毕业设计（论文）-饺子机及传动系统设计.doc

饺子机及传动系统设计摘 要：饺子机作为食品加工机器已走进了人们日常生活中，但整体水平还在发展阶段。所以速冻饺子生产设备和生产线的设计有很重要的意义。饺子机到现在已更新至第五代。产品类型主要有辊切灌肠式饺子机和全自动饺子机。各机械厂都将饺子机不断改进以适应消费者对于不同喜好的需要。本设计是针对饺子机的传动系统进行设计，确定了饺子机的加工工艺和生产线配置，并对生产线中的重要设备饺子成型机进行重点设计，所设计的饺子机能灵活调控面和馅的比例及饺子皮的厚薄，具有结构灵巧、拆装方便的特点。本次课题是完成对饺子机传动系统的设计，通过整体设计，拟定传动系统的机构，计算转速，绘制CAD设计图使其能够成型。关键词：速冻食品，饺子成型机，辊切Dumplings and drive designAbstract: As a food processing machine dumpling machine has entered the peoples daily life, but the overall level is still in development stage. So frozen dumplings production equipment and production line design has a very important significance. Dumplings until now has been updated to the fifth generation. Product main types of sausage roll cut tortellini machines and automatic dumpling machine. Each dumpling machine machinery plant will continue to improve in order to meet consumer preferences for different needs. The design is carried out for the transmission dumpling machine is designed to determine the processing and production lines dumpling machine configurations and production line equipment important - focus on design dumpling machine, dumplings flexible regulatory functions and the design surface dumpling skin thickness ratio and filling, with a structure smart, easy accessibility features. The task is to complete the design of transmission dumpling machine, through the overall design, develop transmission mechanism, computing speed, drawing CAD design it can be molded. Keywords: frozen food, dumpling machine, roll cutIII太原工业学院毕业设计目 录1 前言11.1 市场的发展状况11.2 国内外研究进展21.3 饺子机类型31.3.1 灌肠式饺子机31.3.2 包合式饺子机42 饺子机生产线设计82.1 速冻饺子的加工工艺82.1.1 饺子的生产流程如下所示82.1.2 饺子加工工艺操作要点82.2 速冻饺子生产线设计122.2.1 速冻饺子生产线配套设备及选择123 饺子成型机设计143.1 饺子成型机的组成和工作原理143.1.1 夹心成型原理143.2 饺子机传动系统163.3 饺子成型机的结构设计及计算173.3.1 总体机构的设计173.3.2 输面螺杆的设计173.3.3 传动系统的设计194 结论29参考文献30致 谢31I1 前言食品工业的技术进步为食品加工业的快速发展提供了重要保证。食品加工的机械化程度是衡量一个国家食品工业发展水平的重要标志。随着社会生活各方面的不断发展，人们对便捷食品的需求量也越来越大，对食品的营养、安全、经济、便捷等性能更为关心。传统食品加工都是以手工操作为主，很难实现大批量生产，工作环境差，工人劳作强度大，生产效率低，且产品的稳定性较差。而机械化食品加工不仅能大幅度解决工人繁琐的手工操作，而且可以降低工人的劳作强度，实现一些手工所达不到的加工效果，还能使手工操作者在粮食增产之后进行深度加工，获得更多的经济收益。