马铃薯去皮机设计.docx

马铃薯去皮机设计bb马铃薯去皮机设计 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。主要介绍了一种适用于食品加工厂等场所的基于摩擦原理的大型马铃薯剥皮机的设计要点、工作原理和设备组成。：去皮机 设计 马铃薯 Abstract: The peeling of potatoes is an important link in the process of potato processing, and the existing methods of skin removal are limited. With the development of potato industry and Chinas social and economic progress, how to find a high-quality, efficient and energy-saving potato peeling method has become an urgent problem in potato processing. This paper mainly introduces the design points, working principle and equipment composition of a large potato peeling machine based on the principle of friction, which is suitable for the food processing plant and other places. Keywords：Peeling machine; friction; design; potato 书目 第一章 引言 1 1.1探讨目的及探讨意义 1 1.2国内外现状概况 1 其次章 马铃薯去皮机的结构设计 2 2.1 马铃薯去皮机的设计及特点 2 2.2摩擦式马铃薯去皮机基本结构 5 2.2.1工作圆筒 5 2.2.2工作转盘 5 2.2.3传动系统 6 2.2.4其他 6 2.3工作原理 6 第三章 马铃薯去皮机的参数确定 8 3.1 物料在工作圆筒内的受力分析 8 3.2工作转盘转速的确定 9 3.3马铃薯去皮机功率的确定 10 3.4整机主要参数指标 13 第四章 主要零件的结构设计与计算 14 4.1 V带轮结构设计计算 14 42传动主轴的结构设计计算 16 4.2.1轴上零件的周向定位 17 4.2.2确定轴上圆角和倒角尺寸 17 4.3滚动轴承的初步选择 18 总结 19 参考文献 20 致谢 21 1 绪论 1.1探讨目的及探讨意义 目前，世界上有79%个国家种植马铃薯，总面积达2000万hm2，总产量超过300万吨，仅次于小麦、玉米和大米，居世界第四位。土豆是广泛分布于中国。主要产地有四川、黑龙江、甘肃、内蒙古、河北、山西、陕西、云南、贵州等。依据1998的统计，马铃薯在中国的种植面积近467万hm2，与马铃薯的产量约4700万吨，这产量高达世界第一。马铃薯是茄科、块茎作物，是一种宝贵的食品，它是食品，养分丰富。淀粉含量为11%25%，蛋白质的养分价值很高，易于消化汲取。它含有18种氨基酸，多种维生素和丰富的矿物质元素。它属于低热量、高蛋白、多种维生素和矿物质食物。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。假如将35%个蛋白与65%个土豆蛋白混合，就可以合成出最闻名的蛋白质。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。塑料原料马铃薯生产技术通产省北海道工业技术开发试验厂，塑料可以通过土壤和水微生物自然分解，最终变成水和二氧化碳。1.2国内外现状概况 国外的马铃薯主要用于加工，而簇新食品的比例很小。美国有75%种簇新的土豆要加工，法国有60%种，英国有40%种，荷兰有40%种，土豆主要是簇新蔬菜，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。废物更严峻，每年，这影响到经济效益，影响农夫的主动性，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，如麦当劳肯德基等快餐店，其主要产品有马铃薯制品。在中国，马铃薯产品加工起步较晚，技术落后。和马铃薯产品的规模无法形成。马铃薯产品质量跟不上国外的生产水平，也不能满意市场的需求，从而加速中国马铃薯产业的发展，提高马铃薯的附加值，不仅要满意消费者的须要，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。据了解，马铃薯产业始终是贵州省经济增长的主要增长点。中心关于西部大开发的决议，为马铃薯产业的发展带来了良好的机遇，马铃薯产业前景广袤。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。人工皮肤除皮效果好，但效率低，损失率高。明显，它不能满意马铃薯产业化的须要。机械去皮有两种形式：离心去皮和摩擦去皮。这主要取决于土豆和土豆之间的摩擦，以及土豆和钻石或橡胶之间的摩擦，从而达到削皮的目的。这种方法剥离效果不好，简单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，引起了剧烈的共鸣，汲取并转化为热能，从而与剥离剥离效果的方法，取得了较好的效果，但果皮可以奢侈，不能用。蒸汽的脱皮是在短时间内对土豆进行蒸汽处理，使皮层熟识，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，采纳清洗后的清洗工艺，研制了机械清洗机和离心机机械切屑机。采纳可调刀片，达到限制芯片数量的目的。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，水箱内充溢水。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相互问问。叶片之间的摩擦渐渐剥落；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。板上匀称分布有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整，并在工作板顶部匀称分布有3块弹性板。工作盘下部装有橡胶腔刮刀，当同一个主轴旋转时，块茎通过贮存室进入工作室。工作盘以肯定速度旋转。在离心力、重力和摩擦力的作用下，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：在四周的覆盖物上有几个抛射体。把块茎从外围打出来，接着旋转。