食物打浆机的结构设计【6300字（论文）】

I 1.1题目背景 1 22打浆机的结构设计 32.1设计条件 32.2打浆机要求 3 32.4打浆机的基本操作 4 4 4 53设计参数的选择 63.1滚筒的参数选择 6 63.1.2加工时间 6 6 63.4传动轴设计 8 8Ⅱ 83.5滚动轴承的选定 3.7联轴器的设计 3.9打浆机机架 4.1.1扭转强度计算 4.2轴的强度校核 参考文献 11前言1.1题目背景在如今的食品加工当中，为了保障食品的安全，确保食品的质量，更多的时候是把一些初级原材料进行分离，把不需要或者不合格的部分去掉，只把原理的一部分加工成成品或者半成品。根据不同的需要也要适当选用不同的加工方法，在生产自从改革开放以来，社会经济飞速提升，人们对食物的要求也越来越高。尤其国人对蔬菜水果的需求非常之高，而那些特制品比如：番茄酱、红薯干等等食需求也高。打浆机就能满足这些要求，它在人们的生活中越来越重要。但从安全和一些产品在参数等方面的选择不太合理。目前在打浆机的设计上更多的是依靠积累的经验进行计算，导致打浆机的发展空间受到限制，无法实现更高水平的突破。在1.2研究意义打浆速度快设施配套等特点，减少了大量的生产所需时间，又提高了打浆效率。在当今社会，食物生产的效率和成本尤其重要，打浆机恰好迎合了人们的需求，提高打浆机打浆效率，节约劳力成本，改善生产方式。然而在这些优点背面却是打浆机的发展缓慢，设计参数老，结构不够优化，设计观点不够新颖。这导致打浆机处在1.3国内外研究现状在过去的一段时间里，我国所生产的水果和蔬菜，产品贸易迅速增长1,水果和中国水果和蔬菜进出口产业迅速兴起和发展，中国是世界上主要的水果和新鲜蔬菜进口国，据不完全统计，全国每年消耗的蔬果位居世界前列，果蔬加工和未来类似的水果和蔬菜的消费趋势，每年增长15%。随着世界食品工业的发展和加工设备的发展。国外打浆机高速发展，设计参数合理，生产效率高，结构自动化设备等多种功能。但国内更多还是沿着过去的设计经验在设计，设施相对简陋，一些参数国外正在与时俱进不断更新而国内却一成不变没有更新，结构没有优化，使得效率不高。如今我国蔬菜水果需求旺盛，打浆机的现状却是使得一些加工机器需要依赖进口。这对我国的加工现状产生了不小的影21.4研究内容衡量打浆机打浆效果的指标应该是高的生产能力和高的出浆打浆机由圆筒筛、破碎桨叶、变速箱、传动部分和机架等基础部件构成。本文(1)滚筒的结构设计由生产效率等条件初步选择筛筒内径为D=1m。选择的筛孔工作系数为(2)电动机选择对番茄打浆机来说，在工作的时候工作效率要能达到每小时1T,一天分为两班，工作时间16个小时，在使用的情况下电动机的寿命有5年。(3)皮带轮设计传动带型，大小带轮的直径以及传动比和带速等，除此之外还(4)传动主轴设计(5)零件校核(6)各部件的相关计算主要包括滚筒的长度计算、物料打浆的时间计算、导程角大小的计算、轴尺寸所以根据各个部分的工作要求不同，强度要求不同，以及导程角不同大小，打32打浆机的结构设计2.1设计条件本文所设计的这款打浆机是针对一般蔬果的打浆破碎。对生产力的要求为每小时一吨的打浆量；所需的主轴转速为800转每分钟；每天的工作时间为平均16小时，2.2打浆机要求(1)打浆机工作确保打浆机能够正常运行是一切设计的前提。生产能力为一吨每小时，螺旋直径与电机2的选择非常关键。(2)螺旋转速的选择螺旋转速的大小一方面决定了物料打浆的时间长短。同时，转速过大可能会使(3)生产效率工艺合理，结构简单化。减少不必要的时间浪费，简洁明了，缩短打浆时间。(4)操作间洁(5)有良好的结构工艺性2.3打浆机基本概括如图2-1所示，打浆机的基本组成如下(1)螺旋推进器：把加进的物料以稳定的速度推入。(2)破碎桨叶：进行物料破碎。(3)刮板：与破碎桨叶一起压破物料。(4)筛筒：用以汁肉分离，用1mm左右不锈钢焊接而成。