目前，国内饺子成型机的加工技术还不够先进，现有的饺子机效率较低，机器可靠性较低，主要表现为：a)使用寿命较低。据抽样调查，有70以上的饺子机首次故障时问为140h，易浪费；b)饺子机的支承架，污染面团,造成“黑沫” ，混入馅中，不卫生；c)适应能力差 环境温度、面粉质量和面团含水率的变化对面团流量Q产生的影响超出了机器本身对面团流量Q调节的范围。如使用优质面粉或用含水率低的面团时，饺子皮出现白芯，口感收到影响；d)因为过流板的阻力，增加了输面螺杆压缩腔的压力。为了保持过流后面团的可包合性要降低面团含水率；e)过流板阻力增加了拖动电机容量，使一部分机械能转化成面团升温的热能，降低饺子口感。在传动部分，蜗杆减速机会因磨损变得失效，为了提高饺子机的可靠性，饺子机的设计技术需要进一步提高，由于中国人喜欢吃的水饺，所以夹馅成型技术会有很好的发展，因此对于夹馅成型技术和传输机械的研究有重要的意义。1.1 市场的发展状况随着人们生活节奏的加快，速冻食品由于烹煮简单，深受人们的喜爱。饺子原名“娇耳”，是我国医圣张仲景发明的。水饺不仅为了解决消费者的温饱或者是为了满足口味，它还很好地均衡安全、营养、卫生等元素。从食品的营养角度来说，水饺作为中国的传统美食，如果和现代食品的营养学结合起来，在提高维生素和微量元素含量、减少脂肪含量、改善蛋白质结构等方面进行探讨、研究，完善，并且提供更多的种类，那么饺子将会发展得更健康。根据估算70的各种冷冻食品是通过超市、便利店这些新兴零售方式销售，按理说这些零售业应该是直接联系消费人群的市场，理应成为流通的中心与起点。它表现的特点之一是生产企业生产的冷冻食品无条件服从市场消费的需要，供应的商品种类、质量一定属于零售业热销的门类，否则不必生产；其二，流通以零售业为起点，由此而开始商流与信息流的源头，作为主导，物流只是从属于零售业的服务方法与手段。而眼下我们冷冻食品流通基本上以生产者为支配型的流通，零售业从企业那里选择产品，签订合同，每家厂家产品有限，选择起来一家一家联系，即费事又送货分散，商品发送、结算与信息几乎一律从生产企业为起点，零售业反过来要适应厂家的条件。当然生产者可以改善服务，但无论如何零售业的主导作用难以体现。问题在于生产厂家直送商店弊病很大：一厂家至多送几十家商店，双方生意做不大；店铺分散各地，运输费用高出十倍；零售商怕得不到即时供货，只好准备大量库存；零售店接货单位多，门庭若市，影响交通等。改变冷冻食品流通现状，需要集商品、信息与结算等功能于一体的中间批发机构，或称配送中心，它作为零售业与生产企业的中介桥梁，具有交易市场的类似功能，在流通中与零售业一起发挥中心主导地位作用，实现消费主导型的流通。这类冷冻、冷藏食品零售业的伙伴机构配送中心，应是社会性的，独立经营，不从属于任何产品企业，否则对同类产品有排他性。这个机构除了先进的冷藏、运输与结算手段外，府具有以下的有效功能：1.同种商品的广泛选择性；2.热销商品供货的充足性；3.价格水平的合理性；4.流通费用的低成本2。速冻食品作为一个日常消费品，在国内还有很大的发展空间。资料显示，2000年，美国人均速冻食品消费量为70kg，欧洲为近40kg；2001年日本在这方面的数字是20kg， 比国内人均7kg来说高很多。目前，世界速冻食品总产量已超过6000万t，品种达3500种以上；其贸易量近期以年均10 30 的速度递增。在我国，速冻水饺作为速冻食品中最大的一个品种，也有很大的发展空间。80年代末到90年代初，人们以吃机制水饺为荣，机制水饺作为奢侈品摆上餐桌。中期人们的消费趋于现实：还是手工的好吃。现在的水饺作为食品的一部分已走进了千家万户，但整体水平和中国的现状一样，处于发展阶段，还不成熟。所以速冻食品包括速冻饺子设备和生产线的设计和改进直接决定着速冻食品行业的广大应用前景。这是一个刚新兴不久的行业，它的不甚成熟表明着它具有广阔的市场和发展前景。1.2 国内外研究进展黑龙江省哈尔滨商业大学50年代研制成功中国第一台饺子机，为饺子成为中式快餐和产业化做出了贡献。另一说，1956年，国家发出了向科学进军的号召。一场以摆脱笨重体力劳动为主的技术革新运动随之展开。1958年，哈尔滨三八饭店研制了饺子机生产线的雏形，哈尔滨饮食机械厂后来将自动切菜机、自动切肉机、自动包饺子机等整合在一起，这就是现在的速冻饺子生成线，并支撑起这个企业四十多年。金美乐商业机械公司是中国第一台饺子机发明企业。美乐饺子机于1965年曾获由国家科委颁发的“发明证书”，并先后荣获国家质量金奖，莱比锡国际博览会金奖等殊荣。饺子机至今已更新至第五代。产品类型主要包括辊压式灌肠饺子机和全自动式饺子生产机。现在国内比较有名的是台湾安口食品机械制造的饺子机。各机械厂都将饺子机不断改造以适应消费者对于食用口感和健康的需求。1.3 饺子机类型 1.3.1 灌肠式饺子机20世纪70年代初，由北京饮食服务机械研究所、哈尔滨金美乐商业机械有限公司等单位研制出了灌肠式饺子机。