《方形馒头成型机设计说明书》.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第一部分 毕业设计调研一、概述食品工业是人类的生命工业，也是永恒不衰的工业。食品工业现代化和饮食水平是反映人民生活质量高低及国家文明程度的重要标志。食品工业是我国国民经济的重要支柱产业，也是关系国计民生及关联农业、工业、流通等领域的大产业。食品工业作为农产品面向市场的主要后续加工产业，在农产品加工业中占有最大比重，因而对推动农业产业化作用巨大。1999年全世界食品工业的销售额为27万亿美元，居各行业之首，是全球经济中的重要产业。改革开放以来我国食品工业取得了长足的发展，据国家统计局统计，2000年全部国有及规模以上非国有食品工业企业的总产值、利税分别为84341亿元和14583亿元，占全国工业总产值、利税的98和153；年出口创汇达1367亿美元。食品工业企业就业人数就达4037万人，占全国工业企业就业总人数的73。食品工业是整个工业中为国家提供积累和吸纳城乡就业人数最多、与农业关联度最强的产业。食品工业总产值与农业总产值之比是衡量一个国家食品工业发展程度的重要标志。我国食品工业产值与农业产值的比值在0304：l之间，其中西部省区仅为018：l，远低于发达国家23.1 的水平。我国粮食、油料、水果、豆类、肉类、蛋类、水产品等产量均居世界第一位，但加工程度很低。发达国家农产品产后加工能力都在70以上，加工食品约占饮食消费的90 ，而我国仅为25左右。此外，我国食品工业的综合利用也比较落后。今后五至十年，是实现国家第三步战略目标的重要时期。为应对21世纪国内外经济发展的新形势和我国加人WTO给食品工业带来的机遇与挑战，从战略上统一筹划我国食品工业的发展，特制定全国食品工业“十五”发展规划（2001年-2005年），以指导全国食品工业持续、快速、健康发展。（一）主要发展成就食品工业持续、快速增长，一些主要产品产量居世界前列。食品工业在总体满足城乡居民基本生活需求的基础上，产品结构调整取得较大进展。企业组织结构有所改善，涌现出一批具有较强经济实力和市场竞争优势的大中型骨干企业和企业集团，产业集中度不断提高。高新技术在食品中得到较好应用，大中型企业技术装备水平有了较大提高。如生物工程技术、超高温杀菌、冷冻速冻、超临界革取、膜分离、分子蒸馏等一大批高新技术在食品行业得到了推广应用，有力地促进了食品工业生产技术水平的提高和产品的更新换代。啤酒、葡萄酒、饮料、乳品、烟草加工等行业中较先进的技术装备，已接近发达国家20世纪90年代中期先进水平，我国食品机械设备制造水平正在逐步适应食品工业的发展和技术改造的要求。（二）食品工业发展面临的新形势农业的发展、种植结构的调整和农产品的日益丰富，为食品工业的发展提供了较充足的原料。人民群众收入的增加和生活水平的提高为食品工业发展提供了广阔的市场空间。市场经济体制的不断完善将有利于食品工业的发展。党和国家各级领导重视食品工业的发展，为食品工业提供了有利的宏现政策环境。西部大开发为我国食品工业的发展提供了机遇。首先，西部地区有丰富的食品原料资源，如肉、蛋、奶、粮、糖、油、茶、蔬菜、水果和各种野生资源。其中不少在全国占有很大比重，有些还是特有资源；其次，西部地区部分食品行业，已形成一定基础和规模，在全国具有产业比较优势，具备进一步改造提高和较大规模发展的物质技术条件。第三，食品工业投资少、见效快，较适宜在贫困落后地区发展。食品工业作为农业产业化的龙头产业，可以带动西部地区包括贫困落后地区农牧业的发展，同时也可为发展其他工业和基础设施建设、环境改造积累资金。（三）食品加工与包装机械业食品加工与包装机械是促进食品工业技术进步与发展的基础行业，对食品工业发展的配套至关重要。“十五”期间，要加快发展食品加工与包装装备的技术创新速度，推动产品结构、企业结构和技术结构的调整。