所以，在叶片与弹性板的交互作用下匀称地切土豆，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，并接着滚动；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匀称地去皮，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，头皮屑从盘的四周空间流出。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 本机采纳立式，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，特殊是食品加工设备，食品平安和健康状况）。圆筒内壁为粗糙表面，浇注有棕刚玉和环氧树脂。筒体侧壁上设有阀门的出料口，在离心力作用下，将块茎抛出，露出物料门内壁，变更方向，便于物料收集。依据接收容器的位置操作便利，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。依据马铃薯的物理和生物学特性，人工剥皮的基本原理是汲取，转盘的基本形态是圆盘，和转盘表面凸水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。它也有肯定的皮肤去除效果。在转盘的底部，水环与转盘一起转动，以防止水进入轴承。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 传输系统采纳V波段一级传输。电机安装在车架上，整体结构简洁紧凑。 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，并接着滚动；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匀称地去皮，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，头皮屑从盘的四周空间流出。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水纹凸面，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。这种材料接着沿着工作气缸的壁移动，直到顶部并回到工作盘的表面。这样的往复运动过程中，物料搅拌搅拌，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刚好清洗皮肤，排出出渣口体。在不停机的状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，磨盘按肯定转速旋转，工作室里的土豆在离心力、重力和摩擦力的作用下结合起来。相对于工作盘，土豆的皮是从土豆的相对速度中去掉的。旋转转盘时材料的受力状况如图3.1所示： 图3.1 物料在擦皮机中的受力分析图 设水纹角为,物料的速度为V。当转回旋转时推动物料A运动。其运动方向垂直于水纹切线。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=Rsincos Sin2=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=mgh 2R2sin22=gh 为了正常运转，必需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 （）2 R2sin22= g 化简得n=60(r/min) (1) 角一般取20。30。为了正常工作，不行能只扔材料，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C C=（N） 离心力应大于水纹对材料的摩擦力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 Gf n= n30(转/分) (2) 在设计计算时，应取（）、（）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。依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。依据设计选定转盘工作半径400mm，物料的堆高依据公式m可以估算出物料的堆高值110mm。由（）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（）式计算转速最小值为n93r/min。马铃薯、胡萝卜与磨料的摩擦系数为1.1-1.3，取f1.2 由（）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志向的材料条件，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应当适当扩大。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须要的功率； 克服物料对工作圆筒壁摩擦力所须要的功率； 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（1.11.3） 摩擦臂矩（m） CP物料与圆盘的平均相对角速度（1/s）,采纳最大角速度的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工作转盘表面水纹高度（m） k水纹的数量 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） 基于阅历公式的组合式，可用功率估算公式 （） 式中为转盘转矩（NM）,为传动效率 R为摩擦臂矩（m），0.4（为工作转盘直径） 依据上式则可算出工作转盘转矩 用近似值估计，须要满意生产要求的功率N3.5kW、考虑电机效率和事故工况下，电动机的功率为4kW。 3.4整机主要参数指标 型号 JL- 工作转盘直径 800mm 转速 150r/min 电动机 16084（同步转速750r/min） 生产实力 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 清洗水耗量 t/h 重量 500kg 4 主要零件的结构设计与计算 4.1 V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 4.kw <b>选取一般带带型 依据,由图8-9确定为型窄带 <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 依据式(8-15)可得从动轮基准直径d=d=500mm 依据表8-7,取d500mm 按式（8-13）验算带的速度 3.8m/s<35m/s 故带的速度合适。