螺旋式連續(xù)預(yù)煮機的設(shè)計【帶SolidWorks三維】【4張CAD圖紙-CAD無裝配圖+畢業(yè)論文+開題報告+答辯稿+任務(wù)書】

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19頁 8700字數(shù)+論文說明書【詳情如下】

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前 言

據(jù)調(diào)查，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年都以兩位數(shù)的增長速度發(fā)展。進行食品罐頭生產(chǎn)時，必須對食品原材料進行預(yù)煮，因此水平螺旋預(yù)煮機是罐頭生產(chǎn)工藝中的一種重要設(shè)備，本課題要求對以蘑菇等果蔬原材料作為加工對象，對其進行預(yù)煮加工，因此本人對水平螺旋預(yù)煮機作了詳細設(shè)計。

水平式螺旋預(yù)煮機是利用螺旋輸送原理實現(xiàn)果蔬連續(xù)預(yù)煮的設(shè)備。在工作過程中．果蔬原材料被連續(xù)地送到預(yù)煮機加料口后，便被預(yù)煮機中的螺旋推送到出料口。物料在預(yù)煮機中披浸在熱水或沸水中，以避免與空氣接觸產(chǎn)生褐變，同時獲得均勻—致的預(yù)煮效果。

本人首先根據(jù)設(shè)計要求以及預(yù)煮技術(shù)對各個執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)進行選擇。在此基礎(chǔ)上,初步確定水平螺旋預(yù)煮機由動力傳動裝置、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。動力裝置選擇了調(diào)速電機，減化了傳動裝置，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)煮過程；螺旋輸送裝置是在滿足預(yù)煮的前提下確定螺旋的相關(guān)直徑與長度，同時對螺旋軸進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，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。

設(shè)計重點是螺旋輸送裝置和連接支撐裝置等。傳動裝置的設(shè)計中的電機、齒輪、軸的選擇、設(shè)計與校核也進行了必要的設(shè)計說明。

關(guān)鍵詞：螺旋預(yù)煮機；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課題的來源以及設(shè)計目標 4

1.3研究對象及選擇相應(yīng)主體機械 5

1.4水平式螺旋預(yù)煮機 5

1.5螺旋類型的選擇 6

2總體方案的設(shè)計 7

2.1 螺旋輸送機配套設(shè)備的選用 7

2.2設(shè)計主要技術(shù)參數(shù) 7

2.3螺旋輸送機的布置形式 7

2.4主體尺寸的初步確定 8

2.5動力傳動方案設(shè)計與確定行距 8

2.6 螺旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計與確定 9

3螺旋輸送裝置的設(shè)計 10

3.1螺旋輸送裝置的計算 10

3.2 電動機的功率計算與選擇 12

3.3電動機選擇 12

3.4總傳動比 13

3.5 合理分配傳動比 13

3.6 螺旋軸撓度計算 13

3.7螺旋軸強度校核計 15

3.8聯(lián)軸器的選擇 15

3.9設(shè)備總體重量的計算和支架的確定 16

總結(jié) 17

致 謝 18

參考文獻 19

1引言

1.1課題背景

隨著我國發(fā)展，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年現(xiàn)在都會以兩位數(shù)的增長的速度持續(xù)發(fā)展。同時出產(chǎn)商品也在日益增加，我國出口罐頭140萬噸，同比增長17%，出口額10.4億美元，同比增長24.5%。到目前2011年，我國罐頭出口量逐漸靠近350萬噸，出口額大概能28億美元，超過食品行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國產(chǎn)的一些罐頭品種已經(jīng)在國際市場占據(jù)絕對優(yōu)勢，如橘子罐頭占據(jù)世界產(chǎn)量的75%，占國際貿(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；中國特色的紅燒肉罐頭、鯪魚罐頭為世界獨有，深受東南亞消費者的青睞。

螺旋式預(yù)煮機在我國罐頭廠用得較多，其最大的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，和其他形式的預(yù)煮機比較，在同等生產(chǎn)能力時，其外行尺寸比較小，占地面積小，提高了車間的利用率。整個機器只有螺旋是動的部分，而這部分的設(shè)計和制造都比較方便和成熟。轉(zhuǎn)速不高，運行很平穩(wěn)。因部件損壞而停產(chǎn)修理的情況不多。同時實現(xiàn)全機自動控制比較容易?，F(xiàn)在我國比較先進的螺旋預(yù)煮機已經(jīng)實現(xiàn)了溫度、酸度、加料、預(yù)煮時間和回水等的功能，目前還在逐漸實現(xiàn)更多的功能。因此在中大型的罐頭廠都有使用，現(xiàn)在呈現(xiàn)擴大的趨勢。

1.2課題的來源以及設(shè)計目標

在歐洲和日本以及中國，螺旋預(yù)煮機的到廣泛應(yīng)用，另外荷蘭和英國都有定型產(chǎn)品出售。我國隨著科技的發(fā)展也產(chǎn)生出了自己的螺旋預(yù)煮機，設(shè)計了供青豆、蠶豆、馬蹄、桃子以及蘆筍預(yù)煮用的螺旋預(yù)煮機，后經(jīng)改型設(shè)計后已作為定型產(chǎn)品生產(chǎn)，并在罐頭廠普遍推廣使用。螺旋預(yù)煮機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)計出一臺螺旋預(yù)煮機設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通用性強。解決螺旋預(yù)煮機總體方案構(gòu)思、螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,螺旋預(yù)煮機傳動系統(tǒng)的選型等問題。對螺旋預(yù)煮機進行技術(shù)設(shè)計，作出裝配圖及技術(shù)說明。

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。從進料口來的備煮物料，在螺旋的推動下，在滾筒內(nèi)被加溫煮熟。

③動力系統(tǒng)：包括電動機、螺旋軸。螺旋軸貫穿整個動力過程，將動力系統(tǒng)的動力與運動傳遞給執(zhí)行機構(gòu)和控制元件，使之實現(xiàn)預(yù)定動作。

④控制系統(tǒng): 控制預(yù)煮過程中水量、水溫、預(yù)煮時間及其它。

⑤機身：主要由機架構(gòu)成，用來支撐和固定有關(guān)零件，保持其工作時要求的相對位置。

1.3研究對象及選擇相應(yīng)主體機械

設(shè)計一套螺旋預(yù)煮機，該機器不僅能滿足自動式進料和出料而且能保證完成對蘑菇的預(yù)煮過程等一套設(shè)備。設(shè)計設(shè)備主要有三部分組成，第一部分是螺旋輸送機部分，其主要功能和作用是對物料進行輸送處理；第二部分就是預(yù)煮過程，其主要功能和作用是通過蒸汽加熱法把物料進行預(yù)煮處理；第三部分是冷卻過程，其主要功能和作用是將預(yù)煮過的物料冷卻。

