毕业设计论文绿豆精选机设计管理资料文档格式.docx

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%，%，出口额占总产值10%，若达到基本满足我国食品工业生产需求还缺1000～1300种产品，现有的成套设备虽价格比国外同类产品的价格便宜几倍甚至十多倍，由于性能不稳定或不匹配，食品厂仍不愿选购。

目前我国粮食加工机产品达20世纪80年代末90年代初国际水平的占5%～8%，达20世纪80年代国际水平的占20%；

达20世纪70年代水平的占60%。

　　由于我国人民消费的食品中大多是来自大农业提供的自然食品，每年因缺乏必要的食品加工机械使食品资源不能直接加工、贮藏、保鲜而造成的损失高达几十亿元，未能深加工综合利用而造成资源浪费损失更高，因此我国粮食加工机具有广阔的市场需求。

　　%来计算，则产值达580～756亿元，～。

由此可见我国今后十几年食品工业发展为粮食加工机行业的发展提供了难得的契机，国内外拥有极大市场。

2010年前我国粮食加工机的发展重点分析

粮食加工机的发展有赖于深化改革。

我国粮食加工机的发展依靠深化国有企业改革，建立现代企业制度，加强企业科学管理；

合理调整优化行业结构、产品结构和地区布局；

大力加强基础技术、基础件、基础材料和基础单元操作″四基″工作；

提高产品质量，加强产品可靠性研究，提高单机和联线可靠性研究，易损件和关键件使用寿命和外观质量研究；

通过引进增强自主开发能力；

促进机电一体化和高新技术的产业化、商品化；

重点开发我国急需的成套设备，增加品种，以高效、高质量的设备来装备食品工业，提高经济效益，积极扩大出口。

从“九五”开始每年增加粮食加工机产品100种，到2010年达3100种，基本上能满足国内需求，补齐已有生产线所缺的单机或设备；

加大研制高生产效率的机械，届时成套设备比现有的最高每小时生产率至少提高1倍，粮食加工机出口额以年均12%的速度递增，，占该年粮食加工机总产值的20%。

节能型粮食加工机：

加快研制食品工业中杀菌、蒸发、浓缩、干燥等单元操作的节能技术与设备。

粮食加工机的高新技术应用：

到2010年，我国粮食加工机主导产品达到发达国家20世纪90年代中期水平的应占80%，达到20世纪90年代初水平的应占15%，达到国际当时顶尖水平的应占5%。

有效的对策是科技进步 

　　研究区域分布，促进行业整体协调发展。

我国幅员广大，地域性差异很大，为了制定符合国情的粮食加工机发展战略，就要研究影响粮食加工机品种数量发展的地域性差异。

根据区域自然资源和农业资源制定科学合理的粮机发展区划，这是科学预测全国粮机品种、数量的发展趋势，促进行业布局合理和整体协调发展的重要依据。

　　深化改革，积极组建发展不同类型的企业集团，积极探索打破部门条块分割界限、加强合作的行业管理路子，使高校和研究所凭借技术优势成为企业集团的课题开发、人才培训中心和试验基地。

