开题报告-生姜清洗机设计.doc

毕业设计（论文）开题报告 题 目 生姜清洗机设计 学 院 名 称 航空制造工程学院 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 2015 年 3 月 15 日 71、 选题的依据及意义： 生姜，是我们日常生活中很普通的一种调料菜。现在，生姜的价值已深入到医疗功效，药材，食品加工等等。味辛，性温。能开胃止呕，化痰止咳，发汗解表。口嚼生姜，可引起血压升高。姜辣素对口腔和胃粘膜有刺激作用，能促进消化液分泌，增进食欲。可使肠张力、节律和蠕动增加。有末梢性镇吐作用，有效成分为姜酮和姜烯酮的混合物。对呼吸和血管运动中枢有兴奋作用，能促进血液循环。体外实验，对伤寒杆菌、霍乱弧菌有明显的抑制作用。用于脾胃虚寒，食欲减退，恶心呕吐，或痰饮呕吐，胃气不和的呕吐；风寒或寒痰咳嗽；感冒风寒，恶风发热，鼻塞头痛。生姜中所含的姜辣素和二苯基庚烷类化合物的结构均具有很强的抗氧化和清除自由基作用；抑制肿瘤作用；吃姜能抗衰老，老年人常吃生姜可除“老人斑”。生姜能开胃健脾，促进食欲，在炎热的夏天，因为人体唾液、胃液分泌会减少，因而影响食欲，如果饭前吃几片生姜，可刺激唾液、胃液和消化液的分泌，增加胃肠蠕动，增进食欲。这就是人们常说的“冬吃萝卜，夏吃姜”，“饭不香，吃生姜”的道理。在炎热的气温下吃一些生姜能起到兴奋、排汗、降温，提神的作用。对于有一般暑热表现，如头昏、心悸、胸闷、恶心等情况的病人，适当喝点姜汤是大有裨益的。中国传统的防暑中成药人丹就含有生姜成分，其作用就是健胃、提神、醒脑。姜的营养成分和葱蒜相似，同样含有蛋白质、糖类、维生素等物质，并含有植物抗菌素，其杀菌作用不亚于葱和蒜。生姜还含有较多的挥发油，可以抑制人体对胆固醇的吸收，防止肝脏和血清胆固醇的蓄积。用生姜、红糖熬制的姜汤可活血驱寒，防治感冒，自古就是风寒感冒的食疗良药。生姜的用途是越来越广泛，以至于很多的农户都种植生姜，在这快速的社会发展中，生姜的需求量会越来越大。在这样的背景下，我们研究生姜清洗机就有了现实的意义。因为在生姜在做成这些产品之前，有一道必须的工序，就是清洗干净。 本课题主要用于研究生姜清洗机。生姜清洗机的应用，节省了人工，提高了效率，为企业节约成本，提高了机械化程度。分析了气泡作为生姜清洗动力的机理。设计制造了以气泡为清洗动力的生姜清洗试验机。2、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：2.1蔬菜清洗机的研究现状： 随着生物技术、蔬菜加工技术的迅速发展，使人们获得干净卫生、无公害、无污染的新鲜蔬菜将会成为当前的主流。在蔬菜消耗量较大的学校、酒店、工厂食堂以及各种蔬菜加工厂等，手工清洗显然不能满足其需要。我国对蔬菜清洗的研究于20世纪90年代中后期开始兴起的，科学家经过多年的努力研究终于取得了一定的成就。 2.2国内蔬菜清洗机的发展情况 1996年袁巧霞等研制的GL-I型根茎类蔬菜清洗机，其回转滚筒的截面为六边形 ，由横向板条焊接而成，利用滚筒回转时与物料的撞击作用达到清洗的目的，同时在沿滚筒长度方向设有喷水管，使进料口至出料口以同样大小的水喷洗。但这种方法不断换水，耗水量大。 2000年高英武等研制的震动喷淋式清洗机，分析了蔬菜在清洗过程中的运动与受力情况并建立了运动、速度与加速度方程，同时分析了叶类蔬菜的损伤机理。但运动参数有待进一步优化。 