螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计

螺旋管状面筋机总体 及坯片导出装置设计 指导老师： 答 辩 人： 专 业：机械设计制造及其自动化 目录 引言 1 强度校核 4 面筋机坯片导出及切断部分具体设计说明 3 面筋机系统整体设计 2 结论 5 引言 面筋是人们非常喜爱知道的一种食物，需求量很大，但是目前国内外还没有该种设备，面筋的生产过程全部为手工作业，工作环境十分的恶劣，急需得到改进。整个面筋的生产过程共包括：面筋的绕制在形、水煮、挑选清理、包装等。在这些生产过程中，以面筋绕制成形的工作量最为大，生产条件最为恶劣。 因此若能设计一部机器来代替或部分代替水面筋操作工人的这一生产过程将是一个很好的想法。 返回 面筋机系统整体设计 由于面筋本身所特有的弹性和延展性，面筋很容易恢复原来的形状。而使面筋变形又只有靠拉力或者靠压力来完成。面筋很柔软，又很容易被拉断，所以靠拉力来使面筋变形是不理想的。在选择如何挤压面筋使它变形的方案上最终确立的是使面筋变形最切实际的方法就是靠压力来实现。本设计主要依赖挤压力使面筋成型导出，考虑到面筋的特性，设计用的是滑动螺杆的结构，滑动螺杆的结构是为了增加推动力，采用大小料斗是有助于其成型成功，面筋一次导出的量越多越不容易成型，这是因为其具有高粘弹性。 一开始设计的时候所采用的是绞肉机改装成的小型单螺旋轴挤压机构的设计方案，在实验中发现，由于箱体与螺旋轴之间的间隙较小 ,在这样的空间间隙下 ,面筋导出的连续性达不到预期效果 ,后来又设法改变螺旋轴的表面粗糙度 ,发现在小的空间中较大的挤压力破坏了面筋的内部结构 , 影响了面筋的质量和口感，所以用单螺旋轴的设计方案没有能够成功。 返回 第二个设计方案采用的是推压装置 ,把面筋放置在一个圆柱形的容器中 ,靠活塞的运动将面筋从小口中挤压出来 ,从而达到把面筋变形的目的，然而在模拟实验中发现在相同的速度下面筋从出料口出料时的压力是不均匀的，量越多受到的压力越不均匀。后来把出料口做成漏斗状，并且减少了一次导出的面筋量，出来的面筋料就近似片状了，所以把出料装置设计成了一大一小两个料斗共同作用的方案。 这种方案有以下几个特点：首先，滑动螺杆的结构使面筋内部保持完好的网络结构；其次，又能有足够的挤压推进力使面筋的出料保持连续；再次，小料斗处的料较少从而料容易成型导出；最后，滑动螺杆挤压有较好的稳定性能 ,螺旋转速和下料的速度更容易控制。在以上特点的基础上，螺旋挤压最为可行的就是滑动螺杆的挤压方案，料斗也采用了较复杂的大小料斗共同作用的方案 ,所以最终确定和使用这种方案。具体的结构简略如下： 面筋成型机坯片导出及切断装置结构简图 10. 切料凸轮 面筋机坯片导出及切断部分具体设计说明 1、 进出料口形状设计 2、 电动机及减速机选择 3、 电磁离合器选择 4、 联轴器选择 5、 链轮设计 6、 凸轮设计 7、 轴的设计 返回 进出料口形状设计 根据总体方案的设计，首先要设计的是进料和出料料斗的形状。根据生活中的常识，选用常见的漏斗式进料设计 ,面筋出料要成片状，所以出料部分末端采用长方口的形状。具体设计分为两部分，大料斗进料和送料，小料斗出料。大料斗上部分是圆柱形，方便滚动丝杠螺杆的挤压运动；下部分要方便出料，所以选择了漏斗形状。小料斗上部分也采用圆柱形的，下部分采用圆积方的形状。 工作原理：将大团的面筋原料从送料口送入大料斗装置中，靠滑动螺杆的挤压推力向前运动，直至小料斗的空间被面筋充满，切片装置切断面筋的同时滑动螺杆停止运动，小料斗处的活塞快速向下送料，等活塞恢复原状的同时滑动螺杆再次旋转。 通过实验测得 以小料斗以及大料斗的设计尺寸就是根据这些数据来的。 小料斗一次下料的量在 150g 200合设计规定的要求。 大料斗一次装料的量为 5合人工加料的要求。 大料斗和小料斗的具体结构尺寸如图所示： 返回 大料斗的具体结构及尺寸 小料斗的结构与尺寸 电动机及减速机选择 闭式三相异步电动机 15主要性能及结构特点：效率高，耗电少，性能好，噪音低，震动小，重量轻，运行可靠，维修方便。