90_jn-a型自熟式米粉挤丝机设计 毕业设计

题目JNA型自熟式米粉挤丝机学摘要米粉挤丝机是一种将大米加工成米粉条的食品加工机械设备。米粉挤丝机有多种型号，JNA型是一种使用效果比较好的设备。我这次毕业设计的课题就是设计一种JNA型自熟式米粉挤丝机。它的工作过程主要分为熟化和挤丝成型两个阶段。在此次毕业设计中，分析了JNA型自熟式米粉挤丝机的工作原理，主要完成了大带轮转速的计算，得到熟化螺旋和挤丝螺旋需要的转速。了解了设计的总体结构和主要零件的作用。熟化筒体中放有熟化螺旋起熟化作用，挤丝筒体中放有挤丝螺旋起挤丝作用，调整控制阀可以得到品质优良的米粉条。采用不同孔径的出料粉镜可以得到各种粗、细品种的米粉条。绘制了主要零件图和装配图。关键词带轮、熟化筒体、熟化螺旋、挤丝筒体、挤丝螺旋、输料管、控制阀、出料粉镜。ABSTRACTFLOURMACHINEISAKINDOFSQUEEZERICEINTOARICEPROCESSINGOFTHEFOODPROCESSINGMACHINERYANDEQUIPMENTEXTRUSIONOFRICEFLOURHASAWIDERANGEOFMACHINEMODELS,JNATYPEISABETTERUSEOFTHEEFFECTOFEQUIPMENTIAMTHESUBJECTOFTHISGRADUATIONPROJECTISTODESIGNASELFJNASQUEEZECOOKEDRICEMACHINETYPEITISDIVIDEDINTOTHEWORKINGPROCESSOFMATURATIONANDATWOSTAGEEXTRUSIONMOLDINGSILKDURINGTHEGRADUATIONPROJECT,THEANALYSISOFSELFJNASQUEEZECOOKEDRICEWIRETYPEWORKINGPRINCIPLE,THEMAINPULLEYSPEEDTOCOMPLETEALARGECALCULATION,THEAGINGANDCROWDEDSPIRALHELICALWIRESPEEDREQUIREDUNDERSTANDINGOFTHEDESIGNOFTHEOVERALLSTRUCTUREANDTHEROLEOFTHEMAINPARTSBARRELAGINGAGINGINPLACETHEREISTHEROLEOFSPIRALFROMAGING,OVERCROWDEDWIRECYLINDERHASPUTSQUEEZESQUEEZEWIRESPIRALWIREFROMTHEROLE,ADJUSTINGTHECONTROLVALVECANBEBEOFGOODQUALITYRICEAPERTUREOFADIFFERENTPOWDERMATERIALSCANBEAVARIETYOFROUGHMIRROR,FINERICEVARIETIESARTICLEDRAWINGTHEMAINPARTSDRAWINGANDASSEMBLYDRAWINGKEYWORDSPULLEY,CYLINDERRIPENING,AGINGSPIRAL,CROWDEDWIRECYLINDER,CROWDEDSPIRALWIRE,TRANSMISSIONPIPE,CONTROLVALVE,AMATERIALPOWDERMIRROR目录1绪论111引言112米粉条加工业的发展方向113米粉条生产的理论基础214水分含量和出料粉镜的孔径对米粉条品质特性的影响32总体方案确定421技术要求422设计要求423电动机的选择424基本原理425工艺流程626工艺要求627基本结构63设计与计算931皮带传动的设计计算932各轴的转速1033螺杆结构设计11331主要参数确定11332螺纹形状确定1134机筒结构设计12341机筒结构分类12342螺杆与机筒的配合问题13343机筒的主要参数134安装、操作与保养1441JNA型自熟式米粉挤丝机的安装1442JNA型自熟式米粉挤丝机的调试1443JNA型自熟式米粉挤丝机的操作1444操作不当引起的异常现象155小结176参考文献187致谢191绪论11引言食品是人民生活的必需品，食品工业是国民经济的重要组成部分。