有计划、有重点地引进国外先进技术与设备，目的不能仅为了生产，而是消化吸收、增强自主开发的能力。

大胆利用外资，加快企业改革步伐，建立现代企业制度，学习借鉴国外成功企业的科学管理经验。

按粮机的分类和发展区划，在大型企业内建立试验中心（或与高校科研所联合），各有侧重地开展基础研究、应用研究、新机型开发，政府给予扶持。

　　健全行业标准，完善质量管理法规和政策。

增加智力投资，重视科技人才的培养和科研人员的继续教育，加大员工技能的培训，重视队伍建设。

加大企业技改力度，提高粮机企业的装备水平，有计划、有重点地开展技术改造，特别是采用高新技术来改造粮食加工机工业，这是提高产品水平的关键。

绿豆清洗加工简述

绿豆营养丰富，绿豆子粒中含蛋白质22～28%、脂肪2%、%、%，另外还含有矿物质与维生素，每百克籽粒中含钙49mg、磷268mg、、、、、。

此外还含有丰富的维生素Ｂ，特别是绿豆蛋白质中含有较多的赖氨酸。

绿豆经脱皮，清洗，并制成成品豆的工业生产过程称作绿豆加工。

由于绿豆外皮含有粗纤维和灰分不能食用，必须经过加工才能制成松酥可口、易于消化的产品，加工皮和碎豆等副产品也有多种开发和利用途径。

绿豆加工的工艺过程可分为绿豆脱壳、清理、及分离及成品豆整理等工序。

下面简要介绍一下和本课题密切相关的清洗过程。

绿豆中混有一定数量的多种杂质，必须首先清除。

清理绿豆中杂质的方法很多，主要是借助杂质与绿豆之间物理性质的差异进行分选。

通常根据绿豆含杂情况，按以下主要工序进行清理：

初步清理

清除绿豆中比较容易清除的杂质，如形状大小与豆粒差异很大的豆荚、杂草种子等。

主要采用筛选、风选，或风筛结合，即借助静止或运动的筛面进行筛选，或者利用绿豆和杂质的悬浮速度等空气动力学性质的差异进行风选，附带除去瘪豆等一类的轻型杂质。

清理设备则用带金属筛面的初清筛和自衡振动筛等。

去石

除去绿豆中那些粒子与绿豆接近平肩石和平肩泥，用筛选法不能除去，必需采用专门的去石工序才能有效地清除。

去石设备用得最广的是比重去石机，该机备有往复簸动的筛板，并从筛板下部引入气流，根据豆石比重的不同和自动分级作用使豆石分离。

此机去石效率高，结构紧凑，占地面积小。

磁选

利用磁钢清除混进绿豆中的磁性金属系质，如铁钉、螺丝帽等铁件。

常用设备有溜管吸铁装置、吸铁箱、永磁滚筒和电磁式磁选机等。

论题背景

我国是一个农业大国，占全国大多数人口的农民以生产加工粮食为谋生手段。

我国栽培绿豆历史悠久，品种资源丰富，总产量居世界前列。

世界上绿豆主产国有印度、泰国、阿富汗、菲律宾等国。

我国黄河、淮河流域以及华北和东北平原各省都有绿豆栽培。

我国绿豆品种大体分明绿豆和杂绿豆。

明绿豆品质较好，有光泽，但产量有限，价格较高；

杂绿豆品质一般，无光泽，但产量较大，价格较低。

绿豆营养丰富，营养价值极高，据分析，绿豆籽粒蛋白质含量为20—22%，—2%，碳水化合物含量58—60%，%，各种微量元素含量也十分丰富，且其壳、芽、叶、花均可入药，具有医食同源之功效。

我国种植分布较为广泛，主要产区为吉林，陕西，山西，内蒙古，黑龙江等省份，每年总产量约为30余万吨，其中吉林省就达10余万吨。

绿豆具有广泛的用途，被誉为粮食中的绿色珍珠，既是调节饮食的佳品又是食品工业和酿酒工业的重要原料，也是重要的药材。

绿豆消费主要集中在食用、深加工和出口三个方面，自古以来我国城乡人民把绿豆作为防暑和高温作业者的优良饮料。

随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加，对食品的需求逐渐走向多样化、多层次化，为食品工业的发展提供了广阔的市场。

作为提供食品工业装备的行业，食品机械行业将提供多品种、高质量的产品以满足粮食食品工业发展的需求。

　　粮食及豆类加工在从前是一项污染非常严重的工业，尤其是在粮食进仓部分，对于加工厂的工作人员来说，高含尘浓度的空气即使蒙上两层口罩也会使鼻孔里充满尘土，这就是60年代粮厂的真实写照。

近几十年来，国内外的粮豆加工无论是工艺还是设备都有了很大进步。

随着全球对粮食品质和质量要求越来越高及现代科学技术发展，机电一体化，光、电、气、机融为一体的粮豆加工机械应运而生[3]。

机电一体化产品的设计步骤[4]

1）关键技术和技术路线的描述:

对于待开发产品的关键技术是什么，解决这些问题的技术途径如何，可能遇到的难题和解决这些难题的方案等，都需要给以尽可能详细的描述

2）主要性能指标和规格说明:

列出产品性能指标详细表，既有必须达到的指标，又有争取达到指标。

预期达到的指标应在规定环境下予以满足，争取达到的指标是指可能情况下希望达到的指标。

3）可能方案和评价意见:

应提出几种可供选择的设计方案，并对每种方案提出客观的评价意见。

在设计组内应鼓励不同的有创造性的设计思路。

4）用户需求分析和市场调查:

这时开始某项设计的第一步。

这种调查分析一方面可以了解要开发产品的需求情况，市场发展预测，新产品上时候可能占有的市场份额；

另一方面，这种对实际需要的分析可以明确一系列问题，诸如：

用户是哪一层面的人，设计过程中如何与用户接触，用户对产品安全性、可靠性、实用性、配套性、性能价格等的要求，产品的生产量以多大为宜，产品的生命周期是多长，用户需要哪些售后服务。

5）有关最新技术的进展评价:

创新是设计工程师追求的重要目标。

对于产品有关的最新技术信息进行收集、整理、分析、并加以评价是整个设计过程的基础。

需要注意的是，设计人员在整个过程中要坚持对这些信息进行跟踪与修正，特别应该注意以下三个方面：

（1）历史的回顾

（2）发展趋势与预测

（3）新兴技术

5）推荐首选的设计思想及方案

要将设计组内认为是最佳的设计方案予以推荐或者将几种设计方案排序，要充分说明设计思想的出发点和特点，可能出现的问题以及预期的解决办法。

6）进行具体设计

这个阶段的工作是大量的既包括机械、电器、电子、控制和计算机硬件、软件等，也包括总装图和零件图。

这个阶段应尽可能利用计算机辅助设计和计算机辅助工程以提高工效。

最后要提出完整的图纸和文字说明，使文档资料易于为他人了解或进行产品更新换代的参考。

机电一体化产品的优点和效益

1）从生产部门考虑

（1）缩短产品开发周期，加速产品更新换代

（2）提高产品质量和附加值

（3）改善劳动条件，有利于自动化生产

（4）增强企业的市场竞争能力

2）从用户考虑

（1）操作简单，使用安全可靠

（2）节约能源

机电一体化不是机械技术和电子技术的简单相加，它与机电学、并行工程、自动控制技术、计算机的应用技术既有联系又有区别。

随着大规模集成电路的出现，机电一体化产品得到了迅速普及和发展。

市场竞争规模要求机电产品不但具有高性能，而且要低价格，这就给设计人员提出了越来越高的要求。

目前，机电一体化技术思想已经被普遍接受和采用。

国民经济建设和发展迫切需要大量掌握机电一体化技术的人才去研究和开发新一代机电一体化产品。

将农产品加工设备由传统的手工操纵，纯机械式运作及其和电子技术、微机技术结合，形成机电一体化电子产品，是顺应时代潮流，符合农业现代化发展的必然趋势。

农业现代化对农业机械的自动化程度要求越来越高，所以要设计出自动控制程度较高的农业机械。

由前所述可知随着人们生活水平的提高，各种粮食豆类加工机械的前景是很可观的。

而本次课题所涉及的绿豆精选机，就是整个加工生产线上非常重要的关键设备之一，是根据性能和功能的要求，按照机电一体化设计原理，为满足市场要求所进行的设计。

技术路线

本次课题所设计的绿豆精选机是粮豆生产线上的一个关键设备。

该设备是将脱荚后的绿豆进行精细分选，把质量轻的碎豆和杂质利用风选机去除，分选精度要求达到98%。

风选是利用整豆和碎豆的比重以及悬浮速度的不同，借助于风选机将其吹走，剩下的产品无论在外观还是在清洁度上都要较原来更胜一筹，从而达到改善食品品质和提高商品价值的目的。

