机械工程及其自动化专业 一种蔬菜清洗机的设计和实现

蔬菜清洗装置的研究摘要：蔬菜是人们日常生活所必需的主要食物之一。它们也是维生素、矿物质、有机酸、食用纤维等的主要来源。这些是人体不可缺少的营养物质。它们在人们的日常生活中发挥着重要作用。蔬菜清洗是蔬菜加工过程中不可缺少的重要环节。目前蔬菜清洗的主要方法是人工清洗,效率低,不能满足工业化和集约化生产的要求。针对目前的情况,设计了一种带叶轮的旋转蔬菜清洗装置。本文设计了传动装置和清洗装置的结构。叶轮的工作半径是根据卷心菜、菠菜和上海绿色蔬菜的大小确定的。在此基础上,确定了叶轮的半径,确定了清洗缸的内径和高度。分析了蔬菜清洗装置的工作原理和水流的运动规律。关键词：蔬菜；叶轮；清洗装置目录第一章绪论 21.1蔬菜清洗简述 21.2我国蔬菜清洗技术的研究现状 21.3我国蔬菜清洗技术存在的问题与发展趋势 51.4研究的目的与意义 61.5研究的主要内容 7第二章结构设计与计算 82.1清洗装置叶轮工作半径的确定 82.1.1蔬菜的选定 82.1.2蔬菜相关参数的测定 82.1.3叶轮工作半径的确定 92.2总体结构设计与工作原理 122.2.1总体结构 122.2.2工作原理 122.3传动机构的设计 132.3.1圆柱直齿轮的设计 132.3.2圆锥直齿轮的设计 142.4清洗装置的设计与计算 152.4.1清洗装置方案的确定 152.4.2清洗装置尺寸的确定 162.5清洗装置的工作原理 172.6叶轮片数的确定 172.7叶轮结构孔的分布 192.8三维实体模型的创建 202.8.1软件介绍 202.8.2传动装置参数化实体模型的创建 21第三章总结 26致谢 27参考文献 28

第一章绪论1.1蔬菜清洗简述蔬菜是我们日常生活中需要的主要食物之一。它们也是维生素、矿物质、有机酸、食用纤维等的主要来源。这些是人体不可缺少的营养物质。它们在人们的日常生活中发挥着重要作用。蔬菜清洗主要是去除蔬菜表面的沉淀物、杂质、寄生虫卵,并为蔬菜后续加工提供清洁的蔬菜来源。它是蔬菜加工过程中的一个重要环节。清洁蔬菜加工[1]是一种清洁商品蔬菜,在选择、清洗、分类、排水和包装新鲜蔬菜后,以小包装销售。清洁蔬菜具有清洁、卫生、方便、安全等特点。其发展前景和市场前景非常广阔。目前,我国蔬菜清洗的主要方法是人工清洗。人工清洗有劳动强度高、效率低、耗水量大、清洗分散等缺点。蔬菜加工将朝着保存、营养、方便的方向发展。人工清洁自然不能满足蔬菜加工的需要。因此,使用蔬菜清洁剂或清洁设备可以提高劳动效率,降低劳动强度,及时满足人们对新鲜蔬菜的需求。1.2我国蔬菜清洗技术的研究现状随着生物技术和蔬菜加工技术的快速发展,将成为生产新鲜蔬菜清洁、卫生、无污染、无公害的主流。在蔬菜消费量高的学校、宾馆、工厂食堂和各种蔬菜加工厂,迫切需要蔬菜清洗设备来满足生产和生活的需要。最初的蔬菜清洗是通过人工操作去除蔬菜上的土壤、沙子、污垢和杂质。人工清洗是家庭单位的主要清洗方法。然而,人工清洗既耗时又费力,每月耗水,不能满足大规模蔬菜加工生产的要求。有必要采用机器或设备清洗,以满足人们生产和生活的需要。是的。我国蔬菜清洗技术的研究始于中后期,经过多年的努力,取得了一定的成绩。元桥峡等人研制的根茎蔬菜清洁剂,具有六角形、横向板材焊接的转鼓横截面。清洁的目的是通过鼓和蔬菜在旋转时的冲击来实现的。同时,沿着鼓的长度方向安装了喷水管道,将蔬菜从入口喷到出口的相同量的水。高英武等人研制的振动喷淋蔬菜清洗机分析了蔬菜在清洗过程中的运动和应力,建立了运动学和动力学模型,分析了叶菜的损伤机理。其工作原理是振动清洗中的振动发生器是具有两个移动对的可调曲柄滑块机构。无级变速器与往复式振动发生器连接。往复式振动发生器与振动床连接。振动机驱动菜篮子在清洗液中相互振荡。电机驱动喷头在清洗池中通过偏心轮相互振荡,以便连续进行喷淋清洗。结果表明,当惯性力和耐水性矢量的最大总和大于附着的粘附力时,可以从蔬菜中洗脱附着物,并建立相应的数学模型。