螺旋式預(yù)煮機的型式可以分為：水平式和傾斜式。

水平式螺旋預(yù)煮機

水平式螺旋預(yù)煮機主要由筒體、螺旋、傳動裝置、出料裝置和蒸汽分布管組成。裝有篩網(wǎng)的水平螺旋預(yù)煮機的優(yōu)點是可以防止物料在傳送過程中被夾在葉片和篩網(wǎng)之間所造成的破損，同時還可以避免螺旋與筒體之間的摩擦，缺點是需要設(shè)計一個卸料轉(zhuǎn)斗，在將煮熟的物料輸送至出料卸槽的同時，還需保證筒體的密封性，給設(shè)計時增添一些難度。

采用傾斜式螺旋預(yù)煮機

傾斜式螺旋預(yù)煮機結(jié)構(gòu)與水平式相當，只是筒體安裝時與地面形成一個角度。和水平式螺旋預(yù)煮機相比，傾斜式不需設(shè)計安裝卸料轉(zhuǎn)斗，螺旋旋轉(zhuǎn)輸送物料過程中，會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)過冷卻以后就到達出料卸槽。而且與水平螺旋預(yù)煮機比較，傾斜式可以節(jié)省水蒸汽和檸檬酸的消量，造價比較低。缺點是電動機的安裝不方便，若電動機安裝在筒體的出料口一端，可以減小安裝難度，卻會對筒體產(chǎn)生壓迫，使螺旋軸產(chǎn)生變形；若安裝在進料口一端，通過聯(lián)軸器傳遞動力，則安裝時讓電動機主軸線與輸送機螺旋軸線在同一直線上會給安裝帶來難度。

總 結(jié)

本次畢業(yè)設(shè)計是通過對螺旋預(yù)煮機的分析和了解，在查閱了相關(guān)文獻以及觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上，對螺旋預(yù)煮機的方案進行了設(shè)計螺旋預(yù)煮機的設(shè)計是一個比較長時間的任務(wù)，螺旋預(yù)煮機通過電動機，螺旋輸送裝置，減速器等主要部分組成，由輸送裝置運輸，然后由后序工序進行蒸煮來完成目的。

我對螺旋預(yù)煮機要做一些改進，我們要明確螺旋預(yù)煮機是由三個部分組成的。一部分是螺旋輸送裝置，其主要功能和作用是對食品進行輸送傳遞；第二個部分就是預(yù)煮加熱的過程，通過蒸汽加熱處理；第三部是冷卻過程，是將預(yù)煮過的物料進行冷卻。確定好各零部件以后，我們進行總體的方案設(shè)計，要提到螺旋預(yù)煮機的型號，因為每個型號作用不同。然后根據(jù)任務(wù)書設(shè)計主要設(shè)計參數(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?？傮w方案已經(jīng)確定，我們要進行各個零部件的計算；在此，我查閱了多方資料與書本，首先將螺旋輸送裝置，電動機，減速器等參數(shù)進行計算得出。然后對螺旋軸進行直徑，撓度，還有強度校核的計算。聯(lián)軸器作為連接點要進行正確的選擇。因為高溫會產(chǎn)生變形，所以我們要考慮高溫下軸的變化情況。計算完各個零部件數(shù)據(jù)以后，我們要對螺旋預(yù)煮機進行進行保養(yǎng)與維護，要考慮到密封，不銹鋼等焊接的問題，選材也是一個重要的問題。螺旋預(yù)煮機的保養(yǎng)，能夠增加機器的使用壽命，提高效率。這也是一個不可或缺的重點。

這些整體部分設(shè)計完成以后，要考慮出轉(zhuǎn)料斗的設(shè)計方案，出轉(zhuǎn)料斗作為裝設(shè)在料斗(或料倉)下部等處，進料量不易控制時，可能會出現(xiàn)超載和物料堵塞現(xiàn)象，甚至?xí)p壞驅(qū)動裝置，因此須在螺旋輸送機進料口裝設(shè)剛性葉輪喂料器等均勻供料裝置，以保證設(shè)備的安全運行。

致 謝

    時光荏苒，長達幾個月時間的畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)在已基本完成。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師。從選題到開題再到這個學(xué)期的完成，我的畢業(yè)設(shè)計的每個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，老師花了好多時間來為我們來指導(dǎo)。在進行螺旋軸的設(shè)計及其他相關(guān)零件的選型的時候遇到很多問題自己一時難以解決，后來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)煮機的外形也確定了下來。到了設(shè)計后期，基本上是每兩三天就見一次面，老師犧牲自己寶貴的休息時間來給我們指導(dǎo)，給我們指出設(shè)計過程中出現(xiàn)的缺陷和錯誤，使我們的設(shè)計一步步的完善起來。有時遇到了難題，老師會耐心的給我們講解，使我們盡快的擺脫設(shè)計誤區(qū)，使設(shè)計順利地進行下去。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，他們也在整個畢業(yè)設(shè)計過程中給了我很大的幫助。最后感謝全院為學(xué)生默默的奉獻的老師！在畢業(yè)設(shè)計即將結(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！