风选法按照气流的方向可分为垂直气流风选、水平气流风选和斜气流风选三种。

不同的物料有不同的悬浮速度，垂直气流风选主要是利用悬浮速度的差进行风选除杂的。

不同的物料由于其物理性质不同，在同一水平气流中的飞行系数也不一样，飞行系数大的物料比飞行系数小的物料飞行过的距离更远。

水平气流风选就是利用飞行系数的不同进行除杂的。

倾斜气流风选的原理同水平气流风选基本相同，也是利用飞行系数的不同进行分选。

因此采用斜气流风选可以取得较好的分离效果。

典型的风选设备有垂直吸风道，循环风选器。

影响风选设备工艺效果的因素有：

1）原料，原料所含的整豆和碎豆之间的悬浮速度的差异的大小是影响风选工艺效果的重要因素。

差异越大，则越容易风选；

反之，则效果差。

2）结构尺寸，吸风道的结构尺寸对物料沿风道的分布与气流作用于

物料的时间有密切联系，并且直接影响风选分离效率。

风道的宽度与设备生产能力和单位流量密切相关，应根据生产能力和单位流量来确定，以保证风选工艺效果。

（1）风速和风量，一般情况下，风选的分离效率同风道内的平均风速成正比。

但风速过大，吸出物中含完整的绿豆较多。

风量增加，能源消耗也增加。

所以，风速应根据悬浮速度和风选工艺要求来确定，一般以不吸出完整的豆粒为原则。

风量与风选机风速以及吸口截面尺寸有关。

（2）流量，流量增大大，物料料层则变厚，轻质和碎豆被气流吹走的机会就减少，而使风选效率降低；

反之，风选效率提高，但设备产量降低。

2.绿豆精选机设计

课题的目的与意义

本课题是受黑龙江省粮食厅委托为其下属粮食加工企业设计开发的设备—绿豆精选机。

该设备是粮食精加工系列设备的主要设备之一，可提高绿豆质量。

通过该课题的研发工作，使学生能够正确运用所学课程的基本理论和有关知识，学会设计方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算,提高学生应用工程技术设计手册、标准以及编写文件的能力。

课题内容

本课题涉及的内容较多，论述了绿豆精选机的结构、功能、原理，并且重点分析设计了其中的几个重要部件，例如电磁振动给料机、滑槽等。

自动控制部分包括自动调节挡板的移动控制等，以及各种零件的设计计算和选材。

其中涉及到机械设计中的结构、强度设计以及机械产品整机的设计思想、方法等内容。

绿豆精选机初步总体构造

总体结构

精细风选机由进料斗、振动喂料器、滑槽、吹风装置、压电传感器、电控箱（单片机、放大电路、比较电路、驱动电路等）自动调节挡板、步进电机、滚珠丝杠等部分组成。

各组成部分的结构组成：

滑槽由不锈钢板焊接而成，每个滑槽上有V形沟，滑槽可以保证物料均匀，一排排的形成层流落下，只有这样能有利于轻质豆粒均匀受风吹被剔除，提高风选精度。

吹风装置的设计的要保证吹风不形成涡流，在气泵接出的气管接在气流缓冲箱上，气流缓冲箱的另一端的出风口为扁平的长方形口，在上面加工出小孔，每个滑槽上的V形槽对应一个吹风孔。