该饺子机经过近十年的完善改进，实现了一机多功能，更换机头可以包制锅贴、春卷等。到了80年代初，该机器技术已经趋于成熟。目前已经可以包制火锅饺子、变形馄饨（梯形）、长形饺子（手捏两角之后变形成为馄饨）、圆形饺子（俄罗斯式饺子）、方形饺子（意大利式饺子）和咖喱饺子等多种品种。机型有落地式和分台式等多种型式1。灌肠式饺子机生产效率由每分钟70个饺子到220个饺子，中间分数裆。市场上目前仍在大量销售灌肠式饺子机，该机型的创新点在于有成型、输馅、输面部分，其成型原理完全区别于“盆式”饺子机。成型及输面部分，设计后改动不大，输馅部分由于馅量不稳，经过多次改进完善后，输馅部分的设计才日益成熟。最初是双螺杆送馅，后又改为齿轮泵送馅，再后来改为叶片泵送馅，最后在1983年10月成功研制锥式螺旋推进器与卧式变量泵相结合的组合馅泵，称双级变量叶片泵，实现了馅量稳定、大小可调、供馅理想的设计，目前国内生产的饺子机、包子机等食品机械基本全都采用此供馅装置。灌肠式饺子机由成型、输面、输馅、电器传动部分组成，如图1.1所示，将和好的面团分割成数块较小的面团，连续地放入面斗中，通过螺旋推进器和副辊，相对转动将面团挤入面套，再经过内面嘴，外面嘴挤出薄厚均匀的面管，同时，将和好的馅放到馅斗中，经过双级变量叶片泵把馅连续均匀注入面管中（馅量大小调节手柄），再经成型模辊和成型副辊相对滚，将带馅的面管分割压制成饺子。图1.1 灌肠式饺子机结构图1- 成型部分 2-输面部分 3-输馅部分4-电器部分 5-传动部分灌肠式饺子机的优点：一次成型，不产废面；供馅稳定，馅量大小调整方便；成品率高，破损率2%；饺子质量误差小，最大质量与平均质量间的相对误差不超过6%；生产效率高，能满足更多用户 灌肠式饺子机存在的不足：包制出的饺子单面起肚，另一面是平的；面皮含水量较手工饺子含水量低，饺子皮吃着发艮；由于是螺旋推进器输面，形成的面管壁含有压缩气体，煮饺子时气体受热膨胀，饺子皮有时会出现气泡。 1.3.2 包合式饺子机基于灌肠式饺子机的不足，近几年又开发研制出包合式饺子机，基本克服了灌肠式饺子机的不足。从结构上大致可分为单侧模成型和双侧模成型两种机型。单侧成型的饺子机结构紧凑，体积小，但生产效率较低，其生产效率在每分钟80120个饺子，双侧模成型的饺子机生产效率高，每分钟最多可包制450个饺子（哈尔滨金美乐商业机械有限公司制造）6。（1）单侧模成型饺子机结构与原理单侧模成型饺子机由输馅、电气、输面、传动、成型部分组成，如图1.2所示。将和好的面团，用压面机连续压面多次（一般压56次即可），将面带压成厚度大约15mm左右，再分切成宽约85mm左右待用，将一条面带放在托面架上，并导入级压面辊中（根据用户的需要，调整、级压面辊调节螺栓可以控制带厚薄）面带经过级压面辊，级压面辊的滚压，将其压成符合饺子所需厚度的面带，即饺子皮的厚度。通过成型部分的一对捏合辊将面带合和成带飞边的面管，同时馅泵将馅通过注馅嘴连续均匀地注入面管中（根据用户的需要，馅量大小可以通过馅泵上的馅量馅量调节手柄来调节）。再经过成型模辊和副辊相向滚切，即包制出饺子。余面由余面导辊导出，余面中不含饺子馅，可以回收再用。毛刷与成型模辊，副辊相向转动，将成型模辊与副辊清理干净同时也将饺子清出成型模和副辊。图1.2 单侧模成型包合式饺子机1-输馅部分 2-电气部分 3-输面部分4-传动部分 5-成型部分（2）双侧模成型饺子机结构与原理双侧模成型饺子机主要由电气、传动、压面、输馅、成型等部分构成，如图1.3所示。将和好的面团用压面机轧压45次，厚度在20mm左右的面带，再分割成宽约170mm左右，将其放在面托架上，面带进入输面系统中组压面辊后，再自动进入组压面辊（根据需要调节两组调节手柄可以改变面带的薄厚），再经过组压面辊（调节手轮1可以调整面带的薄厚达到饺子所需的厚度）将面带轧压成所需的厚度，即饺子皮的厚度。压制薄厚合适的面带导入面带导向器，经过半圆锥形导面槽和一对合成快，将面带形成带“余边”的面管，再由一对捏合切断刀把带余边“面管”捏合并将多余部分切掉（切掉的余面由余面导辊导出并回收），形成完整封闭的面管，同时由馅泵连续、均匀地将馅通过馅嘴注入面管中（馅泵与馅嘴连接管已拆除），再经成型模辊和副辊相向转动滚切，即包制成饺子。根据用户的需求，包制饺子的速度及馅量大小，均可由变频调速电机来控制。图1.3双侧模成型包合式饺子机1-电气部分 2-传动部分 3、4-压面部分5-输馅部分 6-成型部分包合式饺子机优点：可在额定效率下，根据用户的需求任意调节饺子的产量；面带经过多次轧压，面筋得到充分捋顺，包制过程中不破坏面筋；包饺子用面含水量（40%50%）较灌肠式饺子机大有提高，俗话说“软面饺子、硬面汤”，面团含水量高包制出的饺子口感好，可与手工水饺相媲美；成型速度、馅量大小可以通过控制面板上旋钮来调节，并在数显表上直观显示，方便快捷。包合式饺子机设计存在的不足：合成面管时产生二次回用余面；需压成面带供机器使用，不能连续供面；不能包制出带手型褶的饺子。