自动杀鱼机设计

.PAGE.WORD文档可编辑技术资料专业分享机械创新设计大作业设计题目姓名：学号：学院：专业：班级：自动杀鱼机摘要:作为海洋和湖泊中主要生物的鱼类,具有高蛋白、低脂肪,是人们生活中主要拾取的蛋白来源。鱼类作为食用商品的最好形式要体现出食用方便、安全卫生、富有营养。不含骨刺的鱼片、鱼块、鱼丝和鱼糜等为最好形式。这些产品必须在较低的环境温度下,通过鱼类处理机械、水产品加工机械来完成。通过鱼类机械化加工处理,可保证鱼类加工后剩余边角和废弃物的鲜度和集中度,为进一步发展鱼类的精深加工创造条件,使鱼类加工的产品向多样化、系列化、高附加值方向发展。通过对鱼类的综合加工利用,向市场和消费者提供优质鱼类系列产品,丰富市场,提高经济效益。鱼类前处理设备主要对捕获后的鱼类进行清洗、分级、排列、"三去"〔去头、去内脏、去鳞、开片、去皮等加工处理。加工成鱼片、鱼块、"三去"整鱼,通过速冻、单冻,生产出冷冻鱼片、冷冻鱼块和冷冻整鱼。通过烹饪加工成即食食品和干制品等产品,满足人们的生活需求。本文所设计的自动杀鱼机,主要对一般海洋鱼类进行剖腹、清洗、鱼身剖切等前期自动化处理。主要包括杀鱼机空间结构设计、夹持部件设计、剖腹清洗部件设计。关键词:自动杀鱼机；鱼头、鱼尾夹持部件；剖腹部件。1.前言1.1国内外发展状况国内水产品加工业的发展是从二十世纪80年代中期逐步开始的。通过设备的引进,然后对引进设备进行消化吸收,并结合国内水产原料的特点和人们的消费习惯,研制出适合国内特点的水产品加工机械。在鱼类前处理加工机械方面：研制了鱼类切头机、剖腹去内脏机、鱼片去皮机、立式、卧式洗鱼机等单机。目前国产的组合去头、去内脏、开片的鱼类处理生产线还是处于空白状态。近20年来,虽然我国水产品加工业有了长足的发展,但和发达国家相比,仍存在有很多不足。主要体现在水产品的加工资源严重衰退、基础研究薄弱、加工与综合利用率比较低、加工产品品种少、附加值低、装备落后、质量管理和标准体系不健全等方面。[1]目前国内运用的技术都存在很大的缺陷,如下图所示,理想机械除鳞设备主要由旋转滚筒11、进料斗8、出料斗1、调节螺钉4、除鳞部件9、10等构成。图1.1除鳞机装置结构图1.出料斗2.回收槽3.机架4.调节螺钉5.电动机6.带传动7.轴承座8.进料斗9.刀孔10.刀具11.滚筒12.阀门13.插销14.喷头15.闷头16．水管旋转滚筒式是一个带孔的圆筒,滚筒用厚度为1．5咖～2．0mm的不锈钢冲孔后卷成圆柱,按制造工艺的要求设计成几段制造,然后焊角钢联接以增加简体的刚度。滚筒上的孔直径远大于加工对象的鱼鳞,有助于鱼鳞的回收,并有利于水流通过清洗鱼鳞。得出结论如下:1.提出采用旋转运动,依靠鱼体表面与筒壁内表面的搓擦来出去鱼鳞的原理,经理论及实验证明简单可行。2.提出的横轴水平旋转式滚筒除鳞装置,机构设计合理紧凑,设备简单,制造方便,易操作。设备融除鳞、清洗、回收、输送等功能于一体。3.本项技术是一种量大面广的淡水鱼机械除鳞的新技术,针对鲢鳙等大宗低值的水产品,将除鳞、洗鱼等多道工序减缩为一次性联合作业工序,减少了鱼体与机械装置接触的次数。降低了损伤鱼体结构、进而影响食品风味的可能性,提高了生产效率,保证了下道工序的需求,减少了机具投资,并节约了能耗。该机械装置适合我国广大湖区、沿海、沿江地区的众多中小型鱼类食品加工厂使用；4.为使除鳞装置工作可靠,滚筒应倾斜一定角度,以增加作用距离,延长工作时间,并有助于物料的运输。实践证明：倾斜角度以20—30为宜。5.通过有限元理论对鱼体在滚筒中的抛射和翻滚运动的分析表明：在以上过程中,鱼体的生物应力未达到或超过鱼体的生物屈服应力,因此鱼体内部结构没有被破坏,从而保证所加工鱼的质量。6.刀具的形状有助于增强除鳞效果。刀具越粗糙除鳞效果越明显。7.