同时,速度和加速度越大,惯性力和水的阻力越大,越容易克服污垢粘附在蔬菜上,清洁越干净,但速度和加速度越高,冲击越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,影响越大,蔬菜挤压,蔬菜的损伤率越大。清洗机可以在早期回收清洗水,后期使用清洁水。李云飞等人探讨了蔬菜清洗中加强气流的机理,研究了气流对蔬菜和水的干扰对蔬菜清洗效果的影响。实验结果表明,大量气泡聚集在水的上半部分,以扩大清洗槽的液位。同时,由于喷射机的夹带和气泡的崩塌,蔬菜的洗涤效果增强。然而,只有由气泡驱动的水流运动来清洗蔬菜,其效果是有限的,而且不容易去除蔬菜表面的杂质具有较大的附着力,所以蔬菜的清洗时间更长,导致效率低下。高祥等人[6]用超声波泡泡清洗新鲜切芹菜。保鲜后可去除上述微生物菌落,多酚氧化酶活性保持在较低水平,多酚氧化酶活性降低,呼吸强度明显降低,无明显对维生素的损害,也不会造成机械损伤。。通过实验分析,得出鲜切蔬菜超声波气泡清洗有利于杀菌、酶杀菌、保质期延长和蔬菜保鲜的结论。陈玉凡[6]从理论上分析了高压水射流清洗机两个主要参数、压力和流量对清洗效果的影响。喷射光束在喷嘴的中心轴对称地分布,并呈锥形分布。其工作原理是通过高压水泵将普通水加压到数百或数千个大气压力中,然后通过喷嘴的细孔排出高能量浓度的高压水流或高压水流。它的速度通常在亚音速和超音速之间。它有类似的能量与子弹,它打击和冲洗污垢。它对鳞片和堵塞有很大的影响。武力和破坏力。该方法能更彻底地去除杂质和污垢,方便、快捷、高效。然而,大的喷射能很容易破坏蔬菜组织,不适合蔬菜清洗,但高压水射流技术对蔬菜清洗的研究具有一定的参考价值。吴玉发等人于1997年研制了一种水气浴叶类蔬菜清洗机。洗衣机利用空气泵在水下产生的气体,在上升和滚动振荡的过程中冲击叶类蔬菜。当水波和气泡破裂时,溅起的水雾进入叶类蔬菜表面的凹状和凸面裂缝和茎间的裂缝,冲击沉淀物和杂质,达到蔬菜清洗的目的。清洗方法是将要清洗的叶类蔬菜放入清洗槽中,然后将清洗槽尾部的水放入清洗池中进行清洗。在喷管的喷涂作用下,淹没在水中的叶菜受到底部空气喷嘴气泡和爆裂气体涌动水波的影响,使半淹没状态下的蔬菜振动和转动结束,并使淤泥,沙子和其他碎片松动的振动。而在冲刷下,蔬菜脱落,使蔬菜被向下喷洒效果和罐中的底部气泡激增冲刷,达到清洗蔬菜的目的。杨宏兵等人在分析超声波和气泡作为蔬菜清洁动力的机理的基础上,设计制造了一种以超声波和气泡为动力的蔬菜清洗试验机,并进行了正交试验实验,以确定清洗过程参数。蔬菜清洗机的实验装置由气泵、气阀、流量计、清洗罐和气孔板表面组成。空气泵是气流的来源。它用于产生一定大小的气流阀,以调节进入清洗槽的气流。通过改变阀门的开口,达到了调节气流的目的。流量计用于测量气流。该仪器可以测量清洗槽中的气流网孔板,用于产生气泡。具有一定强度的气流通过网状面板分流,产生具有一定压力和速度的小气流,使清洗槽中的液体能够产生气泡并翻滚。通过改变网格面板上的网孔来调整清洗槽中气泡的大小,将要清洗的蔬菜放入清洗槽中。打开开关一段时间后,蔬菜就会清洗干净。。王力等研究了采用水下水射流和清洗试验装置进行蔬菜清洗的工艺,重点研究了水下水射流清洗蔬菜的种类、清洗能力和限制因素。通过菠菜和油菜的清洗试验,研究了清洗时间对清洗效果的影响。用浊度指数研究了蔬菜清洗累积测量对水质的影响规律。研究了浊度变化对蔬菜洗涤率的影响。该方法适用于评价豆荚蔬菜的清洗指标。王林安研究了蔬菜清洗过程中的用水量与用水量模式的关系,提出了一种科学的洗衣机设备用水量评价方法,设计了各种用水量在蔬菜清洗模式下,建立了清洗过程中清洗水浊度变化的数学模型,计算了不同脏度蔬菜清洗所需的用水量,结果表明:多罐清洗方式是可行的。为大大降低用水量,为清洗工艺参数的制定提供了参考。赵长斌等人[1998年研制了一种装有爆炸性气体的防水蔬菜洗衣机]。为了防止水流在清洗过程中趋于稳定或死区,采用两组气孔间歇性工作。气泡与水面或蔬菜发生碰撞,产生高速微射流和冲击力,消除对蔬菜表面的污染。