选择食品工业中主要行业的技术装备，依靠技术创新，结合技术改造和关键技术的引进、消化吸收，提高食品工业装备的自动化水平。随着市场的变化，食品加工机械中的鲜奶超高温灭菌装备、无菌灌装系统、乳品的前处理装备，饮料机械中的无菌冷（热）灌装生产线、全自动饮料混合系统、饮料前处理装备，酿酒机械中的计算机控制的高分子材料“制瓶-灌装-封口”一体化设备，肉类深加工机械中的全自动真空斩拌机、充填机、注射机、包装机等及畜、禽屠宰后内脏、血、皮、骨和各种腺体等综合利用设备，方便食品机械中的方便面、方便米粉、方便粥、方便米饭、快餐等加工成套设备以及传统食品、保健、婴幼食品加工设备等成套工业化生产装备，尤其是食品工业生产线关键易损件的国产化和食品包装外观设计、包装新材料的研究开发。“十五”期末，使我国食品机械的整体国产化水平有较大提高，主导产品的15达到20世纪末的先进水平。（四）食品机械现代化推动我国食品工业可持续发展1983年11月成立的世界环境与发展委员会(WCED) 向联合国提供一份题为我们的未来的报告，认为可持续发展(sustainable development)，是在不损害子孙后代满足他们自己需要的能力的前提下，满足当代人的需要而进行的经济发展，并在1992年6月联合国环发大会上被包括中国在内的183个国家一致接受。这次会议通过了2l世纪议程这一未来环境与发展的行动纲领，将可持续发展的概念变成了一种各国政府和国际组织在共识基础上的发展战略，开创了一个人类社会走向可持续发展的新阶段。“可持续发展”同所谓“持续增长”，“持续利用”不同。只有“改进人类的生活质量，同时不要超过支持发展的生态系统的负荷能力”，才能达到可持续发展。因此食品工业的可持续发展同样也应在能够改进人类的生活质量的同时，不要超过支持发展的生态系统的负荷能力。食品机械行业是直接为食品工业服务的行业，食品工业的发展带动了食品机械的发展；而食品机械的科技进步与发展，又为食品工业发展创造了有利的物质条件，大大推动了食品工业向前发展。食品机械现代化的程度是衡量一个国家食品工业发展的重要标志。它直接关系到食品制造业和加工业产品科技含量的多寡及食品深加工附加值的高低，是实现食品工业可持续发展的重要保障。同时食品工业的可持续发展必然带动食品机械业的发展，它不仅促进了食品机械品种和数量的增加，更加促进了食品机械业的现代化进程。80年代以来，中央和地方制定了一系列支持食品工业发展的政策，增加了资金投入，加上农业增产、人民消费水平增高，促进了食品工业的发展，使食品工业初步形成门类比较齐全、，技术不断进步、产品日益丰富和运销网络通畅的生产经营体系，成为在国民经济中处于重要战略地位的一大行业。到2010年人民生活将达到小康水平，这对食品行业提出了更高要求，也创造了新的机遇。因此，从我们的现状出发，注重食品机械中先进技术的应用，是食品工业中生产高附加值的产品和提高资源利用率的重要基础。而食品机械现代化的实现与发展对于食品工业可持续发展有着重要的意义。（五）食品工业可持续发展对食品机械现代化的要求根据“九五”全国食品工业科技发展纲要提出的2000年食品工业总产值为70007600亿元，2010年达1660021600亿元的总目标。2000年按食品工业总产值的3来计算食品机械产值，2010年按食品工业总产值的35(机械出口进一步扩大)来计算食品机械产值，则2000年食品机械产值将达210228亿元，这比1995年的110亿元翻了一番；2010年食品机械产值将达580756亿元，这比2000年的产值翻了一番多。为了满足消费市场不同层次人群对食品的更多要求，充分利用现有食物资源，推动食品工业持续、快速地向前发展，食品机械工业必需紧紧依靠科技进步，利用国内外先进技术，研制开发新型食品机械产品，填补国内空白，加快实现食品机械现代化。