我国食品工业比较落后，发展食品工业势在必行。食品加工机械是指加工食品过程中所应用的机械装置及设备。它在国民经济建设中起着极其重要的作用。长期以来，食品加工一直是以手工操作为主。应用食品加工机械不仅能减清人们的劳动强度，节约宝贵的时间，而且可以使人们摆脱繁忙的家务和落后的经济文化生活，使生产力大大解放，从而为社会创造更多的财富。国内食品加工机械现存问题及发展方向，我国食品加工机械起步晚，技术比较落后，其现存问题是1实用技术水平偏低。设备落后，资金短缺，技术力量有待于加强。2现有机械产品质量欠佳。3缺乏基础技术研究。针对上述问题，着重开展对食品加工机械基础技术的研究、开发和推广作用；加强对机械产品的“三化”工作（标准化、系列化、通用化），切实改善和加强现有技术力量。我们相信经过广大技术人员的通力合作，我国食品加工机械的技术水平必将跨入世界先进行列。米粉条是我国历史悠久的传统食品。它是以大米为原料，经水洗、浸泡、研磨、蒸粉、挤丝及烘干等一系列工序所制成的食品。它质地柔韧、爽滑可口，有咬劲，既可作为小吃，又可作为主食，是大米深加工后的大宗精美食品，深受人们的喜欢。米粉条的生产地域极广，遍布江南城乡，凡是有水稻生产的地方，几乎都有米粉条的生产。近年来，随着经济的发展、社会的进步、文化的交流，米粉条正在走向北方、走向海外。为了适应现代社会对食品的需求，传统的米粉条正逐步走向生产工业化，食用方便化，品种多样化，从小作坊进入工厂。研究米粉条加工的机械设备和发展进程有着深远的意义。米粉挤丝机有多种型号，JNA型是一种使用效果比较好的设备。目前，精制高档直条米粉生产厂家基本上是使用这种型号的挤丝机。因此，指导老师给我的毕业设计课题是设计JNA型自熟式米粉挤丝机，它也是一种食品加工机械。12米粉条加工业的发展方向米粉条是一种大米深加工产品。它晶莹剔透，质地柔韧，清爽可口，深的消费者的喜爱。长期以来，米粉条生产都是沿用传统工艺和手工操作，产量低、劳动强度大、卫生条件差，成品包装简陋甚至无包装。这种作坊式生产方式利润低，扩大再生产能力差。改革开放以来，随着人民生活水平的提高，对米粉条的生产提出了更高的要求。大力发展米粉条生产，把人们不愿食用的早籼深加工成米粉条，其经济效益好，市场前景广阔。由于各级管理部门、生产企业及广大科技人员大胆探索和努力，我国米粉条加工业生产技术已取得了明显的进步，自动化程度较高的系列机械设备正逐步取代手工业作业的简陋设备。自熟式挤丝机的运用，不仅提高了米粉条的质量，而且简化了工序，提高了劳动生产率。产品质量在口感、外观、造型方面上了一个大台阶，产品出口海外，声誉鹊起。米粉条作为传统饮食中的一块瑰宝，从80年代初开始进入工业化初始阶段。为了适应现代社会的市场要求，传统的米粉条加工业正逐步向机械化、自动化以及生产系统化的方向发展。其主要体现在以下几个方面1原辅材料的专业化、科学化。未来的米粉条加工业的原料应该是标准化的大米粉末供应生产，而这种大米粉末的建立在大米品种的选择、搭配上，其主要技术质量指标应达到米粉条生产的要求。2生产设备的机械化、自动化。米粉条加工生产，由于生产中都有一个化工序，需要一定的时间来完成，从而阻碍了自动化、机械化的进程，研究出一种化促化剂是当务之急。