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山楂去核机的设计【带SolidWorks三维】【8张CAD图纸+毕业论文+开题报告+答辩稿】

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山楂 去核机 设计 solidworks三维 cad图纸 毕业论文 开题报告 山楂去核机 答辩
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山楂去核机的设计

22页 8100字数+论文说明书+答辩稿+4张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

刀具.dwg

刀具弹片.dwg

小论文.doc

山楂去核机三维图.rar

山楂去核机总装配图.dwg

山楂去核机的设计开题报告.doc

山楂去核机的设计答辩ppt.ppt

山楂去核机的设计说明书.doc

底盘.dwg

皮带轮.dwg

轴套.dwg

轴心.dwg

间隙机构.dwg

前言

我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果积压腐烂现象,给果农造成很大的经济损失。

山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全也得不到有效保障。去核作业是山楂加工工序中十分重要的前处理工序。以往的手工操作远不能满足现代山楂加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。本设计主要是为了解决山楂去核作业的劳动强度大,安全卫生,提高生产效率,降低山楂果实破损率,保证山楂产品的质量。因此,小型山楂山楂机有非常好的应用前景。

关键词:山楂;山楂机;刀具设计

目 录  

1 前言 1

1.1本论文研究的目的和意义 1

1.2 国内外果核类山楂机械的发展情况 1

1.3 山楂的特性和山楂山楂机的应用前景 2

2 山楂山楂机设计 3

2.1马达的选择 4

2.2 传动装置的选择 6

3 山楂山楂机关键部件设计 9

3.1 去核的刀具 9

3.2 山楂定位盘 10

3.3 山楂机定位盘主轴 10

3.4 山楂机主轴间歇轮 12

3.5 山楂机传动圆盘 13

3.6 山楂机传动盘的轴 13

3.7 轴承选择 16

总 结 17

致 谢 18

参考文献 19

 1 前言

 1.1本论文研究的目的和意义

我国的地域辽阔、资源丰富。具有得天独厚的发展水果加工业的良好条件。水果深加工已成了农民致富的一条主要途径,不论社会效益还是经济效益都是十分可观的。果核类水果主要是指桃、杏、李、山楂、红枣及橄榄等。它们在水果总产量中占有较大比例,以它们为原料,加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时,去核作业是水果加工业中十分重要的前处理工序。以前的手工操作远不能满足现代水果加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。但是我们也看到,在果树种植业蓬勃发展的今天,由于缺少性能良好的设备,加工的手段落后,生产效率低,有些地区还出现鲜果品积压腐烂现象,给果农造成不应有的经济损失。许多地区的果品加工厂,其前处理生产环节,如去核、去皮、清洗等,至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。因此,在我国发展山楂机械等前处理设备,取代手工作业是必然趋势。针对中国水果资源丰富、分布广泛的特点,特别要加大对中小型山楂去核机具的研制,以适应广大果农及小型果品加工厂的需求。只有这样,才会有丰富多样的食品来满足人们的需求,才能保护果农种植的积极性[1]。

1.2 国内外果核类山楂机械的发展情况

国外20世纪60年代着手研制水果山楂机,至20世纪80年代初美国、意大利、荷兰等国已相继推出了粘核桃山楂机、橄榄山楂机等。去核工序基本上实现了自动化。数十年的发展,已日趋完善、成熟。目前,正向着节能型和机电一体化方向发展,以电脑自控作业为主。但中国的水果山楂机具发展缓慢,远远落后于种植业的发展。

日本生产的一种刮板式山楂机,去核后的果肉可达5毫米左右,由筛孔排出,桃核从尾端排出,该机适用于粘核型桃的去核加工,它具有成本较低,生产率高,去核效果好等特点。国外也研制出了橄榄山楂机,它可以依靠果模组装在链条或滚筒上,形成输送和定位,并采用一排刀具(包括上刀和下刀),对橄榄进行多刀去核作业,其生产效率比使用单刀的设备高得多。

美国FMC公司80年代初向市场推出一种自动转矩式粘核桃山楂机。每分钟可加工80个桃子,其生产率约800 kg/h左右。该机采用14个小杯对桃子进行定位和输送。每个杯子底部有一带凸起的小转轴。小轴在链条带动下始终旋转着,只要杯内桃子的凹部不在小凸起的上方,桃子外圈就会与凸起接触并被其带动旋转着,直到图示正确位置为止。这时,桃子保持直立状态,劈刀将果内劈成两半后,夹持挑子的两个橡胶夹板相向转动150°使果肉与桃核分离。该机可以整个加工季节连续工作而不必停机润滑,调节与清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性,因此比较适合于罐头、果脯和果干加工厂使用。由于该机结构较复杂,成本较高,而国内罐头、果脯等食品均属微利产品,因此,在我国推广起来存在一些难度

    中国研制出的核果水果山楂机具,按其结构特点和工作部件的不同,大体可分为剖分式、对辊式和捅杆式等几大类。目前中国的山楂机械有剖分式山楂机、对辊式山楂机、捅杆式山楂机、打浆式山楂机、刮板式山楂机、凸齿滚筒分离凹板式山楂机几种形式。中国山楂机械存在突出的问题有果肉损失率较高、去核后果实破损率高、机械性能不稳定、通用性差、作业成本高、科技含量低、生产效率低等。