时间t及转速n对除鳞比P有显著影响,在一定的时间范围内,时间越长,除鳞面积越大；时间t及转速n对感官评价得分有非常显著的影响,随着时间及转速n的增加,感官评价得分下降[2]。除上诉机械设备,国内市场中还出现过其它相关鱼类加工机械。刮鳞器是可应用于鱼类加工行业的一种新型工具。其以高效、高质可替代8名工人的手工操作,充分达到结构简单、便于操作、安全可靠的功效。而且主机可置于地面或是挂于墙壁之上,通过一套软轴传动系统,驱动手持旋转刮具,轻松刮去各种有鳞鱼类的鱼鳞。手柄内装有防水装置,可确保轴承类传动装置的安全运转,且可将手柄及旋转刮具随时置于水中清洗,使刮鳞工作更加自如。主机外壳及手柄均采用不锈钢及铝合金制成,抗锈、抗腐蚀性能好,完全适合于鱼类加工行业使用图1.2除鳞器外观图1.2全自动杀鱼机设计思路目前鱼类剖杀多为手工操作：用刀剖开鱼腹、用手抓取鱼肠等物〔如图1.3所示。手工剖杀的方法存在着很多缺陷：效率低、尤其存在安全隐患；同时会使杀鱼工人手上腥味难当；冬天杀鱼时,容易使手生冻疮；此外,对鱼鳞和鱼肠又缺乏集中处理,对周围环境产生了不良影响。图1.3传统杀鱼工具及场景图杀鱼机具备剖腹、挖肠及清洗功能,且应具有智能性。针对以上功能,结合市场中运用的各类鱼类处理机械的结构优点,杀鱼机功能部件应包括：鱼体夹持部件、剖腹部件、清洗部件。鱼体夹持部件设计是杀鱼机工作的基础,同时是鱼体检测的实施部件。由于杀鱼机是针对处理活鱼而设计,故鱼体夹持部件采用鱼头、鱼尾夹持相结合的结构。1.3全自动杀鱼机设计意义中国是一个水产大国,但还不是一个水产强国,与发达国家相比还有相当大的差距。2003年国内水产品加工量占总产量的比例约35%,世界发达国家达60%-90%,而国内冷冻品、干制品和烟熏制品约占加工量的75%。据报道,我国水产加工的利润率仅为10%-18%,而日本为113%,美国为91%,印度为44%。可见我国水产品加工以粗加工为主,高附加值产品更是寥寥无几。目前国内鱼类前处理加工大部分还是手工操作为主,一般的冷冻加工企业基本不作去头、剖腹去内脏处理,只是整理装盘随后速冻。所以说中国水产品加工机械的发展任重而道远。目前国内在鱼类开片等前处理加工方面,基本以手工操作为主,即人工开片。这样操作劳动强度大,手指容易划伤,生产效率低,产品容易升温而影响产品质量。全自动杀鱼机将杀鱼过程自动化,同时对鱼鳞等物进行集中处理,解决了传统杀鱼过程中的一些问题,减轻了杀鱼者的劳动强度,同时也填补了国内渔业加工机械在此方面的空白。2.机械机构及工作原理设计2.1机械结构整体设计整机结构及工作原理设计根据总体设计准则和性能要求得出:自动杀鱼机可自动完成剖腹、清洗等动作。故将全自动杀鱼机分为机械、电控两部分。本文仅就机械部分作介绍。机械部分包括鱼头夹持部件、鱼尾夹持部件、剖腹部件、清洗部件、剖切部件个部分,其工作流程如下：1.进鱼,启动杀鱼机；2.传送带转将鱼送进,夹鱼头装置夹持鱼头；3.鱼头固定后,夹鱼尾装置在合适位置夹持鱼尾；4.夹持装置前进；5.剖腹部件完成剖腹与鱼内脏的清理工作；6.剖腹完成后夹持装置继续前进,清洗部件完成对鱼的清洗；7.清洗完成后,刀片将鱼头鱼尾切下,鱼身随传送带前进至收集装置；8.夹持装置回退,鱼头鱼尾落至杀鱼机下方的垃圾箱内；9.复位；2.1.2图2.1杀鱼机机械结构空间布置图〔俯视整体机械布置情况如图2.1所示。用于收集内脏和鱼头鱼尾的垃圾箱置于底部。剖腹部件与剖切部件空间上采用前后布置。在各运动行程两边安装导轨。。2.2杀鱼机机械零部件设计鱼头夹持部件的结构设计图2.2鱼头夹持部件如图2.2所示,鱼头夹持部件包括上下夹板、丝杠、退鱼头顶杆、钢针以及动力装置〔图中未画出。启动整机放入鱼后,光电开关发出信号,动力电机启动,经传动后丝杠带动下夹板向下运动将鱼头固定。此过程中,丝杠头部的螺母套可限制钢针扎入鱼头的深度。