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毕业设计

山楂片自动切片装置设计

时间:2018-05-15 23:26:37   作者:   来源:   阅读:184   评论:0

摘要

    山楂片是人们喜爱的美食,有着很高的食用和药用价值,为满足人们日益增长的美食需求,本文针对山楂片的加工环节(切片)设计了一种新型切片设备。

    本文首先根据山楂片的性能特点,拟定了山楂片切片机的传动原理及执行方案,确定采用曲柄滑块及槽轮间歇机构的执行方案,决定采用V带传动和齿轮传动的减速方案。

    该方案的优点是结构简单,传动可靠,可以实现过载保护。

    确定好机械执行方案及传动方案后,按工作机需求选择好电动机,并对各级传动机构进行传动比分配。

    然后对对V带进行设计计算,确定为SPZ型V带,传动比为2.5.

    然后对齿轮进行设计和计算,齿轮传动设计和计算使用的方法是:按齿面接触强度进行设计和计算,按齿根弯曲强度进行校核。

    为提高生产效率,本设计对切刀进行了优化,采用了多排切刀的方案,即滑块一次行程工作,可以冲切出200个山楂片。

关键词:山楂片  切片机 齿轮传动 槽轮 V带

ABSCTACT

    Hawthorn is a favorite Food, has high edible and medicinal value, to meet the growing needs of people. Food demand, this paper processing hawthorn tablets (slice) designed a new slicing device.

    Firstly, according to the characteristics of hawthorn, drew up the transmission principle and implementation scheme of Hawthorn slicing machine, the implementation scheme of crank slider and groove pulley mechanism, to reduce the project adopts V belt drive and gear drive.

    The scheme has the advantage of simple structure, reliable transmission, can realize the overload protection.

To determine a good mechanical implementation scheme and transmission scheme, according to the working machine needs to choose good motor, and the driving mechanism at all levels to carry out the allocation of transmission ratio.

Then the design and calculation of V, identified as SPZ type V belt, transmission ratio is 2.5

Then the design and calculation of gear, gear transmission design and calculation method is: use was designed and calculated according to the tooth surface contact strength, are checked according to the tooth root bending strength.

In order to improve the production efficiency, the design of the optimization of the cutting knife, using a multi row cutters scheme, namely the slider a journey to work, can cut 200 hawthorn piece.

Keywords: Hawthorn slicing machine gear Geneva V belt

目录

摘要

ABSCTACT

目录

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 山楂的生产加工工艺

1.3 食品机械概述

1.3.1我国食品机械的发展现状

1.3.2 我国食品机械发展面临的问题

1.3.3 食品机械性能的要求

第二章 总体方案拟定

2.1 山楂片切片机设计任务要求

2.2 方案拟定

2.2.1 传动原理方案一

2.2.1 传动原理方案二

2.2.1 传动原理方案三

第三章 传动设计及计算

3.1 电动机的选择

3.2 传动比的分配

3.3 V带传动设计计算

3.4 齿轮传设计计算

3.5 槽轮设计计算

3.6 曲柄滑块机构设计

第四章 结构设计

4.1 机架设计

4.2 切刀设计

4.3 齿轮结构设计

4.4 滚筒结构设计

第五章 结论

参考文献

致谢

第一章 绪论

1.1 课题背景

    山楂片又称为山楂饼,是以优质山楂为主要材料,经过选料、清洗、蒸熟、打浆、成型、烘干、包装等多道工序精制而成。 山楂片的最基本形状及为山楂片。衍生品有山楂条,夹心山楂片,果味山楂片、铁山楂、果丹皮,雪山楂等。山楂片和山楂果丹皮是最普通,最流行的品种。

    产品为圆形薄片,色泽鲜艳,厚薄均匀,质酥适度。含糖量为85%,还原糖含量为9%,总酸为1.5%,还含有丰富的蛋白质、脂肪、钙、磷铁和维生素C等营养成分。

    山楂具有较高的消食、化积、健胃等药用价值和抗氧化性、降血脂、抗癌、助消化、抗菌等保健作用。

    《本草纲目》记载“山楂性酸甘、微温”,“长于化饮食、健脾胃、行结气、消淤血”。现代医学表明:山楂中的类黄酮和萜类等物质,能软化血管、降低血清胆固醇、利尿和镇静,对冠心病和高血压有一定的疗效。山 楂有收敛作用,对痢疾杆菌和绿脓杆菌有较强的抑制作用。山楂所含的黄酮类药物成分中,有一种抗癌作用的壮荆素化合物,因而对防治癌症有一定的帮助。

    因此,设计研发高效率高质量山楂加工设备可以提高山楂产品的加工质量和生产效率,可以满足人们日益增长的美食需求,可以促进国民经济发展,可以将健康带给更多的人!