1.3 山楂的特性和山楂山楂机的应用前景

山楂,是可食用植物,果核类水果,质硬,果肉薄,味微酸涩。落叶灌木,枝密生,有细刺,幼枝有柔毛。小枝紫褐色,老枝灰褐色。能防治心血管疾病。山楂是我国特有的药果兼用树种。山楂的主要成分:可食用部分76%。每100g中含能量397kJ、水分73g、蛋白质0.5g、脂肪0.6g、膳食纤维3.1g、碳水化合物22g、胡萝卜素100μg、维生素A 17μg;硫胺素0.02mg、核黄素0.02mg、尼克酸0.4mg;维生素C 53mg、维生素E 7.32mg;钾 299mg、钠5.4mg、钙52mg、镁19mg、铁0.9mg、锰0.24mg、锌0.28mg、铜0.11mg、磷24mg、硒1.22μg。含解脂酶、鞣质等以及对大肠杆菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌有抑制作用的成分。

山楂能防治心血管疾病,具有扩张血管、强心、增加冠脉血流量、改善心脏活力、兴奋中枢神经系统、降低血压和胆固醇、软化血管及利尿和镇静作用;防治动脉硬化,防衰老、抗癌的作用。山楂酸还有强心作用,对老年性心脏病也有益处。它能开胃消食,对消肉食积滞作用更好,很多助消化的药中都采用了山楂;山楂对子宫有收缩作用,在孕妇临产时有催生之效,并能促进产后子宫复原;能增强机体的免疫力,有防衰老、抗癌的作用。山楂中有平喘化痰、抑制细菌、治疗腹痛腹泻的成分。

总 结

 我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果积压腐烂现象,给果农造成很大的经济损失。山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全也得不到有效保障,大力推进山楂去核的机械化进程是社会发展的需要。山楂山楂机不但提高了生产效率,而且安全卫生也能够得到有效的加强。

山楂去核在整个山楂加工工序中,不仅劳动强度大,而且人工作业生产效率低,安全卫生达不到要求。所以考虑中国目前的情况,设计了这种小型山楂山楂机,我设计的山楂山楂机生产效率得到了显著的提高,山楂破损率低,同时安全卫生的问题也得到了有效的解决。

本山楂山楂机是根据山楂的物理特性,结合目前山楂山楂机的现状,运用所学机械原理、机械设计等相关知识,进行的相关设计。由于没有加工制作样机,山楂山楂机的运行状况未进行实验。

致 谢

经过半年的忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个塔里木本科生的毕业设计,由于经验的匮乏,毕业设计中有许多不足的地方需要修改,在设计之初,由于毕业设计题目不能够确定出来,出现了许多问题,然后我就去求助我的导师,肖爱玲老师,老师听了我的疑问,然后给我推荐我爱发明这个节目,让我从这个栏目中,发现了灵感,从而设计了山楂去核机这个题目,在设计的时候,也有很多问题,导师都一一解惑,让我感觉受益匪浅,其中我还要感谢我16-4班的全体同学,在画三维图的时候,遇到了许多不懂得地方,同学们都发扬乐于助人的精神,使我很感到,让我在三维图设计上能够顺利完成,在经过几个月的设计后,终于完成了这次毕业设计。我知道,我的设计中存在很多不足的地方,需要修改,希望各位老师,评委能够给出我改进的地方,我会耐心听取,谢谢各位老师们!!!                    

