蔬菜清洗机的设计

1目录第一章课题分析..................................................21．1蔬菜清洗目的........................................................21．2清洗工艺及设备设计的要求............................................2第二章方案的设计................................................32．1概述................................................................32．2机械结构的设计......................................................32．2．1初步估算功率.....................................................32．2．2减速器的选择.....................................................42．2．3传动机构的设计计算...............................................42．2．4张紧机构的设计...................................................72．2．5缸体的设计.......................................................82．3辅助设备的选择......................................................82．3．1泵的选择.........................................................82．3．2轴承的选择.......................................................92．3．3滚动轴承座的选择................................................10第三章超声波清洗机.............................................103.1超声波和气泡清洗蔬菜的机理探讨......................................103．1．1超声波清洗蔬菜的机理............................................103．1．2气泡清洗蔬菜的机理..............................................113.2清洗工艺参数的确定..................................................113．2．1蔬菜清洗试验机的设计............................................113．2．2超声波对蔬菜清洗效果的影响......................................113.3蔬菜清洗机结构设计..................................................12第四章清洗废水的处理...........................................13设计感言........................................................14参考文献........................................................142第一章课题分析1．1蔬菜清洗目的一般数来,对蔬菜清洗的目的主要有以下两个：1．除去蔬菜原料表面沾染的泥沙、杂质蔬菜原料在其生长、成熟、采摘、贮存、运输过程中，历经时间长，历经工序多，不可避免地会沾染泥沙、杂质等异物，特别是来自地下的果实，如土豆、红薯等，更是不可避免地与泥土相粘连。这些泥土、杂质的存在,将会对产品的加工质量带来极为不利的影响，所以必须将这些泥沙、杂质的洗涤除去。1．去原料表面沾染的农药和微生物蔬菜原料在生长过程中，为了控制病虫害，常常对蔬菜要喷射一些农药，这些农药的存在会有损于人体健康。另外，蔬菜表面也会或多或少地沾染各种微生物，这些微生物有可能危害蔬菜原料和人体健康，因此必须将其除去。蔬菜原料清洗目的是去除蔬菜原料中一切不符合作业要求的物质，尤其是微生物。在清洗前，正常的蔬菜原料表面上的微生物数量在10000-100000000个/g之间，某些蔬菜，由于往往粘附着泥土，微生物数量还要高得多。通过正确的清洗工艺，蔬菜原料的微生物数量会降低到初始数量的2.5-5%左右。1．2清洗工艺及设备设计的要求在选择清洗工艺及设备，必须考虑清洗要求达到的洗净程度。对不同洗净程度要求的清洗应选择不同的清洗工艺和设备。洗净程度要求越高，清洗成本也越高，而且生产成本是以几何级数递增的。在设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：1.可靠性要求选用的清洗工艺及设备有稳定的清洗质量，能达到所要求的洗净程度；2.对待清洗对象的影响要求在清洗过程中对待清洗对象造成的损伤尽可能小，并且不能对待清洗对象产生新的二次污染；3.利于自然环境的保护要求清洗工艺及设备能够防止或尽可能减少清洗废液、噪声、废气等对自然环境造成的破坏；34.效率要求清洗工艺及设备具有效率高、节约劳动力的特点；5.良好的作业环境要求所用的清洗工艺及设备能保持良好的作业环境，使工人的健康和安全得到保证；6.经济性要求采用既能达到洗净程度要求，成本又低的清洗工艺及要求。