參考文獻

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畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 課題內(nèi)容 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機 它由進料口、篩筒、螺旋、蒸汽系統(tǒng)、預(yù)煮機、出料轉(zhuǎn)斗、斜槽等部分組成。原料在螺旋的推動下，在預(yù)煮機中行進，達到預(yù)煮目的，最后通過斜槽送入冷卻水槽中冷卻。 1、適用于黃桃類罐頭的預(yù)煮； 2、臥式型式、螺旋式結(jié)構(gòu)、低速運轉(zhuǎn)，可使物料根據(jù)進放的先后自動有序輸出，能使物料預(yù)煮時間基本恒定 ; 3、物料出口設(shè)在側(cè)上部，便于連線配套； 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，自動控制；另外可以根據(jù)廠家要求配上網(wǎng)籃提升機減少人工 ,整機大方美觀 ,得到廣大有戶認可 . 該機是蔬菜脫水前處理生產(chǎn)線對物料進行預(yù)煮、殺青、殺菌的主要設(shè)備。配套供應(yīng)帶式自動提升機、水冷卻槽，自動進出料，預(yù)煮時間由變頻調(diào)速電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩無級調(diào)速。預(yù)煮溫度由數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀配套電動執(zhí)行器（微電腦控制）實行自動控溫，解決了電磁閥經(jīng)常損壞延誤生產(chǎn)的問題，相對比節(jié)汽 15%，降低了生產(chǎn)成本。 擬定工作進度（ 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：專寫開題報告，并制定總體方案。 第三周到第九周：設(shè)計螺旋式連續(xù)預(yù)煮機實驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第十周：對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機進行機構(gòu)設(shè)計。 第十一周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十二周：編寫答辯提綱，準備答辯。 第十三周：調(diào)整心態(tài)。 第十四周：答辯 。 主要參考文獻 學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 課題名稱 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機的設(shè)計 起止時間 指導(dǎo)教師 職稱 [1]萬新，佟霞，王彥明 我國農(nóng)副產(chǎn)品加工機械發(fā)展狀況 2010、 [2]王勇亮 斗槽式果品連續(xù)預(yù)煮機的設(shè)計。 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. 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)教師 起止時間 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 一、本題來源及研究的目的和意義 課題的來源：自選題 研究的目的 1、 農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè) 是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)性和保障 民生 的重要支柱產(chǎn)業(yè)。 2、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè) 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度 高、涉及面廣、吸納就業(yè)能力強、勞動技術(shù)密集，在服務(wù) “ 三農(nóng) ” 、壯大 縣域經(jīng)濟 、促進就業(yè)、 擴大內(nèi)需 、增加出口、保障營養(yǎng)健康與質(zhì)量安全等方面發(fā)揮重要作用。 3、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的風向標和建設(shè) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 的重要環(huán)節(jié)，是促進農(nóng)民就業(yè)增收的重要途徑和建設(shè) 社會主義新農(nóng)村 的重要支撐，是滿足城鄉(xiāng)居民生活需求的重要保證。 究的意義 這種煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，進料、欲煮溫度和時間及用水等操作能自動控制，在國內(nèi)外大中型罐頭廠廣泛應(yīng)用。機體內(nèi)的零部件和與物料接觸部件均采用不銹鋼材料制造，符合食品衛(wèi)生要求。 現(xiàn)在果脯工業(yè)除了要求保持傳統(tǒng)的果脯豐滿度、透明度、光澤性和色澤外，還要求保存其營養(yǎng)成分、風味物質(zhì)和色素等。傳統(tǒng)的果脯加工設(shè)備已經(jīng)不能完全滿足生產(chǎn)與消費的要求。一些果蔬加工中的先進技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到果脯加工業(yè)中。因此了解我國現(xiàn)階段果脯工業(yè)在技術(shù)和設(shè)備上的現(xiàn)狀 ,有利于把理論研究成果與實際工作更緊密地 的結(jié)合起來。 二、本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機是連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備。螺旋式連續(xù)預(yù)煮機生產(chǎn)能力大 ,結(jié)構(gòu)緊湊。是國外很多果蔬加工企業(yè)采用的預(yù)煮機 ,在我國果脯中一般在國有大型企業(yè)和外資企業(yè)中有采用。其他預(yù)處理設(shè)備如機械去皮設(shè)備 (拋甩擦皮機、堿液去皮機、摩擦去皮機等 )、機械切分設(shè)備 (如削皮機、切條機等 )、漂燙槽、硫化槽、硬化槽、清洗機在目前果脯加工中也普遍應(yīng)用。 三、本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 究的主要問題 傳統(tǒng)的煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)不夠緊湊，站地面積過大，不能夠自動控制預(yù)煮溫度 和時間及用水等。該設(shè)計由殼體，篩筒，螺旋，蓋和卸料裝置等組成。篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，蒸汽從進氣管通過電磁閥分幾路從殼體底部進入機內(nèi)直接對水加熱。中心軸由電機和變速裝置傳動。從溢水口，溢出的水用泵送到存儲槽內(nèi)，在回流到預(yù)煮機中使用。作業(yè)時物料經(jīng)過進料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，物料在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。預(yù)煮時間由螺旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，蓋由提升裝置開啟。這種煮制設(shè)備的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，進料，預(yù)煮溫度和時間及用水等操作能自動控制。 決思路 （ 1）篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，保證蒸汽能從進水管通過電磁閥分幾路從殼體底部機內(nèi)直接對水加熱。 （ 2）中心軸由電機和變速裝置傳動，從溢水口溢出的水用泵送到儲存 槽內(nèi)。在回流到預(yù)煮機中使用 （ 3）作業(yè)時物料經(jīng)過進料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，無聊在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。 （ 4）保證機器的安全性能。 四、完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 （ 1）查閱有點資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料，設(shè)計殼體，篩筒，螺旋，蓋和卸料裝置等組成。 （ 2）設(shè)計完各零部件后，進行裝配組合，試驗設(shè)計的可靠性。 （ 3）運用 件，繪制三維零件圖和裝配圖。 （ 4）運用三維 設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。 五、工作方案及進度計劃 預(yù)煮機總體機架。 3 繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要 嚙 合達到合適效果。 