参考文献

[1]刘畅,宿敬.山楂机的发展现状[J].黑龙江科技信息.2009(33):136-139

[2]陈佳,宋少江.果核类山楂机的研究进展[J].中药研究与信息.2005(07):121-127

[3]陈芳.中心定位式果核类山楂机的设计[J].粮油加工与食品机械.1997(05):56-59

[4]金莹,何蔚娟,张秀军.果核类水果山楂机现状的分析[J].中国农村小康科技.2005(03):83-87

[5]陈芳,刘法治,邓春岩.去核定位机理的研究与定位机构的初步设计[J].河南职技师院学报.1999(01):123-126

[6]李明,连文伟,邓干然.我国果核类水果山楂机具的现状及亟待研究的技术问题探讨[J].粮油加工与食品机械.1999(03):56-59

[7]陈芳,邓春岩,郑玉才.山楂山楂机的结构设计[J].河北农业技术师范学院学报.1997(02):74-77

[8]王群,邵长发.水果去核(去芯)机械的现状及发展前景[J].包装与食品机械.1993(03):156-159

[9]李明,邓干然,连文伟,连仕华.龙眼鲜果剥壳脱核机的试验研究[J].农业工程学报.1999(02):35-39

内容简介:
毕业论文(设计)任务书 学院 机械电气化工程学院 班级 学生姓名 学号 课题名称 山楂去核机的设计 起止时间 2016 年 03 月 11 日 2016 年 05 月 28 日(共1 3 周) 指导教师 职称 课题内容 我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果积压腐烂现象,给果农造成很大的经济损失。山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全 也得不到有效保障。 去核作业是 山楂 加工 工序 中十分重要的前处理工序。以往的手工操作远不能满足现代 山楂 加工的需求 , 不仅占用大量的劳力 , 劳动强度大 , 生产效率低 , 且产品质量难以控制 。本设计主要是为了解决山楂去核作业的劳动强度大,安全卫生,提高生产效率,降低山楂果实破损率,保证山楂产品的质量。因此,小型山楂山楂机有非常好的应用前景。 拟定工作进度(以周为单位) 查阅毕业设计(论文)相关资料; 毕业实习、撰写毕业设计(论文)开题报告、外文翻译; 总体结构方案确定,并完成相应理论计算; 装置各部分结构设计,并绘制完整图纸; 毕业论文的撰写。 主要参考文献 1刘畅,宿敬 J2009(33): 1362陈佳,宋少江 J2005(07): 1213陈芳 J1997(05): 564金莹,何蔚娟 , 张秀军 J2005(03): 835陈芳,刘法治 , 邓春岩 J1999(01):1236李明,连文伟,邓干然 J1999(03): 567陈芳,邓春岩,郑玉才 J1997(02): 748王群,邵长发 去芯 )机械的现状及发展 前景 J1993(03): 1569李明,邓干然,连文伟,连仕华 J1999(02): 35务下达人(签字) 年 月 日 任务接受人意见 任务接受人签名 年 月 日 注: 1、此任务书由指导教师填写,任务下达人为指导教师。 2、此任务书须在学生毕业实践环节开始前一周下达给学生本人。 3、此任务书一式三份,一份留学院存档,一份 学生本人留存,一份指导教师留存。 2016 年 05 月 第 期 山楂去核机的设计 前 言: 我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果积压腐烂现象,给果农造成很大的经济损失。山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全也得不到有效保障。去核作业是山楂加工工序中十分重要的前处理工序。以往的手工操作远不能满足现代山楂加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。本设计主要是为了解决山楂去核作业的劳动强度大,安全卫生,提高 生产效率,降低山楂果实破损率,保证山楂产品的质量。因此,小型山楂山楂机有非常好的应用前景。 关键词: 山楂;山楂机;设计 中图分类号: 文献标识码: A 文章编号 0 引言我国的地域辽阔、资源丰富。具有得天独厚的发展水果加工业的良好条件。水果深加工已成了农民致富的一条主要途径,不论社会效益还是经济效益都是十分可观的。果核类水果主要是指桃、杏、李、山楂、红枣及橄榄等。它们在水果总产量中占有较大比例,以它们为原料,加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时,去 核作业是水果加工业中十分重要的前处理工序。以前的手工操作远不能满足现代水果加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。但是我们也看到,在果树种植业蓬勃发展的今天,由于缺少性能良好的设备,加工的手段落后,生产效率低,有些地区还出现鲜果品积压腐烂现象,给果农造成不应有的经济损失。许多地区的果品加工厂,其前处理生产环节,如去核、去皮、清洗等,至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。因此,在我国发展山楂机械等前处理设备,取代手工作业是必然趋势。针对中国水果资源丰富、分布广泛的特点,特 别要加大对中小型山楂去核机具的研制,以适应广大果农及小型果品加工厂的需求。只有 这样,才会有 丰富多样的食品来满足人们的需求,才能保护果农种植的积极性 1 设计原理及机构 设计原理 去核刀具能够去掉山楂的内核,且保证山楂不破碎;山楂定位盘能够给山楂定位,确保去核刀具能够准确的去掉山楂的内核;传动间歇轮,能够在传动圆轮的运转过程中,每 30转动一下,进而使山楂定位盘间歇转动;传动圆轮,每转动一圈,带动间歇轮转过 30一次;转动轴保证传动圆轮平稳传动;连杆在转盘圆周运动过程中,分别带动传动圆轮转动和去核 刀具的上下运动;转盘做圆周运动带动连杆运动;挡板的作用是收集去核后的山楂。山楂山楂机工作原理是:发动机发动后,通过皮带轮把动力传给减速器,减速器减速后带动转盘转动,转盘转动带动连杆做往复运动,一边连杆带动刀具上下运动完成山楂的去核工作,另一边连杆带动传动盘,传动盘每转动一周,带动间歇轮转动一次 (30 ),在主轴的转动下使山楂定位盘转动。 (当转盘带动连杆运动到最上方的时候,传动的转动装置带动间歇轮转动,进而使定位盘带动山楂转动到刀具下方,当转盘向下运动时,传动装置离开间歇轮做圆周运动,刀具在连杆作用下,向下运 动完成山楂的去核工作,如此反复。山楂随刀具向上时,遇到挡板脱落到定位盘上随定位盘转动,当遇到第二个挡板的时候被剥落下去,掉落到收集带中。 2016 年 05 月 第 期 图 1 山楂去核机原理图 总体设计 图 2 1:电机 2:减速齿轮 3:曲柄连杆 4:道具模块 5:转盘 6:山楂挡板 7:间隙机构 8:轴心9:皮带 10:转盘轴承组 11:大皮带轮 山楂去核机采用电机三相异步电动机, 达型号为 定功率为 步转速为 1000 r/载转速为 910 r/这个是选用低功率的电动机,其优点是功率点,噪音小,成本低,能满足山楂去核机的动力需求。其传动部分有两部分组成,一个是两个1:3 的齿轮想啮合,已完成对电动机的减速,另一个是有间隙齿轮机构组成的减速机构,动力由电动机出来,然后经过大小皮带轮,由 皮带传给间隙机构,然后让转盘每 3 秒转动一次,每次转动 30 度,山楂槽一共有 12 个山楂槽,每 36 秒转动一周。以保证山楂转盘与曲柄连杆带动刀具能保持同步。 2 关键部件设计 达功率的选择 表 1 马达数据表 比较两方案可见,方案 1 选用的马达虽然质量和价格较低,但总传动比大。为使传动装置结构紧凑,决定选用方案 2。马达型号为 定功率为 步转速为 1000 r/载转速为 910 r/机械设计课程设计表 得马达中心高 H = 90伸轴段 D E = 24 50 传送装置的选择 (1)带传动:带传动是具有中间挠性件、靠摩擦工作的传动,如图 4 所示,所以具有如下优点:能缓冲吸振;传动平稳,噪声小;过载时,带将在带轮上打滑,可防止其他零件损坏;结构简单、成本低;允许有较大的中心距(可达 15m)。 带传动的缺点:由于带与带轮面之间的滑动,不能保证定传动比;在传递相同大小的圆周力时,结构尺寸和轴上压力都比啮合传动大;效率低、带的寿命短 去核刀具的选择 方案 马达型号 额定功率 /步转速 /(r/满载转速 /(r/总传动比 质量 /价格 /元 1 2 90500 1000 1390 910 8 23 475 570 2016 年 05 月 第 期 由于山楂山楂机刀具用于直接接触山楂果实,材料的 选择应考虑材料容易加工切削、干净卫生、成本低且容易清洗等特点,所以本设计选用 45 号钢作为山楂定位盘的材料。 查阅资料得到我国北方山楂直径在 10据山楂直径本设计选取刀具的外径为8细尺寸如图 7。弹簧选择不锈钢丝( 1耐腐蚀性好,工艺性好,弹簧中径为 5 图 3 山楂定位盘的设计 山楂定位盘如图 4 所示。考虑到人工放置山楂的舒适度问题以及作业的工作效率,本设计采用直径 300圆盘作为定位盘,圆盘上均匀分布 12 个直径 10山楂定 位孔,为了使定位盘工作稳定可靠不产生倾斜本设计采用双键连接轴,基孔制配合为 图 4 的结构设计 根据估算轴径和轴上零件的布置,进行轴的结构设计,确定轴上与定位盘联接键截面尺寸为b h=87合为 H7/动轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差 轴的两端均制成 2 45倒角。轴的详细尺寸如图 9 所示。 3 结论 我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果 积压腐烂现象,给果农造成很大的经济损失。山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全也得不到有效保障,大力推进山楂去核的机械化进程是社会发展的需要。山楂山楂机不但提高了生产效率,而且安全卫生也能够得到有效的加强。 山楂去核在整个山楂加工工序中,不仅劳动强度大,而且人工作业生产效率低,安全卫生达不到要求。所以考虑中国目前的情况,设计了这种小型山楂山楂机,我设计的山楂山楂机生产效率得到了显著的提高,山楂破损率低,同时安全卫生的问题也得到了有效的解决。 本山楂山楂机是根据山楂的物理特性,结合目前山楂山楂机的现状,运用所学机械原理、机械设计等相关知识,进行的相关设计。2016 年 05 月 第 期 由于没有加工制作样机,山楂山楂机的运行状况未进行实验。 参考文献: 1刘畅,宿敬 J2009(33): 1362陈佳,宋少江 2005(07): 1213陈芳 J1997(05): 564金莹,何蔚娟,张秀军 楂机现状的分析 J. 中 国 农 村 小 康 科技 3): 835陈芳,刘法治,邓春岩 J1999(01): 1236李明,连文伟,邓干然 J1999(03): 567陈芳,邓春岩,郑玉才 J. 河 北 农 业 技 术 师 范 学 院 学报 2): 748王群,邵长发 去芯 )机械的现状及发展前景 J1993(03):1569李明,邓干然,连文伟,连仕华 J1999(02): 35of i ( 43300, A of to of be up by g of of of in in is 5% 0%. of of is in in in cropping毕业论文(设计)开题报告 课题名称 山楂去核机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导教师 起止时间 机械电气化工程学院教务办制 填 表 说 明 一、学生撰写开题报告应包含的内容: 1、本课题来源及研究的目的和意义; 2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析; 3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析; 4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路; 5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法; 6、完成本课题的工作方案及进度计划; 7、主要参考文献(不少于 7 篇)。 二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。 