2 饺子机生产线设计2.1 速冻饺子的加工工艺 2.1.1 饺子的生产流程如下所示洗菜切菜脱水 解冻刨肉绞肉搅拌馅料 / 食盐、味精等称重 成型速冻包装入库 / 面粉搅拌压延皮料 2.1.2 饺子加工工艺操作要点速冻食品要求从原料到产品必须保持食品新鲜度因此在水饺生产加工过程中要保持工作环境温度稳定，通常在l0左右较为合适。 2.1.3 原料和辅料准备面粉：面粉必须选用优质、洁白、面筋度较高的特制精白面粉，有条件的可以用特制水饺专用粉对于潮解、结块、霉烂、变质、包装破损的面粉绝对不能使用 对于新面粉， 由于其中存在蛋白酶的强力活化剂硫氢基化合物，往往影响面团的拌合质量。从而影响水饺制品的质量，对此可在新面粉中加一些陈面粉或将新面粉放置一段时问使其中的硫氢基团被氧化而失去活性有的添加一些品质改良剂也可以不过会加大制造成本而且不易掌握和控制，通常不便使用，面粉的质量直接影响成型水饺的质量，应特别重视。肉类处理工艺：原料内必须选用经兽医卫生检验合格的新鲜肉或冷冻肉。严禁冷冻肉经反复冻融后使用因它不仅降低了肉的营养价值，而且也影响肉的持承性和风味。使水饺的品质受影响冷冻肉的解冻程度要控制适度，一般在20C左右室温下解冻1O小时，中心温度控制在2-4原料肉在清洗前必须剔骨除皮修净淋巴结及严重充血、淤血处，删除色泽气味不正常部分，对肥膘还应修净毛根等将修好的瘦内肥膘用流动水洗净沥水水，绞成颗粒状备用。一般机器水饺使用冷冻肉，冷冻肉经过硬刨、硬绞、解冻三个关键工序。水饺生产过程中最怕出现肉筋，肉筋的出现会使水饺的一端或两端捏合不紧，甚至几个水饺连串，影响外观。为此要求在肉类处理时充分切断肉筋，对尚未解冻的肉类进行硬刨，刨成68mm厚的薄片，再经过10mm孔径的绞肉机硬绞成碎粒，这样处理厚的肉基本上没有明显的肉筋，但如果马上用于制作馅料，会因为充分解冻而无法搅拌出肉类的黏性，所制得的馅料在成型过程中容易出水，由此带来的后果时不易成型和馅料失味，因此在硬刨硬绞厚要充分解冻，如果在冬天还得用分扇吹，否则达不到好的效果。蔬菜要鲜嫩，删尽枯叶，腐烂部分和根都，用流动水洗净之后在沸水中浸烫。要求蔬菜受热均匀，浸烫适度，不能过熟。然后迅速用冷水使蔬菜品温在短时间内降至室温，沥水绞成颗粒状并挤干菜水备用。烫菜数量应视生产量而定。要做到随烫随用，不可多烫。放置时问过长使烫过的菜“回生” 或用不完冻后再解冻使用都会影响水饺制品的品质。切菜工艺主要是要掌握颗粒的大小，从食用口感方面讲，菜切越粗越好，一般人们喜欢食用的蔬菜长度在6mm以上，但蔬菜的长度太长则制作的馅料无法成型，因为成型机的输馅管一般都较小，尤其是馅斗的出馅口更小，如果馅料太粗，容易堵塞，在成型过程中就表现为不出馅或出馅不均匀，所形成的水饺就会呈扁平馅少或馅太多而破饺，严重影响水饺的外观质量；如果菜切的太细，虽有利于成型，但食用口感不好，会由很烂的感觉，即没有嚼感，一般机器水饺适合的菜类颗粒为35mm。其次脱水工艺方面对于水分较高的蔬菜如白菜、雪菜等必不可少。各种菜的脱水率还要根据季节、天气和存放时间的不同而有所区别，春夏两季的蔬菜水分要比秋冬两季的蔬菜高，雨水时期采摘的蔬菜要比没雨时期采摘的水分多。另外容易被忽略的因素是采摘后存放时间的长短，存放时间长了，会自然干耗脱水，一般春季没雨时期各种蔬菜的脱水率可以控制在1517。一个简单的判断方法就是采用手积压法，即将脱水耗的菜抓在手里用力捏，如果稍微有一些水液从手指缝中流出来，说明脱水率已控制得良好。常见的脱水机也称离心机。辅料：如糖、盐、味精等辅料应使用高质量的产品，对葱、蒜、生姜等辅料应除尽不可食部分，用流水洗净，斩碎备用 2.1.4 面团调制面粉在拌合时一定要做到计量准确，加水定量, 适度拌合。一般来说面粉加水的比例为1：0.4。要根据季节和面粉质量控制加水量和拌合时间气温低时可多加一些永，将面团调制得稍软一些；气温高时可少加一些水甚至加一些4左右的冷水将面团调制得稍硬一些，这样有利于水饺成形如果面团调制“劲”过大了可多加一些水将面和软一点或掺些淀粉，或掺些热水，以改善这种状况调制好的面团可甩洁净湿布盖好防止面团表面风干结皮，静置5分钟左右，使面团中未吸足水份的粉粒充分吸水更好地生成面盘网络，提高面团的弹性和滋润性，使制成品更爽口。面团的调制技术是成品质量优劣和生产操作能否胜利进行的关键。 2.1.5 饺馅配制饺馅配料要考究。计量要准确，搅拌要均匀。要根据原料的质量、肥瘦比，环境温度控制好饺馅的加水量。通常肉的肥瘦比控制在2：8或3：7较为适宣。加水量：新鲜肉冷冻肉反复冻融的肉；四号肉二号肉五花肉肥膘；温度高时加水量小于温度低时。在高温夏季还必须加入一些2左右的冷水拌馅，以降低饺馅温度，防止其腐败变质和提高其持水性。向饺馅中加水必须在加入调味品之后(即先加盐、味精、生姜等，后加水)，否则，调料不易渗透入味，而且在搅拌时搅补粘，水分吸收不进去，制成的饺馅不鲜嫩也不入昧。