螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)【帶SolidWorks三維】【4張CAD圖紙-CAD無(wú)裝配圖+畢業(yè)論文+開(kāi)題報(bào)告+答辯稿+任務(wù)書(shū)】
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前 言
據(jù)調(diào)查，我國(guó)罐頭產(chǎn)量和出口量每年都以?xún)晌粩?shù)的增長(zhǎng)速度發(fā)展。進(jìn)行食品罐頭生產(chǎn)時(shí)，必須對(duì)食品原材料進(jìn)行預(yù)煮，因此水平螺旋預(yù)煮機(jī)是罐頭生產(chǎn)工藝中的一種重要設(shè)備，本課題要求對(duì)以蘑菇等果蔬原材料作為加工對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行預(yù)煮加工，因此本人對(duì)水平螺旋預(yù)煮機(jī)作了詳細(xì)設(shè)計(jì)。
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)是利用螺旋輸送原理實(shí)現(xiàn)果蔬連續(xù)預(yù)煮的設(shè)備。在工作過(guò)程中．果蔬原材料被連續(xù)地送到預(yù)煮機(jī)加料口后，便被預(yù)煮機(jī)中的螺旋推送到出料口。物料在預(yù)煮機(jī)中披浸在熱水或沸水中，以避免與空氣接觸產(chǎn)生褐變，同時(shí)獲得均勻—致的預(yù)煮效果。
本人首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及預(yù)煮技術(shù)對(duì)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇。在此基礎(chǔ)上,初步確定水平螺旋預(yù)煮機(jī)由動(dòng)力傳動(dòng)裝置、預(yù)煮裝置、螺旋輸送裝置、出料裝置與連接支撐裝置等幾部分組成。動(dòng)力裝置選擇了調(diào)速電機(jī)，減化了傳動(dòng)裝置，提高了設(shè)備效率；預(yù)煮裝置是由蒸汽管將熱量傳遞給筒體內(nèi)的水，完成預(yù)煮過(guò)程；螺旋輸送裝置是在滿(mǎn)足預(yù)煮的前提下確定螺旋的相關(guān)直徑與長(zhǎng)度，同時(shí)對(duì)螺旋軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證其能方便制造與安裝；出料裝置是保證預(yù)煮好的物料順利地從熱水中瀝出來(lái)并輸送出去；連接支撐裝置上，采用了螺旋軸孔與花鍵連接，花鍵可以緩解螺旋軸因受熱的軸向伸長(zhǎng)。
設(shè)計(jì)重點(diǎn)是螺旋輸送裝置和連接支撐裝置等。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中的電機(jī)、齒輪、軸的選擇、設(shè)計(jì)與校核也進(jìn)行了必要的設(shè)計(jì)說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：螺旋預(yù)煮機(jī)；螺旋輸送裝置；連接支撐裝置
目 錄
1引言 3
1.1課題背景 4
1.2課題的來(lái)源以及設(shè)計(jì)目標(biāo) 4
1.3研究對(duì)象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械 5
1.4水平式螺旋預(yù)煮機(jī) 5
1.5螺旋類(lèi)型的選擇 6
2總體方案的設(shè)計(jì) 7
2.1 螺旋輸送機(jī)配套設(shè)備的選用 7
2.2設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù) 7
2.3螺旋輸送機(jī)的布置形式 7
2.4主體尺寸的初步確定 8
2.5動(dòng)力傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)與確定行距 8
2.6 螺旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計(jì)與確定 9
3螺旋輸送裝置的設(shè)計(jì) 10
3.1螺旋輸送裝置的計(jì)算 10
3.2 電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算與選擇 12
3.3電動(dòng)機(jī)選擇 12
3.4總傳動(dòng)比 13
3.5 合理分配傳動(dòng)比 13
3.6 螺旋軸撓度計(jì)算 13
3.7螺旋軸強(qiáng)度校核計(jì) 15
3.8聯(lián)軸器的選擇 15
3.9設(shè)備總體重量的計(jì)算和支架的確定 16
總結(jié) 17
致 謝 18
參考文獻(xiàn) 19
1引言
1.1課題背景
隨著我國(guó)發(fā)展，我國(guó)罐頭產(chǎn)量和出口量每年現(xiàn)在都會(huì)以?xún)晌粩?shù)的增長(zhǎng)的速度持續(xù)發(fā)展。同時(shí)出產(chǎn)商品也在日益增加，我國(guó)出口罐頭140萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)17%，出口額10.4億美元，同比增長(zhǎng)24.5%。到目前2011年，我國(guó)罐頭出口量逐漸靠近350萬(wàn)噸，出口額大概能28億美元，超過(guò)食品行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國(guó)產(chǎn)的一些罐頭品種已經(jīng)在國(guó)際市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，如橘子罐頭占據(jù)世界產(chǎn)量的75%，占國(guó)際貿(mào)易量的80%以上；蘑菇罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的65%；蘆筍罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的70%；番茄醬產(chǎn)量位居世界第三，但生產(chǎn)能力為世界第二；中國(guó)特色的紅燒肉罐頭、鯪魚(yú)罐頭為世界獨(dú)有，深受東南亞消費(fèi)者的青睞。