三、开题报告 要求手写体,字数在 3000 字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加 张。 四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。 开题报告正文 题研究的目的、意义 我国 的 地域辽阔、资源丰富。具有得天独厚的发展水果加工业的良好条件。水果深加工已成了农民致富的一条主要途径,不论社会效益还是经济效益都是十分可观的。 果核类水果主要是指桃、杏、李、山楂、红枣及橄榄等。它们在水果总产量中占有较大比例,以它们为原料,加工成饮 料、罐头、果脯及果干制品时,去核作业是水果加工业中十分重要的前处理工序。以 前 的手工操作远不能满足现代水果加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。 但是我们也看到,在果树种植业蓬勃发展的今天,由于缺少性能良好的设备,加工 的 手段落后,生产效率低,有些地区还出现鲜果品积压腐烂现象,给果农造成不应有的经济损失。许多地区的果品加工厂,其前处理生产环节,如去核、去皮、清洗等,至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。因此,在我国发展山楂机械等前处理设备,取代手工作业是必然趋势。针对中国水 果资源丰富、分布广泛的特点,特别要加大对中小型山楂 去核 机具的研制,以适应广大果农及小型果品加工厂的需求。只有这样,才会有丰富多样的食品来满足人们的需求,才能保护果农种植的积极性 。 内外发展的现状 国外 20 世纪 60 年代着手研制水果山楂机,至 20 世纪 80 年代初美国、意大利、荷兰等国已相继推出了粘核桃山楂机、橄榄山楂机等。去核工序基本上实现了自动化。数十年的发展,已日趋完善、成熟。目前,正向着节能型和机电一体化方向发展,以电脑自控作业为主。但中国的水果山楂机具发展缓慢,远远落后于种植业的发展。 日本 生产的一种刮板式山楂机,去核后的果肉可达 5 毫米左右,由筛孔排出,桃核从尾端排出,该机适用于粘核型桃的去核加工,它具有成本较低,生产率高,去核效果好等特点。国外也研制出了橄榄山楂机,它可以依靠果模组装在链条或滚筒上,形成输送和定位,并采用一排刀具(包括上刀和下刀),对橄榄进行多刀去核作业,其生产效率比使用单刀的设备高得多。 中国研制出的核果水果山楂机具,按其结构特点和工作部件的不同,大体可分为剖分式、对辊式和捅杆式等几大类。目前中国的山楂机械有剖 分式山楂机、对辊式山楂机、捅杆式山楂机、打浆式山楂机、刮板式山楂机、凸齿滚筒分离凹板式山楂机几种形式。中国山楂机械存在突出的问题有果肉损失率较高、去核后果实破损率高、机械性能不稳定、通用性差、作业成本高、科技含量低、生产效率低等。 课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 任务要求 :主要研究山楂去核机的结构,其中包括:动力构件,传动构件,工作部件。 预期达到的目标 :能用 出三维图,并能实现三维仿真,同时能用 作出总装配图及各个零件的二维图,并完成 课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 关键问题:主要是山楂去核机的传动部分的设计,包括山楂去核机的转盘设计,刀具去核工作设计,以及间隙机构的设置。 成本课题所必须的工作条件及解决的办法 ; ( 1)查阅有关资料选择相关参数及材料 ,设计山楂去核机。 ( 2)设计完各零部件后,进行装配组合,试验设计的可靠性。 ( 3)运用 件,绘制三维零件图和装配图。 ( 4)运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。 成本课题的工作方案及进度计划; 进度计划 : 第 一 周:查找相关资料、熟悉课题内容。 第 二 周:撰写开题报告,并制定总体方案。 第三周至第八周:设计棉杆拔杆机的三维实体模型图,并生成关键部件及装配图工程图。 第 九 周:对棉杆拔杆机进行传动设计和机构设计。 第 十 周:撰写毕业论文,修改图纸中存在的问题。 第十一周:编写答辩提纲,准备答辩。 第十二周:答辩 要参考文献(不少于 7 篇) 主要参考文献 1孙凤兰,马喜川主编包装机械概论北京:印刷工业出版社, 1998. 2孙凤兰 . 食品包装机械学哈尔滨:黑 龙江科学技术出版社, 1990. 3许林成 . 包装机械原理与设计上海:上海科学技术出版杜 1988. 4许林成,彭国勋包装机械长沙:湖南大学出版社, 1989 5李国忱,孙凤兰主编 . 食品包装工程 . 哈尔滨:黑龙江教育出版社 , 1989. 6林学翰 . 包装技术与方法 . 长沙:湖南大学出版社, 1989. 7(美) 蓉芳等译 . 包装技术大全 . 北京:科学出版社, 1992. 8高德包装机械北京:化学工业出版社, 2006. 学生签名 李明原 2016 年 03 月 12 日 指导教师审阅意见 指导教师签名 年 月 日 答辩人: 导师 : 专业 : 时间 : 1;山楂去核机目的及意义 2;国内外果核发展现状 3;山楂去核机的机械原理 4;论文总结与改进 5;致谢 山楂去核机的目的及意义 目的: 1 减少作业成本,减轻劳动强度。 2 提高生产效率,增加产品收益。 3 去核后果肉损失率低,山楂无损坏 意义: 1 增加果农收入,提高种植积极性。 2 带动地区经济发展满足人们丰富食品需求 3 降低劳动成本,提高生产效率 美国,意大利荷兰 日本 美国 中国山楂机现状 20世纪 80年代美国 , 意大利 ,荷兰相继推出粘核桃山楂机 ,橄榄去核机 。 20世纪 80年代日本研制出粘核桃去核机 80年代美国 每分钟加工 80个桃子 中国研制的一半分为刨分式 , 对辊式 , 捅杆式 。 突出问题:果肉损失率高 , 机械性能差 , 作业成本高 ,技术含量小 零件详细图 1:电机 2:减速齿轮 3:曲柄连杆 4:道具模块 5:转盘 6:山楂挡板 7:间隙机构 8:轴心 9: 皮带 10:转盘轴承组 11:大皮带轮 山楂去核机转盘上有 12个山楂槽,因为是人工放山楂到山楂槽上,速度不能 太快,所以电机选用是我选用低转速的电机,要求转盘每 3秒转动一次,也就是 30度 ,转动 的电动机要求输出 1r/s,其中 2上面的曲柄连杆机构也要速度保持一致,所以我选用 2个相同功率的电机。 