清洗过程是打开电源,自动运行空气泵,按供水按钮,加水到溢流位置,将篮子支架抬到顶部,将含有蔬菜的篮子放在支架上,按下掉落按钮,按下跌落位置微型开关,清洗过程自动启动约几分钟后,按下升降按钮,气动系统自动停止工作。篮子停在水槽的顶部,拿出干净的蔬菜。。1.3我国蔬菜清洗技术存在的问题与发展趋势我国蔬菜清洗技术的研究已经发展多年,虽然取得了一些成绩,但蔬菜清洗机仍有许多问题需要解决,如蔬菜清洗机的种类体积小,蔬菜清洗机种类单一。目前,蔬菜清洗剂主要有转鼓式蔬菜清洗剂、振动喷雾式蔬菜清洗剂、水风沐浴叶蔬菜清洗剂、超声波和泡泡式蔬菜清洗机。(2)机电一体化和自动化程度不高。目前,大多数蔬菜洗衣机都是通过机械手段开发的,但机电一体化和自动化水平较低,智能技术和计算机技术几乎没有应用。因此,科技含量不高。清洗结构单一,通用性差。由于设计的不同,各种蔬菜清洁剂的结构和零件不同,不利于零部件的普遍性,因此维护不方便。基本上在研究阶段,还有一定的距离进入工业生产规模。目前,由于我国大部分蔬菜清洁剂都处于各高校或科研院所的发展阶段,生产模式较少,工业化还有很长的路要走。它们远远不能满足蔬菜加工产业化和集约化生产规模的需要,供求矛盾更加突出。纵观国内外清洁技术的研究成果,发达国家蔬菜清洗技术的发展已渗透到生物科学、生物工程等跨学科领域。我国蔬菜清洗技术仍处于机械化研究和应用阶段,电气化程度不高。目前,随着计算机技术、仿真技术和高速摄影技术的普遍应用和发展,为清洗方法、操作规程和清洗轨迹的研究提供了新的途径和方法。蔬菜清洁剂,使其能够建立更复杂的运动学和动力学模型,并更真实地模拟机构部件在运动和传输过程中的特性。并能优化研究对象的设计。因此,蔬菜清洗技术的研究应采用更现代的设计方法,不断采用机电一体化技术、自动化、智能技术和计算技术,以提高整体水平和水平。产品的技术含量满足了大规模集约化蔬菜清洗生产的需要。雅雅。1.4研究的目的与意义蔬菜是我们日常生活中不可或缺的食物,在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。随着社会主义现代化建设的加快,人民生活水平的提高和我国蔬菜加工业的进一步发展,蔬菜生产不仅解决了市民菜篮子的问题,也解决了蔬菜篮的问题基本实现全年持续供应新鲜蔬菜,满足市场对蔬菜的需求。中国是一个大的蔬菜生产国。据《表》统计,中国蔬菜总量每年约为1亿吨、1亿吨,与上年同期相比有所增加,年均增长率达到。据海关统计,中国蔬菜出口总量为每年1万吨,达到每年1万吨。与年增长率相比,年平均增长率约为1万吨。随着蔬菜产量和出口量的巨大,我们面临的首要问题是如何提供清洁的蔬菜来源,即蔬菜清洁问题。显然,只有人工清洗不能满足蔬菜批处理的需要。因此,研究了蔬菜清洗的相关理论和技术,生产了相应的蔬菜清洗设备,以满足批量清洁蔬菜的需要。蔬菜清洗是蔬菜加工中的一个重要过程。除了去除蔬菜表面的杂质、寄生虫卵和蔬菜中的大多数农药残留外,蔬菜清洁还为随后的加工提供了清洁的蔬菜来源。科学技术的进步和经济社会的不断发展,在蔬菜加工方面取得了显著的成绩,已经具备了一定的技术水平和生产加工规模。蔬菜加工在我国农业贸易中占有重要地位。随着人们生活水平的不断提高和生活节奏的加快,人们不再满足于单一形式的新鲜蔬菜。迫切需要一系列营养、安全、健康、经济效益和多样化口味的蔬菜加工产品。。与冷冻蔬菜相比,新鲜蔬菜的保质期较短,但它们能保持蔬菜的新鲜特性和营养价值。它们不需要被冻结或解冻。它们的生产成本低,容易食用。鲜切蔬菜代表着蔬菜循环和消费的发展趋势。随着生物技术和蔬菜加工技术的快速发展,为公众生产新鲜蔬菜清洁、卫生、无污染将成为主流。蔬菜清洁是新鲜蔬菜中不可缺少的环节。蔬菜清洗后可直接用作炒菜的原料来源,也可作为蔬菜深加工的主要产品,如使用清洁蔬菜。腌制蔬菜在脱水后加工成干菜。因此,清洁作业对蔬菜加工质量有重要影响。目前,蔬菜加工主要朝着保鲜、营养、方便、美味的方向发展。蔬菜清洗是蔬菜加工中不可缺少的重要工艺。研究了蔬菜清洗的方法,以满足人们生产和生活的需要。蔬菜清洗在蔬菜加工质量中起着重要的作用。