4 組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進。 工作進度 第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。 第二周：專寫開題報告，并制 定總體方案。 第三周到第九周：設(shè)計螺旋式連續(xù)預(yù)煮機實驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第十周：對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機進行機構(gòu)設(shè)計。 第十一周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十二周：編寫答辯提綱，準備答辯。 第十三周：調(diào)整心態(tài)。 第十四周：答辯。 六、參考文獻 [1]萬新，佟霞，王彥明 我國農(nóng)副產(chǎn)品加工機械發(fā)展狀況 2010、 [2]王勇亮 斗槽式果品連續(xù)預(yù)煮機的設(shè)計。 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. 學(xué)生簽名 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 開題報告答辯 指導(dǎo)教師： 班級： 學(xué)生： 學(xué)號： 一、研究的目的及意義 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 三、研究的主要問題 四、解決思路 五、設(shè)計產(chǎn)品的介紹 六、本設(shè)計的主要側(cè)重點 七、工作進度 研究的目的及意義 研究的目的 1、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)性和保障民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)。 2、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、涉及面廣、吸納就業(yè)能力強、勞勱技術(shù)密集，在服務(wù)“三農(nóng)”、壯大縣域經(jīng)濟、促迚就業(yè)、擴大內(nèi)需、增加出口、保障營養(yǎng)健康與質(zhì)量安全等方面發(fā)揮重要作用。 3、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的風向標和建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)，是促迚農(nóng)民就業(yè)增收的重要途徑和建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要支撐，是滿足城鄉(xiāng)居民生活需求的重要保證。 研究的目的及意義 研究的意義 這種煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，迚料、欲煮溫度和時間及用水等操作能自勱控制，在國內(nèi)外大中型罐頭廠廣泛應(yīng)用。機體內(nèi)的零部件和與物料接觸部件均采用不銹鋼材料制造，符合食品衛(wèi)生要求。 現(xiàn)在果脯工業(yè)除了要求保持傳統(tǒng)的果脯豐滿度、透明度、光澤性和色澤外，還要求保存其營養(yǎng)成分、風味物質(zhì)和色素等。傳統(tǒng)的果脯加工設(shè)備已經(jīng)不能完全滿足生產(chǎn)與消費的要求。一些果蔬加工中的先迚技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到果脯加工業(yè)中。因此了解我國現(xiàn)階段果脯工業(yè)在技術(shù)和設(shè)備上的現(xiàn)狀 ,有利于把理論研究成果與實際工作更緊密地的結(jié)合起來。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機是連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備。螺旋式連續(xù)預(yù)煮機生產(chǎn)能力大 ,結(jié)構(gòu)緊湊。是國外很多果蔬加工企業(yè)采用的預(yù)煮機 ,在我國果脯中一般在國有大型企業(yè)和外資企業(yè)中有采用。其他預(yù)處理設(shè)備如機械去皮設(shè)備 (拋甩擦皮機、堿液去皮機、摩擦去皮機等 )、機械切分設(shè)備 (如削皮機、切條機等 )、漂燙槽、硫化槽、硬化槽、清洗機在目前果脯加工中也普遍應(yīng)用。 研究的主要問題 傳統(tǒng)的煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)不夠緊湊，站地面積過大，不能夠自勱控制預(yù)煮溫度和時間及用水等。該設(shè)計由殼體，篩筒，螺旋，蓋和卸料裝置等組成。篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，蒸汽從迚氣管通過電磁閥分幾路從殼體底部迚入機內(nèi)直接對水加熱。中心軸由電機和變速裝置傳勱。從溢水口，溢出的水用泵送到存儲槽內(nèi)，在回流到預(yù)煮機中使用。作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，物料在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。預(yù)煮時間由螺旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，蓋由提升裝置開啟。這種煮制設(shè)備的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，迚料，預(yù)煮溫度和時間及用水等操作能自勱控制。 解決思路 （ 1）篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，保證蒸汽能從迚水管通過電磁閥分幾路從殼體底部機內(nèi)直接對水加熱。 （ 2）中心軸由電機和變速裝置傳勱，從溢水口溢出的水用泵送到儲存 槽內(nèi)。在回流到預(yù)煮機中使用 （ 3）作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，無聊在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。 （ 4）保證機器的安全性能。 設(shè)計產(chǎn)品的介紹 該設(shè)計由殼體 8，篩筒 5，螺旋 4，蓋和卸料裝置等組成。篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，蒸汽從迚氣管通過電磁閥分幾路從殼體底部迚入機內(nèi)直接對水加熱。中心軸由電機和變速裝置傳勱。從溢水口，溢出的水用泵送到存儲槽內(nèi)，在回流到預(yù)煮機中使用。作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口 2落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗 10中卸出，物料在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。預(yù)煮時間由螺旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，蓋由提升裝置開啟。 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機產(chǎn)品 設(shè)計的主要側(cè)重點 【 1】對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機與傳統(tǒng)的煮制設(shè)備迚行性能對比 【 2】對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機的性能迚行測試 【 3】對我國農(nóng)產(chǎn)品加工對國民經(jīng)濟發(fā)展迚行分析 工作進度 第一周： 查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。 第二周： 專寫開題報告，并制定總體方案。 第三周到第九周： 設(shè)計螺旋式連續(xù)預(yù)煮機實驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第十周： 對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機進行機構(gòu)設(shè)計。 第十一周： 撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十二周： 編寫答辯提綱，準備答辯。 第十三周： 調(diào)整心態(tài)。 第十四周： 答辯。 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機 學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)老師 日 期 屆畢業(yè)設(shè)計 前 言 據(jù)調(diào)查，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年都以兩位數(shù)的增長速度發(fā)展。