因此，今后一个时期我国食品机械发展应重点抓好以下各项工作。1、加快各种食品加工配套设备的研制和推广 高度自动化水果加工成套设备。发达国家的水果加工机械早已实现高度自动化控制管理，不仅节省劳力，也大大提高了产品质量。而我国目前仍大量采用人工操作，应尽早解决这方面的技术开发和设备国产化问题。 方便食品加工设备。随着现代生活节奏的加快和旅游业的兴旺发达，以及进一步把城乡居民从烦琐的饮食劳动中解放出来，方便化将是未来我国食品工业发展的总趋势。通过对新型方便食品加工设备的开发与推广，可使副食、小吃食品和主食按一定的规模进行标准化生产，并延长保存期，以适应消费者对 “方便”的要求。2、食品机械应采用先进的食品加工技术 挤压技术。挤压技术是按设计的目标将调配均匀的食品原料由螺杆挤压机高速完成输送、混合、加热、加压、质构重组、熟制、杀菌及成型等多加工单元，从而取代食品加工的传统生产方法。目前已研究开发出适应高蛋白质、高脂肪和高水分的挤压加工机械，用于生产各类工程肉、水产及谷物早餐等食品。 高压处理技术。高压处理技术是通过高压处理蛋白质等生理活性物质，形成蛋白质的可逆性变性作用，以达到杀菌目的的一种现代食品加工技术。用于保藏果蔬及肉糜类食品，可有效保存食品的色、香、味和营养，并能达到更佳的杀菌效果。我们这次所要设计的方形馒头机的主要技术参数如下型号 产量（个 /h ） 动力（ kw ）外形尺寸 （mm） 重量 （ kg ）EFMJ-60 型 4000 2.2 1500*700*1100 300 EFMJ-120 型 8000 3 1700*700*1100 400 由此可见，该机器结构轻巧，所需动力小，劳动生产率大大提高。二、关于成型机馒头是我国北方地区传统的食品，但其生产方式一直保持着传统方式手工间歇式生产。这种生产方法不仅不能保证生产质量，而且产量低，造价高，卫生条件差，而且耗费了大量的人力，物力，财力。这对于食品机械工业现代化，提高产品质量具有不可忽略的影响。近代制粉业的兴起并没有带动面团成型设备的开发与研究，面团成型设备的开发与研究只是近十几年的事，这是和我国传统的膳食环境分不开的。为满足全国对面食品的需求，解决面团成型类食品的连续化、自动化、规模化的生产问题，开发和研制此类机械设备是必不可少的，这不仅是食品工业化的问题，而且对我国解放劳动力，形成面食品的系列化、规模化成产，实现其自动化是大有裨益的。与国外发达国家在这方面的研制与开发相比较，我国起步晚、起点低、技术和其理论方面都还不成熟，而且一些工厂只是小批量生产，造价高，机器各方面达不到技术指标，急需改进和提高。目前市场上流行的成型机有两种类型：一种是辊成型，另一种是盘成型（或槽式型）。这两种成型机不同的地方是：盘式成型机生产的馒头定量误差、刀口位置随机性比辊式成型的小，而机器产品的随机性很大，这对馒头工业化生产是很不利的。相对国内成型机产品来说，国外生产的成型机造型美观合理，材料更满足食品生产的要求，但是不管是国内还是国外的成型机都存在问题：第一，定量精度难以保证；第二，馒头的光洁度无法保证，成型的馒头切割后都有一个刀口，若人工放置，可以是刀口位置按人们的意志放置，而对于成型机摆放的馒头，刀口位置随机性很大，尤其在当今，人们在饮食中不仅讲美味，而且要美观的情况下，此问题就显得比较重要。鉴于东西方文化、历史传统、饮食习惯的不同，西方国家极少涉及此方面的研究，因此这就需要我们自己动手，从理论上、技术上使其尽快成熟起来，尽快实现其工业化、自动化。三、设计方案的初步确定（一） 馒头生产线及其工艺流程馒头生产线及其工艺流程是指馒头工业化生产，即发酵、成型、排放、醒发、汽蒸等工序连续生产的作业方式，所有这些工序都是集中在一条馒头生产线上实现的，这条生产线由以下三个基本部分组成：面料的发酵馒头坯的成型与排放醒发与汽蒸1 面料的发酵：是将面粉和水按一定比例混合，同时加入酵母搅拌，放入容器内保持一段时间，让其发酵。