1.2 山楂的生产加工工艺

    目前国内出现的山楂系列加工产品主要有糖制品、罐头、饮料类及发酵类产品:

1)糖制品

    糖制品主要包括山楂糕、山楂蜜饯、果丹皮、山楂片、山楂饼、山楂羊羹等。以山楂果丹皮为例介绍其加工工艺:原料选择-去核去柄-清洗-软化-打浆-浓缩-刮片-烘干-切片包装。

2)罐头

山楂-分选-去柄去核-清洗-软化-装罐-排气-封口-杀菌-冷却-检查入库。

3)有效成分的提取

山楂中尤其是山楂叶中含有一定量的黄酮类物质,在食品及医药行业有比较广泛的应用前景

山楂叶-清洗-烘干-粉碎-溶剂浸泡-第一次提取-过滤-提取液-滤渣-第二次提取-合并滤液-精滤!黄酮提取液

4)山楂汁饮料

山楂-检选-清洗-破碎-加热软化-浸提-粗滤-分离-澄清-分离-过滤-山楂汁-调配(加水、甜味料、酸味剂、色素、香精、其他辅料)-均质-脱气-杀菌-灌装-密封-杀菌-冷却-检验-贴标-装箱-成品

浑浊汁饮料

1.3 食品机械概述

    食品机械设备在生产过程中在各种不同的条件下与各种介质接触,为了食品在这些接触中不被污染,为了设备能够长久使用,对于食品机械用材有着很大的讲究。因为这关系到食品安全,关系到人们的身体健康。

    食品机械的种类非常繁杂,其分类按照食品的种类和行业的不同,可以分为:粮油加工设备、果蔬保鲜与加工设备、畜禽产品加工设备、水产品加工设备、方便食品加工设备、饮料加工设备和食品加工中废弃物综合利用设备等。按照食品加工的单元操作的不同,可以分为:食品输送机械、食品清理与分选机械、食品粉碎机械、食品分离机械、食品混合机械、食品浓缩机械、食品干燥机械、食品杀菌机械、食品熟化机械、食品冷冻机械和食品包装机械等。

    参照国际分类标准,我国的食品工业分为如下四个主要行业:

 (1)食品加工业,包含粮油加工业、饲料加工业、植物油加工业、制糖业、屠宰及肉蛋 加工业、水产品加工业、盐加工业及其他食品加工业。

(2)食品制造业,包含糕点糖果制造业、乳品制造业、罐头食品制造业、发酵制品制造 业、调味品制造业及其他食品制造业。

(3)饮料制造业,包含酒精及饮料酒、软饮料制造业、制茶业等,我国也将中药材中成 药制造业划在此行业。

 (4)烟草加工业,包含烟叶复烤及卷烟制造。

1.3.1我国食品机械的发展现状

    食品工业是我国国民经济的支柱产业,食品机械是为食品工业提供装备的行业。我国的食品机械工业始于20世纪50年代初新中国成立,主要是在20世纪80年代改革开放后,依靠自己的力量,从无到有,从小到大,从弱到强,从低到高,白手起家逐步发展壮大、完善起来的,至今已走过了近60年的光辉发展历程。尤其在“八五”期间经引进、消化、吸收而自行设计制造的具有国内外先进水平的新产品有几百项。“八五”期间,机械工业部提出行业发展六大趋势,重点发展6类成套设备,5年共累计完成技改专项投资10亿元。20世纪80年代中期成立的中国包装和食品机械工业协会和中国包装和食品机械总公司加强了行业管理,扩大了对外交流,每年举办中国国际食品加工和包装机械展览会,吸引了各国厂商参展,加强国内外技术交流与合作,推动了新产品开发,现有产品中75 %是近10年开发的。

    进入2000年以后,随着人民生活水平的提高,对食品种类的需求以及质量的要求也逐渐提高,给食品机械行业提供了广阔的发展空间,据中国机械工业联合会的统计,仅今年一季度,食品包装机械行业产值就增长24.94 %,1-2月利润总额达3.59亿元,同比增长44.33 %。

    现在,我国的食品机械行业已形成了一整套比较完整的、门类齐全的工业生产体系,具有相当的规模和一定的实力(开发、创新、设计、生产等)基础,基本上能生产出满足人民生活之需求的各种各样、各种档次的产品,并正在不断地努力提高,缩小与国外先进水平、先进技术、先进设备的差距。在全行业广大企业和大专院校、科研单位科技人员的努力下,新产品、新技术、新成果不断涌现,并转化为生产力。我国人员众多,民以食为天,食品机械产品市场广阔、潜力巨大。出口量近几年来不断上升,发展前景十分良好。我国已能生产食品机械的规格品种3 000多个,年产值超过了300亿元,解决劳动从业人员超过了50万人,并以规模批量大、效益好而成为我国机械工业的十大支柱产业之一。食品机械工业在我国的迅速崛起、发展已引起全社会的广泛关注,即使在前几年国家遭受金融危机的情况下,我们的行业仍欣欣向荣、一片繁忙,堪称“朝阳工业”,尤其近几年来随着改革的深入、社会主义现代化建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高,依靠信息和“敢为天下先”的创业精神,努力拼搏、奋斗,自筹资金不断创新、开发新产品,并取得了令世人十分惊叹、十分可喜的成绩。食品机械生产企业在我国像雨后春笋似的遍地开花,得到了长足的发展,创造了新局面、开拓出了食品机械工业的新气象,为进一步繁荣、壮大和发展我国的包装工业做出了应有的积极贡献。