進行食品罐頭生產(chǎn)時，必須對食品原材料進行預(yù)煮，因此水平螺旋預(yù)煮機是罐頭生產(chǎn)工藝中的一種重要設(shè)備，本課題要求對以蘑菇等果蔬原材料作為加工對象，對其進行預(yù)煮加 工，因此本人對水平螺旋預(yù)煮機作了詳細設(shè)計。 水平式螺旋預(yù)煮機是利用螺旋輸送原理實現(xiàn)果蔬連續(xù)預(yù)煮的設(shè)備。在工作過程中．果蔬原材料被連續(xù)地送到預(yù)煮機加料口后，便被預(yù)煮機中的螺旋推送到出料口。物料在預(yù)煮機中披浸在熱水或沸水中，以避免與空氣接觸產(chǎn)生褐變，同時獲得均勻 — 致的預(yù)煮效果。 本人首先根據(jù)設(shè)計要求以及預(yù)煮技術(shù)對各個執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)進行選擇。在此基礎(chǔ)上 ,初步確定水平螺旋預(yù)煮機由動力傳動裝置、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。動力裝置選擇了調(diào)速電機，減化了傳動裝置，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)煮過程；螺旋輸送裝置是在滿足預(yù)煮的前提下確定螺旋的相關(guān)直徑與長度，同時對螺旋軸進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，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。 設(shè)計重點是螺旋輸送裝置和連接支撐裝置等。傳動裝置的設(shè)計中的電機、齒輪、軸的選擇、設(shè)計與校核也進行了必要的設(shè)計說明。 關(guān)鍵詞 ：螺旋預(yù)煮機；螺旋輸送裝置；連接支撐裝置 目 錄 1 引言 .............................................................................................................................................................. 1 題背景 ........................................................................................................................................... 1 題的來源以及設(shè)計目標 ............................................................................................................... 1 究對象及選擇相應(yīng)主體機械 ....................................................................................................... 2 平式螺旋預(yù)煮機 ........................................................................................................................... 2 旋類型的選擇 ............................................................................................................................... 3 2總體方案的設(shè)計 .......................................................................................................................................... 4 旋輸送機配套設(shè)備的選用 .......................................................................................................... 4 計主要技術(shù)參數(shù) ........................................................................................................................... 4 旋輸送機的布置形式 ................................................................................................................... 4 體尺寸的初步確定 ....................................................................................................................... 5 力傳動方案設(shè)計與確定行距 ....................................................................................................... 5 旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計與確定 ...................................................................................... 6 3 螺旋輸送裝置的設(shè)計 .................................................................................................................................. 7 旋輸送裝置的計算 ....................................................................................................................... 7 動機的功率計算與選擇 .............................................................................................................. 9 動機選擇 ....................................................................................................................................... 9 傳動比 ......................................................................................................................................... 10 理分配傳動比 ............................................................................................................................ 10 旋軸撓度計算 ............................................................................................................................ 10 旋軸強度校核計 ......................................................................................................................... 12 軸器的選擇 ................................................................................................................................. 12 備總體重量的計算和支架的確定 ............................................................................................. 13 總結(jié) ............................................................................................................................................................... 