退鱼头过程,丝杠带动下夹板向上运动,顶杆将鱼头推出夹鱼头部件。鱼尾夹持部件同鱼头夹持部件相同。2.2.2剖腹、清洗部件的结构设计图2.3剖腹、清洗部件图2.4清洗部件毛刷细部结构图如图2.3所示,其中剖腹部件包括：刀及刀架、扶持架。夹持装置运行至剖腹部件时,使剖腹刀伸入鱼腹,夹持装置继续前进,将鱼腹剖开。清洗部件采用空心毛刷,其细部结2.4构如图。外接增压泵、输水管〔图中未画出,可有效清洗鱼身鱼腹。2.3传动结构设计2.3.1减速器结构设计图2.5减速器结构减速器采用齿轮传动,其优点包括传动效率高,结构紧凑,传动平稳,可缩小装置空间。2.3.2传送带链条传动结构设计图2.6链条传动结构传送带部分采用皮带传动,其优点包括传动平稳、精度高、载荷大。各传动结构性能分析如表2.1所示表2.1机械传动性能分析表传动类型所属部件性能分析螺旋传动鱼头鱼尾夹持部件、剖腹、清洗部件传动平稳,工作寿命长；保证整机平稳运行。齿轮传动电机传动装置传动效率高,结构紧凑,传动平稳,缩小装置空间。皮带传动传送带部分传动平稳、精度高、载荷大。丝杆传动导轨装置、鱼头鱼尾夹持装置传动平稳,传动力矩大,精度高；在剖腹装置伸缩部件中,快速精准传递较大力矩。3.总结3.1全自动杀鱼机应用前景随着人们生活水平的不断提高,对鱼类产品的消费量也越来越大,然而传统的杀鱼方法具有一定的缺陷。尤其对于大型鱼类加工企业,传统的手工杀鱼已经成为企业发展的障碍,而对于小型鱼类售卖点,日趋高涨的环保呼声也对传统杀鱼方法提出了严格的要求。对于企业而言,本作品可改进成为全自动生产线,既便捷又实惠；对小型鱼类经营商,它又有清洁快速,对环境影响小,操作简单,维修方便等特点,因此本作品有较好的市场前景。3.2杀鱼机设计中问题分析与总结自动杀鱼机机械部分包括鱼头夹持部件、鱼尾夹持部件、剖腹部件、清洗部件、剖切部件个部分,其整体工作流程为：机器主要传动方式为齿轮传动和皮带传动,将鱼平放在传送带上,前后的夹持装置把鱼尾和鱼头夹住；水平方向的刀片将鱼腹剖开,带有软毛刷的小滚筒将内脏清除,同时毛刷中的空心管冲水清洗鱼腹,内脏落至下方垃圾箱内；之后竖直方向的刀片将鱼头鱼尾切掉,鱼腹由出口处传送带运出,鱼头鱼尾回到垃圾箱上方,夹持装置上的顶杆使其落至垃圾箱中。整机工作流畅,实现了整机工作的自动化和智能化,但还可做进一步的改进,主要包括以下几个方面：利用此机器处理淡水鱼时,可加装去鱼鳞装置；针对腹部鱼鳍的处理方式对剖腹部件作进一步改进；剖腹部件增加弹性调整,以适应剖切大小不同的鱼。3.3展望国内水产品加工机械通过引进、消化吸收、研制,近几年来得到了快速的发展,水产加工产品和与水产相关产品琳琅满目,基本满足人们的生活需求。但国内市场上还看不到有海、淡水鱼类的冷冻鱼片、调味鱼片等产品的供应。冷冻整鱼基本上是没有经"三去"加工处理。中国是一个水产大国,但还不是一个水产强国,与发达国家相比还有相当大的差距。2003年国内水产品加工量占总产量的比例约35%,世界发达国家达60%~90%,而国内冷冻品、干制品和烟熏制品约占加工量的75%。据报道,我国水产加工的利润率仅为10%~18%,而日本为113%,美国为91%,印度为44%。可见我国水产品加工以粗加工为主,高附加值产品更是寥寥无几。目前国内鱼类前处理加工大部分还是手工操作为主,一般的冷冻加工企业基本不作去头、剖腹去内脏处理,只是整理装盘随后速冻。所以说中国水产品加工机械的发展任重道远。目前国内在鱼类开片等前处理加工方面,基本以手工操作为主,即人工开片。这样操作劳动强度大,手指容易划伤,生产效率低,产品容易升温而影响产品质量。目前渔区渔民经济收益也不是很高,国内劳动力成本相对比较便宜,既于目前国内的实际情况,在鱼类前处理加工机械方面应首先发展半机械化、半自动化鱼类去头、去内脏、开片设备和组合生产线,逐步替代手工操作。在半机械化、半自动