3品种多样化，食用方便化、营养化。米粉条加工业通过吸收国外先进技术，不断开发新的生产工艺设备。4便于保存和运输。由于干燥技术的发展和应用，使其保存期可长达半年至9个月。5经济效益好。现代米粉条加工企业应向大型化、机械化程度高、产品上档次方向发展，才能获得好的效益。13米粉条生产的理论基础各种米粉条，虽然成品造型各异，风味口感不尽相同，生产工艺和设备千差万别，但制作的机理都是一样，都是大米淀粉糊化、回生的过程，有些也许只有一个糊化过程。1淀粉的糊化将大米粉末浸入水中搅拌时成为乳状悬液，再加热到一定温度，则淀粉粒吸水膨胀，最后乳液全部变成粘性很大的粘状物。2淀粉的回生淀粉溶液或淀粉糊，在低温静置的条件下，都有转变为不溶性的趋向，混浊度和粘度都增加，最后形成硬性的凝胶块。在稀薄的淀粉溶液中，则有晶体沉淀析出，这种现象称为淀粉糊的“回生”。在米粉条生产过程中，如何掌握温度、时间和水分，根据糊化和回生理论，人为地控制大米淀粉的糊化、回生程度，对提升米粉条的质量，是至关重要的。14水分含量和出料粉镜的孔径对米粉条品质特性的影响1加水量向干米粉水分含量为98中加入的蒸馏水的体积数与干米粉质量的百分比,称为加水量。2容积密度将米粉条切成2MM的小段,装入已知体积容器中,并记录样品的质量,报告值为三次测量的平均值。3蒸煮品质将干的米粉条10G切成小段长度为20CM,在60ML蒸馏水中煮至全熟米粉条横断面中央没有白色夹生,为全熟。所需时间为蒸煮时间每隔30S测量1次。煮好的样品用20ML蒸馏水洗涤,晾干5MIN后立即称重。煮好的米粉条质量与样品质量的比值为蒸煮增重。将煮米粉条的水盛入容器中,在105烘干至恒重。烘干物的质量与样品质量的百分比为蒸煮损失。米粉加水量对米粉条的容积密度、蒸煮增重、蒸煮损失均有影响,在加水量为45处出现拐点。干米粉加水量大于45时,米粉条的容积密度、蒸煮增重随加水量增大而减小蒸煮损失随加水量增大而增大。干米粉加水量小于45时,米粉条的容积密度、蒸煮增重随加水量减小而减小,蒸煮损失则缓慢减少。挤丝机出丝板孔径对米粉条的容积密度、蒸煮时间、蒸煮增重、蒸煮损失有一定的影响。当出丝板孔径为08、10、12MM时,米粉条的容积密度、蒸煮时间、蒸煮增重均没有显著变化蒸煮损失在小孔径下有增加。当出丝板孔径为06MM时,米粉条的容积密度等品质特性均有显著改变。容积密度减小,蒸煮时间减半,蒸煮损失大增,蒸煮增重减少。米粉条的品质会明显变差。2总体方案确定21技术要求1生产率90110KG/H。2配套电机P1522KW,N1470R/MIN。3试运转前，减速箱内应先加润滑油（30号机油），加油后油面高度应达到油标中线位置。4传动部件运转应平稳，不得出现卡碰现象，无异常振动和噪声。5减速箱连接应牢固，密封良好，不得出现漏油现象。6整体布置美观、紧凑，操作维修方便。7设备造价低，有较好的技术经济性能。8装机完毕后，外表先涂上铁锈红防锈底漆，然后根据用户需求涂上装饰漆。22设计要求设计一台JNA型自熟式米粉挤丝机，它的生产率为90110KG/H，产品质量达到出口标准。配套电机为P1522KW,N1470R/MIN。通过带传动使熟化轴的转速为600R/MIN，经减速器后挤丝轴的转速为125R/MIN。23电动机的选择由设计要求查简明机械零件设计手册，选择Y180M4型三相异步电动机，P185KW,N1470R/MIN。24基本原理JNA型自熟式米粉挤丝机的工作过程可以分为熟化和挤丝成型两个阶段。1熟化就是把大米淀粉由生的状态变为熟的状态（化）。JNA型自熟式米粉挤丝机，就是采用将机械能转变成热能的方式对大米淀粉进行熟化，实际上就是采用螺旋挤压的方式。