比萨饼成型机课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 1.引言：对所选课题进行资料收集，简单介绍类似系统或技术的国内外研究与应用现状（500-1000字左右）；随着科学技术的高速发展,成型机的驱动力由机械式向液压式方向发展,成型机的自动化控制程度和生产效率显著提高。成型设备按工作的连续性可分为间歇式和连续式两种,但由于成型过程包括了上料、压缩成型、卸料三个过程,所以大多成型设备都设计为间歇式工作。大多数间歇式成型机,将成型的三个过程放在三个不同的工位来完成,且在工作时成型模孔静止,工位的转换大多通过定位机构、伺服电机或间歇运动机构等完成。而连续式成型机将成型的三个过程连在一起没有明显的区分界线。以下介绍国内外成型设备的

2、研究现状。国内对成型设备的研究主要有:刘佳欣设计了一旋转间歇式食品成型机,物料经螺旋输送器挤压到模板的成型模孔内;成型机有四个工作位,能在单位时间内同步完成进料、挤压、退料、输送、清理等工作,提高了工作效率(立太机械股份有限公司,2002)。王英(2003)设计了一种食用菌液压成型机,成型压力由上下两个凸模共同完成,上凸模固定,下凸模安装于成型腔内并可上下滑动。该成型机的特点是只用一个液压虹就完成了压缩成型和卸料两个过程,但需在人工上料。张晓和和张俊杰(2003)设计了一间歇式方便汤料压块成型机,物料通过搅拌装料机构,将物料装入模盘中,由棘轮间歇运动机构带动模盘转动固定角度,由曲柄滑块机构带动

3、压头和成品推出杆分别完成物料压块成型和卸料过程。该机特点是使用了一种弹性冲孔压头,可调节加压位置和预紧力。陈雪等(2005)人研究了一种间歇式营养块成型机,步进电机经减速后驱动回转工作台转动一定角度;定位销锁紧回转工作台,由上下压力虹共同完成压缩成型。宋中界等(2008)研究了往复活塞双向挤压成型机,动力源由液压系统提供,采用进料螺旋将物料输送到成型筒,液压系统驱动双出杆油to;两端的冲杆挤压成型套筒中的生物质完成成型过程,活塞的两个行程都可以将生物质压缩成型,生产效率更高。王璟和李刚(2010)设计了全自动食品成型机。物料经液压马达驱动的螺旋杆间歇运动输送到充填座,液压虹带动冲块下移将物料压

4、入成型孔并压实。赵瑞等(2010)设计了一种蔬菜育苗块成型机,有多个工位,采用伺服电机转动固定角度实现成型模板工位转换,利用刮板将装入的物料刮平完成物料定量的作用,采用上下两个油虹同时作用完成压块成型。国外对成型设备的研究主要有:Nobuyoshi和Ohkawa (1977)设计了一间歇式食品成型机。物料在螺杆的作用下进入由齿轮组成的压力腔中,通过齿轮转动时形成的压力将物料定量压入成型腔,然后由滑块机构驱动的活塞杆将物料压缩成型并推出成型腔,适应于流动性好的物料。Louis R和Richards (1979)设计了 一间歇式食品成型机,由电机驱动的螺旋杆向活塞筒中进料,液压虹将物料向前挤压通过

5、接头到达模板的成型孔内。Harald E等(1999)设计了用碎肉生产宠物饲料的连续式成型机。物料经定量上料机构落入成型模板的四模中,通过旋转切刀将未能完全进入四模内的物料切断,由下凸模完成压缩成型。此成型机特点为连续式,只利用下凸模完成压缩成型和卸料两个过程。JunyaU (2010)设计了一种米饭团成型设备,包括进料、成型和输送机构。进料采用类似桨叶的机构向下输送物料至压辑的凹处;成型机构采用两个转向相反的压棍将米饭压成团,输送机构釆用一对类似V形的夹持板完成,结构复杂。美国Foraiax公司,Ronald F M等(2007)设计了一台肉饼成型机,该设备利用了冲压的原理,利用上模盘上料,

6、将物料冲压成下模盘模孔的形状,特点是仅通过更换上下模就可以得到复杂的图形。Glenn S和Scott AL (2009)为肉饼成型机研制了一种新型的平衡重成型模板,能够减小模板移动所需的力,减少原料在模板间的泄漏量,提高成型设备的运行效率。ScottAL等(2010)研制了一种生产肉饼的高速食品成型机,速度达到100± /min,使用伺服电机驱动曲柄机构,曲柄机构带动成型模板做直线运动,成型模板上的成型模孔依次经过上料压缩和卸料工位。上料采用螺旋输送方式,成型釆用的是液压赶将物料挤压到成型模孔内成型,卸料釆用伺服电机驱动曲柄机构完成。ScottAL等(2012)研制了一种用于食品成型