圆筒根据加工要求4170427783图2-1打浆机的基本结构图2.4打浆机的基本操作打浆机的工程过程为：工作时，启动打浆机，刮板和螺旋推进器在转轴带动4]下载圆筛筒内旋转，破碎后推入圆筛筒的最右端。随后由于刮板的作用，是物料同时受到离心力和轴向推力的作用，沿圆筛筒从右向左朝渣口移动。这个复合运动的结果，使物料移动的轨迹是一条螺旋线。刮板旋转时使物料获得离心力而抛向筛筒内壁，物料受离心力和揉搓作用而被擦碎。汁液和浆状肉质经筛孔流入集料斗送如打浆机的结构设计里有许多参数，其中对打浆效率影响最大的为主轴转速、导程角以及刮板与滚筒内壁距离的大小，是非常重要的三个参数，比如主轴转速快会使得物料在筛筒内移动速度增加，相对的打浆时间就会减少；其他的同样如此。调整打浆机速度比较麻烦，稍有不慎，就会导致浪费。所以一般情况下会同时调整两打浆机结构设计相对比较简单，具体操作步骤如下：(1)第一步是对打浆机进行清洗，使果蔬浆汁避免接触污染，保障产品的食品(2)由打浆要求来挑选适合的筛筒，检查导程角大小是否合适，可由含汁率来5检查。如果含汁率高，则需要根据原料和加工工艺来调整。(3)把圆筒筛安装到机架上。(4)收取浆汁和排出的废渣。(5)使用完后首先一定要关闭打浆机的电源开关，然后再清洁、晾干打浆机。防止残余食物遗留所带来的卫生安全问题。(6)自动清洗装置主要由汽水混合器、气缸总进水管环形喷管等部件组成环形喷管置于筛网托架外其上装有喷嘴汽水混合器有一个进水口一个进汽口和一个出水□在进水管和进汽管上分别装有一电磁阀通过电气控制柜控制与气缸保持联动即当气缸运动时电磁阀处于导通状态当气缸静止时电磁阀处于闭合状态工作时气缸推动总进水管和环形喷管在筒体和筛网托架间作往复运动水和燕汽在混合器内混合后形成热水分别经两套管路进人0道和1道筒体内来回冲刷筛网筛网托架筒体内壁以及转子端部从而实现自动清洗6。2.5打浆机选材分析打浆机的选材要考虑它的工艺性以及使用的环境要求一般有两个原则：工艺性原则：所选用的铸造合金要有一定的流动性，要有一些缩孔、偏析和吸气的特性；塑性加工材料要有好的可塑性和形变能力；材料有热处理要求的要减少热处理的敏感性以及氧化和脱碳可能，变形和开裂的总的来说打浆机的选材主要是由零件的受力情况，环境状况，特殊情况来决定，且要有可行的工艺性可能性也要小等等。使用性原则：受力情况的分析；环境情况的分析；特殊情况的分析。63设计参数的选择3.1滚筒的参数选择3.2电动机参数选择3.3计算皮带，设计皮带轮由上可知，电动机的规定转速1440转每分钟，规定功率为4千瓦7,运转时间大于10小时。(1)设计功率7(2)带型由Pca=5.6千瓦和n1=1440转每分钟，选择B带型。(3)带速(4)选择基准长度(5)轴间距范围amin=α-0.015La=592.5-0.01amax=α+0.03La=592.5+0.0(7)小带轮包角α1(8)V(7)小带轮包角α1(8)V带额定功率查《机械设计手册》得：=(5.14+0.41)×0.98×0.98打浆机结构设计8(9)预紧力(10)轴上作用力(11)带轮设计要求：质量均匀没有偏重且不能过大，工艺要求高，轮槽面摩擦阻力8小，减少带的磨损；槽的尺寸和角度要准确，使得载荷均匀分布等。3.4传动轴设计3.4.1轴的直径P=5.6×0.87×0.96=4.67kw,n=80由上文所得A₀为120。3.4.2轴的结构设计轴的尺寸大小要根据各个零配件的搭配和它规定范围内的极值来规划。由滚筒的筒长和其他零部件的情况，初步得到轴长为3米，但这种情况实际上很难大批量生产，所以使用空心轴套在实心轴上的方式，这种方法不仅仅是节约成本，还能方减轻机器的重量。(1)实心轴9图3-1实心轴第二段上，轴承座固定在打浆机机架上[101,这一段的长度设计为105mm,直径为第三段插入空心轴以便连接，长度为1020mm。(2)空心轴图3-2空心轴约生产成本，如图3-2所示。第一段装有夹持器，直径70毫米，空心的那部分直径为40毫米。