首先转盘转动是每 3秒转动一次,但其中有两秒需要人工手动把山楂放到山楂槽内,所以电动机是我选用的电机输出是每一秒转动一次,但转盘是每 3秒转动一次,在这里,就需要把电动机速度降下来,我选用齿轮降速齿轮选用模数 2和模数 6的两个齿轮相啮合。曲柄连杆运动一周 3s,从而完成连杆上下运动。 电机传动装置原理设计 因为我选用电机输出为一秒一转,而间歇机构为 3秒转动一次,这样我们要要把电机速率降低三分之一才能满足转盘转速需求,这里我选用的是皮带轮减速机构进行实现,外加一个减速机构。就可以实现转盘按需求减速 转盘及间隙机构原理设计 间隙机构的设计 创新与改进 1:在以往的捅杆式刀具的基础,添加一个伸缩式弹簧刀具 答辩人:李明原 导师 :肖爱玲 专业 :农机 16间 :2016 山楂去核机的设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导老师 日 期 塔里木大学机械电气化工程学院制 前言 我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后,由于缺少良好的设备,加工手段落后,生产效率低,致使一些地区出现水果积压腐烂现象,给果农造成很大的经 济损失。 山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段,不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低,而且卫生安全也得不到有效保障。去核作业是山楂加工工序中十分重要的前处理工序。以往的手工操作远不能满足现代山楂加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。本设计主要是为了解决山楂去核作业的劳动强度大,安全卫生,提高生产效率,降低山楂果实破损率,保证山楂产品的质量。因此,小型山楂山楂机有非常好的应用前景。 关键词 : 山楂;山楂机;刀具设计 目 录 1 前言 . 1 . 1 内外果核类山楂机械的发展情况 . 1 楂的特性 和山楂山楂机的应用前景 . 2 2 山楂山楂机设计 . 3 . 4 动装置的选择 . 6 3 山楂山楂机关键部 件设计 . 9 核的刀具 . 9 楂定位盘 . 10 楂机定位盘主轴 . 10 楂机主轴间歇轮 . 12 楂机传动圆盘 . 13 楂机传动盘的轴 . 13 承选择 . 16 总 结 . 17 致 谢 . 18 参考文献 . 19 塔里木大学毕业设计 1 1 前言 我国的地域辽阔、资源丰富。具有得天独厚的发展水果加工业的良好条件。水果深加工已成了农民致富的一条主要途径,不论社会效益还是经济效益都是十分可观的。果核类水果主要是指桃、杏、李、山楂、红枣及橄榄 等。它们在水果总产量中占有较大比例,以它们为原料,加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时,去核作业是水果加工业中十分重要的前处理工序。以前的手工操作远不能满足现代水果加工的需求,不仅占用大量的劳力,劳动强度大,生产效率低,且产品质量难以控制。但是我们也看到,在果树种植业蓬勃发展的今天,由于缺少性能良好的设备,加工的手段落后,生产效率低,有些地区还出现鲜果品积压腐烂现象,给果农造成不应有的经济损失。许多地区的果品加工厂,其前处理生产环节,如去核、去皮、清洗等,至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。因此,在我国发 展山楂机械等前处理设备,取代手工作业是必然趋势。针对中国水果资源丰富、分布广泛的特点,特别要加大对中小型山楂去核机具的研制,以适应广大果农及小型果品加工厂的需求。只有这样,才会有丰富多样的食品来满足人们的需求,才能保护果农种植的积极性 1。 内外果核类山楂机械的发展情况 国外 20 世纪 60年代着手研制水果山楂机,至 20世纪 80年代初美国、意大利、荷兰等国已相继推出了粘核桃山楂机、橄榄山楂机等。去核工序基本上实现了自动化。数十年的发展,已日趋完善、成熟。目前,正向着节能型和机电一体化方向发展,以电脑 自控作业为主。但中国的水果山楂机具发展缓慢,远远落后于种植业的发展。 日本生产的一种刮板式山楂机,去核后的果肉可达 5毫米左右,由筛孔排出,桃核从尾端排出,该机适用于粘核型桃的去核加工,它具有成本较低,生产率高,去核效果好等特点。国外也研制出了橄榄山楂机,它可以依靠果模组装在链条或滚筒上,形成输送和定位,并采用一排刀具(包括上刀和下刀),对橄榄进行多刀去核作业,其生产效率比使用单刀的设备高得多。 美国 司 80 年代初向市场推出一种自动转矩式粘核桃山楂机。每分钟可加工 80个桃子,其生产率约 800 kg/。该机采用 14 个小杯对桃子进行定位和输送。每个杯子底部有一带凸起的小转轴。小轴在链条带动下始终旋转着,只要杯内桃子的凹部不在小凸起的上方,桃子外圈就会与凸起接触并被其带动旋转着,直到图示正确位置为止。这时,桃子保持直立状态,劈刀将果内劈成两半后,夹持挑子的两个橡胶夹板相向转动 150使果肉与桃核分离。该机可以整个加工季节连续工作而不必停机润滑,调节与清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性,因此比较适合于罐头、果脯和果干加工厂使用。由于该机结构较复杂,成本较高,而国内罐头、果脯等食品均属微利产品,因 此,在我国推广起来存在一些难度 塔里木大学毕业设计 2 中国研制出的核果水果山楂机具,按其结构特点和工作部件的不同,大体可分为剖分式、对辊式和捅杆式等几大类。目前中国的山楂机械有剖分式山楂机、对辊式山楂机、捅杆式山楂机、打浆式山楂机、刮板式山楂机、凸齿滚筒分离凹板式山楂机几种形式。中国山楂机械存在突出的问题有果肉损失率较高、去核后果实破损率高、机械性能不稳定、通用性差、作业成本高、科技含量低、生产效率低等。 楂的特性和山楂山楂机的应用前景 山楂,是可食用植物,果核类水果,质硬,果肉薄,味微酸涩。落叶灌木,枝密生, 有细刺,幼枝有柔毛。