我国蔬菜加工主要包括以下五个方面:(1)速冻蔬菜。速冻蔬菜是一种先洗的蔬菜。冲洗后,将其置于11°c的环境中,并在短时间内迅速结冰。在低温环境下,原有的颜色、香味、口感和各种营养成分都得到了很好的维护。速冻蔬菜解冻后恢复良好,各项指标接近新鲜蔬菜。脱水蔬菜。脱水蔬菜是一种干菜,即加热蔬菜以去除蔬菜中的水分。食用后,蔬菜在加水后会恢复,蔬菜的原营养价值得以维持。脱水蔬菜在中国占有巨大的市场份额,其需求主要集中在大中城市的超市和方便面制造商。中国是脱水蔬菜生产和出口的主要国家之一。年出口量超过1万吨。出口收入超过1亿美元,进口吨,进口量1万美元。据海关总署、国家商检局统计,20世纪以来,中国脱水蔬菜出口量呈年均增长趋势。目前,中国脱水蔬菜出口约占世界出口总量。泡菜。美味的泡菜深受公众欢迎,是人们日常生活中重要的副食品。泡菜有很多种,包括泡菜、泡菜、泡菜、盐渍蔬菜、谷物和醋。2000年,中国泡菜产品出口量超过10,000吨,其中包括醋蔬菜、水果、泡菜和盐水蔬菜。出口量约为1万吨,泡菜为1万吨。罐装蔬菜。罐装蔬菜是一种蔬菜,经过灌装和消毒,长期存放在密封的容器中。罐装蔬菜具有清洁、保质期长、储存、运输方便等特点。。中国罐装蔬菜出口量达1万吨,出口收入1亿美元,占果蔬罐头出口量的一部分。主要销往日本、美国、欧盟等国家和地区。蔬菜汁。蔬菜汁是一种由新鲜蔬菜挤压而制成的果汁。将蔬菜加工成各种蔬菜汁饮料是近年来国内外番茄汁、胡萝卜汁、黄瓜汁等的新趋势。因为蔬菜汁基本上保留了新鲜蔬菜的原有风味和营养价值,所以很受欢迎。蔬菜需要先清洗一下,然后才能加工或食用。为了防止原生蔬菜组织被破坏,保持其营养价值,有必要选择科学合理的清洗方法,研制高效、低能、低能耗的蔬菜清洗机损坏和高清洁效率。因此,使用蔬菜清洁剂不仅可以降低劳动强度,提高清洁效率,还可以激活蔬菜加工市场,节省人力和物力资源,保持蔬菜营养价值和健康指标将具有重要的现实意义。。1.5研究的主要内容在全面分析我国现行清洁技术和国情的基础上,为满足蔬菜清洁中"高清洗率、低破损率、节能节水"的要求,提出了使用叶轮旋转驱动水流和蔬菜运动,同时利用水与蔬菜相互摩擦的原理,达到清洗蔬菜的目的。在清洗过程中,为了防止水流与蔬菜之间的运动趋于稳定或出现死区的运动,采用了在叶片上开孔的方法,使一些液体回流到下一个清洗区域时。叶片正在运行,以增强水流的干扰和冲刷效果,最终达到去除蔬菜表面污染物的功能。。第二章结构设计与计算2.1清洗装置叶轮工作半径的确定2.1.1蔬菜的选定蔬菜有很多种。叶轮的工作半径由蔬菜的高度决定。为了便于实验研究,降低样机成本,所选蔬菜的高度不应过大。通过市场调查,选取白菜、菠菜和上海绿三种叶类蔬菜,通过测量相应的高度尺寸,确定叶轮的工作半径。。2.1.2蔬菜相关参数的测定实验中使用的蔬菜都来自苏州科技大学的农业市场。下面列出了白菜、菠菜和上海绿叶蔬菜的相关尺寸,为清洗装置的设计提供参考。。表2.1小白菜的相关尺寸参数表2.2菠菜的相关尺寸参数表2.3上海青的相关尺寸参数2.1.3叶轮工作半径的确定如图所示,假设叶轮的工作半径小于蔬菜的总高度,则蔬菜被放置在与叶轮方向平行的清洁装置中,而蔬菜则不会折叠,而蔬菜则放置在高度范围为三,一些蔬菜的叶子折叠会发生。同一批蔬菜中的蔬菜高度比可以按照以下方法计算。图2.1阴影部分的面积和阴影部分的面积可以忽略,因为R>r。阴影零件的面积可以根据单一的清洗区域来计算：列出了白菜、菠菜和上海的总高度、茎高、叶高、最大值和最小值等相对参数,并进行了比较,如表2.4所示。表2.4蔬菜清洗过程中相关尺寸参数的比较,允许蔬菜弹性变形,不允许断裂,否则破坏纤维组织,降低蔬菜营养价值。蔬菜现在被放置在清洁装置的方向平行的叶轮半径,假设秸秆不是弯曲的,只有少量的折叠蔬菜的叶子是允许的。叶轮的半径应介于最大阀杆高度和最大总高度之间,即33。从上面可以看出,叶子的最大高度和最大高度是菠菜叶。如果菠菜叶子的最大高度是折叠的,那么有"如果叶子是朝外折叠的,那么如果叶子向外折叠,则有一个或两个,如果叶子向外折叠,则有一个。