2001年李云飞等论述了蔬菜清洗中气流的强化对清洗率的作用机理，研究了气流对蔬菜与水的扰动状况对蔬菜清洗效果的影响。实验的结果表明，大量的气泡聚集在水的上部并且使清洗槽的液面膨胀30mm。但仅靠气泡带动水流的运动对蔬菜进行清洗，于是水流对蔬菜的作用力影响有限，从而导致清洗时间过长，效率不高。 2003年高翔等利用超声波气泡清洗鲜切的西洋芹进行保险处理，通过实验得出超声波气泡清洗鲜切蔬菜10min,有利于除菌灭酶与保险，延长货架期。该清洗方式支队清洗或半清洗以后的蔬菜实行第二次清洗有较大效果，不适合对蔬菜的初次清洗。 陈玉凡从理论上分析了高压水射流清洗机的两个主要参数（压力与流量）对清洗效果的影响，该射流束以喷嘴中心轴呈对称分部并且为锥形分散分部。其工作原理为：将普通水经过高压水泵加压到数百甚至数千个大气压以后，通过喷嘴的细孔喷射出来的一股或多股能量高度集中的高压水流（亦称水弹），其速度通常在亚音速与超音速之间，它与子弹具有相似的能量，对污物进行打击冲洗，它对结垢物与堵塞物具有极大的打击力和破坏力。此种方法能对杂质、污垢的呢过清除更彻底，而且方便快捷、清洗效率高。但较大的射流能量容易破坏蔬菜组织，不适合于蔬菜清洗，但高压水射流技术对蔬菜清洗的研究具有一定的参考价值。 2004年吴玉发等研究了水汽浴叶清洗机，该清洗机利用气泵在水下产生的气体，使气体在向上冒的过程中冲击叶菜，并将其振荡翻滚，气体涌动的水浪以及气泡爆裂以后溅开的水花进入菜叶表面凹凸缝隙和茎秆夹缝处，冲击泥沙杂物达到清洗目的。但水流的运动主要来源于喷淋水管的作用，从而使得原理喷淋水管的蔬菜清洗作用下降，并且耗水量较大。2008年赵长兵等研制了爆气扰水式蔬菜清洗机。该清洗机为了防止清洗时水流的运动趋于稳态或者出现运动死区，采用了两组气孔间歇工作的方式，利用气泡与水面或者蔬菜相互碰撞，使得气泡溃灭产生高速微射流和冲击力，从而清除蔬菜表面的污渍。但在底部气泡对蔬菜向上的冲击力的双重作用下，使得蔬菜表面的受力减少，削弱了蔬菜的翻转，延长了清洗时间，于是降低了蔬菜表面的清洗作用。2.3对国内蔬菜清洗技术的展望 我国自2001年加入WTO以后，已经有8年的时间，特别自2008年世界经济出现危机以来，世界工业的步伐开始放缓，甚至出现了倒退现象。在这种新形势、新情况下，我国的蔬菜清洗技术需努力向一下方向发展： （1）建立产、学、研相互结合的运行模式，提高产品的研发水平与科技创新能力。目前的蔬菜清洗机对根茎类蔬菜（如土豆、马铃薯、番茄等）的清洗效果较好，而对叶类蔬菜（如菠菜、小白菜等）的清洗效果不够理想，由于叶类蔬菜在清洗时受力过大或者运动无规律，则茎、叶容易损伤，使得营养价值下降。故对于叶类蔬菜来说，需要综合考虑运动方式与速度、蔬菜的受力大小、清洗装置的安装位置与高度等因素，不仅满足清洗率的要求，还要满足蔬菜不收损伤以保持营养价值的要求。 （2）加大对蔬菜清洗技术的研究投入力度，同时注重对节水、节电的研究。由于蔬菜清洗装置消耗了整个清洗机的大部分能量以及清洗时消耗大量的生活用水，故在保证蔬菜清洗效果的同时，如何降低能源消耗、充分利用水资源的呢过方面还需要科研工作者不断研究与改进。 （3）注重高新技术的转化与应用，不断地将电气化、自动化、智能化、计算机技术等融入对蔬菜清洗技术的研究，提高产品的科技含量水平，从而获得科学利用价值，又可产生较大的社会效益和经济效益。2.4我国蔬菜清洗技术存在的问题与发展趋势 我国对蔬菜清洗技术的研究经过多年的发展，然取得了一定的成绩，但纵观各类蔬菜清洗机可知，还存在无多有待解决的问题： （1） 蔬菜清洗机的种类少，品种单一。