加水后搅拌时间必须充分才能使较馅均匀、粘稠，制成水饺制品才饱满充实如果搅拌不充分馅汁易分离水饺成形时易出现包合不严、烂角、裂口、汁液流出现象，使求饺煮熟后出现走油、漏馅、穿底等不良现象。关于饺馅配制工艺，其中特别关键的一点要考虑到投料和混合的顺序，特别是菜肉馅水饺，应按照下列工艺流程进行：肉类粉类（食盐、味精、白糖等）充分搅拌 再稍微拌匀。菜类油类（一般为花生油芝麻油等）先拌和/肉类要和食盐、味精、酱油、胡椒粉、白糖、虾油以及各种香精香料等先进行搅拌，主要是为了能使各种味道充分地吸收到肉类中，同时肉类只有和盐分搅拌才能产生黏性，盐分能溶解肉类中地盐溶性蛋白而产生黏性，水饺馅料有了一定的黏性后生产时才会有连续性，不会出现馅不均匀，不会在成型过程中脱水。但是也不能搅拌太久，否则肉类的颗粒性被破坏，食用时就会产生口感很烂的感觉，食用效果不好。判断搅拌时间是否适宜可以参考两个方面：首先看肉色，肉颗粒表面有一点发白即可，不能搅拌到整个颗粒发白甚至都搅糊了，肉色没有变化也不行。其次还可以查看肉料的整体性，肉料在拌馅机中沿一个方向转动，如果肉料形成一个整体而没有分散开来，且表面非常光滑并有一定的光泽度，说明搅拌还不够，肉料还没有产生黏性；如果肉料已没有任何光泽度，不再呈现一个整体，体积缩小很多，几乎是粘在转轴上，用手去捏时感觉柔软，且会粘手，说明搅拌时间太长了。菜类和油类需要先拌和，这点往往被忽视，这是一个相当重要和关键的工艺。因为肉料含有35左右的盐分，而菜类含水量非常高，两者混合在一起很容易使菜类吸收盐分而脱水，由此产生的后果使馅料在成型时容易出水，另外一个可能隐藏的后果是水饺在冻藏过程中容易缩水，馅料容易变干，食用时汤汁减少，干燥。如果先吧菜类和油类进行拌和，油类会充分分散在菜的表面，把菜叶充分包起来，这样无论在成型还是在冻藏过程中，菜类中的水分都不容易分离开来，即油珠对菜中的水分起了保护作用。而当水饺食用前水煮时，油珠会受热分散开来，消除了对菜类水分的保护作用，菜中的水分又充分分离出来，这样煮出来的水饺食用起来多汤多汁，口感最佳。前面两个工艺处理好了，两部分原料混合在一起只要再稍稍拌匀即可，检验的标准只要看菜类分散均匀没有。 2.1.6 水饺包制目前工厂化大生产多采用水饺成型机包制水饺水饺包制是水饺生产中极其重要的一道技术环节它直接关系到水饺形状、大小、重量、皮的厚薄、皮馅的比例等质量问题。包饺机要清理调试好。工作前必须检查机器运转是否正常。要保持机器清洁、无油污，不带肉馅、面块、面粉及其它异物；要将绞馅调至均匀无间断地稳定流动；要将饺皮厚薄、重量、大小调至符合产品质量要求的程度。一般来讲，水饺皮重小于55，馅重大于45的水饺形状较饱满，大小、厚薄较适中在包制过程中要及时添加面(切成长条状)和馅，以确保饺子形状完整，大小均匀。包制结束后机器要按规定要求清洗有关部件，全部清洗完毕后，再依次装配好备用。水饺在包制时要求严密，形状整齐，不得有露馅、缺角、瘪肚、烂头、变形带皱裙、带小辫子、带花边饺子，连在一起不成单个、饺子两端大小不一等异常现象。水饺在包制过程中，在确保水饺不粘模的前提下，要通过调节干粉调节板漏孔的大小，减少干粉下落量和机台上干粉存量及振筛的振动，尽可能减少附着在饺子上的干面粉，使速冻水饺成品色泽和外观清爽、光泽美观 2.1.7 水饺整形机器包制后的饺子，要轻拿轻放，手工整形以保持饺子良好的形状在整形时要删除一些如瘪肚、缺角、开裂、异形等不合格饺子如果在整形时，用力过猛或手拿方式不合理，排列过紧相互挤压等都会使成形良好的饺子发扁扁，变形不饱满，甚至出现汁液流出、粘连、饺皮裂口等现象。整形好的饺子要及时进速冻间进行冻结。 2.1.8 水饺速冻食品速冻就是食品在短时间(通常为3O分钟内)迅速通过最大冰晶体生成带(0 一4)经速冻的食品中所形成的冰晶体较小而且几乎全部散布在细胞内，细胞破裂率低，从而才能获得高品质的速冻食品。同样水饺制品只有经过速冻而不是缓冻才能获得高质量速冻水饺制品。当水饺在速冻间中心温度达一18即速冻好。 目前我国速冻产品多采用鼓风冻结、接触式冻结、液氮喷淋式冻结等。饺子自动成型机生产出的水饺，由电磁振筛送入冻品盘。冻品盘由输送带传送至速冻库口，传感器检测到后，进盘机工作，将冻品盘推入速冻库内。当计数到三只冻品盘时，进盘机停止工作。速冻库内由提升式结构，进入的冻品盘上升，然后继续进盘，当传感器检测到出口由冻品盘时，如再进盘，则同时出盘并计数。出来的冻品盘由气动机构将盘内饺子卸下进行计量包装，同时空的冻品盘由输送机构送至饺子机处。如此循环形成一个闭环生产线。为保证生产质量，还加入温度控制、人工连续运行与自动运行转换装置等。 2.1.9 装袋、称重、包装装袋：速冻水饺冻结好即可装袋。在装袋时要剔除烂头、破损、裂口的饺子以及连结在一起的两连饺、三连饺及多连饺等，还应剔除异形、落地、巳解冻及受污染的饺子。不得装入面团、面块和多量的面粉。 严禁包装未速冻良好的饺子。称重：要求计量准确，严禁净含量低于国家计量标准和法规要求，在工作中要经常校正计量器具。