然后,叶轮的工作半径分别对应于一个对一个。此时,大白菜、菠菜和上海清分别放入与叶轮平行方向的清洗装置中,叶片的折叠率分别为__(2)11,此时,白菜、菠菜和上海清分别放入清洗装置在与叶轮平行的方向上,叶片的折叠率为,。此时,大白菜、菠菜和上海清分别以叶轮平行的方向进入清洗装置,叶片的折叠率分别为。此时,大白菜、菠菜和上海清分别放入与叶轮半径平行的清洗装置中,叶片的折叠率分别如下。通过数值比较和分析可以看出,只要清洗装置满足菠菜的储存要求,也能满足其他两种蔬菜的储存要求。选择菠菜叶折叠率的计算要求,即当叶轮工作半径时,其他两种蔬菜在平行叶轮半径的方向上进入清洗装置不会折叠,工作半径被视为一个整数,即。此时,可以容纳和不产生折叠的蔬菜的最大高度是一两个。一个。表2.4相关尺寸参数的比较2.2总体结构设计与工作原理2.2.1总体结构蔬菜清洗装置由清洗缸、刀片、电机、底板和附件装置组成。锥齿轮、固定板、圆柱齿轮、调速装置和结构示意图如图2.2所示雅雅。图2.2清洗装置总体结构图2.2.2工作原理在样机的试生产过程中,为了使蔬菜与清洗过程中的水流相对流动,在每片叶子上都打了一些洞。当清洗装置工作时,叶片的旋转运动促进蔬菜和水体的一部分运动。蔬菜是漂浮在水中的固体物质,液态水具有一定的粘性作用。为了使蔬菜与水体之间产生相对运动,要求蔬菜的运动主要取决于叶片的动力,以降低水粘度的驱动效果,从而采用叶片上的开孔方法。当叶片旋转时,相当一部分水回流到下一个清洗区,因此水流与蔬菜之间的相对运动会产生洗涤、摩擦和干扰,从而达到蔬菜清洗的目的。当叶片转速增加时,蔬菜的洗涤、摩擦和干扰作用增加,蔬菜的清洁更加清洁。但当力太大,蔬菜就会受损。因此,有必要合理选择叶片的转速,以满足蔬菜清洗率和破损率的要求。2.3传动机构的设计2.3.1圆柱直齿轮的设计在直齿齿轮现有的加工条件和工作环境下,材料由有机玻璃制成,并通过激光雕刻进行加工。对于渐开线标准圆柱齿轮的传动角度,为了避免夹紧现象,选择了小齿轮齿的数量。为了获得双倍以上的减速,采用了传动比。两。有两个。同时,为了使齿轮啮合平稳,磨损均匀,并采取质数,如此。采用国家标准值,即最高高度系数Wa2和顶部间隙系数。这里的中间齿轮是惰性车轮的齿数。齿轮参数的设计和计算分别见表2.5、表2.6和表2.7。。表2.5小齿轮相关尺寸参数的计算表2.6中齿轮。惰轮相关尺寸参数的计算表2.7大齿轮相关尺寸参数的计算2.3.2圆锥直齿轮的设计由于锥齿轮难以加工,因此不是直接加工,而是通过设计后从市场上购买的方式获得的。选择带有金属零件的锥形直齿。为了便于安装和传动的稳定性,采用了传动比,即选择同步齿轮。参照国家标准川,选择了大端的模量、压力角、顶高系数和顶部间隙系数。`.选择两个锥齿轮轴之间的常见交点技术进行驱动,选择齿22数,然后在表2.8中列出锥齿轮同步齿轮的相关参数和计算结果。。表2.8圆锥直齿轮相关尺寸参数的计算锥齿轮的正常啮合需要满足两个齿轮的大端模量和压力角分别相等的条件。传动重合度近似由等效齿轮传动重合度计算。如果等量的齿是气体,齿轮不进行下切的条件如下所示。2.4清洗装置的设计与计算2.4.1清洗装置方案的确定清洗装置的直接工作部分是整机的核心部分。如果设计不合理,将直接影响清洗的质量水平。清洗装置的主要工作部分是刀片和清洗缸以及它们之间的合理配合。因此,清洗装置的结构和清洗机理一直是蔬菜清洗研究的关键。我国蔬菜清洗技术研究取得了巨大成就,达到了一定水平。通过查阅相关文献,了解到国外关于蔬菜清洗技术的报道很少。目前,常见的蔬菜清洁剂主要有四种类型:喷病毒蔬菜清洁剂、转鼓蔬菜清洁剂、空气浴叶式蔬菜清洗剂、超声波和泡泡式蔬菜清洗机。这四种类型中的每一种都有其优点和缺点。振动喷涂机构简单,易于制造,适合推广应用。不过,篮子的活动范围很大,清洗罐需要更大,所以目前还没有工业化。旋转滚筒结构简单,焊接方便,但清洗后的蔬菜容易杂乱,不适合蔬菜的大规模清洗。水空气浴类型操作方便。它只需要把气管放在底部,但冲刷力很小,导致清洗时间长,不适合大规模清洗蔬菜。