螺旋式預(yù)煮機(jī)在我國(guó)罐頭廠(chǎng)用得較多，其最大的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，和其他形式的預(yù)煮機(jī)比較，在同等生產(chǎn)能力時(shí)，其外行尺寸比較小，占地面積小，提高了車(chē)間的利用率。整個(gè)機(jī)器只有螺旋是動(dòng)的部分，而這部分的設(shè)計(jì)和制造都比較方便和成熟。轉(zhuǎn)速不高，運(yùn)行很平穩(wěn)。因部件損壞而停產(chǎn)修理的情況不多。同時(shí)實(shí)現(xiàn)全機(jī)自動(dòng)控制比較容易?，F(xiàn)在我國(guó)比較先進(jìn)的螺旋預(yù)煮機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了溫度、酸度、加料、預(yù)煮時(shí)間和回水等的功能，目前還在逐漸實(shí)現(xiàn)更多的功能。因此在中大型的罐頭廠(chǎng)都有使用，現(xiàn)在呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢(shì)。
1.2課題的來(lái)源以及設(shè)計(jì)目標(biāo)
在歐洲和日本以及中國(guó)，螺旋預(yù)煮機(jī)的到廣泛應(yīng)用，另外荷蘭和英國(guó)都有定型產(chǎn)品出售。我國(guó)隨著科技的發(fā)展也產(chǎn)生出了自己的螺旋預(yù)煮機(jī)，設(shè)計(jì)了供青豆、蠶豆、馬蹄、桃子以及蘆筍預(yù)煮用的螺旋預(yù)煮機(jī)，后經(jīng)改型設(shè)計(jì)后已作為定型產(chǎn)品生產(chǎn)，并在罐頭廠(chǎng)普遍推廣使用。螺旋預(yù)煮機(jī)也可以煮蘑菇食品等。
預(yù)煮的目的：
(1)破壞原料中的多酚氧化酶，保持原料在加工過(guò)程中不變顏色。
(2)排除原料中部分水份，減小原料的體積，使原料具有柔軟性,方便裝罐工序的
操作。
(3) 排除原料組織內(nèi)的空氣,提高成品的真空度。
(4) 破壞物科的原生質(zhì)，在榨汁時(shí)提高出汁率。
本課題要求根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)出一臺(tái)螺旋預(yù)煮機(jī)設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、通用性強(qiáng)。解決螺旋預(yù)煮機(jī)總體方案構(gòu)思、螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),螺旋預(yù)煮機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選型等問(wèn)題。對(duì)螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，作出裝配圖及技術(shù)說(shuō)明。
主要研究的內(nèi)容：
①物料供給及排出系統(tǒng):分別向螺旋預(yù)煮機(jī)添加備煮物料和將煮熟的物料排出。
②執(zhí)行系統(tǒng)：由螺旋葉片等相關(guān)部件構(gòu)成。從進(jìn)料口來(lái)的備煮物料，在螺旋的推動(dòng)下，在滾筒內(nèi)被加溫煮熟。
③動(dòng)力系統(tǒng)：包括電動(dòng)機(jī)、螺旋軸。螺旋軸貫穿整個(gè)動(dòng)力過(guò)程，將動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件，使之實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。
④控制系統(tǒng): 控制預(yù)煮過(guò)程中水量、水溫、預(yù)煮時(shí)間及其它。
⑤機(jī)身：主要由機(jī)架構(gòu)成，用來(lái)支撐和固定有關(guān)零件，保持其工作時(shí)要求的相對(duì)位置。
1.3研究對(duì)象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械
設(shè)計(jì)一套螺旋預(yù)煮機(jī)，該機(jī)器不僅能滿(mǎn)足自動(dòng)式進(jìn)料和出料而且能保證完成對(duì)蘑菇的預(yù)煮過(guò)程等一套設(shè)備。設(shè)計(jì)設(shè)備主要有三部分組成，第一部分是螺旋輸送機(jī)部分，其主要功能和作用是對(duì)物料進(jìn)行輸送處理；第二部分就是預(yù)煮過(guò)程，其主要功能和作用是通過(guò)蒸汽加熱法把物料進(jìn)行預(yù)煮處理；第三部分是冷卻過(guò)程，其主要功能和作用是將預(yù)煮過(guò)的物料冷卻。
螺旋式預(yù)煮機(jī)的型式可以分為：水平式和傾斜式。
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)主要由筒體、螺旋、傳動(dòng)裝置、出料裝置和蒸汽分布管組成。裝有篩網(wǎng)的水平螺旋預(yù)煮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以防止物料在傳送過(guò)程中被夾在葉片和篩網(wǎng)之間所造成的破損，同時(shí)還可以避免螺旋與筒體之間的摩擦，缺點(diǎn)是需要設(shè)計(jì)一個(gè)卸料轉(zhuǎn)斗，在將煮熟的物料輸送至出料卸槽的同時(shí)，還需保證筒體的密封性，給設(shè)計(jì)時(shí)增添一些難度。