<d>确定一般带的基准长度和传动中心距 依据0.7(d+ d)<a<2(d+ d)初步确定中心距a500mm 依据式（8-20）计算所需的基准长度 L2a+(d+ d)+=2262.5mm 依据表8-2基线长度选择LD = 2240mm 按式（8-21）计算实际中心距a a= a+=(500+)=489mm <e>验算主动轮上的包角 由式(8-6)得 180-=180=133>120(至少须要达到90) 故可知主动轮的包角合适。<f>计算一般带的根数 由式（8-22）知 由n=720r/min，d100mm，5，查表8-5c和表8-5d得 1.2kw =0.12kw 查表8-8得 =0.87,查表8-2，得1.05则 3.65 取根（<合适） <g>计算预紧力 由式（8-3）知 500 查表8-4得q=0.07kg/m,故 N=272.18N <h>计算作用在轴上的压轴力 为了设计带轮的轴和轴承，必需确定轴上的力 由式（8-24）得2sin=2=1997(N) <i>带轮结构设计 v型皮带轮的设计应满意：质量好，结构好，无内压铸造，质量分布匀称，沟槽精加工（表面粗糙度一般应为3.2），以削减磨损。槽的尺寸和角度应保持恒定，载荷分布应更加匀称。带轮的材料为HT200灰铸铁，其结构是一种网络类型，见v滑轮图纸。4.2传动主轴的结构设计计算 由于轴承的类型是依据轴端直径确定的，轴的结构是在对轴径进行初步计算的基础上设计的，因此可以依据扭强法估算轴径的大小，即 d=C P=3.5KW n=150r/min 在形式上，P是轴的功率（千瓦）；n是轴的速度（Rmin）；C是由材料和轴的载荷条件确定的系数。轴45钢材料，C取110。则经过计算 =32mm 输出轴的最小直径明显是在滑轮上安装了2的直径，由于传动轴有两个键槽，考虑轴的强度减弱，则 32+32 以车线的考虑，所以实行最小轴直径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>依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 L段的轴段 为了满意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L90mm，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。这里采纳的是轴段总长度（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实力，故依据估算长度取L60mm d=74mm 段的轴段 与该段的带轮的主轴相连，并依据皮带轮轴承宽度B =（Z 1）= 52mm、从其中L = 90mm，d= 65mm 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52mm，d=55mm 4.2.1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。依据系统的机械设计手册，检查B的关键部分（mm）（GBt1095-1979），与键槽键槽，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，由于径向力和轴向力的轴承，角接触球轴承的选择，依据工作要求，根据工作要求，依据D65mm，在间隙0组基本的初始选择轴承书目，角接触球轴承7213ac标准水平的精度，成对运用，安装在立式轴承座上。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，它可以避开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。轴承润滑：滚动轴承用润滑脂润滑。润滑脂是稠化剂和基础油的混合物，可分为以下几种类型的润滑脂： (1) 金属皂用作稠化剂和润滑油的金属皂。(2) 非皂脂和润滑油增稠剂对无机有机胶凝剂的影响。(3) 一种由有机-无机稠化剂和合成油组成的合成润滑脂。轴承选用2号钙基润滑脂作为润滑脂。轴承由长寿命润滑脂润滑，润滑间隔为一年。 附录 附录1：（装配图AO×1） 附录2：（零件图A3×5、A4×7） 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，尤其是快餐和便利食品的出现，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。马铃薯去皮机的设计是为了满意马铃薯原料加工的须要而设计的。美国是世界上最大的马铃薯生产国和出口国。这个产业给美国带来了巨大的经济利益。在过去的二十年里，在美国，德国，法国，荷兰，英国，瑞士，丹麦，加拿大，日本和其他国家也致力于发展马铃薯加工产业，使世界马铃薯食品加工行业已进入今日的旺盛阶段。以中国马铃薯加工产业综合来看，虽然中国的马铃薯种植面积居世界第一，在中国产生了巨大的马铃薯生产和巨大的进口之间的剧烈对比。一方面，中国有巨大的市场需求，另一方面，它是一个生产加工实力严峻不足。随着经济的发展，我国的消费结构也发生了巨大的改变。快餐和休闲食品的消费将快速增长。同时，马铃薯的消费趋势也将多样化，其衍生物的工业需求快速增加。从宏观上看，一方面，加入世贸组织为发展供应了巨大的机遇。另一方面，有13亿个国内消费市场。我们可以看到，土豆等果蔬的加工将充溢魅力和势在必行。 该建议是基于上述实际须要，特殊是考虑到任何形式的马铃薯原料加工。剥离是一个必不行少的重要操作环节。削皮效率和平安卫生将干脆影响马铃薯原料加工的效率。依据这些特点，设计方案不仅从实际生产要求动身，而且以最低的成本实现最佳的成本。本设计采纳电动机作为动力源，在气缸内的材料上，通过传动轴，气缸壁和颗粒的翻转，依据车轮与中间高速轮的转动和转盘之间的工作，摩擦摩擦，机械作用的影响，从而达到补充皮肤的目的。由此可以看出，基于本项目设计方案的理论是完全可行的。 参考文献 1杨炳南.马铃薯薯条加工及对策。农机与食品机械，1999, 2: 1-2 2王健.马铃薯加工利用前景广袤。农村经济与技术，1998 9: 42-44 3王秀芳.荷兰的马铃薯加工业。世界农业，1998 4: 22-24 4王景彬.试论国内外果树脱皮方法及设备。农牧与食品机械，1991, 2:22-23 5孔凡真.马铃薯产品开发大有可为。农业科技通讯，1998, 12: 28-30 6陈绍光.马铃薯化学去皮技术探讨。湖南农业科学，1998, 4: 40-41 7陈芳，邓春岩.基于SolidWorks的土豆去皮机的三维设计.农机化探讨.2006,11:126-130 8罗迎社主编材料力学武汉理工高校出版社 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