超声波和气泡驱动的蔬菜清洁剂具有较好的清洁效果,适合蔬菜的大规模清洗,但结构复杂,成本高。超声波工作时容易产生噪音,携带不方便。由于蔬菜形状不均匀,且在水中的运动规律不容易把握,综合考虑各种因素,决定采用叶轮旋转蔬菜清洗装置。2.4.2清洗装置尺寸的确定要确定清洗缸的尺寸,所选气缸的承载能力可达到20公斤。叶轮支承环尼龙杆的直径为25毫米,开槽深度为4mm。然后确定叶轮的直径：气缸内径应大于叶轮的直径,即诱饵。考虑到由于手工加工,某些部件的尺寸偏差可能较大,叶轮的实际偏差较大,原因是旋转过程中的安装位置和机械振动,因此叶片与内部之间的距离较大。清洗缸的壁应合理选择。考虑到这些因素,如果考虑到它们之间的距离,清洗缸的内径将是诱饵。清洗缸的最小高度是根据以下公式计算的：用于确定支承环尺寸的清洗装置主要由三个叶轮、清洗缸和传动装置组成。这三个叶轮都是透明的塑料板,上面有洞。清洗缸由无缝的白色铁片轧制和焊接。内径485毫米,高度150毫米。轴套是由实心尼龙杆与一个中央孔10毫米沿轴。作为与传动轴的连接,三个凹槽均匀分布在外周,凹槽宽度为2毫米,深度为4毫米。这三个凹槽用于与刀片的连接。。2.5清洗装置的工作原理叶轮旋转蔬菜清洗装置采用叶轮旋转方式驱动水流和蔬菜运动,并利用水流和蔬菜生产的相对运动来清洗和摩擦蔬菜。由于蔬菜在水中漂浮时漂浮在水面上,为了使蔬菜在清洗过程中相对于水流移动,采用叶轮上的开口方式,使叶轮产生多水射流撞击水蔬菜表面在运行过程中,从而提高了去除表面污染的能力。。2.6叶轮片数的确定叶轮叶片数的选择应满足基本条件。在清洁区,蔬菜运动空间最大,蔬菜损伤程度最小。由于叶轮在一个圆圈内移动,水流一般近似地在一个圆圈中移动。有必要找出清洗区最大的圆圈占空间的最大比例,需要相应数量的叶轮叶片。叶轮的直径由前部决定,即D2=471毫米。如果叶轮叶片的数量为N,则当N=1时,清洗装置的平面如图2.3所示。从叶轮的半径来看,清洗装置中的最大圆,即阴影部分的面积,被发现是多个与该区域中的区域大小相同的圆圈,其半径是一侧。因此,在这一地区,一个圆圈与水体面积的比例为2英尺。当N=2时,清洁装置的平面如图2.4所示。从叶轮的半径来看,清洗装置中的最大圆,即阴影部分的面积,其半径是侧面,占据了该区域水体表面长矛的面积。产品的比例是"川兰"和"丽县"。。''图2.3叶片数为的清洗装置平面图2.4叶片数为2的清洗装置平面图2.7最大圆半径与叶片个数关系图2.8最大圆所占比例与叶片个数关系图2.7显示,随着叶片数量的增加,圆的最大半径减小。为了保证蔬菜运动空间更大,应选择与较大半径圆相对应的叶子数量。图2.8显示,最大圆形面积的比例随开始时的叶子数量而增加,在四片叶子之后达到最大值,然后随着叶片数的增加而减小。根据两组数据,叶轮叶片的数量为3或4。为了使蔬菜活动面积扩大,增加蔬菜的侵蚀途径,叶轮叶片的数量为3。。2.7叶轮结构孔的分布因为清洗缸的内径是485毫米,内部高度是150毫米。为了避免叶片旋转时与清洗缸内壁发生摩擦或碰撞,应合理选择两者之间的距离。如果距离太小,蔬菜很容易卡在这个区域。如果距离太大,水利用率就会下降。为了提高水射流在运动过程中的干扰和冲刷效果,在叶片的同一水平线上采用了开启法。考虑到叶片和孔的加工容易实现,后续试验具有可操作性,刀片采用扁平材料和直接在板材上钻孔的方法。开口直径为5.0毫米,水平距离为12毫米,垂直距离为10毫米。最外层孔的直径为3.0mm,与保护对象连接。目的是避免蔬菜在旋转过程中进入叶片与气缸内壁之间区域所造成的损害。叶片结构和孔的分布如图2.9所示。图2.9叶片的结构图2.8三维实体模型的创建2.8.1软件介绍Procnes之所以是由参数化技术公司PTC开发的集成产品开发软件。它是世界上最流行的设计软件。公司自1988年成立以来,已广泛应用于机械、电子、家用电器、汽车制造、航空航天等领域。1993年,该软件正式引入中国。当时,都是英文版,对硬件的要求相对较高。这些因素制约了其在中国的推广和应用。