14 致 謝 ............................................................................................................................................................. 15 參考文獻 ....................................................................................................................................................... 16 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 1 1 引言 隨著我國發(fā)展，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年現(xiàn)在都會以兩位數(shù)的增長的速度持續(xù)發(fā)展。同時出產(chǎn)商品也在日益增加，我國出口罐頭 140 萬噸，同比增長 17%，出口額 美元，同比增長 到目前 2011 年，我國罐頭出口量逐漸靠近 350 萬噸，出口額大概能 28 億美元，超過食品 行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國產(chǎn)的一些罐頭品種已經(jīng)在國際市場占據(jù)絕對優(yōu)勢，如橘子罐頭占據(jù)世界產(chǎn)量的 75%，占國際貿(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；中國特色的紅燒肉罐頭、鯪魚罐頭為世界獨有，深受東南亞消費者的青睞。 螺旋式預(yù)煮機在我國罐頭廠用得較多，其最大的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，和其他形式的預(yù)煮機比較，在同等生產(chǎn)能力時，其外行尺寸比較小，占地面積小，提高了車間的利用率。整個機器只有螺旋是動的部分，而這部分的設(shè)計和制造都比較 方便和成熟。轉(zhuǎn)速不高，運行很平穩(wěn)。因部件損壞而停產(chǎn)修理的情況不多。同時實現(xiàn)全機自動控制比較容易?，F(xiàn)在我國比較先進的螺旋預(yù)煮機已經(jīng)實現(xiàn)了溫度、酸度、加料、預(yù)煮時間和回水等的功能，目前還在逐漸實現(xiàn)更多的功能。因此在中大型的罐頭廠都有使用，現(xiàn)在呈現(xiàn)擴大的趨勢。 在歐洲和日本以及中國，螺旋預(yù)煮機的到廣泛應(yīng)用，另外荷蘭和英國都有定型產(chǎn)品出售。我國隨著科技的發(fā)展也產(chǎn)生出了自己的螺旋預(yù)煮機，設(shè)計了供青豆、蠶豆、馬蹄、桃子以及蘆筍預(yù)煮用的螺旋預(yù)煮機，后經(jīng)改型設(shè)計后已作為定型產(chǎn)品生產(chǎn)，并在罐頭廠 普遍推廣使用。螺旋預(yù)煮機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)計出一臺螺旋預(yù)煮機設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通用性強。解決螺旋預(yù)煮機總體方案構(gòu)思、螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ,螺旋預(yù)煮機傳動系統(tǒng)的選型等問題。對螺旋預(yù)煮機進行技術(shù)設(shè)計，作出裝配圖及技 術(shù)說明。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 2 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。從進料口來的備煮物料，在螺旋的推動下，在滾筒內(nèi)被加溫煮熟。 ③動力系統(tǒng) ： 包括電動機、螺旋軸。螺旋軸貫穿整個動力過程，將動力系統(tǒng)的動力與運動傳遞給執(zhí)行機構(gòu)和控制元件，使之實現(xiàn)預(yù)定動作。 ④控制系統(tǒng) : 控制預(yù)煮過程中水量、水溫、預(yù)煮時間及其它。 ⑤機身 ： 主要由機架構(gòu)成，用來支撐和固定有關(guān)零件 ， 保持其工作時要求的相對位置。 設(shè)計一套螺旋預(yù)煮機， 該機器不僅能滿足自動式進料和出料而且能保證完成對蘑菇的預(yù)煮過程等一套設(shè)備。設(shè)計設(shè)備主要有三部分組成，第一部分是螺旋輸送機部分，其主要功能和作用是對物料進行輸送處理；第二部分就是預(yù)煮過程，其主要功能和作用是通過蒸汽加熱法把物料進行預(yù)煮處理；第三部分是冷卻過程，其主要功能和作用是將預(yù)煮過的物料冷卻。 螺旋式預(yù)煮機的型式可以分為：水平式和傾斜式。 水平式螺旋預(yù)煮機 水平式螺旋預(yù)煮機主要由筒體、螺旋、傳動裝置、出料裝置和蒸汽分布管組成。裝有篩網(wǎng)的水平螺旋預(yù)煮機的優(yōu)點是可以防止物料在傳送過程中被夾在葉片和篩網(wǎng)之間所造 成的破損，同時還可以避免螺旋與筒體之間的摩擦，缺點是需要設(shè)計一個卸料轉(zhuǎn)斗，在將煮熟的物料輸送至出料卸槽的同時，還需保證筒體的密封性，給設(shè)計時增添一些難度。 采用傾斜式螺旋預(yù)煮機 傾斜式螺旋預(yù)煮機結(jié)構(gòu)與水平式相當，只是筒體安裝時與地面形成一個角度。和水平式螺旋預(yù)煮機相比，傾斜式不需設(shè)計安裝卸料轉(zhuǎn)斗，螺旋旋轉(zhuǎn)輸送物料過程中，會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)過冷卻以后就到達出料卸槽。而且與水平螺旋預(yù)煮機比較，傾斜式可以節(jié)省水蒸汽和檸檬酸的消量，造價比較低。缺點是電動機的安裝不方便，若電動機 安裝在筒體的出料口一端，可以減小安裝難度，卻會對筒體產(chǎn)生壓迫，使螺旋軸產(chǎn)生變形；若安裝在進料口一端，通過聯(lián)軸器傳遞動力，則安裝時讓電動機主軸線與輸送機螺旋軸線在同一直線上會給安裝帶來難度。 水平螺旋預(yù)煮機全機由機架、筒體、螺旋和傳動裝置組成。物料從進料口連續(xù)地進入筒體內(nèi)，大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 3 并浸沒與高溫水中，筒底的兩排蒸汽管將蒸汽導(dǎo)入筒內(nèi)以加熱水和物料。物料在被螺旋輸送過程中逐漸升溫。在出料口設(shè)有淋水器可對物料急冷，在蒸煮過程中物料脫水和蒸汽冷凝會使筒內(nèi)水量增加，當筒內(nèi)水面超過進料端法蘭出的溢流口時，水 便從溢流管排除。筒體可以進行適當?shù)恼{(diào)整根據(jù)不同物料進行調(diào)整，為螺旋葉片與筒體之間安裝有篩網(wǎng)，葉片與篩網(wǎng)、篩網(wǎng)與筒體之間的間隙保持在 3— 5裝篩網(wǎng)后，螺旋葉片與筒體之間沒有接觸，可以延長筒體的使用壽命，而且篩網(wǎng)的更換也比較方便。 旋類型的選擇 螺旋可以是右旋或左旋的，單線、雙線或三線的，一般可以作為單線的使用。螺旋葉片形狀可分為實體、帶式、葉片式和成型等四種 ， 如圖 示。 (1)實體式 (2)帶式 (3)葉片式 (4)成型式 圖 旋葉片形狀圖 當運送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r， 可以采用實體螺旋，可以說是最常用的型式。運送塊狀的或粘滯性的物料時，宜選擇帶式螺旋。當運送韌性和可壓縮性的物料時，宜采用葉片式或成型的螺旋，這兩種螺旋往往在運送物料的同時，還可以對物料進行攪拌，揉捏及混合等工藝操作。 螺旋葉片一般都是由厚 4— 8 毫米的薄鋼板沖壓而成的，可以互相焊接或鉚接到軸上。在一根螺旋軸上，有時可以 — 半右旋的，一半是左旋的。這樣可將物科同時從中間輸送到兩端或從兩端輸送到中間，根據(jù)任務(wù)要求進行設(shè)計。 根據(jù)蘑菇的形狀及以上的螺旋葉片選用原則，本次設(shè)計采用帶式螺旋葉片。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 4 2 總體方案的設(shè)計 旋輸送機配套設(shè)備的選用 (1)根據(jù)輸送物料的特性選用。即對粉狀、粒狀、小塊狀物料當水平或傾斜輸送（ ?20?? ）時，可選普通螺旋輸送機，對大塊、高溫及流體物料可選用螺旋管輸送機；對粉狀、細粒狀物料垂直提升時，可選用垂直螺旋輸送機。 (2)普通螺旋輸送機不適宜輸送易爆的、易燃的、有毒的或有腐蝕性的物料。必要時要與制造廠協(xié)商，采用專門的安全措施。 (3)對輸送要求嚴格的食用物料 (如葡萄糖等 )， 螺旋輸送機的機殼、螺旋體、軸承座等與物料接觸的部件，需采用不銹鋼、銅等材料制成，若 內(nèi)部軸承采用潤滑油潤滑方式，必須采取良好的密封措施以防止對食物的污染。 (4)由于螺旋輸送機的機殼是采用固定安裝的所以在環(huán)境溫差較大地區(qū)，又或者輸送物科溫度較高、輸送距離較長時，要采取措施，防止機殼會因為溫度變化伸縮而損壞沒備。在平常情況可在機殼法蘭間加較厚的石棉墊，借以調(diào)節(jié)機殼的伸縮，也可以將機殼浮動支承在底座上，使機殼可以在底座上自由滑動從而調(diào)節(jié)其伸縮。 (5)螺旋管輸送機驅(qū)動裝置不能采用三角帶或鏈條傳動來驅(qū)動螺旋軸，以避免軸端在徑向力作用下，產(chǎn)生懸臂載荷，使整個機體脫離托輪。 