1.3.2 我国食品机械发展面临的问题

    目前我国食品机械行业仍然面临着诸多问题:一是企业的规模偏小,产值、效益普遍很低;二是产品的技术含量、附加值较低,产品品种少,成套性不强,国内尚不能生产而又需求迫切的空缺品种达30 %~40 %;三是产品档次不高、特别是外形设计落后;四是科研手段落后,新产品开发周期长,不能及时响应市场的需求,及时提供市场、用户所急需的产品;五是企业的技术储备严重不足,影响了企业进一步发展和竞争。企业主要精力都花费在量的扩张上,对质的提升、科技进步的投入严重不足,产品在低水平上重复,产品雷同加剧了企业之间的竞争,从而使许多产品都销不出去。低价竞争已威胁到企业生存的地步。目前我国食品机械产品普遍存在着质量不稳定、性能单一、成本高、技术含量低的状况,如不努力改变,积极开拓、创新,参与国际竞争,形势不容乐观。希望能引起企业的足够的重视。

1.3.3 食品机械性能的要求

(1)机械性能

    食品机械设备一半属于轻型机械设备,大多数零部件受力较小。但由于轻型机械设备要求尽量降低整机重量和体积,零部件的尺寸要尽量小,所以对材料的机械性能要求也并不降低除了强度、刚度和硬度以外,还有一些其他的要求。例如,在食品机械设备中处理大批量成件物品的机会较多,因此常遇到高速往复运动的构件,就要从疲劳强度来要求机件的性能。

    食品机械设备中的一些零部件上常常要和大量的物料相接触,而接触时,物料的不同会对零部件有不同的损伤。如,锤片与坚硬物料的高速度撞击,会造成强烈的磨损,因此,锤片对材料的耐磨性能要求很高。食品挤压机螺杆和套筒与物料相对运动的速度不高,但工作压力高达200MPa,工作温度也高达200℃因此,此类机械不仅要求较高的抗扭强度,而且还要有很高的耐磨强度和较高的抗蠕变的能力。

    有的食品机械设备在高温下工作(如烘烤机械)或是在低温下工作(如冷冻机械,温度可达-40℃左右,以液氮为介质的冷冻机械的工作温度会更低)这就必须考虑机械设备的材料在高温和低温写的性能。 

(2)物理性能

    食品机械设备性能常和材料的物理性能有关。例如:材料的相对密度、比热容、导热系数、软化温度、线胀系数、热辐射波普、磁性表面摩擦特性、抗粘着性等。在不同的使用场合,要求材料有不同的物理性质,有如热装置要求有较高的导热系数,食品的成型装置则要求有好的抗粘着性,以便脱模。 

(3)耐腐蚀性能

    食品机械设备接触的食品物料一般带有酸性或弱碱性,有些本身就是酸类或碱类,例如:醋酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸、乳酸、脂肪酸、盐酸、纯碱、小苏打等。这些物料对许多金属材料都有腐蚀作用。即使普通食品对许多金属材料也有腐蚀作用,如有些物料本身没有腐蚀性,但是在微生物繁殖时会产生带有腐蚀性的代谢物,如碳酸等。 

    食品机械设备所用材料选择不当而遭受腐蚀,不仅容易造成机器本身的破坏,更重要的是会造成食品污染。有些金属离子溶进食品中,有损于人体健康和食品风味,或者破坏食品的营养。

    设计食品机械设备时,材料的耐腐蚀性对选择结构材料常起着决定作用。机械设备的耐腐蚀程度取决于:a.材料的化学性质和表面状态以及受力状态;b.物料介质的种类、浓度和温度等参数。 

    机械设备材料的机械物理性能和化学性能有时发生矛盾,难以十全十美,可以通过复合材料或表面涂层的方法来加以解决。 

(4)制造工艺性 

    材料制造工艺性能至关重要,否则设计出来的零件有时难以加工,甚至无法加工。例如焊接件的材料要有好的可焊性和切削性能,表面要求硬度高的零件要有好的热处理性能,表面要求涂装的零件要有好的附着性能。


标签:切片装置 
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