2 成型与排放：成型与排放设备的传动系统应匹配，而且还应与主传动系统相匹配。将已成型的馒头有秩序地排放在输送带上，以保证机器的连续作业。3 醒发与汽蒸：该部分是机器的主体，有减速电机并配有输送装置，醒发处在主机前端，提供理想条件，并保持该条件，使已成型的馒头顺利醒发；汽蒸在机器的后端，提供具有100蒸汽的蒸汽室，保证成型后的馒头坯顺利熟化。该生产线首次由我院开发设计，为我国食品工业化生产奠定了基础。（二） 设计主体任务本毕业设计的成型基础在该自动生产线的第二部分，主要使面团成型，使产品美观并保证汽蒸后的产品具有鲜亮的色泽和一定的光洁度。该机质量好坏，是影响整条生产线最终产品的质量的关键一环。（三） 馒头成型的基本要求及成型条件1 醒发良好的面团（1） 要求面团具有均匀的密度，以保证连续化生产中下道工序的定量切割。（2） ；面团硬汉有足够的面筋质，保证馒头成品的弹性2 定量切割机构（1） 该机构必须保证切割的定量（2） 保证在足够短的时间内完成切割3 机器必须保证良好的成型轨迹，使面团在三个方向上都能被均匀揉到4 机器必须有合乎要求的成型机构（1） 必须保证成型的准确性（2） 不能使已成型的馒头坯粘连在成型机构上5 分离机构：使成型良好的面团能够在成型后尽快彼此分离，不能粘连。第二部分 传动方案及总体参数设计一、 传动方案的确定.本机器采用Y系列三相异步电动机（ZBK22007-88）。电机型号Y90L-4，额定功率1.5KW，满载转速1400r/min。2.本机器装有一级减速器，主要靠V形带，链轮，齿轮传动（见图1）。3.采用食品带为输送馒头机构（见图2）。4.采用折叠成型辊实现面带成型（见图3）。图1图2图3图3二、对于设计的具体要求 1.成型机的型号：FMJ-II 2.本机器产量：4000个/h 3.产品规格：100g/个 4.工作电压：380V 5.机器外形尺寸：1500*750*1100三、具体参数的设计与计算（一） 电动机的选择1 电动机类型的选择根据实际工作环境及各具体参数选择Y系列电动机，2 电动机功率的选择与确定（1） 确定工作机所需功率=KW=0.69KW（2） 确定电动机所需功率（3） 确定一个安全系数为则（）确定电动机的额定功率按照所需功率等于或小于额定功率原则，选择电动机转速的选择对于额定功率相同的电动机，转速越高，重量约轻，尺寸越小，价格也月底，但效率也越高。综合考虑各种因素，为减小减速器尺寸，选择电动机转速由上选用电动机型号为（二） 总传动比的计算与分配 总传动比的计算根据传动原理图，该机构共分三个传动路线（） 第一条路线（） 第二条路线（） 第三条路线 各级传动比的合理分配（） 皮带传动比减速器：链轮与间的传动比与间的传动比（）皮带传动比齿轮与间的传动比与间的传动比（）皮带传动比齿轮与间的传动比与间的传动比齿轮与间的传动比（三）传动装置的运动与动力参数设计各种转速设计各轴输入功率各轴输入转矩（四）减速器的选择减速器是由齿轮传动、蜗杆传动或齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单方便，故在现代机器中应用广泛。在此机构中减速器输入转速 ， 低于500r/min.根据计算输出扭转矩值按的额定输出扭矩选用。公称传动比i=40.根据机构要求初步选用定轴，涡轮蜗杆减速器。i=880。（1）蜗杆下置式：蜗杆布置在涡轮的下方，啮合处的冷却和润滑较好，蜗杆轴承润滑也方便。但当蜗杆圆周速度太大时，油的搅动损失较大，一般用于蜗杆圆周速度v1。（3） 类似与不完全齿轮间歇运动机构，在链传动过程中的间歇运动依靠不完全链轮和链条来实现，不完全链轮机构是由普通链轮机构演变而成的一种间歇运动机构。