称好后即可排气封口包装。包装袋封口要严实、牢固、平整、美观，生产日期、保质期打印要准确，明晰。装箱动作要轻，打包要整齐。腔带要封严粘牢，内容物要与外包装箱标志、品名、生产日期、数量等相符。包装完毕要及时送入低温库。 2.2.1 低温冷藏 包装好的成品承饺必须在l8的低温库中冷藏，库房温度必须稳定，波动不超过士l 。2.3 速冻饺子生产线设计速冻饺子生产线一般包括：和面机、绞肉机、蔬菜甩干机、切馅机、拌馅机、食品输送机、速冻机等。 2.3.1 速冻饺子生产线配套设备及选择 2.3.1.1 配套设备生产能力计算本设计要求饺子的产量位240公斤/小时，设计使用三台饺子机并联使用，进行最后的饺子成型，则要求每台能力80公斤/小时，可知每台每分钟生产1.333公斤=1333g 。设计每个饺子约15g ，可知饺子成型机单位生产能力位88.87个/分，本设计设计饺子机每分生产能力90个饺子。根据在超市的调查以及一般经验，一般来讲，水饺皮重小于55，馅重大于45的水饺形状较饱满，大小、厚薄较适中。所以设计面皮重量占单个饺子的50%约为7.5g，馅料重量占50%约为7.5g。根据上述设计，并按照按照以下配方进行面团和馅料生产能力的设计：（鲜肉水饺配方）：猪肉 100， 食盐 2 ，味精 5，生姜 0.5，白糖 3，酱油 2，胡椒粉 0.5，高丽菜 100，青葱 12，花生油 4，芝麻油 2可知肉类和菜类在单位饺子中的重量，计算得：肉类占7.5g馅料中的3.2468g，菜类同样是3.2468，即各为43.3%。一般来说面粉加水的比例为1：0.4，所以每个饺子耗用面粉约为5.3571g， 用水2.1429g。240公斤/小时的生产能力要求每小时提供24050%=120kg的面团，以及120kg的馅料。其中馅料中肉类和菜类各占51.9480kg。240kg每小时的生产能力需要每小时已脱水蔬菜为51.9480kg，一般春季没雨时期各种蔬菜的脱水率可以控制在1517。按照15%计算，则51.9480kg已脱水蔬菜需要新鲜蔬菜346.3203kg。综上所述，可初步计算出240公斤/小时的生产能力下所要求的各种物料对配套设备的需求，主要为：每小时至少120kg的面团，每小时至少52kg的肉馅，每小时至少52kg的已脱水蔬菜（要求生产能力为每小时处理至少346kg的新鲜蔬菜） 2.3.1.2 配套设备的选择根据上述对物料的生产能力的计算，可以在食品设备厂家中搜寻适合的配套设备。本设计所选的速冻饺子生产线配套设备如下：HWT50和面机和面量50公斤/次，每次810分钟，应当配置两台和面机轮番工作依次休息，以适合生产速度。SZ-12 电动绞肉机生产率为120kg/h51.9480kg/h ，所以绞肉机选择合适。山东诸城市开泰食品机械厂的KT-40蔬菜甩干机，产量100-150kg/小时51.9480kg。，符合要求。每小时240公斤饺子需要新鲜蔬菜346.3203kg，因为DPX45型多功能切馅机生产能力是每小时160公斤，所以配置两台。因为馅料每小时120kg，而BWL100型食品拌馅机最大拌馅量是100kg，所以配置两台。此外还选择SSJ35型食品输送机和SDT240型提升式速冻机进行物料和饺子的输送。所选配套设备的功率如下：HWT50和面机 3.55kw ，SZ-12 电动绞肉机 550w，KT-40蔬菜甩干机 1.1kw，DPX45型多功能切馅机 1.0kw，BWL100型食品拌馅机 1.1kw，SSJ35型食品输送550W.3 饺子成型机设计3.1 饺子成型机的组成和工作原理近年来，随着人们生活水平的提高，更多家庭已经进入小康水平，人们的消费层次也不只停留在只解决“温饱”的状态上，而是开始讲究营养的全面均衡，食品的种类也日益繁多。现在市场上的一些面食类的便捷食品，如饺子、馄饨、春卷、面包、点心等都是具有外面的皮是面料、内部是各种形式的馅料这种特征，这类食品的市场销售广阔，老少皆宜。目前市场上有很多类型的夹心成型设备，灌肠夹心成型方式的应用比较广泛。灌肠夹心成型机是用来生产夹心类产品，所谓“灌肠夹心”就是指将馅料注入到圆柱状的外皮中，形成香肠式的食品结构，接着可以进一步的成型处理，成为各种花色的夹心产品。 3.1.1 夹心成型原理饺子机主要由输外馅螺杆、输内馅螺杆、传动、成型部分等四部分组成。将原料分别置于内装有绞龙的料斗，随绞龙的转动，推动馅料向前运动。馅料在前进时由于受到阻力而被挤压，挤压力推动馅料向出料口方向运动。外馅料在成型口处形成空心馅管，内馅料形成馅心，通过成型口形成夹心棒。由于原料在整个过程中所受的机械摩擦力和剪切力比较小，所以温升不是很大，压缩比也比较小，故只有挤压成型，没有膨化现象10。 3.1.2 灌肠夹心类食品的特点（1）便于运输，贮存食用方便；（2）能保持原有物料的特殊风味；（3）可以进行营养强化；（4）物料成半流质状，便于人体消化吸收；（5）内外馅精加工后，便于人体消化吸收；（6）营养结构和风味，可以随意调节；（7）可以冷冻保存，也可以烘干后保存，烘干后经真空包装的夹心肠保质期可达一年之久11。 