采用傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī)
傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī)結(jié)構(gòu)與水平式相當(dāng)，只是筒體安裝時(shí)與地面形成一個(gè)角度。和水平式螺旋預(yù)煮機(jī)相比，傾斜式不需設(shè)計(jì)安裝卸料轉(zhuǎn)斗，螺旋旋轉(zhuǎn)輸送物料過(guò)程中，會(huì)將煮熟的物料輸送至筒體較高位置，逐漸脫離水面，物料在經(jīng)過(guò)冷卻以后就到達(dá)出料卸槽。而且與水平螺旋預(yù)煮機(jī)比較，傾斜式可以節(jié)省水蒸汽和檸檬酸的消量，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的安裝不方便，若電動(dòng)機(jī)安裝在筒體的出料口一端，可以減小安裝難度，卻會(huì)對(duì)筒體產(chǎn)生壓迫，使螺旋軸產(chǎn)生變形；若安裝在進(jìn)料口一端，通過(guò)聯(lián)軸器傳遞動(dòng)力，則安裝時(shí)讓電動(dòng)機(jī)主軸線(xiàn)與輸送機(jī)螺旋軸線(xiàn)在同一直線(xiàn)上會(huì)給安裝帶來(lái)難度。
總 結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)螺旋預(yù)煮機(jī)的分析和了解，在查閱了相關(guān)文獻(xiàn)以及觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上，對(duì)螺旋預(yù)煮機(jī)的方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)螺旋預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)比較長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)，螺旋預(yù)煮機(jī)通過(guò)電動(dòng)機(jī)，螺旋輸送裝置，減速器等主要部分組成，由輸送裝置運(yùn)輸，然后由后序工序進(jìn)行蒸煮來(lái)完成目的。
我對(duì)螺旋預(yù)煮機(jī)要做一些改進(jìn)，我們要明確螺旋預(yù)煮機(jī)是由三個(gè)部分組成的。一部分是螺旋輸送裝置，其主要功能和作用是對(duì)食品進(jìn)行輸送傳遞；第二個(gè)部分就是預(yù)煮加熱的過(guò)程，通過(guò)蒸汽加熱處理；第三部是冷卻過(guò)程，是將預(yù)煮過(guò)的物料進(jìn)行冷卻。確定好各零部件以后，我們進(jìn)行總體的方案設(shè)計(jì)，要提到螺旋預(yù)煮機(jī)的型號(hào)，因?yàn)槊總€(gè)型號(hào)作用不同。然后根據(jù)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)；我們要在總體方案里面把布置形式、主體尺寸、總體結(jié)構(gòu)布局都要一一確定。然后就是螺旋軸，螺旋軸的連接方式也要確定下來(lái)?？傮w方案已經(jīng)確定，我們要進(jìn)行各個(gè)零部件的計(jì)算；在此，我查閱了多方資料與書(shū)本，首先將螺旋輸送裝置，電動(dòng)機(jī)，減速器等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出。然后對(duì)螺旋軸進(jìn)行直徑，撓度，還有強(qiáng)度校核的計(jì)算。聯(lián)軸器作為連接點(diǎn)要進(jìn)行正確的選擇。因?yàn)楦邷貢?huì)產(chǎn)生變形，所以我們要考慮高溫下軸的變化情況。計(jì)算完各個(gè)零部件數(shù)據(jù)以后，我們要對(duì)螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，要考慮到密封，不銹鋼等焊接的問(wèn)題，選材也是一個(gè)重要的問(wèn)題。螺旋預(yù)煮機(jī)的保養(yǎng)，能夠增加機(jī)器的使用壽命，提高效率。這也是一個(gè)不可或缺的重點(diǎn)。
這些整體部分設(shè)計(jì)完成以后，要考慮出轉(zhuǎn)料斗的設(shè)計(jì)方案，出轉(zhuǎn)料斗作為裝設(shè)在料斗(或料倉(cāng))下部等處，進(jìn)料量不易控制時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)超載和物料堵塞現(xiàn)象，甚至?xí)p壞驅(qū)動(dòng)裝置，因此須在螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口裝設(shè)剛性葉輪喂料器等均勻供料裝置，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。
致 謝
