止筛网遭到损坏，需要将橡胶板安装在打浆板上。另外，传动系统、机架、漏斗以及入料口共同构成了打浆机。当打浆板分离原材料的果肉、果皮、果汁以及果籽之后，残余部分会进入滚筒内。需要注意的是，筛网和打浆板会对果浆施压，使其出汁率达到理想状态。除此之外，回转力与导程度是打浆板的特点。在两者的影响下，原材料会移动到废料出口。紧接着，离心力会将原材料进行分离，使果汁、果肉、果皮与果籽进入不同的通道。在操作过程中，打浆速率会受到导程角与孔径的影响，产生较为明显的变化。图4-44.2滚筒设计在设计过程中，研发人员要以生产需求为基础，完成圆筒的设计。根据图4-5来看，圆筒是由不锈钢半圆筒构成的。需要注意的是，研发人员在圆筒右下角设计了出渣口。简而言之，当原材料进入圆筒后，会被送至破碎桨叶处。在保障原材料卫生安全的基础上，可以利用不锈钢零部件组成设备，防止污染原材料。除此之外，不锈钢的耐磨性与冲击性较好。因此，研发人员要结合实际情况，选择恰当的不锈钢型号，完成清洗设备的设计。不仅如此，还要在筒内焊接不锈钢网，逐步提高清洗效率。另外，研发人员还要在圆筒左上角设计进料口，使原材料能够顺利进入下一环节。图4-54.2螺旋进料器根据图4-6来看，入料口下方的零件是螺旋进料器。与此同时，破碎桨叶与螺旋进料器位于同一水平线。需要注意的是，传输物料是螺旋进料器的主要任务。由于该零件的精度要求较低，只需在实心轴上焊接螺旋片状物即可。根据工作原理所示，在电动机驱动轴的影响下，螺旋叶片会将原材料送至滚筒，使其进入下一环节。图4-64.3破碎桨叶根据图4-7来看，打碎原材料就是破碎桨叶的主要作用。简而言之，螺旋进料会将设备中的原材料送至破碎桨叶。在破碎桨叶的作用下，原材料的果籽、果肉、果皮以及果汁都会分离。随后，原材料被送入滚筒内。轴承上套有轴套，而轴套上焊接着破碎桨叶。需要注意的是，轴承的两端分别是双螺母和轴肩。在设计过程中，研发人员选取不锈钢材料完成破碎桨叶的铸造，能够杜绝二次污染现象。图4-74.4机架根据图4-9来看，研发人员要结合冲击力的大小，增强设备的稳定性。简而言之，整个工作流程的振动幅度不大，才能满足清洗需求。除此之外，研发人员在组建机架时，要选择HT150铸件。不仅如此，工作人员要想安装轴承座，必须结合顶端的螺栓孔。在螺栓孔的作用下，可以锁紧底面和机架，有效降低震动幅度。图4-9图4-10第5章清洗机设计参数的确定5.1滚筒的计算图5-1根据生产能力和实际的需求，初步筛筒直径为。筛孔的工作系数为，导程角度。在实践过程中，企业每天工作16个小时，每小时清洗2吨番茄。根据统计数据显示，初定传动滚筒传输距离为2米，番茄放入传动滚筒到清洗完毕所用的时间为2分钟，在此基础上，确定传动辊筒的传送速度为1.1m/s。

单个传动滚筒的功率：式中空载运行功率系数

输送带水平投影长度

传动辊筒转速

m/s

物料水平运行功率系数

输送量

附加功率系数

代入公式求得:

辊筒消耗的功率计算：式中，锥齿轮传动效率，直齿轮传动效率，链轮传动效率，联轴器的传动效率。总共有15个传动滚筒，所以传动滚筒所消耗的功率为5.2电动机的选择设打浆机的生产能力为，每天两班制，每班八小时，工作寿命为5年，轴转速为970转/分。根据实际的生产需要查询机械设计手册，取V带的传动效率为0.9，打浆机所消耗的功率为：总消耗功率为:式中清洗机消耗的功率打浆机消耗的功率通过计算得出总消耗的功率，由于电机的效率问题和其他情况。初步选择电机的型号为。电机的主要参数如下：型号：功率：电流：转速：第6章传动零件的结构设计与计算6.1传动主轴的结构设计与计算6.1.1初步计算轴的直径根据扭转强度初步估算轴的直径：式中为轴传递的功率，单位为；n为轴的转速，单位为；由轴材料和加载情况下确定的系数。选45钢为轴的材料，取120。滚动轴承传动效率，V带的传动效率，联轴器传动效率。计算得最小直径为，有键槽时，轴的直径增大，于是轴端接在带轮上，考虑到轴上打有螺孔和上面查表得到的参考值。6.1.2轴的结构设计根据最小值和配件的选择安装来设计轴的结构，轴的设计图见装配图。根据滚筒和其他部分的装配，对轴长度的初步计算，超过3米，这在实际中很难加工，不利于大规模生产，所以采用实心轴套空心轴的方法，这不仅节省了材料，降低整体的重量，易于制造和安装，轴的两端设有锥形滚柱轴承。6.1.3根据定位要求确定轴的各段直径和长度（1）长实心轴的设计图6-1如图6-1所示，从左到右的第一段设有皮带轮，轴上有键槽，考虑安装方便，这段轴的长度79mm，直径42mm。（2）空心轴的设计图6-2空心轴开有1720mm的空心孔，这样能节省材料也减轻机身重量，如图6-2所示。从左到右第1段长度285mm，这段设有夹紧装置，直径60mm，中空部分直径40mm。第2段长度取1150mm，直径为63mm。第3段设有夹紧装置，此段长度取285mm，直径为60mm。（3）第二个实心轴的设计图6-3如图6-3所示，第1段与空心轴相连，轴上开有两个13mm的螺栓，利于实心轴连接空心轴,此段的直径为40mm。第2段长度取306mm，直径为60mm。第3段装有轴承，安装在轴承座的轴承，密封圈密封，轴承座通过螺栓固定在机架，周长27毫米，直径为55mm。6.2轴上零件的定位（1）实心轴与皮带轮通过平键连接，查询机械设计手册表普通平键的A型式和尺寸,所选用的键为,键槽用键槽铣刀加工,键的长度取60mm（2）螺旋进料通过焊接方式接在轴上，螺旋叶片通过焊接在套筒上，套筒装在轴上，左端用轴肩定位，右端用双螺母锁紧，圆锥滚子轴承安装在轴承座，轴承座通过螺栓连接在机架上定位。6.3确定轴上的圆角和倒角轴上的圆角和倒角参考机械设计手册书表，可知圆角和倒角（C或R）大于（1.2或1.6），取。6.4滚动轴承和轴承座的选取6.4.1清洗机的轴承选用图6-4清洗机的轴承选用，选择深沟球轴承。如图6-4所示。深沟球轴承的特点：结构简单，主要是承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。摩擦系数小，极限转速高，价廉。应用范围最广。由于安装轴承的位置不同，分别有25mm，35mm，45mm。轴承的代号分别为6205，6007E,6009E。分别安装在轴承座内。6.4.2打浆机的轴承选用图6-5打浆机在打浆的时候处于高速运转，选择圆锥滚子轴承，因为打浆机打浆时候会产生较大的轴向力和径向力，在轴的两端各安装一个，能承受较大载荷的同时能够抵消轴向力。选用的轴承轴径为55mm，代号为30211。成对安装在轴承座内。轴承采用脂润滑的方式。如图6-5所示。6.4.3滚动轴承座的选择图6-6根据我们的轴承圆柱孔，滚动轴承座选择代号为。我们采取在轴承座壁上的钻环形槽上，将O形橡胶密封圈在环形槽里密封，能有效地防水透气。如图6-6所示。主要尺寸：长X宽X中心距螺栓型号为：箱体选用材料为： O形密封圈特点：拥有不错的密封性，密封圈是一种压缩性的，又拥有自封能力，所以应用的领域很广。其构造简单，成本低，使用方便，运动方向不影响密封性，所以应用广泛。聚氨酯橡胶为材料的选择，适合于油和水，应避免在高速时使用6.5打浆机的打浆装置的设计打浆板的结构简图如图6-7所示，其中刮板长X宽X高，导程角为，。图6-7第7章总传动系统7.1传动系统设计根据前面所设计的结构和计算出的传动参数，本机的传动系统有两部分，打浆和清洗所需的动力是由一台电机输出，但是打浆所需的转速比较快，清洗则不需要这么快，并且打浆的动力方向与清洗的动力方向相垂直。打浆的动力通过带来传动，而清洗则经过两齿轮减速后再通过链来带动滚筒运动。清洗部分的传动：清洗机的转速由电机输出，由于在方向上不是同一个水平线上，是由传动比为1：1的锥齿变向后传动，在经过传动比为1：5的直齿齿轮变速后通过链传动输送到清洗滚筒，每个滚筒之间也是通过链来使所有的滚筒一起滚动起来，并通过上方的高压清洗装置来完成清洗。如8-1图所示。根据前面计算选择的电机转速为，而滚筒的线转速则为1.1m/s,则滚筒直径：滚筒的转速：每分钟滚筒转速：则齿轮减速的传动比：7.2计算皮带，设计皮带轮图8-2皮带轮设计由上述可知，电动机的额定转速为960r/min,额定功率为7.5KW，传动比，一台运转时间大于10h。Ｖ带轮的设计应满足