3.1.3 灌肠夹心类食品的市场动态近年来，方便食品和方便餐很受顾客欢迎，随之而来的生产设备也相继出现，肠类食品以其具备的诸多优点而倍受人们青睐，但花色品种的单一性限制了它的发展，为了改变这种局面，夹心肠类食品随之出现，在生活水平不断提高的今天必将大受欢迎。 3.1.4 饺子机的类型和结构目前的灌肠机可分为两大类：一类是全液压灌肠机，一类是机械灌肠机。液压灌肠机是通过油压推动活塞，活塞在缸体内运动产生压力，将盛有馅料缸体体积缩小而使馅料从料口喷出，从而完成这个灌肠过程。此灌肠机的缺点是液压不稳定，造价高，加工困难，安全系数比较低，且不能连续生产，而机械灌肠机主要通过绞龙输送物料，将物料从出料口挤出，灌进入肠衣内，而完成整个灌肠过程。机械灌肠机可以连续生产，安全系数也比较高，但产量有所限制7。本课题所设计的饺子成型机的外形如图3.1所示，主要由传动系统、输馅机构、输面机构、辊切成型机构等组成。图3.1 饺子成型机外形图 饺子成型机主要的两个机构为输面机构和输馅机构，两个机构通过传动系统的传动将面和馅料以灌肠的形式传送到成型机构前，通过成型机构的辊切成型原理最终成型饺子。本课题主要研究传动机构9。3.2饺子机的传动系统图3.2 传动系统如图所示，电动机带动带轮1、2，进入齿轮传动箱连接蜗杆3，带动蜗轮4，同轴配有齿轮5，带动连有输面绞龙的齿轮6；蜗轮4所在轴同时传动输馅机构和成型机构。其中9、10、13、14为锥齿轮。整个传动系统主要包括两个轴向的传动：齿轮传动箱体内部的上下两根主轴传动，图中传动箱内底部轴向左进入输馅机构，通过两个锥齿轮改变传动方向为垂直，带动叶片泵转动进行输馅；向右通过联轴器进入成型机构，同样通过两个追齿轮改变传动方向带动成型辊和底辊转动；图中传动箱内上部轴带动输面绞龙进行输面，同时与输馅管和成型机构两辊切合点同轴。此设计在传动系统方面同安口食品机械公司生产的jk98-10型饺子成型机比较更为简约，主要改进方面在齿轮传动箱内齿轮的数量和配合，安口饺子机在齿轮传动箱内分三层共有十一个齿轮，而本设计精简为三个，同时在输馅机构和成型机构上的传动也做了相应的改变。3.3 饺子成型机的结构设计及计算饺子成型机的结构设计主要包括总体结构设计、传动系统零部件设计、关键零部件设计三个部分。其中关键零部件设计包括：输馅机构的叶片泵设计、输面机构的输面螺杆和输面机筒设计、成型机构设计。由于饺子成型机是一台低速运转的依靠较为复杂的传动系统运行的设备，所以本设计着重对其中的传动系统零部件设计等进行设计计算。 3.3.1 总体机构的设计相比如今食品机械中大型的自动饺子成型机来说，本设计中的80kg/h产量的一台饺子成型机一般来说结构较为精巧，占地面积小，并且易于移动和拆洗。并且根据本设计中速冻饺子生产线是半自动化的设计，这种小产量的饺子成型机的总体设计应当充分考虑到人工的操作和维修，即输馅和输面的料斗和成型口都要依照人工为主来设计。主要表现在以下几个方面：成型机高度控制在一米内，便于手工操作；成型机有轮子可以推动，便于移动；大部分部件可以比较容易的拆卸清洗12。总体机构的设计还要考虑到传动系统布置的问题，以及实际操作中的细节问题的考虑，比如成型机构应当设计成可在工作台上移开的样式，方便工人对成型前的灌肠式面馅管进行调整，这样就需要一个联轴器来对成型机构进行传动。整台设备的关键传动机构应当有一个箱体对其集中密闭，即齿轮箱；此外本设计另外在输馅机构下方设计了一个小箱体用于输馅机构的传动，因为输馅机构需要在空间上改变水平为垂直的传动，成型机构亦是如此。此外输面机构的传动为水平方向的传动。饺子成型机总体设计中为了使结构简单，应当将输馅机构、输面机构、成型机构三者放置在水平同轴线上，通过馅管插入机筒形成灌肠式的馅面管正对成型机构的两辊中心偏上。 3.3.2 输面螺杆的设计 3.3.2.1 生产能力Q=60/4dc Q生产能力，t/h; 每分钟生产90个15g重的饺子，其中输面重量为907.5=675g，则Q=0.0405t/hd 螺旋直径，m；s 螺距，m；因为是带式，所以s=d；n螺旋转速，r/min; 物料的堆积密度，t/m; 面团密度 1.162.22g/，取=1.18g/=1180t/mc倾斜系数，根据倾斜系数表，输送机倾角为0，所以c=1.0；物料的充填系数5。根据物料参数表，面团属于固状、粘性易结块（举例：含水的糖、淀粉质的团块）。则其充填系数为0.1250.20，物料综合系数k=0.0710，物料综合系数A=20；取=0.1625 3.3.2.2 螺旋的直径与转速物料即将被抛弃时的螺旋转速称为临界转速，则螺旋轴允许的转速应低于临界转速，并保持一定的关系。