食品加工原料在其成熟阶段以及运输、贮藏过程中常常受尘埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必须认真清洗，并清除杂物及不合格部分，以便后道工序加工。第二章方案的设计2．1概述针对叶状类蔬菜的特点，确定清洗机的工艺流程为浸泡清洗（预处理）---喷淋清洗---超声波清洗---出菜，根据小组的分工我们主要侧重喷淋式清洗机的设计。在浸泡清洗段主要是对蔬菜进行浸泡，为粘附于蔬菜表面上的污物进行初步清洗，并对较难分离的杂质进行浸泡,使泥沙杂质在水的浸泡变得松脱，以利于在以后清洗过程当中容易冲洗。在接下来的阶段开始进行喷淋式清洗，在这一阶段中，蔬菜通过不锈钢丝编织网传送带传送，由上下两排喷头进行冲洗，起清洗作用的主要是上面的一排喷头，下面的喷头主要是靠水的压力使蔬菜处于一种层流状态，使蔬菜的各部位都能清洗到，从而达到比较好的清洗效果。根据喷射压力的不同，水喷射可以分为低压水喷射、中压水喷射、高压水喷射和超高压水喷射。在本清洗机中，由于清洗的对象是叶状类蔬菜，所以我们选择低压水喷射对蔬菜进行上下两个方向的冲洗，去除蔬菜表面的泥沙、微生物和部分残留农药，从而达到蔬菜清洗的目的。另外，我们还考虑了废水的处理问题，使清洗废水可以重复使用，尽可能大的节约资源。2．2机械结构的设计2．2．1初步估算功率若设计产量要达到每天清洗叶片类蔬菜2—3T。每天按8小时工作制计算，经过初步估算，初定传送带传输距离为3米，蔬菜在放进去到清洗完毕所经过的时间为3分钟，由此确定传送带的传送速度为1m/s。传动滚筒的功率：4P0=(K1×hL×v+K2×hL×Q±0.0273Q×H)3KK1---空载运行功率系数K1=0.0192hL---输送带水平投影长度hL=3mV---带速v=1m/sK2---物料水平运行功率系数K2=9.55×10-5Q---输送量(t/h)Q=0.4t/hK3---附加功率系数K3=2.8代入公式求得:P0=0.19kw电动机功率计算:P=K×P0/ηP=0.27kw取K=1.25η=0.882．2．2减速器的选择因为喷淋清洗机中传送带转速很慢，根据叶片类蔬菜自身的性质和特点，我们选择传动比较大的摆线针轮减速机。摆线针轮减速机适用范围：本标准分单级和两级。其中又分立式和卧式；双轴型和直联型。适用于冶金、矿山、建筑、化工、纺织、轻工等行业，其适用条件如下：输入功率P1：单级0.6—75kw；两级0.052—13.41kw；传动比i：单级11—87，共9种；两级121—7569，共18种；高速轴的转速不大于1500r/min,减速机可用于正反两向运转。根据前面的设计要求，输送带速度v=1m/min,故我们选用双级卧式摆线针轮减速器，型号为:BWY2215-35×17-0.34此减速器输出转速为2.5r/min，P=0.24kw2．2．3传动机构的设计计算常用的传动方式有链传动和带传动，在此我们选用链传动，链传动有以下一些优点:（1）没有滑动；5（2）工况相同时，传动尺寸比较紧凑；（3）不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；（4）效率较高；（5）能在温度较高以及湿度较大的环境中使用。1、已知:减速器的轴输出转速为2.5r/min，P=0.24kw,输出轴径d=55mm，因为工作载荷较平稳，所以链轮悬臂装于轴上。（1）链轮齿数：减速器轴上链轮齿数为Z1=21，从动轴链轮齿数为Z2=21。传动比i:i=Z1/Z2=1（2）转速：主动轴链轮转速n1=2.5r/min，从动链轮转速n2=2.5r/min（3）设计功率dP：dP≥aK×P/(zK×pK)dP=0.216kw式中：aK=1.0zK=1.11pK=1（4）链条节距P：由设计功率P0=0.216kw和主动轮链轮转速n1=2.5r/min在手册中查得节距P=12A，即19.05mm。（5）初定中心距a：暂取a=30P（6）链节数PL：212212()2pzzzzapLpzaPL=81取PL=80节（7）链实际中心距：22121221[()()8()]4222ppzzzzzzpaLL取a=562mm（8）链速：6v=1n×Z1×P/1000v=1m/min=0.017m/s与估算相符（9）有效拉力：F1=1000P/vF1=14117.6N（10）轴上载荷：FQ=1.2KAF1FQ=16941N取KA=1（11）润滑方式选定：根据滚子链节距P=19.05和链条的速度v=0.017m/s查图选用润滑方式为用油刷或油壶人工定期润滑。（12）链条标记：根据设计计算结果采用单排12A滚子链，节距为19.05mm，节数为80节。（13）链轮材料及热处理：材料为45钢，热处理渗碳、淬火、回火。齿面硬度为HRC50—60。表2-1滚子链的基本尺寸二、链轮几何尺寸计算（1）主动链轮孔径：hd=55mm＜maxhd=72mm（2）分度圆直径：01180sinpdzd=128mm（3）齿顶圆直径：0180(0.54c)adptgzad=137.3mm（4）齿根圆直径：链号节距P(mm)排距tP(mm)滚子直径(mm)12A19.0522.7811.917fd=d-rdfd=116.09mm（5）最大齿根距离：0180cotxLddrzxL=115.7mm（6）齿轮凸缘直径：0180cot1.040.76gdPhzgd＜107.52mm查表得：h=18.0（查《机械设计手册》上册表11-1）取gd=100mm根据《机械设计手册》可查得其他参数：倒角宽度：g=2.4mm倒角深度：h=9.5mm倒角圆弧半径：r=20.3mm圆角半径：maxr=0.5mm齿宽：b=11.7mm二、滚筒滚筒可以分为传动滚筒和该向滚筒。传动滚筒：传动滚筒是传递动力的主要部件，可以为钢制表面滚筒，包胶滚筒，一般为铸造或薄钢板卷制而成，在此用薄钢板卷制而成。改向滚筒：用于改变输送带的运行方向和增加输送带与传动滚筒间的围包角。根据实际情况，我们选择滚筒直径为120mm，具体尺寸见零件图。三、输送带输送带是输送装置中的曳引构件和承载构件，本清洗机中输送带采用特中不锈钢编织而成，