蔬菜土豆切丝机设计

摘要蔬菜是人体所必需的一种食品，而且食用方法多样。所以要把蔬菜加工成各种形状（如：条状、片状等等），单单靠人工来完成既费时、费力而且也不好加工。目前，多功能切菜机多为价格昂贵的大型设备，不适用于农民个体生产及小型工厂的食品加工；为克服这种缺点，我查阅了大量相关的文献资料，通过对各种小型切菜机性能的分析及比较，经过理论计算及校核，设计了一种小型多功能切菜机。该机主要由进料斗、下料斗、切削刀及刀盘、及动力源――电动机组成，工作原理主要是利用根茎类蔬菜的自由落体实现进料，通过切削刀旋转将下料斗中的蔬菜进行切片或切丝，最后成品由出料口出料。该机将原有的多功能切菜机进行了优化设计，实现了能够连续进料和出料，片厚度、丝粗细可调的功能，具有生产率高、功耗低、安全可靠、加工质量好等优点。关键词：蔬菜；切削；电动机AbstractAtpresepleisthemainrootslikethefreefallvegetablesrealizefeeding,bycuttingkniferotationinthehopperbiopsyundervegetablesorshred,finallyfinishedthematnt,multi-functioncutvegetablesformoreexpensivemachinelargeequipment,doesnotapplytothepeasants'individualproductionandsmallfactoryfoodprocessing;Inordertoovercometheshortcoming,Irefertoalotoftheliteratures,throughvarioussmallcutvegetablesmachineperformanceanalysisandcomparison,theoreticalcalculationandchecking,designakindofsmallmulti-functioncutvegetablesmachine.Thismachinemainlybyintohopper,hopper,cuttingknifeandundertheknifedish,andpowersupply-motorcomposition,workingprincierialbymouththematerialKeywords：vegetables；cutting；motor目录第一章绪论........................................................1第二章土豆切丝机的结构.............................................2第一节整机的结构.................................................2第二节土豆夹持输送的设计.........................................3第三节设计方案的选择及论证......................................4第四节切削部分的设计.............................................4第三章动力机构的设计及电动机的选择................................6第四章主要参数与零部件设计.........................................9第一节电机的选用.................................................9第二节带传动的设计计算...........................................9第三节主轴的设计计算............................................10第四节纵向小割刀的设计..........................................13第五章主要结论和建议..............................................14第一节主要结论...................................................14第二节存在的问题................................................14第三节进一步研究的建议..........................................14结束语.............................................................16谢辞...............................................................17参考文献...........................................................181第一章绪论素蔬菜是人生活中必不可少的营养丰富的食品之一，可为人体提供必需的维生、矿物质、膳食纤维等有益于人体健康的功能成分。随着人们生活水平的不断提高，生活节奏加快，对食用方便、营养丰富、经过加工的精细蔬菜的需求越来越大，对产品的品质要求越来越高。蔬菜出口在我国起步虽晚，但由于中国蔬菜富含营养、品种齐全、质优价廉，深受各国消费者的青睐，因而近几年蔬菜出口发展十分迅速，己成为创汇农业的支柱产业。调查结果显示，目前我国蔬菜加工机械却远远滞后于蔬菜出口的发展，现在主要靠合资外方从国外进口，价格昂贵。而这种土豆切丝机不仅仅只适用于土豆，还可以用于如胡萝卜、黄瓜、地瓜、榨菜等的切片、切丝等。要对蔬菜个头的大小无特殊要求，可方便的调整调整土豆丝的粗细。切出的土豆丝粗细均匀，口感同手工切的一样，同时保证干净卫生。这种土豆切丝机的使用方便又有效快捷。首先就是电源，选用220伏照明电为动力。另外就是操作方便，一人就可以操作。土豆切丝机目前市场上也有销售。它适应的范围比较小，主要适合于小块茎土豆的切丝，另外就是大型的土豆切丝机，但它是针对于加工生产的。