煮食品：蘑菇等其它果品蔬菜 生產(chǎn)能力： 2500 公斤 /小時 螺旋葉片直徑 ( 700 預(yù)煮時間 (2大水溫： 100℃ 螺旋輸送設(shè)備需根據(jù)使用要求及生產(chǎn)場地不同，進行合理的布置。在布置時，須留有通道 ,以及適當?shù)目臻g位置，以便于加油、維修安裝等。 布置形式原則 ： 在布置一臺水平安裝的螺旋輸送機時，如果有條件允許更好將驅(qū)動裝置安放在出料端的位置，可以將驅(qū)動裝置及出料口裝在頭節(jié)（有止推軸承）時較為合理，因為螺旋管正是受拉狀態(tài)。同時各大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 5 個螺旋節(jié)（頭節(jié)、中節(jié)、尾節(jié)）的布置 次序可以遵循按螺旋節(jié)長度依次排列和把一樣規(guī)格的螺旋節(jié)排列在一起的原則，這樣將會給設(shè)計、制造和訂貨得出很大的便宜。 根據(jù)本次的設(shè)計，螺旋輸送設(shè)備的進、出料口采用如圖 置型式。 圖 旋輸送機的進、出料口布置形式 參考普通螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)尺寸，由設(shè)計參數(shù)中要求 輸送能力是 螺旋葉片直徑為 700片與筒體之間會安裝一個篩筒，以保證蘑菇在預(yù)煮過程中往出料口移動，所以初步確定筒徑為 718 為了使整體重量一定，初步取筒的 壁厚為 5 由設(shè)計中要求，該機安裝位置位于水平式螺旋輸送機下部，進料端與水平螺旋輸送機出料端相接，因預(yù)煮的出料只有一端，為了便于減少占地面積，選擇一端進料，一端出料的結(jié)構(gòu)形式。電動機的位置在進料端。 水平式螺旋預(yù)煮機由螺旋本體、預(yù)煮筒體及驅(qū)動裝置三大部分組成；螺旋機體由頭部軸承、尾部軸承、機殼、蓋板及底座等組成；驅(qū)動裝置由電動機、減速器、聯(lián)軸器及底座所組成。 螺旋預(yù)煮機的驅(qū)動裝置由電動機、減速器及聯(lián)軸器結(jié)合減速器型號可依據(jù)選定的電動機功率及螺旋預(yù)煮機與電動機轉(zhuǎn)速比確定 。當螺旋輸送機輸送物科量比較穩(wěn)定時，可以選擇齒輪減速電動機與螺旋輸送機借由聯(lián)軸器，直接傳動，從而使結(jié)構(gòu)緊湊占地較少，運行較為可靠。筒之間是以法蘭連接的，通過法蘭再與底座的連接。兩者之間靠螺栓緊固?？傮w結(jié)構(gòu)圖 示： 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 6 圖 旋輸送機的總體結(jié)構(gòu)布局 為了使設(shè)備比較牢固，整個底座安裝在幾個鋼架上。由于鋼與鋼的摩擦因數(shù)小，為防止筒體與鋼架發(fā)生滑移，可以在支撐架與筒體的接觸面粘一層軟木。由文獻《機械設(shè)計手冊》 ]2[ 表 18 頁）有：鋼 — 鋼的摩擦因數(shù)在無潤滑 的時候為 軟木 — 在相同的負重下，滑移的可能性更小。 由于初步設(shè)計螺旋輸送機的主體部分的長度為 如果就兩端有支架的話，對于一個很長的螺旋軸和筒體來說變形肯定很嚴重，彎曲變形不光影響到輸送機正常的工作，嚴重時還能導(dǎo)致機體的斷裂，因此中間必須設(shè)有支架支撐。 旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計與確定 由于設(shè)計的要求的需要，螺旋軸的軸徑比較大，如果把螺旋軸做成實心的，對于好幾米長的軸來說，彎曲變形肯定比較大這是其一；其二就是重量大，則對要求軸承和支架要求也高；其三就是成本高。所以在滿足設(shè)計要求下，可以把螺旋軸做長空心軸。其結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 心螺旋軸 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 7 3 螺旋輸送裝置的設(shè)計 由文獻《食品工廠機械與設(shè)備》 ]1[ 式 4螺旋式預(yù)煮機的生產(chǎn)能力計算公式： ?????? 2 15460 ??? （ 3 式中： G — 生產(chǎn)能力，已知 2.5 ； D — 螺旋直徑（ m）； S — 螺距（ m）； n — 螺旋轉(zhuǎn)速（ r/ ? — 物料堆積密度，查文獻《蘑菇預(yù)煮機的設(shè)計及計算》 ]3[ 有 ； ? — 填充系數(shù)，見文獻《食品工廠機械與設(shè)備》 ]1[ 表 1 ； 先確定 n 值，如用于蘑菇，大約以 3~1 r/宜，然后確定 S 與 D 的比值，一般采用 n=3r/S/D= 3/1 （ 3 代入已知參數(shù)可得圓整為標準直徑， 取 D= 則 S = ? 式中： C — 傾角系數(shù)，見文獻《食品工廠機械與設(shè)備》 ]1[ 表 1 1?C 此 ? 值正好在推薦值范圍內(nèi)，故最后確定 D=S= 因此導(dǎo)程 =螺距 =文獻《螺旋輸送機輸送機理及其主要參數(shù)的確定》 ]4[ ，螺旋長度 ?0? （ 3 式中 : n —— 螺旋軸轉(zhuǎn)速； ? —— 滑動系數(shù)，取 ； 代入已知參數(shù)可得 ?????? ? （ 3 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 8 因此進行取整，取 L=4m。 物料在運移中的有害阻力決定于運動 阻力系數(shù)的值0?，設(shè)有害阻力為 則 （ 3 為克服有害阻力所消耗的功率為 00 ? P ???（ 3 式中 : G —— 生產(chǎn)能力（ ） L —— 螺旋輸送機運移距離（ m ） ? v —— 物料運移速度 （ m /s） ;/67.0 物料在水平運移過程中的功率消耗功率應(yīng)為： ?? （ 3 式中 ? —— 傳動效率，取 不同類型的輸送裝置有不同的平均阻力系數(shù)0?，有時彼此相差很多。此外，大多數(shù)類型的輸送裝置的阻力系數(shù)與其生產(chǎn)能力、結(jié)構(gòu)、物料種類、使用條件等有關(guān)。其0?值可從十分之幾甚至百分之幾到 3~4 或再大些。因此必須進行大量的實驗和測定工作，才能比較準確的選用0?值。目前一般是根據(jù)有利條件下輸送或不利條件下輸送來選取0?值的。在有利條件下，0?可以在 圍內(nèi)選取；在不利條件下 0?＝ 煮機中的物料運移是在水中進行的，阻力較大，建議采用 0?＝ 學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 9 螺旋輸送機軸所需功率為： ?? ?? （ 3 計算得： 動機的功率計算與選擇 由文獻《食品工廠機械與設(shè)備》 ]1[ 式 1 ?總電 （ 3 式中 :電K—— 功率備用系數(shù)，由文獻《運輸機械設(shè)計選用與標準實用手冊》 ]5[ 查 得 K； ? —— 驅(qū)動裝置總效率，由文獻《運輸機械設(shè)計選用與標準實用手冊》 ]5[ 即有： )(4 0 0 ??? ? 總電 動機選擇 根據(jù)糧食部門對螺旋輸送機的使用測量結(jié)果，實際軸功率要比理論計算功率大 4~3 倍。有時還會遇到滿載起動的情況，也要求增大裝機功率 。所以實際的功率為： )( ???實 （ 3 因為預(yù)煮的蔬菜不止蘑菇，如需預(yù)煮其他果品，可以通過調(diào)速電機，來調(diào)節(jié)螺旋軸的轉(zhuǎn)速，使預(yù)煮的其他果品也能在相應(yīng)的時間里煮熟，這樣就提高了該類型機器的使用效率，也可以提高經(jīng)濟效益。 綜合其用途和特點，本設(shè)計選用電磁調(diào)速異步電動機，由前面計算的功率 )(實 并由文獻《機械設(shè)計手冊》 ]2[ 表 16出：選擇 較合理，額定功率為 定轉(zhuǎn)矩 N? ，調(diào)速范圍 25~1250 r ，基本符合題目所需的要求。 。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 10 傳動比 由文獻《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 ]6[ 公式 14動裝置的總傳動比： 總（ 3 式中 : 電動機的滿載 轉(zhuǎn)速 工作機主軸轉(zhuǎn)速 可得： 1503450 ???3 理分配傳動比 因為 150?總i，由文獻《機械設(shè)計實用手冊》 ]7[ 得知選擇 二級減速器是最佳的選擇。 傳動裝置的實際 傳動比要由選定的齒速或標準帶輪直徑準確計算，因而與要求的傳動比可能有誤差。一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與要求轉(zhuǎn)速的相對誤差為 +（ 3~5） %。 所以電動機與螺旋軸之間初步選定用 二級減速器。 根據(jù)文獻《機械設(shè)計實用手冊》 ]7[ 由于其減速器的傳動比有 150??總減 出了 旋軸撓度計算 由于螺旋傾角為 ?0 ，校核時可忽略。可取螺旋軸是由兩段 2m 長的軸組成，所以校核的時候只需校核一根軸即可。 將螺旋軸的重力視為均布載荷，查文獻《材料力學(xué)》 ]9[ 得撓度的計算公式： 8454m ?（ 3 最大撓度 式中： q —— 均布載荷； l —— 軸長； E —— 軸材料彈性模量； I —— 慣性積。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 11 由文獻《材料力學(xué)》 ]9[ 有 q 計算公式 : ? （ 3 式中： 21 ? ； 1m —— 螺旋葉片質(zhì)量； 2m —— 軸質(zhì)量。 估算螺旋葉片重量： 由于螺旋葉片大多是由厚 4— 8 毫米的薄鋼板沖壓而成的，然后互相焊接或鉚接到軸上，在此取螺旋葉片厚 4 毫米。