時(shí)光荏苒，長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)在已基本完成。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師。從選題到開(kāi)題再到這個(gè)學(xué)期的完成，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都包含著劉老師的心血。為了能使我們更好的完成本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師花了好多時(shí)間來(lái)為我們來(lái)指導(dǎo)。在進(jìn)行螺旋軸的設(shè)計(jì)及其他相關(guān)零件的選型的時(shí)候遇到很多問(wèn)題自己一時(shí)難以解決，后來(lái)在劉老師的耐心指導(dǎo)下，最終確定了現(xiàn)在的螺旋軸連接方案，并幫我將螺旋預(yù)煮機(jī)的外形也確定了下來(lái)。到了設(shè)計(jì)后期，基本上是每?jī)扇炀鸵?jiàn)一次面，老師犧牲自己寶貴的休息時(shí)間來(lái)給我們指導(dǎo)，給我們指出設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷和錯(cuò)誤，使我們的設(shè)計(jì)一步步的完善起來(lái)。有時(shí)遇到了難題，老師會(huì)耐心的給我們講解，使我們盡快的擺脫設(shè)計(jì)誤區(qū)，使設(shè)計(jì)順利地進(jìn)行下去。這所有的一切都多虧了我們的劉老師，在這里我真心的感謝您，老師您辛苦了！其次，我要感謝的是和我一組的同學(xué)們還有我的室友們，他們也在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我很大的幫助。最后感謝全院為學(xué)生默默的奉獻(xiàn)的老師！在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束的現(xiàn)在，我要再一次感謝他們，謝謝你們給我的幫助和支持！
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畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 課題內(nèi)容 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 它由進(jìn)料口、篩筒、螺旋、蒸汽系統(tǒng)、預(yù)煮機(jī)、出料轉(zhuǎn)斗、斜槽等部分組成。原料在螺旋的推動(dòng)下，在預(yù)煮機(jī)中行進(jìn)，達(dá)到預(yù)煮目的，最后通過(guò)斜槽送入冷卻水槽中冷卻。 1、適用于黃桃類(lèi)罐頭的預(yù)煮； 2、臥式型式、螺旋式結(jié)構(gòu)、低速運(yùn)轉(zhuǎn)，可使物料根據(jù)進(jìn)放的先后自動(dòng)有序輸出，能使物料預(yù)煮時(shí)間基本恒定 ; 3、物料出口設(shè)在側(cè)上部，便于連線(xiàn)配套； 4、不銹鋼制造，拋光處理，減少污染，美觀并能確保衛(wèi)生質(zhì)量； 5、溫度可任意設(shè)定，自動(dòng)控制；另外可以根據(jù)廠(chǎng)家要求配上網(wǎng)籃提升機(jī)減少人工 ,整機(jī)大方美觀 ,得到廣大有戶(hù)認(rèn)可 . 該機(jī)是蔬菜脫水前處理生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)物料進(jìn)行預(yù)煮、殺青、殺菌的主要設(shè)備。配套供應(yīng)帶式自動(dòng)提升機(jī)、水冷卻槽，自動(dòng)進(jìn)出料，預(yù)煮時(shí)間由變頻調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速。預(yù)煮溫度由數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀配套電動(dòng)執(zhí)行器（微電腦控制）實(shí)行自動(dòng)控溫，解決了電磁閥經(jīng)常損壞延誤生產(chǎn)的問(wèn)題，相對(duì)比節(jié)汽 15%，降低了生產(chǎn)成本。 擬定工作進(jìn)度（ 以周為單位） 第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。 第二周：專(zhuān)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，并制定總體方案。 第三周到第九周：設(shè)計(jì)螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置的三維實(shí)體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第十周：對(duì)螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第十一周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問(wèn)題。 第十二周：編寫(xiě)答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第十三周：調(diào)整心態(tài)。 第十四周：答辯 。 主要參考文獻(xiàn) 學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 課題名稱(chēng) 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) [1]萬(wàn)新，佟霞，王彥明 我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r 2010、 [2]王勇亮 斗槽式果品連續(xù)預(yù)煮機(jī)的設(shè)計(jì)。 山西省食品工業(yè)研究所。 [3]楊金英 王劍平 低糖果脯加工技術(shù)及其設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀 。 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院 2003 [4]張三川 ,郭洪 ,姚建銓等 J〕 2001, (3): 9～ 11. [5]張佳林 ,耿勇 J〕 2002,(1): 43～ 46. [6]張三川 J〕 1998, 30: 27～ 29. [7]陳光南 J〕 1996,(4): 155～ 158. [8]虞鋼 M〕 冶金工業(yè)出版社 , 2002.