第二段因为轴肩定位¹1的关系，这段长度初步决定为150毫米，直径为62毫米。50(3)实心轴的设计图3-3短实心轴第一段的长度为50mm,直径40mm。为了方便实心轴和空心轴的连接，设计了第二段长度为280mm,直径为65mm。第三段长度为55mm,直径为60mm。(4)确定轴上的圆角和倒角3.5滚动轴承的选定由于打浆机运动时，会有轴向和径向两个方向的力产生，在轴两端分别安装圆锥滚子轴承，用来抵挡轴向和径向力，同时也可以承受载荷的冲击。由于轴径的大小为60mm,所以选择基本尺寸2d×D×T为60×110×23.75的圆锥滚动轴承。3.6轴承座的设计由上文设计要求《查机械设计手册》选定轴承座SN312。其主要尺长、宽、高=280mm×125mm×80mm3.7联轴器的设计电机输出轴的直径d=50mm,查《机械设计手册》,选定联轴器为凸缘联轴器，s=8mm,质量为7.59Kg。3.8打浆刮板的设计兰k3.9打浆机机架定整机长约3米，宽约1米5,高约2米。为卧式机座，选用HT150。打浆机结构设计4零件校核4.1打浆刮板的校核在机器运行时，物料在筛筒中受筛筒壁和刮板带来的摩擦力以及刮板带动物料假如物料质量为m,μa、μb分别为筛筒壁和打浆刮板的摩擦系数；物料所受的正压力为N1(N)、F1(N)和N2(N)、F2(N)同样来自筛筒壁和打浆刮板；打浆板转速抗扭系数，N1表示刮板所承受的压力。其中：M和T分别表示危险处所受的弯矩和扭矩，W则表示刮板的抗弯系数因为轴的材料性质，得[a,]=60MP。所以刮板符合设计所需条件。4.2轴的强度校核实心轴的扭转条件为：空心轴的扭转条件为：由轴的材料特性可知，查《机械设计手册》得：[tr所以轴的扭转强度达到标准可以使用。中心转轴所受力：Fmax=2-Fomax+mg=2×327+5皮带轮与轴承的间隙为≤200可得中心轴所受的弯矩为：大带轮的上有许多小孔其中孔径14]设为55mm4.5Mpa恰好小于最大值符合设计条件，能满足设计，可以使用。圆筒筛的体积V=Sh=πr²×h假设以红薯质量为标准作出以下设计计算，查《机械设计手册》可知红薯的密度为0.8×103Kg/m³如果此时物料装满：扭矩为：轴所受的剪力产生的应变为：此设计可以满足需求。4.2.1弯的扭合强度由上文可得，取应力α≈0.3。轴的应力为：式中，M、T、W分别为轴所受到的弯矩、扭矩和抗弯系数。由上文查《机械设计手册》得[a-₁]=60MPa恰好满足设计所需。总结在这次打浆机结构设计中针对打浆机在当今社会食品加工行业巨大的前景以及国内打浆机发展缓慢。本文设计了一台主要针对于蔬菜与水果的打浆机，它由机架、圆筒筛、传动轴、传动轮、刮板、破碎桨叶以及进料斗、出料漏斗和螺旋推进器等构成。此次设计特点为：1、机器操作方便，相对于传统的打浆机结构设计来说，本文所设计的打浆机操作简单、单人可同时照顾多台打浆机、时间和人工成本都会大大降低。相比较而言，在操作方面有一定的进步。2、传动方式选择了带传动，这种方式简单方便维修，并且非常直观，在一定程度上可以判断机器是否发生故障。4、本次设计中出料口采用的是蝶形阀的设计可以方便工人快速出料，缩短生产时间，以达到增大产量的目的，提高生产效率。5、本次设计转轴采用的是45Mn钢，材料合适，有刚度强、耐磨性好、耐腐蚀和防轴疲劳断裂等优良的特点。能够很好地承受住机器运行时所带来的的压力以及6、因为零部件的设计所采用的合金材料较为昂贵。所以在成本方面，本次设计不占优势。参考文献[1]张选迭，田恒增.我国食品机械工业发展战略[J].农机与食品机械，1998,(2).56-59.[2]柯宏，袁顺林，李哗.基于最优化技术的打浆机结构工艺参数设计[J].粮油加工与食品机[3]李良藻，汤楚宙.农产品加工机械[M].长沙：湖南教育出版社，1989.(6).115-121.[4]SimonBickerstaffe.《Professional[5]孙桓，陈