因此，一台方便普遍适用的土豆切丝机的问世无疑会给人们的生活带来很大的方便。2第二章土豆切丝机的结构第一节整机的结构首先是切刀方案的选择，受人们生活中檫丝的檫菜板的造型和蔬菜的运动的启发，决定采用檫板往复式运动来进行切丝。又查阅资料，查到萝卜切丝的方案，决定采用切片刀和纵向割刀配合的方式切丝。如此只需将纵向割刀卸下就可切片了。此后又是运动方案的改变，这也是在我不断的思考和学习过程中改变的。因为往复式仍然存在效率低的问题，然后就是这样的机械制成之后震动也比较大。应该采用连续运转的方式。结合萝卜切丝机，选用圆盘式了。而后又是土豆丝粗细的调节遇到了难题，其实调节并不难实现，关键是要操作方便。也存在切刀和下料斗壁间隙的问题，这也很是个问题，这是保证土豆切削的最后部分能否完成切削的关键问题。通过更换纵向割刀当然能够实现，但必要时候还是要调节切片刀的。最后决定将切片刀与轴位置固定。调整刀盘在轴上的位置来实现切片的薄厚，这也是切丝粗细改变的关键之一。整机的结构如图2-1。31.大带轮2.圆螺母3.机体壁4.机架5.轴承端盖6.轴承7.轴承座8.主轴9.进料斗10.下料斗11.切片刀12.刀盘13.弹簧14.调整螺母16.角钢机架17.纵向小割刀18.电动机19.V带20.小带轮图２-１土豆切丝机的结构第二节土豆夹持输送的设计由于蔬菜种类很多，有叶茎类的软菜，又有根茎类的硬菜，也有块根状小型的，总起来说形状千奇百怪，尺寸与刚度也相差很大。因此，要想有效地切削蔬菜，有效地定位与输送是加工的关键。以前我们采用手动加工时，输送浪费了大量的人工与物力，由于这几年人工费地提高，手动己远远落后于形势。并且手动加工不规则，成品率低，不卫生等等缺点，迫切要求设计一种既能输送有效定位、适合多种蔬菜的输送机构，以实现规则的加工，适应出口蔬菜的要求。本设计采用单皮带夹持输送，其中上方为夹紧装置悬浮状态，工作时保证对加工物料的压紧。为了防止物料的打滑，我们在皮带的上方设有弹簧对压力进行调整，实现传动过程不打滑。如图2-2所示。41.切刀2.压土豆轮3.压土豆辊4土豆5.输送带6.辊筒图2-2多功能土豆加工机械夹紧装置示意图第三节设计方案的选择及论证不同的食用要求对被切碎物料的规格和质量各不相同。因此，为达到需要，对切削的工艺要求是：（1）切割省力，耗用功率少；（2）加工质量好；（3）适合加工切割成不同的几何形状和大小的成品；（4）有效的送料，解决耗用大量劳动力的问题。土豆切丝机不仅仅适用于土豆的切丝，还广泛适用于其它各种蔬菜和水果等。如叶菜类如大白菜、菠菜等，块根类如胡萝卜、马铃薯等，上述物料的加工处理过程，将其切成一定形状或丝状，我们把这类机械统称为蔬菜切碎机，即加工机。盘刀式加工机的特点式动刀片刃口线的运动轨迹是一个垂直于回转轴的上的共同点是类似球形，椭圆形，圆柱形和不规则形状，他们都要经过尺寸减少圆形平面。物料由输送带传送，切割部分安装在回转轴的圆盘上。这类加工机的通用性广，切割质量更好，生产效率高，刀片拆卸和安装方便，自动化程度较高。此设计方案中的刀具是完全按照手工切菜的方法安装的有横刀和竖刀在形态。第四节切削部分的设计土豆以及其它蔬菜最好形状相对类似，这样切出来的效果更好。所以要求土5豆切丝机（1）切割副必须配合合理（2）刀具具有一定的强度和高度（3）喂入口配置合理（4）道具具有互换性，通过刀具的简单更换，满足加工各种不同规格形状土豆的要求，以达到质量要求。(a)动刀片结构参数（b）动刀片安装角（c）切割副1.动刀片2.动刀片图2-3刀片结构参数6第三章动力机构的设计及电动机的选择目前最常用的主要是交流电动机，它可分为两种：1.三相异步电动机。2.单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理起先，形成一个闭合的笼型绕组。定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。综上分析可知，三相异步电动机的基本工作原理是：三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场。转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流。转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转矩，驱使电动机转子转动。经查阅手册及相关资料，只要刀盘轴转矩满足T〉5N.m，即可满足一般蔬菜的切削。由于刀盘太快了反而不好，不能保证质量，初步拟定转速450r/min，取转矩T=15N.m''·9550'npT（3－1）WkWTp707707.09550''（3－2）由于功率不大，为了使用方便，选用单相电动机，额定电压是220V的。查阅机械课程设计手册，可选用小功率异步电动机YC系列。该系列的特点是单相电容起动，起动力矩大，起动电流小，适用于满载起动的机械。这样在进行蔬菜切削时完全可以将蔬菜放进料斗以后在开动机器。根据功率和转速，由机械设计课程设计手册查出的电动机型号有以下两种传动比选择方案符合，如下表据机械设计课程设计手册可知有：7表3-1电动机的类型方案电动机型号额定功率/W电压/V转速minr电动机质量kg传动装置传动比1YC90L475022014002332YC90S27502202800226综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量以及传动比。采用V带传动，采用第一种方案，设计V带传动比为3即可，不必另外安装减速器。故采用第一种方案。因此选定电动机的型号是YC90L4。该电动机的主要外型和安装尺寸如下表3-2：表3-2电动机主要外形尺寸中心高外形尺寸安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸90310×190×175100×1401050×248其主要外形安装尺寸如图3-1图3-1电动机主要外形安装尺寸根据转速初步确定传动比为i=3，电动机功率pd=750w,电动机输出转矩8MNnpTddd