其结构示意图如图1所示。图1生的大米淀粉颗粒，由进料口落入熟化筒体中，在筒体内螺旋轴的作用下，物料被快速推向出料口一端，物料在筒体内受到强烈的摩擦、挤压作用，产生很高的温度和压力，把大米淀粉中的结晶态淀粉和非结晶态淀粉之间的氢键拉开，是它们各自成为胶体，转为态，变成有流动性的粘稠的浓浆，从出料口流出，改变筒体出料口的大小即可改变筒体内的温度与压力，从而改变物料的熟化程度。2挤丝成型经熟化后的大米淀粉已成为粘稠的胶状体，温度也很高，紧接着就进入挤丝成型筒体内，其工作原理和结构与熟化筒是一样的。不同的是挤丝筒体的出口端安装了一片粉镜。粉镜上开有很多模孔，模孔可制成多种孔径或形状。改变模孔即可改变米粉条的粗细和形状。挤丝成型的工艺要求是让已熟化的大米淀粉进一步揉捻、挤压，排除粉粒中的气泡，使淀粉结构紧密、韧性好，烘干后产品光滑、透明度好。其结构示意图如图2所示。粉镜固定圈挤丝筒体挤丝螺旋图225工艺流程生的大米淀粉放入熟化筒，经熟化螺旋熟化熟的大米淀粉，经熟料管运送进入挤丝筒，经挤丝螺旋摩擦、挤压通过出料粉镜，挤出米粉条26工艺要求对于米粉挤丝机的工艺要求主要有两点。一是要合理控制熟化程度，挤出来的粉既不能太生，又不能太熟。太生时，挤出来的米粉条韧性差、断条率高、吐浆值大（即米粉条在烹调过程中淀粉溶解于水中的比值）太熟时，挤丝不顺畅，容易粘连，不利于后面工序的处理。二是挤出来的米粉条要求组织结构紧密、坚实，粗细一致，表面光滑，无气泡，富有韧性。27基本结构米粉挤丝机有多种型号，JNA型自熟式挤丝机是一种使用效果比较好的设备。它的主要工作部件由熟化筒体、挤丝筒体、熟化螺旋、挤丝螺旋、熟料管及控制阀、出料粉镜、粉镜固定圈等组成。PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUPERFECTDRAWINGS从结构来看，熟化筒体与挤丝同体比较相近（如图3所示），采用的是分段式机筒，将机筒分成几段加工，然后各段用法兰或其它形式连接起来。这种机筒形式的机械加工比整体式机筒容易，便于改进长径比。这种机筒的主要缺点是分段太多时难以保证各段的对中，法兰连接处影响了机筒的加热均匀性。图3筒体示意图但从工艺角度来看，熟化筒体和挤丝筒体的作用各有不同。熟化筒的作用主要是为了让大米淀粉达到相当高的熟化程度，这就要求在工作时，筒体内有比较高的压力和温度，因此，熟化螺旋的转速比挤丝螺旋的转速更高。熟化螺旋是采用变螺距的螺旋（如图4所示），即螺杆前后的螺距是连续变化的。图4熟化螺旋示意图在进料口端螺旋螺距比较大，而出料口端的螺距逐渐变小。进料口端采用大螺距则有利于接纳物料，并将物料快速推向出料端。而出料端的小螺距有利于高温、高压的形成，使淀粉化。另外，熟化筒输出管控制阀可改变出料口的大小，进而改变熟化筒体内的温度和压力，使熟化程度能得到很好的控制。挤丝筒内挤丝螺旋的转速较低，螺旋的螺距也是相等的（如图5所示）。图5挤丝螺旋示意图这样，物料在筒体内的滞留时间要相对长一些，对物料起到很好的揉捻、挤压作用，排除淀粉中的气泡，使淀粉结构紧密，挤出来的米粉条表面光滑、透明。挤丝筒出料粉镜（如图6所示）有多种孔径规格，通常采用不同孔径的粉镜可以得到各种粗、细品种的米粉条。在挤丝头一端固定的出料粉镜的孔径分为4种,分别为MM。08,102图6出料粉镜示意图3设计与计算31皮带传动的设计计算查机械设计课本1计算功率PC令原动机每天工作T10小时，由表55查得工作情况系数KA12，故PCKAP12185222KW2选取普通V带型号根据PC222KW,N11470R/MIN,由图514确定选用B型。