目前的蔬菜清洗机主要有回转滚筒式蔬菜清洗机、震动喷淋式蔬菜清洗机、水气浴叶菜清洗机、以超声波和气泡为动力的蔬菜清洗机。 （2） 机电一体化程度不高。目前研制的蔬菜清洗机大多是以机械的方式实现对蔬菜的清洗，而机电一体化与自动化程度水平应用较少，几乎没有应用智能化。 （3）技术与计算机技术。因此科技含量不高。 （4）清洗结构单一，通用性较差。由于设计的差异性，使得各类蔬菜清洗机的结构与零部件各不相同，故不利于零部件上的通用性，从而维修起来不方便。 （5）基本处于研究阶段，进入产业化生产规模还有一定距离。目前，我国的蔬菜清洗机由于大多数处于在各类大学或研究机构的研制阶段，则生产的机型就更少，鼓励产业化还有较长的路要走，远远不能满足蔬菜加工的产业化。集约化生产规模的需求，供求矛盾较为突出。三、研究内容及实验方案： 生姜清洗机是生姜清洗的主体设备。生姜清洗机的材质为不锈钢。因而气泡式清洗机强度高，伸缩性小，不易变形，易保养，而且卫生、耐腐蚀或恶劣环境性较强，使用寿命长。清洗机网带规格多种，主要有，清洗机网带：高压清洗机网带、气泡清洗机网带、滚筒清洗机网带。了解清洗机网带的工作原理，更有助于我们以后的维修与保养。 清洗机网带的工作原理大致是：首先需要清洗的生姜全部放入水槽，在高压水流和强力气泡的作用下,被充分打散、翻滚、清洗、传送。生姜表面的泥沙会脱落，沉淀到底部隔离仓，防止了翻扬回流造成再度污染。而从生姜上洗落下来的杂物和小虫会漂浮在水面，然后被网孔收集，溢出水槽的水流被排除水箱，进入尼龙袋中。生姜被生姜清洗机洗干净后，再经过喷淋的清洗，然后通过传送带送出，传送带末端有一个吹起装置，没有被彻底清理掉的杂物吹落。生姜清洗机自带水循环系统,清洗槽和低贮水箱中的水在高贮的水箱中过滤后，再由离心泵加压被送回水槽。耗水量较低,节水节能。所有附属在清洗机上的装置及构件都可简便安装、拆卸和清洗。通过二至三台的连接，可使清洗、去异物、杀菌、冷却等工艺连续进行。具体设计内容：1.确定直线往复运动机构的设计方案，方案包括动力源的选型，传动比的确定和传动类型的确定，并通过不断的分析和比较去选择合理的一种传动方案，尽量减小体积和重量；2.设计计算：选择滚珠丝杆传动机构。丝杆的型号，滚珠螺母的选用，步进电机的选用。3.利用solidworks参数化绘制三维零件图和装配图；4.利用AUTOCAD软件进行二维零件图和装配图的设计。4、 目标、主要特色及工作进度目标：1. 可实现生姜清洗自动化；2. 提高作业效率；3. 降低生产成本、提高产品质量；4. 节省人工劳动力。主要特色：自动化 成本低 高效率 可靠 经济实用工作进度：1. 查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上） 2周2. 搜集有关资料，熟悉相关原理，撰写开题报告 2周3. 查询、整理、归纳生姜清洗机部件结构、特性 2周 4.绘制运动简图确定方案 3周 5.对该机主要部件进行设计、校核计算 2周 6.绘制主要部件二维图（包括装配） 2周 7.撰写毕业论文 3周 8.答辩准备及毕业答辩 1周5、 参考文献1王莉. 蔬菜清洗机不同清洗模式的节水比较J. 农业工程学报,2008,09:103-107.2赵长滨,刘晓娟,林君堂等. 爆气扰水式蔬菜清洗机的研究设计J. 农机化研究,2008,08:119-120.3王莉. 淹没水射流清洗机清洗蔬菜的作用原理与运动分析J. 农业工程学报,200