自2001年推出中文版以来,其在中国的应用不断扩大,不断更新和完善。2003年,该公司推出了野火版本。与2001年版本相比,野火版的界面和操作风格发生了很大变化。图形界面主要用于操作面板。界面更加直观,提高了建模的速度和效率。主要操作模块包括以下几个方面:(小、"参数化素描环境模块"、"基本功能创建模块"、"工程特征创建和修改模块"、"基准特征创建模块"、"表面特征"创建模块、"零件装配操作模块"、"工程图创建和生成模块"、"机构运动和仿真分析模块"、"结构和热分析模块"。。2.8.2传动装置参数化实体模型的创建通过参数分配和基本框架结构,建立了直齿齿轮的参数化实体模型。以双齿大直齿齿轮为例,在环境中建立参数化固体模型。剩余的两个齿轮可以通过改变相应的参数来获得。首先,分配齿轮的参数,并在标题栏中选择"工具"菜单下的"参数"。分别设置了模量、齿数、压力角、顶高系数和顶部间隙系数。在数字类型中,选择"实数"。齿轮的相关参数如表2.9所示,并通过单击"确定"完成齿轮参数的设置。。表2.9圆柱直齿轮相关参数点击拉伸工具尸体按钮,以横截面为草图平面,输入草图环境,选择标题栏的"工具"菜单下的"关系"。在弹出式关系窗口中,将外部圆大小设置为关系公式,完成草图绘图,选择对称拉伸,输入厚度值,并生成基本框架,如图2.10所示。。设置和约束四个圆的直径,单击草绘工具桶的按钮,以曲面作为素描平面,在草绘环境中从外部到内部绘制同心圆,并在""关系"标题栏下"工具"设计如下的关系式：渐开线齿形的建立在基准曲线上单击以生成按钮。在"曲线选项"中,选择"从公式",在"菜单管理器"选项中,选择圆的中心作为坐标系,并将坐标系的类型定义为"笛卡尔"。在弹出式笔记本中,根据以下要求输入数学参数公式：输入完成后,笔记本将被保存并退出,并且在确定后可以生成渐开线曲线,即齿轮的齿形,如图2.11所示。建立对称齿形点击基准工具的八个按钮,点击渐开线,此时按住键,然后点击索引圆。此时,将生成交点,如图2.12所示。。图2.11渐开线曲线图2.12渐开线与分度圆的交点单击基准平面工具按钮,单击点PNT0,按住Ctrl键,然后单击中心轴A-2生成平面DTMI。计算预先生成的平面和已知平面之间的角度。由公式:单击基准飞机工具包按钮,单击中心轴,然后按住并再次单击以生成平面。对于对称平面,将对渐开线轮廓进行镜像以生成对称渐开线,如图2.13所示。(5)通过单击拉伸工具的每日按钮,选择剪切按钮B,选择前曲面作为草绘平面,进入草图环境,创建齿形曲面。单击边缘以创建基元。选择已创建的两个渐开线的齿形和基圆,然后在交点处创建齿形曲面,如图2.14所示。。选择自行生成的齿形曲面的特征模型,点击阵列盘的按钮,以齿轮中心轴为中心的圆形阵列,输入阵列91的个数数,并将旋转角度设置为360/,即360/91=3.956044度。点钩键可以生成所有的齿形模型,隐藏草图曲线,最后生成三维圆柱形直齿齿轮。实体模型如图2.15所示。在上述参数化设计的基础上,可以通过改变相应的参数来改变齿轮的实体模型。根据机械原理,齿轮正确传动的条件是模量和压力角分别相等。因此,对于表2.10,只需根据本设计的要求,更改齿轮的齿数即可。单击标题栏中"工具"菜单下的"参数",并在与齿数相对应的参数栏中对其进行修改。然后根据参数的变化自动计算后一关系中的方程。首先,计算平面DTM2和DTM1之间的角度。。在模型树下,单击DTM2,右键单击,选择"编辑定义",将旋转角度更改为5.294118。同样,在模型树下,单击数组,右键单击,选择"编辑定义",将左侧数据从91更改为17,并根据公式360/z将右数据根据公式360/z此时z=17输入21.17467。点钩子键完成参数修改。最后,生成了圆柱形直齿齿轮的修正实体模型,如图2.16所示。当数字Z=14时,以相同的方式修改相应的参数,并获得相应的齿轮实体模型,如图2.17所示。。清洗装置的传动齿轮是用参数化设计方法创建的,简化了繁琐的建模过程。通过更改相关参数,可以改变模型的形状和大小。