小枝紫褐色,老枝灰褐色。能防治心血管疾病。山楂是我国特有的药果兼用树种。山楂的主要成分:可食用部分 76%。每 10097分 73g、肪 食纤维 水化合物 22g、胡萝卜素 100 g、维生素 A 17 g;硫胺素 黄素 克酸 生素 C 53生素 E 299 52 19 24g。含解脂酶、鞣质等以及对大肠杆菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌有抑制作用的成分。 山楂能防治心血管疾病,具有扩张血管、强心、增加冠脉血流量、改善心脏活力、兴奋中枢神经系统、降低血压和胆固醇、软化血管及利尿和镇静作用;防治动脉硬化,防衰老、抗癌的作用。山楂酸还有强心作用,对老年性心脏病也有益处。它能开胃消食,对消肉食积滞作用更好,很多助消化的药中都采用了山楂;山楂对子宫有收缩作用,在孕妇临产时有催生之效,并能促进产后子宫复原;能增强机体的免疫力,有防衰老、抗癌的作用。山楂中有平喘化痰、抑制细菌、治疗腹痛腹泻的成分 。 近年来,随着人民生活水平的不断提高,人民对食品质量的要求也越来越严格。生产厂家也意识到前处理工序对产品质量有着不可忽视的影响,各厂家纷纷寻找合适的前处理设备。由于许多前处理设备在国内尚属空白,因此,开发性能优良的山楂机及其它前处理设备是形势所需。果核类水果主要指桃、李、杏、山楂、红枣及橄榄等,它们在水果总产量中占有较大的比例。在以它们为原料加工饮料、罐头、果脯及果干制品时,去核作业是一项十分重要的前处理工序。以往所采用人工作业,不仅占用大量劳动力、劳动强度大、生产率低,并且产品质量难以控制。因此,实行水 果去核的机械化作业是水果加工业中必然的发展趋势,所以山楂山楂机的应用有非常良好的前景。 塔里木大学毕业设计 3 2 山楂山楂机设计 如图 2要包括 1去核刀具、 2山楂定位盘、 3定位盘主轴、4 传动间歇轮、 5传动圆轮、 6 传动轴、 7 连杆、 8 转盘、 9挡板。其中,去核刀具能够去掉山楂的内核,且保证山楂不破碎;山楂定位盘能够给山楂定位,确保去核刀具能够准确的去掉山楂的内核;传动间歇轮,能够在传动圆轮的运转过程中,每 30转动一下,进而使山楂定位盘间歇转动;传动圆轮,每转动一圈,带动间歇轮转过 30一次;转 动轴保证传动圆轮平稳传动;连杆在转盘圆周运动过程中,分别带动传动圆轮转动和去核刀具的上下运动;转盘做圆周运动带动连杆运动;挡板的作用是收集去核后的山楂。山楂山楂机工作原理是:发动机发动后,通过皮带轮把动力传给减速器,减速器减速后带动转盘转动,转盘转动带动连杆做往复运动,一边连杆带动刀具上下运动完成山楂的去核工作,另一边连杆带动传动盘,传动盘每转动一周,带动间歇轮转动一次 (30 ),在主轴的转动下使山楂定位盘转动。 (当转盘带动连杆运动到最上方的时候,传动的转动装置带动间歇轮转动,进而使定位盘带动山楂转动到刀具 下方,当转盘向下运动时,传动装置离开间歇轮做圆周运动,刀具在连杆作用下,向下运动完成山楂的去核工作,如此反复。山楂随刀具向上时,遇到挡板脱落到定位盘上随定位盘转动,当遇到第二个挡板的时候被剥落下去,掉落到收集带中。 ) 图 2 塔里木大学毕业设计 4 山楂去核机零件 2 1:电机 2:减速齿轮 3:曲柄连杆 4:道具模块 5:转盘 6:山楂挡板 7:间隙机构 8:轴心 9:皮带 10:转盘轴承组 11:大皮带轮 择马达系列 马达选择 应保证: 0 2中: 马达额定功率, 工作机所需马达功率, 所需马达功率由下式计算: 塔里木大学毕业设计 5 w/ 式中: 工作机所需有效功率,由工作机的工艺阻力及运行参数确定; 马达到工作机的总效率, %。 皮带运输机的 算方法: v/1000 ( 2中: F 工作机的圆周力,例如运输机上运输带的有效拉力, N; v 工作机的线速度,例如运输带的带速, m/s; D 带运输机主动滚筒的直径, n 工作机卷筒轴的转速, r/ 按工作要求及工作条件选用三相异步马达,封闭式结构,电压 380V, 择马达功率 1= W/ 1= 2= W/ 2=表 2选 802定功率 选 90,额定功率 以同步转速为 1500r/000r/表 2算出传动比如下表。 塔里木大学毕业设计 6 表 2达数据表 方案 马达型号 额定功率 /步转速 /(r/满载转速 /(r/总传动比 质量 /价格 /元 1 2 90500 1000 1390 910 8 23 475 570 比较两方案可见,方案 1选用的马达虽然质量和价格较低,但总传动比大。为使传动装置结构紧凑,决定选用方案 2。马达型号为 定功率为 步转速为 1000 r/载转速为 910 r/机械设计课程设计表 = 90伸轴段 D E = 24 50 动装置的选择 动的选择 (1)带传动:带传动是具有 中间挠性件、靠摩擦工作的传动,如图 4 所示,所以具有如下优点:能缓冲吸振;传动平稳,噪声小;过载时,带将在带轮上打滑,可防止其他零件损坏;结构简单、成本低;允许有较大的中心距 (可达 15m)。 带传动的缺点:由于带与带轮面之间的滑动,不能保证定传动比;在传递相同大小的圆周力时,结构尺寸和轴上压力都比啮合传动大;效率低、带的寿命短。 图 2传动 塔里木大学毕业设计 7 (2)链传动:链传动是一种用链条做中间挠性件的啮合传动,它由链条、主动轮和从动轮组成,如图 5所示。链传动具有如下优点:无弹性滑动和打滑现象,平均传动比准确;效率较 高, 构尺寸比较紧凑;由于不需要很大的张紧力,所以作用在轴上的载荷较小;可以在温度较高及灰尘较大的环境下工作 。 链传动的缺点: 跳齿等。 (3)齿轮传动:如图 6 所示,齿轮传动优点主要有: 动比稳定、寿命长。 齿轮传动缺点: 综合以上三种传动的优缺点,结合本设计的山楂山楂机的特点,选择具有传动平稳、噪声小、结构简单、成本低的带传动作为传动装置比较适合 。 带传动的设计 (1)选择 2中: 计算功率, P 传递的额定功率 (如:电机的额定功率 ), 工作情况系数 (表 6 由表 6A=以计算功率: 据 定选用 (2)确定带轮基准直径 取主动轮基准直径 7 塔里木大学毕业设计 8 验算带速: v= 1000 =25(m/s) 2速合适。 计算从动轮基准直径 i 67=据表 6 60 (3)确定 根据 0.7( 2(得到 a 454。 