出风口的宽度与滑槽的宽度一致，这样能够保证物料受风吹均匀，提高了风选精度。

压电传感器能感受压力信号，并把压力信号转换成电信号。

在主物料流和风选出的物料流下各有一个压电传感器，对风选后的物料进行压力检测，以便检测风选精度，对其进行自动调节。

电控箱由前后面板、电源机笼、主放机笼、驱动机笼和逻辑控制系统组成，是风选机的中枢。

前面板上的计数显示表用于显示风选后整豆和碎豆的压力。

电平显示表用于各滑槽信号电平的监视。

面板上的其于旋钮用于调整标准电平和震动喂料器的喂料量。

电源机笼为整机提供多组稳定电源。

主放机笼的放大器将前置放大器提供的信号进行整形放大，以提供给比较电路做出是否达到风选精度的判断。

当信号电平超过设定的标准电平时，产生输出脉冲提供给驱动电路。

驱动机笼的驱动电路按照主放大电路提供的脉冲信号产生驱动脉冲，传给步进电机，步进电机转动，通过滚珠丝杠传动产生位移，控制自动调节挡板的移动。

逻辑控制系统的逻辑板、喂料板、清扫板等保证了喂料、清扫、提升等功能的正常运行，并对这些功能的故障状态进行声光报警和连锁控制。

工作过程

进料斗内的物料由振动喂料器输送到对应的滑槽，沿滑槽均匀下落。

物料经分选区时，整豆中夹杂碎豆。

经气流吹过依据整豆和轻质碎豆飞行系数的不同，碎豆等轻质物料被吹离滑槽，物料分成两股。

整豆继续下落，和轻质豆粒一样分别流经各自的压电传感器，这样两股物流的每一颗豆落下来就由传感器检出并转换成电信号，送到电控箱中的放大器线路板，经放大标定后由面板上的显示器以数字显示方式指出压力值。

按风选精度要求可知是否达到标准，将灵敏度调节旋钮设定在标准电平。

此时整豆流量产生的电信号和标准信号比较，若是高于标准电平，则是没达到标准，经脉宽调整电路输出的脉冲信号送到驱动电路，其产生驱动信号驱动自动调节挡板向减少整豆产量的方向移动。

增加被吹走的豆粒的量，提高风选精度。

风选机的选用原则与维护

风选机的主要工艺指标是产量、风选精度与带出比。

单位时间内经过一次风选后合格产品的质量即为产量，它与风选机每条滑槽的流量直接有关。

一般情况下，流量越大，产量也越高。

1）安装

（1）设备安装必须水平，且远离振动源。

（2）电源进机前应进行稳压，以避免送电冲击和其他设备启动时电压波动而破坏风选机的内部电子元件。

2）操作

（1）严格遵循生产厂家提供的操作规程

（2）经常检查振动喂料器及滑槽工作是否正常，如发现碎豆黏附在滑槽上时，打开加热器即可。

（3）出现故障时应分析原因及时排除

3）维护

（1）经常保持喂料振动器、滑槽、风选机通道畅通、吴异物。

（2）开机前与停机后，用压缩空气喷吹机器

（3）注意防虫、防鼠、防潮。

长期不使用时，定期开机除湿。

方案比较

用于清杂﹑精选和分级的粮食加工机械。

各种不同类型的粮食清理机械利用不同工作原理将粮食颗粒与杂质分离。

常用有下述两种。

采用编织的金属丝筛网或冲孔金属板作为筛面。

可分为往复振动或平面回转的平筛面和绕轴回转的圆筒形筛面。

根据筛面上筛孔相对于粮食颗粒的大小，有下述两类设备：

。

如大杂筛和圆筒筛。

其作用是使粮食和较小的杂质穿过筛孔，大的杂质作为筛上物排出。

大杂筛（图2—1大杂筛）是将粮食喂到环形工作网带的上带上，在运动过程中连同小杂质一起穿过筛孔落到下带上，较大的大杂质如纸片﹑麻袋片﹑绳头﹑砖石泥块﹑木头和长秸秆等作为筛上物被清除，部分小杂质如尘土﹑砂粒等在粮食继续流过出口处的固定斜筛面时穿过筛孔被清除。