3确定带轮基准直径D1和D2由表56取D1170MM,1,由式得122NI4123MM247006N由表56取D2400MM。大带轮转速R/MIN12247016185N其误差5，古允许。4验算带速VM/S1347013606DN在525M/S范围内，带速合适。5确定带长和中心距A希望中心距不超过700MM,初步选取中心距A650MM，由式（52）得带长PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUPERFECTDRAWINGS6验算小带轮包角，由式（51）得1合适12805736012DA7确定V带根数Z传动比1482NI由表53查得364KW，由表54差得。0P046PKW由表57查得，由表52查得。95K1LK由式（519）02573640910CLPZK取Z6根。8求作用在带轮轴上的压力QF由表51查得Q017KG/M,由式（520）得单根V带的张紧力2025120731594639CVPFQVZKN由式（521），作用在带轮轴上的压力为1060SIN6SIN322QFZ32各轴的转速熟化轴的转速即为大带轮的转速，则226185/MINNR由于减速箱中两对啮合齿轮的齿数分别为大齿轮44，小齿轮20，则2Z1Z中间轴的转速2140ZI6851/MINNRI挤丝轴的转速2140ZI827/INNRI33螺杆结构设计331主要参数确定1螺杆直径的确定螺杆直径是螺杆主要参数之一，在设计螺杆时，一般SDSD都已知所需要的生产能力。生产能力不但与螺杆直径有关，而且与螺杆转速、机头压力及其它的几何参数有关。所以用理论公式来计算螺杆直径是有困难的，因此，螺杆的直径往往用以下的方式选取。在初步确定螺杆的生产能力和转速之后，可根据经验的生产能力公式初步确定螺杆直径3SQDN式中生产能力，KG/H螺杆外直径，CMSN螺杆转速，R/MIN经验出料系数，取0000300007取100，000065得106MMQSD2长径比L/的确定在其它条件一定时，增大长径比，即等于增加螺杆的长度。S结果增加物料在螺杆中的停留时间，即保证了无聊有充分的熔融时间。但对热敏性的物料，过大的长径比易于造成停留时间过长而热分解。各种挤压机长径比L/的范围为120在此取L280MM。SD332螺纹形状确定图7螺纹断面形状锯齿形断面的螺纹（如图7所示），其有较大的倾角（11，因此，机筒外径00DB取138MM。03加料口的结构加料口的结构必须与物料的形状相适应，使被加入的物料能从漏斗或加料器中自由流入螺杆而不中断。加料口的形状（俯视）多为矩形，其长边平行于轴线，其长度L（0507），取值L70MM。而短边长度约为长边的一半，SD则取值34MM。4安装、操作与保养41JNA型自熟式米粉挤丝机的安装1安置机座将两条1800250150（长宽高，毫米）的木条组成的机座安装在水泥基础上，再在该机座上安装电动机机座。2安装JNA型自熟式米粉挤丝机将JNA型自熟式米粉挤丝机装在机座上并用螺栓固定，接着将电动机装在电动机座上，同时装上传递动力的V带，在皮带张紧合适情况下，固定电动机与电动机座的连接螺栓。3配电因JNA型自熟式米粉挤丝机所用电动机功率较大，电动机不宜采用直接启动，需要采用降压启动，为降低投资成本，通常采用星形三角形启动。42JNA型自熟式米粉挤丝机的调试1检查检查进行调试前，应首先检查各零件是否齐全，各连接螺栓是否紧固，然后用人力扳动皮带轮，机器各运转件应能转动灵活，不得有卡阻现象。2加润滑油试运转前，减速箱内应先加润滑油（30号机油），加油后油面高度应达到油标中线位置。3试运转经过以上两个步骤后，可开机进行试运转。