7、的旋转成型设备,物料经螺旋挤压输送到圆形成型转筒的四槽内,成型转筒旋转270“后,转筒内的卸料推板将成型的产品推出,成型速度快。这些成型设备对于含水率高、流动性较好、且不需要太大成型压力的物料比较适用。根据压缩成型的不同方式,压缩成型可分为:活塞式、螺旋挤压式和模压式。活塞式成型机主成型部件如图1-1所示,通过活塞对物料进行间歇压缩,根据动力不同可分为液压和机械驱动。机械驱动活塞式成型机由于振动大,造成机器运行稳定性差,噪音较大等问题。液压驱动活塞式成型机,由于采用液压驱动,机器的运行稳定性高且噪音小。因活塞与物料之间没有相对滑动,活塞的磨损比螺旋式成型的螺杆磨损小,使用寿命更长。螺旋式挤压成

8、型机如图1-2所示,主要由套筒和螺杆组成成型腔,旋转的螺杆提供成型压力将物料挤压成型,是一种连续式成型机,但由于螺杆与物料间有相对滑动,螺杆磨损严重,能耗高。模压式成型机,有环模式和平模式两种形式如图1-3、图1-4所示。主要由压辑和压模组成,物料在压辊的压力作用下进入到压模的成型模孔内,最终在模孔的另一端被挤出,然后由切刀切成一定长度。模压成型机存在振动大,噪声大,压親等关键部件易磨损等问题。 2、 描述系统的总功能、分功能；总功能：比萨成型机的功能是将不加粘结剂的生面团定量送入压形置压制成 × h 圆型片坯， 经压制成形后脱离该位置。机器的整个工作过程（送料、压 形脱离）均自动完

9、成。该机器可以压制小比萨饼，双料比萨饼等。分功能：1. 送料功能：事先做成的近似呈立方体的面团有序的经皮带轮传送机构送入送入机器的送料口处，在送料过程中，为不发生粘连，须在面团周围撒上面粉。2. 辅助功能：辅助功能主要是给面团添加食用香油，使面团在冲压的过程中不粘连。三.成型功能：落入送料口的面团，由槽轮的转动，带到成型工位，在电动推杆的冲压作用下冲压成型，经过一段时间的保压，转动到下一个工位。四卸料功能：被冲压成型的面团，经过电动推杆的作用，在卸料口处落在输出的传送带上。五.输送功能：成型的披萨饼由皮带轮传送机构输出。3、 分功能实现方案；1 送料功能：送料工位在第一个工位进行。送料机构有连

10、续送料，间歇送料两种方案可以选择。间歇送料机构运动简单，但是不满足高效率的要求，采用连续送料机构，可以保证送料的高效率，平稳性。连续送料机构由小型的皮带传送机构组成，在面团入口处加装传感器可以保证人工间歇添加带来的运动不均匀性，从而保证每个工位的运转是均匀的。2 辅助功能：辅助工位在第二个完成。小型液压油泵从外界吸入可食用的香油，经液压泵加压，从喷嘴喷出雾状的香油在第二个工位上，每次喷出的油量多少，喷出的时间多少，由加载在液压泵一端的传感器来控制。3 成型功能：成型功能在第三个工位完成。对于提供成型压力的方案有三种,机械、液压和电动推杆等,由于压缩成型采用双面加压,且有5s保压时间,机械方式实

11、现会很复杂，若用六杆冲压机构来实现，不仅运算复杂，而且披萨饼的厚度不能连续可调;而液压方式比较简单且易于控制,但由于涉及到食品安全问题,需要食品级的液压油,成本高;电动推杆是将电机旋转运动转换为直线运动的装置,具有自锁的功能,冲压的行程可调，适合冲压各种不同厚度的披萨饼，且结构简单且价格相对便宜。经综合考虑,本成型机采用电动推杆来提供成型压力。而，成型的模由上下两圆形模组成，上模由槽轮机构带动做间歇转动，下模固定不动，上模分布有四个相同的圆柱形模孔，下模在卸料的第四个工位处开有略大于披萨饼大小的圆形通孔，披萨饼在第三个工位由电动推杆冲压成型并保压5秒，使披萨饼成型充分。工作盘间歇运动机构的选择：槽轮机构外啮合棘轮机构外啮合不完全齿轮 圆柱凸轮间歇运动机构在以上的几种间歇运动方案中，槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高，且上图所示的槽轮机构能够实现四个工位的间歇运动，对四个工位进