临界转速： nA/（）将上式带入生产能力计算式，可解得：kQ/（c）（2.5/2）0.07100.0405（0.162511801.0）（2.5/2）24mm则根据生产能力公式可以算出n=57 r/m，转速n应圆整为标准转速：20r/m、30r/m、35r/m、45r/m、60r/m、75r/m、90r/m、120r/m、150r/m、190r/m。所以取n=60r/min代入临界转速公式得，则nA/（）=308r/min， n=60r/min符合转速范围。直径d亦应圆整为标准直径：150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm、600mm。为了饺子成型机结构精巧，仍取d=24mm8 。计算时，一般先从有关数据表中查取螺旋形式、A、k、c值等参数，再后计算d、n，并圆整为标准值。当输送块状物料（如面团）时，螺旋直径还应与物料的块度保持如下关系：对于分选物料：d(46)dk对于一般物料：d(810)dk式中dk物料最大尺寸。如果根据物料的块度，需要选用较大的螺旋直径，则在维持螺旋输送机输送能力不变的情况下，可以选择较低的螺旋转速，延长其使用寿命。由于在上述计算过程中，计算所得的d、n值都要按标准系列圆整，因此实际的充填系数一般均已原来从表中取定的充填系数值不同，这时必须按下式进行充填系数校核：Q/(47dc)式中d、n均应是圆整后的标准值。校核所得的值若在物料参考表推荐范围内（0.1250.20），则圆整后的直径和转速都是合适的；若值略低于表中所列值的下限，也是允许的；但不得高于表中所列数值的上限，否则应增大螺旋直径，重新计算转速，并再一次校核值。如此反复计算、校核，直到取得合适的值。代入n、d值，实际的充填系数=0.17，在物料参考推荐范围内，所以所计算n、d合适。 3.3.2.3 功率计算poQ/367(wOLh)1P=kpo/ po轴功率，kW；P电机功率，kW；Q生产能力，t/h；wO阻力系数，见物料的阻力系数表，其中面团应为4.0；L输送机长度，m；h运送高度，m；向上输送时取证号，向下输送时取负号，水平输送时取零，所以h=0； 传动效率， =0.60.8。综上所述，得知输面螺杆直径24mm，转速60r/min。 3.3.3 传动系统的设计如图3.2所示，电动机通过带轮传动到齿轮箱后分三路分别传动到输馅机构、输面机构、成型机构。根据三个机构的功率和转速计算，选择封闭式三相异步电动机Y90L-6电动机作为动力。其额定功率kW=1.5，满载转速r/min=910，首先设计输面机构方向的传动，总的传动比i=910/60=15.17 3.3.3.1 带轮设计计算设计大带轮孔径db=28mm，选带轮直径d1=71mm大带轮轮宽B=(z-1)e+2f=(2-1)12+28=28mm，槽轮数z=2，he2.5，de1d1+2he=76mm，Hmin=9.5mm，e=12mm,=8mm,min=5.5mm，=34 ,bo=10.0mm 根据所选电动机数据，取小带轮孔径24mm，选带轮直径d2=63mm，小带轮轮宽B=(z-1)e+2f=(2-1)12+28=28mm，槽轮数z=2，he=2.5，de2d2+2he=76mm=69mm，Hmin=9.5mm，e=12mm,=8mm,min=5.5mm,=34 ,bo=10.0mm 此组带轮传动选用普通V带，Z型，节宽bp=8.5 ,顶宽b=10.0 ，高度h=4.0，楔角=40 表3-1 带轮数据直径d 轮宽B槽轮数z孔径传动比带轮171mm28mm228mm1.127带轮263mm28mm224mm 3.3.3.2 蜗轮蜗杆设计计算设计蜗轮蜗杆中心距为80，查表得：蜗轮蜗杆传动比13.25 ，模数3.15；蜗杆分度圆直径25，蜗杆头数4，模数为2.5；蜗轮分度圆直径为132.5mm，变位系数2=0.5，齿数53。设计蜗轮齿宽为26mm。蜗杆的齿宽为62mm。查表蜗杆的基本尺寸和参数，蜗杆直径系数q=d1m=10，齿顶圆直径da1=33mm，齿根圆直径df1=22mm，分度圆柱导程角y=193229查表圆柱蜗杆传动基本几何尺寸关系式，蜗轮ha2=m(1+X2)=2.5*(1+0.5)=3.75mmhf2=(ha*-2+c*)=2.5*（1-0.5+0.25）=1.875mm蜗轮喉圆直径da2=d2+2ha2=132mm蜗轮齿顶圆直径df2=d2-2hf2=138mm蜗轮咽喉母圆半径rg2=a-(1/2)da2=15.825mm所设计蜗轮蜗杆如下图所示图3.3 蜗轮蜗杆 3.3.3.3 其他齿轮设计计算图3.4齿轮箱因为总传动比=910/60=15.17，带轮传动比1.127，蜗轮蜗杆传动比13.25,所以910/1.127/13.25=60.94 r/min,又有输面螺杆转速为60 r/min60.94 r/min，则蜗轮可通过传动比为1的两齿轮带动输面螺杆。设计齿轮1 和2两齿轮完全相同，分度圆直径d都为65mm，中心距a=65mm，模数由强度计算或结构设计确定并取标准值，m=2.5。设其压力角=20 ，齿数z