新机器应进行2小时的空载时运转磨合，确认运转平稳，无冲击，无异常振动和噪声以及各接合面无渗漏油现象，方可结束试运转。43JNA型自熟式米粉挤丝机的操作1预热阶段先在粉镜及安装粉镜的出口内壁上涂少许食用油，这样在开机时就不会产生堵塞现象。将熟化筒输料管控制阀门开到最大，启动挤丝机，把粉料倒入料盘上，料盘上有方口与熟化筒进料口相通。用人工均匀地把粉料从料盘投入到熟化筒内。开机使用后，熟化螺旋和熟化筒体由初始温度达到熟化温度需要有一个升温过程。所以开始经熟化筒和熟化筒输料管向挤丝筒排出的粉料并未熟化，因而不能把这些未熟化的粉料送人挤丝筒内，而要人工把它取出，返回到熟化筒，再次喂入熟化。这段升温时间大约需要1分钟。待到确认粉料已经熟化，即可经熟化筒输料管自动送料到挤丝筒内，挤丝筒体及挤丝螺旋进行预热。处于预热状态时，挤丝筒出料口处的粉镜及粉镜固定圈都不必装上，待到团块状的熟料坯连续送出约1千克时，挤丝筒体及挤丝螺旋就完成了预热过程。完成预热阶段后，切断电动机电源，然后转好所需规格的粉镜（凸面朝上），并将粉镜固定圈旋紧，然后再启动电动机，开始生产。待熟化的粉料送人挤丝筒内并挤出均匀的米粉条时，机器就完成了启动阶段，达到了可以正常使用的状态。2出米粉丝后的操作熟化筒输料管控制阀可调节粉料的熟化程度，关小些熟化程度就高一些，反之，熟化程度就低。熟化程度高，米粉条的韧性好，糊汤率低，但粘性大，不利于后面工序的搓散；熟化程度低，则易断条，糊汤率高。熟化程度的高低要根据原料的品质、后道搓散工序的难易及最后成品的品质等因素综合考虑。挤丝机的喂料操作者可根据挤丝机的电动机电流读数来控制。当喂料多时，电动机负荷大，电流表的读数也就大，反之电流表的读数就小。喂料的控制要求是使电流表的读数在25A左右。喂料要均匀，不能忽多忽少。喂料过多会使电动机超负荷，严重时会堵机；喂料过少会造成螺旋供料脱节，挤丝不顺利。3停机停机要严格按以下步骤进行（1）熟化筒排空后加水当料盘中粉料送完后，过片刻熟化筒内粉料也会排空，不再送出熟料，即可停机，快速打开熟化筒前端上的旋塞，再开动机器，让熟化筒里的存料全部向旋塞孔排出，排空熟料，这时应向进料口加一些水，以降低温度，避免螺旋上存料焦结、堵塞。（2）挤丝筒排空后加水待挤丝筒粉料排空后也要在其进料口处加一些水。（3）停机完成上述两个步骤后，让机器运转片刻即可停机。（4）清理停机后要把两个螺旋、两个筒体、输料管、粉镜等接触粉料的零件及时拆下并浸入水中，浸泡一段时间后洗净重新装好。对于堵塞严重的粉镜，若在水中浸泡后还不能清理干净，可以把粉镜放在沸水中煮一段时间再进行清理，切不可用火烧，以免粉镜变形。44操作不当引起的异常现象1膨化烘干后的成品如果可以看到白色斑点，这是由于熟化筒内的温度、压力过高，粉料通过熟化筒输料管出口时压力突然降低而产生的膨化作用。避免膨化的措施是开大熟料筒控制阀的开口，以降低熟化筒内的压力。另外，降低进料速度也可以避免膨化现象发生。2断条挤出的米粉丝缺乏韧性，易断条，这是由于粉料在熟化筒内的熟化度不够而产生的，可通过适当关小熟化筒输料管控制阀以增加物料的熟化度来解决。3出丝不匀这是由于挤丝螺旋的主轴磨损产生径向跳动，使挤丝螺旋与挤丝筒体之间的间隙忽大忽小、粉料不均匀造成的。检查时可将挤丝筒体和挤丝螺旋都卸下来，让挤丝机空转，用手指轻轻触摸转到的挤丝主轴，如果有跳动感，则此轴就有径向跳动。再打开挤丝机减速箱的箱盖，可以看到挤丝主轴与支承轴承的内圈配合松动，此时就要更换挤丝主轴或者对挤丝主轴采用金属涂镀的办法来进行修补。4气泡烘干后的成品可看到米粉丝内有小气泡存在，这往往是由于挤丝机操作时喂料速度慢，粉料在挤丝筒内不能充分的揉捻，粉料中的空气未能排出而造成的，其解决的方法时适当加快未料速度