开题报告-红枣去核切片机设计

机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计（论文）开题报告书PAGE7-黑龙江八一农垦大学本科毕业设计(论文)开题报告学院：工程学院专业:机械设计制造及其自动化姓名：陈小二学号：20154024课题名称：######指导教师：研究起止日期：2019年12月－2020年5月

开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或

一、论文选题的目的和意义中国是大枣的原产国,全球98%以上的枣树资源和大枣产品都在中国。据国家林业局统计,我国现有枣树栽培面积已达150万hm2,大枣年产量约260万吨以上,其中河北、山东、山西、河南、映西5省的产量约占全国总产量的91%以上。大枣不但营养丰富,而且在医疗保健方面也有一定的功效,是较好的补品。但由于鲜枣中约含有80%的水分,生理代谢旺盛,采摘后容易腐烂变质,而且新鲜的大枣皮脆,易被机械损伤,造成鲜枣具有不易保存、运输、货架时间短等无法克服的缺点。因此,大枣的深加工显的尤为重要。干燥是大枣深加工中比较常用的方法,如果采用整枣干燥,不但加工时间长,易褐变、焦化,而且维生素C含量损失较大,破坏了大枣的营养成分。因此,为了提高产品质量,可以采用将大枣进行切片后干燥的方法。这种方法加工时间短,受温度和氧化影响小,大枣的维C含量损失小,口感、色泽和品质都有较大提高。因此,对于大枣深加工而言，去核、切片是大枣深加工中的一项重要工序。目前,大枣的去核、切片主要采用的是人工去核、切制，或人工去核机器辅助切片。这种方法生产效率低,枣片厚薄不均,劳动强度大,易对操作者造成伤害；由于卫生条件差,使产品质量处于较低水平,难以被海内外市场接受。因此,开发大枣全自动去核切片设备,提高大枣加工的自动化程度,对于提高生产效率和产品质量、降低工人劳动强度、节约能源消耗、降低生产成本等方面具有重要意义。二、国内外研究现状及发展趋势：目前,国内很多大枣深加工设备的研究单位已经取得了一些实际成果。中国专利ZL01229251.6-23提出半自动硬枣去核划皮机,但其需手工对大枣排队、上料和去核,生产效率较低。中国专利200610107231.8提出去核机,采用水平转位上料,容易将枣挤扁、压碎,且主要适用于加工半干枣。泊头市博屹机械有限公司生产规格为GJDZQH的大枣去核机,该去核机控制核心由PLC和人机界面组成,其中大枣定位由机械手完成。该设备定位好、去核率高,但产品造价高、结构过于复杂。中国专利200920033989.0提出了一种大枣自动切片机,采用锯齿形动刀机构送料,定刀机构切片。该动刀送料机构为锯齿形刀具,易对枣肉造成损伤,切片造成的破碎率大。国外20世纪60年代就着手研制水果去核机，至20世纪80年代初美国、意大利、荷兰等国已相继推出了核桃去核机、橄榄去核机等。去核工序基本上实现了自动化。经过数十年的发展，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。美国FMC公司80年代初向市场推出了一种自动转矩式粘核桃去核机。每分钟可加工80个桃子,其生产率约80kg/h左右。如图1所示。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所示。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,桃子外圆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,劈刀将果肉劈成两半后,夹持桃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,调节和清洗也十分方便。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。图1冲刺穿透去核理论简图1-冲针；2-枣核；3-红图2破碎原理去核简图1-红枣；2-主动辊；3-从动辊 意大利BERTUZZI公司推出了一种滚子去核机,其原理如图2所示。它适合于离核型桃、杏、李等核果的果肉与果核的分离。图中滚子2心部材料为碳钢,外面覆盖一层弹性适中的橡胶层,辊子3由数个齿状圆盘组成。各盘间有一定间隔,在两辊子上方有一推压装置,当它将物料推入两辊子之间时,物料1在两辊子的挤压下,果肉被挤入齿辊中的齿间间隔,而果核则使滚子2的橡胶层变形而凹入橡胶层中。当转过一定角度后,橡胶的弹性作用使果核脱离滚子2而进入果核收集斗。在辊子下方有一可调的分离装置使肉核有效分离,在齿辊下方还有一个类似梳子的装置将嵌在滚子3齿盘间的果肉梳出,落入果肉收集斗。