螺旋葉片可看做是一系列被切開的圓環(huán)聯(lián)接而成，軸長除以螺距可得螺旋葉片節(jié)數(shù)，一節(jié)即一個圓環(huán)，則葉片質(zhì)量為： ) 221 ??????? ? （ 3 計算軸質(zhì)量： 0 02)0 2 3 222 ????? ? 一根螺旋軸總質(zhì)量： ; ???? 8 4 02 101 6 8 ??? （ 3 軸材料選用耐熱不銹鋼，牌號為 1文獻《中國機械設(shè)計大典》 ]10[ 表 12彈性模量為 206 由文獻《材料力學(xué)》 ]9[ 例 ： )(32 414 ? ? （ 3 慣性積 I： 644 2 ????? ?I 則螺旋軸撓度 0 0 2 4 28 4 053 8 45 96 44m a x ????? ?????? ? （ 3 所以設(shè)計的軸符合要求。而軸與篩桶之間的距離為 2m。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 12 旋軸強度校核計 由文獻《機械設(shè)計》 [8] 式 12 ][)()2(4)( 12222 ?????? ???? W （ 3 根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)有： ????? （ 3 對于空心軸 W 有： )1(3 ??? 其中 1?? ， d 為外徑其尺寸為 92 1d 為內(nèi)徑其尺寸為 計算得 : 34343 147 5 90])9244(1[(2.0 ?????? ? （ 3 所以得： M P 90 )129 8 8001(129 8 800)( 2222 ?????? ?? （ 3 螺旋葉片與筒體之間單邊間隙保持在 3— 5取 4所以筒體的內(nèi)徑為 708不銹鋼筒體厚 5因此筒體的外徑為 718 軸器的選擇 減速器與螺旋軸可以通過聯(lián)軸器聯(lián)接。 軸器是凸緣聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)簡單，成本較 低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，連接性較好。因此在此進行選用。由文獻《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 ]6[ 表 16選出 由于溫度變化會引起物體的膨脹或收縮，考慮到螺旋軸很長，且溫度也較高，所以必須計算出溫度升高時軸的伸長量，從而設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)，保證在溫度變化的情況下，不會引起軸內(nèi)力的增加，不會使軸發(fā)生彎曲。 由文獻《材料力學(xué)》 ]9[ 查得，當溫度變化為 T? 時，軸的 溫度變形（伸長）應(yīng)為： ?? ? （ 3 所以螺旋軸在溫度升高到 C?100 左右的情況下，軸向升長約為 了保證工作時軸能正常的工作，所以軸在軸向固定時必須有 右的收縮余量。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 13 備總體重量的計算和支架的確定 粗略計算出整個設(shè)備重量 m （不包括電機和減速器） m =螺旋輸送機重量 +水重量 +物料重量 螺旋輸送機重量由螺旋軸質(zhì)量、螺旋葉片質(zhì)量和筒體質(zhì)量組成。 筒體質(zhì)量： 3 07 9 0 064 )7 0 221 ????? ? （ 3 所以整個設(shè)備重量 m 為： m =（ 530+336） +500+250=1616總共設(shè)計四個支撐點，所以每個支撐點必須保證至少能承受 550壓力。 由文獻《機械設(shè)計手冊》 ]2[ 圖 18臥式容器的鞍式支座 ,由表 18得滿足要求。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 14 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是通過對螺旋預(yù)煮機的分析和了解，在查閱了相關(guān)文獻以及觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上，對螺旋預(yù)煮機的方案進行了設(shè)計 螺旋預(yù)煮機的設(shè)計是一個比較長時間的任務(wù)，螺旋預(yù)煮機通過電動機，螺旋輸送裝置，減速器等主要部分組成，由輸送裝置運輸，然后由后序工序進行蒸煮來完成目的。 我對螺旋預(yù)煮機要做一些改進，我們要明確螺旋預(yù)煮機是由 三個部分組成的。一部分是螺旋輸送裝置，其主要功能和作用是對食品進行輸送傳遞；第二個部分就是預(yù)煮加熱的過程，通過蒸汽加熱處理；第三部是冷卻過程，是將預(yù)煮過的物料進行冷卻。確定好各零部件以后，我們進行總體的方案設(shè)計，要提到螺旋預(yù)煮機的型號，因為每個型號作用不同。然后根據(jù)任務(wù)書設(shè)計主要設(shè)計參數(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?？傮w方案已經(jīng)確定，我們要進行各個零部件的計算；在此，我查閱了多方資料與書本，首先將螺旋輸送裝置，電動機，減速 器等參數(shù)進行計算得出。然后對螺旋軸進行直徑，撓度，還有強度校核的計算。聯(lián)軸器作為連接點要進行正確的選擇。因為高溫會產(chǎn)生變形，所以我們要考慮高溫下軸的變化情況。計算完各個零部件數(shù)據(jù)以后，我們要對螺旋預(yù)煮機進行進行保養(yǎng)與維護，要考慮到密封，不銹鋼等焊接的問題，選材也是一個重要的問題。螺旋預(yù)煮機的保養(yǎng)，能夠增加機器的使用壽命，提高效率。這也是一個不可或缺的重點。 這些整體部分設(shè)計完成以后，要考慮出轉(zhuǎn)料斗的設(shè)計方案，出轉(zhuǎn)料斗作為裝設(shè)在料斗 (或料倉 )下部等處，進料量不易控制時，可能會出現(xiàn)超載和物料堵塞現(xiàn)象，甚至?xí)p壞 驅(qū)動裝置，因此須在螺旋輸送機進料口裝設(shè)剛性葉輪喂料器等均勻供料裝置，以保證設(shè)備的安全運行。 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 15 致 謝 時光荏苒，長達幾個月時間的畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)在已基本完成。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師。從選題到開題再到這個學(xué)期的完成，我的畢業(yè)設(shè)計的每個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，老師花了好多時間來為我們來指導(dǎo)。在進行螺旋軸的設(shè)計及其他相關(guān)零件的選型的時候遇到很多問題自己一時難以解決，后來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)煮機的外形也確定了下來 。到了設(shè)計后期，基本上是每兩三天就見一次面，老師犧牲自己寶貴的休息時間來給我們指導(dǎo)，給我們指出設(shè)計過程中出現(xiàn)的缺陷和錯誤，使我們的設(shè)計一步步的完善起來。有時遇到了難題，老師會耐心的給我們講解，使我們盡快的擺脫設(shè)計誤區(qū)，使設(shè)計順利地進行下去。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，他們也在整個畢業(yè)設(shè)計過程中給了我很大的幫助。最后感謝全院為學(xué)生默默的奉獻的老師！在畢業(yè)設(shè)計即將結(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！ 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 16 參考文獻 [1] 無錫輕工業(yè)學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院 M]工業(yè)出版社， 1981 [2] 成大先 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 [3] 漆仲如．蘑菇預(yù)煮機的設(shè)計及計算 [J]．農(nóng)機與食品機械， 1999， 4： 5 [4] 黃石茂．螺旋輸送機輸送機理及其主要參數(shù)的確定 [J]．廣東造紙， 1998， 3： 29 [5] 運輸機械設(shè)計選用與標準實用手冊編輯委員會 . 運輸機械設(shè)計選用與標準實用手冊 [M]. 安徽：安徽文化出版社， 1999 [6] 吳宗澤，羅圣國 M]，第二版 . 北京：高等教育出版社， 1999 [7] 雷天覺，吳宗澤 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2003 [8] 銀金光，劉揚 M]華大學(xué)出版社， 2012 [9] 劉鴻文 M]等教育出版社， 2005 [10] 中國機械工程學(xué)會，中國機械設(shè)計大典編輯委員會 M]西科學(xué)技術(shù)出版社， 1999 [11] 中國輕工總會編 M]械工業(yè)出版社， 1995 [12] 中國機械 工程學(xué)會設(shè)備與維修工程分會，《機械設(shè)備維修問答叢書》編委會 M]械工業(yè)出版社， 2004