初定中心距 350 由基准长度公式: L d=2 ( 2+( L d=2 350+ (67+160)/2+(160 350=1062.7(根据表 6d=1120 实际中心距 a d)/2=350+(1120 =378.7(4) 1 1=180-( 120 主动带轮上的包角合适。 (5)确定带的根数 z 根据 1=得 根据 120 由 10r/i=7 查表 2 z= ( 取 z=6根。 塔里木大学毕业设计 9 (6)确定带的张紧力 表 6带单位长度质量 q=m。 00 (z v)+ 0=500 6 ) (6)计算带传动作用在轴上的载荷 Q=2r/2)=2 1/2) 2中: z 带的根数; 单根带的张紧力, N; 1 主动带轮上的包角, 6 =) 2 山楂山楂机关键部件设计 核的刀具 由于山楂山楂机刀具用于直接接触山楂果实,材料的选择应考虑材料容易加工切削、干净卫生、成本低且容易清洗等特点,所以本设计选用 45号钢作为山楂定位盘的材料。 查阅资料得到我国北方山楂直径在 10据山楂直径本设计选取刀具的外径为 8细尺寸如 3簧选择不锈钢丝( 1耐腐蚀性好,工艺性好,弹簧中径为 5 图 3核的刀具 塔里木大学毕业设计 10 楂定位盘 楂定位盘材料 由于山楂山楂机属于常用食品加工类机械,材料的选择应考虑到材料易得、材料容易加工切削、干净卫生、成本低且容易清洗等特点,所以本设计选用 45 号钢作为山楂定位盘的材料。 楂定位盘尺寸 山楂定位盘如图 8所示。考虑到人工放置山楂的舒适度问题以及作业的工作效 率,本设计采用直径 300盘上均匀分布 12 个直径 10了使定位盘工作稳定可靠不产生倾斜本设计采用双键连接轴,基孔制配合为 楂机定位盘主轴 的材料选择 该轴的无特殊要求,选用 45 钢调质处理 230表得 B=640 步估算轴径 3 3塔里木大学毕业设计 11 取轴 d=20 的结构设计 根据估算轴径和轴上零件的布置,进行轴的结构设计,确定轴上与定位盘联接键截面尺寸为 b h=877/动轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差 轴的两端均制成 2 45倒角。轴的详细尺寸如图 9所示。 的强度验算 (1)主轴间歇轮上的作用力的大小 转矩: T=105 105 =81170(N 3作用直径: 9.9(圆周力: T/ 81170/069(N) 3向力: t/534(N) 图 3位盘主轴 塔里木大学毕业设计 12 轴向力: 090(N) (2)求垂直面上轴承的支反力及主要截面的弯矩 )/79(N) 3534255(N) 截面 8730(N 3 7023(N 34)按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时,只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度,由公式: 122 )( W 3中: 应力折算系数; 轴上危险截面处的当量弯矩, N W 轴上危险截面处的抗弯矩截面系数, 轴在对称循环状态下的许用弯曲应力 ,表 11 d 轴上危险截面处直径, 此段轴上有一个键槽时,直径应加大 3%;有两个键槽时,应加大 7%。 取 =算截面上的应力: )( P 3面已选定轴的材料为 45钢,调质处理,由表 11 60于 v 故安全。 楂机主轴间歇轮 山楂山楂机主轴间歇轮如图 10所示,材料选用容易加工的 45号钢,该轮总直径 100定轴上与定位盘联接键截面尺寸为 b h=87合为 H7/歇轮与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差为 糙度要求为 塔里木大学毕业设计 13 图 10 山楂机主轴间歇轮 楂机传动圆盘 山楂山楂机传动圆盘如图 11 所示,材料选择 45 号钢,传动圆盘外圆直径为 70定轴 上与传动盘联接键截面尺寸为 b h=667/动圆盘与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差 动圆盘孔的粗糙度 余 图 11 山楂机传动圆盘 楂机传动盘的轴 图 12 定位盘主轴 的材料选择 该轴的无特殊要求,选用 45 钢调质处理 230表得 B=640 塔里木大学毕业设计 14 步估算轴径 3 3d = 20 的结构设计 根据估算轴径和轴上零件的布置,进行轴的结构设计,确定轴上与传动盘联接键截面尺寸为 b h=667/动轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差 轴的两端均制成 2 45倒角。轴的详细尺寸如图 12所示。 的强度验算 (1)主轴间歇轮上的作用力的大小 转矩: T=105 105 =83140(N 3作用直径: 6(圆周力: T/ 83140/26=6395(N) 径向力: t/311(N) 轴向力: 613(N) 32)求垂直面上轴承的支反力及主要截面的弯矩 )/182+20(N) 311491(N) 截面 为 : 182=74620(N 3里木大学毕业设计 15 8368(N (3)求水平面上轴承的支反力及主要截面的弯矩 t 182+6395 410(N) 395985(N) 截面 410 182=128310 (N 34)截面 )(14843012831074620 2222 左左 )(1 3 39 2 41 2 83 1 03 8 36 8 2222 右右 (5)按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时,只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度,由公式: 122 )( W 3中: 应力折算系数; 轴上危险截面处的当量弯矩, N W 轴上危险截面处的抗弯矩截面系数, 轴在对称循环状态下的许用弯曲应力 ,表 11 d 轴上危险截面处直径, 此段轴上有一个键槽时,直径应加大 3%;有两个键槽时,应加大 7%。 取 =算截面上的应力: )( P 3面已选定轴的材料为 45钢,调质处理,由表 11 60于 v 故安全。 塔里木大学毕业设计 16
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