不完全链轮机构在主动轮上只做出一个齿或几个齿，并根据运动时间和间歇时间的要求，在从动轮分段做出若干组与链条相啮合的齿，通过与链条的啮合即可实现间歇运动（六）各级齿、链轮的设计计算=12 P=19.05 转速 =18 P=19.05 转速 =6.48r/min链轮的尺寸计算 ： 齿轮的计算 ：对组成的传动系统对于组成的传动系统 对于齿轮的计算： m=6 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 转速 m=6 转速 第三部分 主要零部件的刚强度校核与计算对主动辊轴校核由前面可知 对于滚筒 水平面受力图水平面弯矩图垂直面受力图垂直面弯矩图转矩图选择材料，确定许用应力：轴的材料采用45号调质钢，由机械零件手册查得 用插入法由表16-3查得 当量弯矩 校核轴径经校核该轴合格。第四部分 设计小结在朱克庆老师的指导下，在众多老师和学生的帮助下，经过我组成员不懈的努力，终于比较好的完成了这次校、院安排的毕业设计，这次毕业设计是对我们大学三年所学知识的总结和应用，是我们大学知识掌握的验收和检阅，同时也是我们从学校转入社会，踏上工作岗位的桥梁。通过这次毕业设计，使我们对机械设计的环节和具体过程有了更深层次的了解，同时也是我们锻炼了良好的工作作风和团队协作能力，更深的是我们由此体会到了搞技术的艰辛和丰收成果的快乐，以及众多老师孜孜不倦的科研人生里程。首先，通过对馒头成型机的设计，我们看到了食品行业的光明前景，同时也感受到了作为食品行业内知名的高等学府自身的地位和呀压力。所以作为一名设计人员，我们更加应该在老师的带领下，刻苦钻研，为学校增光添彩。其次，通过这次毕业设计，我们体验到了机械产品设计的全过程以及设计的各组成阶段，各阶段的任务、完成方法、提高了自己主动积极完成任务的责任心。同时也比较好的培养了自己的组织能力和设计能力。再者，毕业设计提高了我们在实践中调查研究，收集原始资料以及理论结合实际的能力，根据自己的分析情况把握市场动向设计出具有较高水准，较强生命力的机械产品。计算机绘图使我们接触了先进的绘图技术和方法，为我们更快的接触社会，适应社会，消化先进技术奠定的良好的基础。最后，能够把握正确的的设计动向，能够在长期的设计过程中少走弯路，少犯错误，顺利的完成任务，完全依靠朱教授的正确引导和耐心教诲以及其严谨的治学态度。再次我谨代表我组设计成员对朱克庆老师表示衷心的感谢！由于本次设计时间短，任务重，因而在设计过程中仍然存在许多不足之处。同时因为本课题为国内前沿性课题，资料收集有限，众多理论还为成熟，实际结合的现实成套设备不多，故有许多仍待日后改进的地方，还望广大老师批评改正，广大校友同行参阅后提出宝贵意见以求使其更加完善。在此一并表示诚挚的谢意!第五部分 致谢毕业设计的过程中，我面临了很多的难题，但在学校各个部门及朱老师、同组同学的帮助下，都得到了相当圆满的解决，我心中非常感谢他们。同时，我还要感谢xxx，在我毕业设计期间，为我提供许多设计所需设施。如教室和图书资料，电子文件等，让我能够顺利进行毕业设计。其次还要感谢学校图书馆，它给我提供了大量文献资料，帮助我解决设计中碰到的很多难题。试想：如果设计过程中有很多专业难题得不到解决的话，我们简直不敢想我们的毕业设计将会是什么状况？那么我们的工作又将如何开展？我还要感谢我们的毕业设计指导老师，朱老师丰富的专业知识和设计经验以及对工作勤勤恳恳的态度深深的影响了我们。只要有空闲的时间，朱老师就会准时到我们搞毕业设计的教室来给我们讲毕业设计的方法和应该注意的相关问题，在某些细节方面更是无微不至，言谈举止都是相当的得体，生动灵活的讲解让我们在劳累之即放松了很多，心情的开阔让我们对毕业设计充满了希望。我在他身上不仅学到了很多有关机械专业方面的知识，还有他那严谨的工作态度和乐观的生活态度给我们很大的启发。老师积极做学问的精神必将促使我们在今后的日子里更加努力的工作和学习。因为在态度决定一切的