从而达到核肉分离的目的。它适用于带肉果汁饮料、果浆、果酱、果汁饮料等品种的去核工序,具有生产效率高等特点,有较高的推广价值。三、研究内容的方案设计及可行性分析3.1研究目标及方案设计本设计在对国内外相关文献与资料分析和对中国现有去核、切片设备存在问题研究的基础上,综合考虑中国大枣本身结构特点及大枣加工工艺,提出了如图3所示设计方案。该设备主要由一个传动机构,两对自动上料排序机构、定位夹紧机构、去核机构和切片机构组成。上料排序机构主要由料斗1、辊子3、定向传送链5和毛刷2组成。定位夹紧机构由分别带有辊子3的定向传送链5和夹紧传送链6组成。去核机构主要由曲柄轮22、冲头13组成。其中冲头13部分由插杆27、顶杆28和导向杆30组成。切片机构主要由可调护板8、刀槽式送料轮9和刀片10组成。传动机构主要由减速电机12、主带轮20、锥齿轮19、槽轮机构14、增速齿轮传动15、主动轴21、从动轴25构成。如图3减速电机12将动力传送给主皮带轮20、锥齿轮19、槽轮机构14、增速齿轮传动15等传动机构,传动机构又将动力分别传递给上料排序机构、定位夹紧机构、去核机构和切片机构。槽轮机构14的间歇运动,带动上料、夹紧、切片三大机构实现间歇式运动。1.料斗2.毛刷3.辊子4.摩擦板5.定向传送链6.夹紧传送链7.链轮8.可调护板9.刀槽式送料轮10.刀片11.机架12.减速电机13.冲头14.槽轮机构15.增速齿轮传动16.传动链齿轮17.送料轴18.送料轴齿轮19.锥齿轮20.主带传动21.主动轴22.曲柄轮23.中间轴24.毛刷轴25.从动轴26.带传动图3机构运动简图其主要工作过程:大枣由料斗1上料,经毛刷2成单排排列,位于两辊子3间；辊子在摩擦板4作用下,产生自转,并带动大枣一同旋转使大枣轴线与辊子轴线一致,实现大枣自动定向排序；重叠枣则被毛刷2扫回料斗1重新排序。然后大枣由定位夹紧机构的辊子3定位夹紧。在传送链停歇间歇,去核机构的插杆27由曲柄轮22带动冲核,再由固定于导向杆30上的顶杆28将枣核顶出,实现枣与核的分离并保证果肉尽可能完整。去核后枣在可调护板8和辊子3夹持下输送到刀槽式送料轮9完成快速横向切片,并保证切片薄厚均匀,造碎率不大于5%。3.2可行性分析本设计采用滚链式输送,完成大枣的定向和输送,即大枣沿轴线水平放置,相互平行进料；滚子上部的毛刷只能让一排枣通过:滚子下部的摩擦板可实现滚子的自转；枣去核时的定位、夹紧由两排链4个滚子完成,为冲头去核提供条件；输送、去核、切片由一台电机驱动,同步性好,去核机构采用对心曲柄滑块机构；去核的大枣移动到传送链末端后,通过可调护板引导大枣下移到一个刀槽式的送料轮,由刀片进行切片,形成一个个同心环状片，实现了定向、去核、切片的一体化。四、研究方法及技术路线4.1研究方法1）利用学校图书馆及互联网查阅大量资料,了解红枣的基本性质,受力分析、原理等,了解各种类型的去核机的特点。2）关键问题可请求老师指导或通过同学讨论。3）利用AutoCAD,Soliwork等绘图软件绘制出红枣去核切片机的零件图,装配图和三维图,反复对设计内容进行检验、校核。4.2技术路线1）针对大枣精深加工过程劳动强度大、自动化程度低、造碎率大等技术难题,设计双排滚链式大枣去核切片集成设备方案,可一次性完成大枣自动定向排序、夹紧、去核、切片等工序。2）采用槽轮机构实现间歇上料、夹紧、切片。3）采用定向传送链、毛刷、摩擦板相互作用实现定向排序。4）采用两排平行放置的链实现定位夹紧。5）采用对心曲柄滑块机构实现去核。6）采用刀具固定,刀槽式送料轮旋转实现切片。五、预期进展第一阶段（2019年12月5本阶段需要完成与课题相关的调研工作，并对相关的文章进行搜集、整理，选出与设计有关的资料备用，并且找出自己设计的产品与国内外的不同之处，说明其优点所在，拟定设计草图，选出最佳方案。第二阶段（2020年2月1日-2020年4月31日）方案设计，总体结构第三阶段(2020年5月1日-2020年5月30)完成装配图及零部件图绘制本阶段主要完成与方案相符合的文章的撰写，包括目录、摘要、前言、设计步骤、内容、参考文献、附件（任务书、开题报告、中期检查表）等，完成毕业设计答辩及总结。六、预期结论(1)本设计方案成功实现了去核、切片动作的集成,自动化程度高。其自动排序、去核、切片性能良好,切片厚度均匀。(2)本设计仅适用于长圆形枣。加工前,最好将大枣按大小提前分级,再根据枣大小调节托板与护板位置,确保去核、切片效果。(3)本方案预计生产率可达200kg/h,与现有先去核再切片设备相比优势明显。

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指导教师意见：