为 构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑等杂物侵入电动机内部。冷却方式为 筋机选用 号，根据装配的需要选用立式电机，其主要参数为： 额定功率 : 转速 : 1000r/ 电流 : 效率 : 功率因数 额定转矩 : 额定电流 : 噪声 :65 净重 :24 电动机的满载时转速为 910r/ 根据电动机的满载时转速 910r/0r/ i = = 45.5(r/ (3所以选用减速器的型号为 其传动比为 41。 有结构紧凑，安装方便，工作平稳可靠，无噪音，能做正反运转，并有自锁作用等特点。 返回 电磁离合器选择 由于实验生产时，面料不能一直导出，必须要用离合器，所以要选择离合器。鉴于磁粉离合器的以下诸多优点，在设计时选用的是磁粉离合器。 磁粉离合器是由传动单元 (输入轴 )和从动单元 (输出轴 )合并而成。在两组单元之间的空间，填有粒状的磁粉（休积大约 40微米）。当磁性线圈不导电时，转矩不会从传动轴传至从动轴，但如将线圈电磁通电，就由于磁力的作用而吸引磁粉产生硬化现象，在连继滑动之间会把转矩传达。 返回 联轴器选择 凸缘联轴器是应用最广泛的一种固定式刚性联轴器，它的结构简单，工作可靠，传递转矩大，装拆方便，可以联接不同直径的两轴，也可以联接圆锥形轴伸。凸缘联轴器有三种不同的对中方式。有利用绞制孔螺栓对中的，有利用凹凸对中，还有一种用一对部分环对中的。在这里我们考虑使用第二种凹凸对中的凸缘联轴器。 返回 链轮设计 面筋机的传动主要依靠链轮，本设计中的链轮有两对，两对链论的转速一致，其具体的结构设计及校核见设计说明书中。其中一链轮的外形如图所示： 返回 凸轮设计 凸轮是一个具有曲线或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期的往复运动。 轮机构一般由凸轮、从动件和机架三个构件组成。本设计中所用的凸轮为盘形凸轮，从动件选用平底从动件。活塞推杆 14和切料推杆 7分别装在活塞和切料板上方，活塞凸轮 12和切断凸轮 10通过轴连接到电机上。凸轮与从动件维持高副接触（锁合）的方法为利用弹簧力使其保持良好的接触。因为活塞及压料板的运动速度较小，所以选用等速的运动规律。具体结构及尺寸见设计说明书，下面给出两凸轮的轮廓形状。 返回 活塞凸轮的轮廓形状 切料刀具凸轮的轮廓形状 轴设计与主要轴的校核 轴的材料种类很多，设计时主要依据对轴的强度，刚度，耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。综合考虑这些问题所以选用 45钢调质。本设计中涉及的轴有传动轴、中空轴和从动轴的设计及校核。由于篇幅较大，具体内容见设计说明书。 返回 强度校核 需要强度校核的零件或部件有：弹簧、螺栓、键和销。具体校核过程参见设计说明书，在此不再赘述。 返回 结论 设计课题是螺旋管状面筋机的总体及坯片导出装置的设计。面筋成形机是一种用机器代替手工来完成面筋绕制的机器。面筋成形机可以完全让操作者的手脱离盐水，而让机器来完成在水里的动作。所以具有较好市场价值，经济效益和较好的社会效益。 面筋机的设计分为坯片导出装置的设计，切断装置的设计以及卷绕装置的设计。此方案在上届的设计基础上有所创新。具体体现在以下几点： 1面筋的坯片导出采用螺旋丝杠的挤压而不采用螺旋轴的结构，采用螺旋丝杠的结构主要的好处是保证了面筋的内部结构，使其导出能够连续不断，方便了卷绕，并且具有良好的口感。 2面筋机的切断装置放置在大小料斗之间，这样的结构的好处是可以使坯片导出更容易，而且可以不用辊子辊压的结构就可以使面筋成型，减小机器结构的复杂性，降低了厂家的生产成本。 3面筋机采用一大一小两个料斗而不采用一个料斗的结构是为了减少面筋粘弹性对导出成型的影响，因为一次挤压的量过多的话，面筋导出就不是片状的而是近似圆状的，近似圆状的面筋不利于卷绕装置的卷绕。 4小料斗的下料口采用了法兰连接的方法来解决，这样可以根据不同的生产要求来更换下料口的大小，满足了生产需要。 在指导老师姚明印的严格要求下，在最低限度的降低其制作费用的前提下，我对其方案进行了数次修改，但是由于能力所限可以说现在的方案不是最好的，但已尽了我的最