参数化设计方法缩短了建模时间和开发周期,提高了设计质量和效率。。第三章总结通过白菜、菠菜和上海绿色蔬菜的大小,确定叶轮的工作半径为227毫米。在此基础上,确定叶轮半径为235.5毫米,清洗缸内壁直径和高度分别为485毫米和150毫米。为了使蔬菜的运动主要来自叶片的动力,降低水粘度的驱动效果,使蔬菜与水流之间的相对运动,采用叶片上的开口方式。当叶片旋转时,部分水流入下一个清洗区,以达到蔬菜的清洗和干扰,从而达到蔬菜清洗的目的。根据齿轮设计计算得到的相应数值,在软件环境下,采用参数化建模方法建立齿轮传动装置的实体模型,为试验处理做好准备原型。通过理论研究和分析以及相关的实验研究和论证,得出以下结论:根据白菜、菠菜和上海绿色蔬菜的大小,设计了清洗装置的结构尺寸,叶轮的工作半径确定为227毫米,在此基础上,叶轮半径确定为235.5,清洗缸内径确定为485毫米,高度为150毫米。根据清洗装置的特点,设计了齿轮传动能量的传递方式。利用结构设计参数,对叶轮旋转蔬菜清洗装置的实验样机进行了加工和制作。该样机具有结构简单、操作方便、操作方便、能耗低等优点。由于水能和蔬菜的动力来自叶片,通过叶片结构的有限元分析,分析了叶片的变形和节点的位移。节点单元的最大位移是另一个",节理单元的位移是另一个"通过分析各单元节点的约束反应,分别得到了空间、方向的总约束反应。通过对等效应力的分析,计算出叶片上的空间合力为__。获取最大值和最小值。为叶片材料选择的合理性和运行的可靠性提供了定量参数。叶轮旋转蔬菜清洗装置是实现蔬菜清洗方案的可行方法。利用该装置进行了蔬菜清洗试验。在各种可能的因素中,考虑了叶轮的转速、清洗时间和清洗量,并选择了叶轮进行实验研究。通过多因素正交试验,找到了适宜的蔬菜清洗工艺参数,即转速、清洗时间、清洗量、最佳水平和最佳组合试验。蔬菜的洗涤率基本保持在两者之间,蔬菜的表面组织基本不受损,能满足蔬菜营养价值的要求。。叶轮旋转蔬菜清洗装置基本满足蔬菜洗涤率的要求,但由于时间和试验条件的限制,样机的结构尺寸不大。在满足蔬菜洗涤率要求的基础上,一次性蔬菜清洗质量不能超过,但可以通过增加电机功率来实现。由于试验条件的限制,在蔬菜清洗过程中,它与负载一起运行,控制电路对电机的调节范围不够大,这限制了叶片的转速和产生的水射流。刀片运行时的开仓位置。用试验方法量化对蔬菜清洗效果的影响力。(3)由于离心力的作用,部分蔬菜会移动到清洗缸内壁之间的区域。为了防止蔬菜进入该地区,保护线只能手动加工,这是很难克服的。蔬菜偶尔会进入该区域,增加叶片的阻力,从而增加电机的输出功率。为了防止这种现象,可以做进一步的改进来避免这种现象。以蔬菜的洗涤率和破碎率作为清洁效果的评价指标。评价方法是以感觉器官为基础,评价清洗效果。由于试验条件的限制,只考虑物理评价指标,而不考虑化学评价指标。除上述评价指标外,农药残留和微生物残留等客观指标也是评价蔬菜清洁效果的重要指标。通过电子电路的设计,可以控制叶片的前后运动,增加对蔬菜的冲击力,但要考虑植物纤维组织的正向和后向运动,以免受损在冲击力下。。致谢时光飞逝，终于到了论文定稿的这一刻。虽然文章显得有些粗糙，但毕竟凝聚了自己的心血，在此谨向曾经关心、帮助、支持和鼓励我的老师、同事、同学、亲人和朋友们致以最诚挚的谢意和最衷心的祝福衷心感谢我的导师谢铁兔。老师对我两年来的学习、生活给予了悉心的关怀，在本论文的开题、写作、修改、定稿方面更是给予了悉心指导和匠心点拨，论文凝结着导师的汗水和心血。在这两年多的学习和生活过程中，我要向老师们表示衷心的感谢是他们给了我热情的关怀、支持和帮助，使我得以顺利完成学业。同时，衷心感谢我的父母、家人以及和我一起学习的各位同学，是他们在我学习和论文写作过程中，给予我了莫大的支持和鼓励。最后，再一次感谢所有关心和支持我的人们，我一定会用所学知识更好地做好本职工作来报答你们。参考文献[1]陈湘宁,艾启俊,黄漫青,等.HACCP在净菜加工中的应用初探[J].粮油加一工与食品机械,2003,(4):59-62.[2]袁巧霞,张华珍,万蜀渊,等GL-I型根茎类蔬菜