粮食再经强烈的吹风处理后排出机外。

圆筒筛（图2—2圆筒筛）的主要部件是由冲孔筛板组成的卧式圆筒，外装清理筛孔的刷子，此外还有吸风除尘设备。

粮食进入圆筒内部，穿过大筛孔排出，大杂质则积聚于筛面，从圆筒的一端排出。

这两种设备都在粮食进仓时作初步清理用。

筛孔小于最小的粮食颗粒直径，如往复振动筛﹑平面回转筛和高速振动筛。

可使粮食颗粒小的杂质穿过筛孔被清除，粮食则作为筛上物排出。

都用在粮食出仓后﹑加工前的清理过程中。

经清理后的粮食作为最下层筛的筛上物排出。

如换装较大筛孔的筛面，也可作初步清理用。

往复振动筛（图2—3往复振动筛）由偏心轴或自衡振动器驱动，一般装有3层筛面。

大杂质在上层短筛上排出；

大的异种粮粒在2层筛上排出；

小杂质穿过3层筛筛孔排出。

粮食进机和出机都经过吸风处理除去轻杂质。

图2—4平面回转筛（结合吸式风选器）

A震动喂料器B进风口C轻杂吸风口D出料口E风道宽度调节手轮F进风口G一层筛面H吊杆J吸风口K二层筛面N平衡轮P吸式进风选器

平面回转筛（图2—4平面回转筛（结合吸式风选器））的筛体用4组吊杆悬吊，由平衡轮驱动作平面回转运动，有2层筛面。

改变其结构和工作参数后，也可用于绿豆的碎豆分级。

高速振动筛的筛体在其两侧平衡重块高速旋转所产生的离心惯性力作用下，在垂直平面内作小振幅圆形运动，有2～4层筛面。

用于分离稻谷中的稗子，效果较好。

按气流特性分离

利用粮食颗粒和杂质在气流中悬浮速度的大小进行分离。

人工扬场时手摇扇车和带式扬场机（图2—5带式扬场机）等都是应用这种原理。

图2—6循环风选机：

所示的循环风选机可用以清除粮食中的轻杂质。

粮食通过料斗和喂料辊均匀地进入空气流，落到底部由螺旋输送器排出机外，杂质则被气流携带经吸风道进入集尘室，沉降到底部后由另一螺旋输送器排出机外，空气回进风机继续循环使用。

比较结论

图6循环风选机

综上所述，图2—6所示的风选机与本论题所涉及的项目的要求最为接近。

结构简单、紧凑,造型美观,经济实用,且重量轻,易搬动,占地面积小。

特别适用于农村的扬场,小型粮食加工站,小型饲料加工厂,中草药加工厂等。

大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率。

最适用谷类、豆类等脱壳后的农产品的果壳分离筛选。

另外中草药茎、叶的筛选,饲料中的杂物分离（如:

线头、塑料薄膜等）,通过改变风叶的转速（更换皮带轮）可筛选比重更相近的物料。

如:

脱水干蒜与蒜皮的分离等。

该机在料斗进料处,根据需求可增加一碰棒,可去除物料中掺杂的铁钉、铁丝等导磁性质[9]。

粮食加工机械设计参考实物[16]

1）功能及特点

半自动精选机是主要用于粮谷油料、种子、果仁等的精选。

在传统的工艺中，人工挑选多为在台案或缓慢的传送带上，手工挑选，劳动强度大，分选效果差，并且不利于计件定额；

对于食品业来说，更不利于保持食品卫生。

半自动精选机使精选工艺由原来纯手工操作变为半自动半机械化操作，物料由振动布料器到传送带上经人眼鉴别，人手持负压吸管吸出杂质，大大减轻了手选工人的劳动强度，同时工作效率提高了数倍。

避免人手直接接触物料，减少污染，使之符合卫生要求。

该机还具有可调节性，可根据工人的熟练程度、物料含杂量来调整振动布料器及输送带的速度，达到最佳的精选效果。

2）组成部分

本机主要由机架、上料斗、振动布料器、输送带、负压吸出管、杂质收集罐、调节控制面板和照明灯等部分组成。

3）主要参数

电源电压：

220伏

整机功耗：

50瓦

整机体积：

×

整机重量：

48公斤

噪声标准：

60分贝

大豆,黄豆，绿豆,黑豆等豆类清理抛光设备DPJ-200

DPJ-200系列豆类抛光机，该设备用于赤豆、绿豆、黄豆等各种豆类的清杂、去灰、除尘、擦亮抛光之用。

广泛适用于食品厂、豆制品厂、农贸市场豆类销售处。

通过抛光的豆类明显提高了豆类品质，可实行优质优价。

该机有三种型号：

A型:

简易型

B型:

吸尘装置

C型:

增强型带吸尘装置

产量：

AB型（1～2）吨/小时

C型增强型:

产量（3~4）吨/小时,

动力：

AB型3KW