山楂山楂机主要部件设计毕业设计论文.docx
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山楂山楂机主要部件设计毕业设计论文
毕业设计
（****届本科）
题目：
山楂山楂机主要部件设计
学院：
****
专业：
********************
姓名：
指导教师：
完成日期：
****年**月**日
摘要1
Abstract2
1前言3
1.1本论文研究的目的和意义3
1.2国内外果核类山楂机械的发展情况3
1.3山楂的特性和山楂山楂机的应用前景5
2山楂山楂机的设计5
2.1马达的选择6
2.1.1选择马达系列6
2.1.2选择马达功率7
2.2传动装置的选择7
2.2.1传动的选择7
2.2.2V带传动的设计8
3山楂山楂机关键部件设计10
3.1去核的刀具10
3.1.1去核的刀具材料及尺寸10
3.2山楂定位盘10
3.2.1山楂定位盘材料10
3.2.2山楂定位盘尺寸10
3.3山楂机定位盘主轴11
3.3.1轴的材料选择11
3.3.2初步估算轴径11
3.3.3轴的结构设计11
3.3.4轴的强度验算12
3.4山楂机主轴间歇轮13
3.5山楂机传动圆盘13
3.6山楂机传动轴14
3.6.1轴的材料选择14
3.6.2初步估算轴径14
3.6.3轴的结构设计14
3.6.4轴的强度验算14
3.7轴承的选择15
3.7.1载荷条件16
3.7.2轴承转速16
3.7.3调心性能16
3.7.4轴承刚度16
3.7.5安装及拆卸要求16
3.7.6经济性16
3.7.7轴承寿命16
3.8连杆设计18
3.9山楂去核机装配图18
4总结20
参考文献21
致谢23
摘要
我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后，由于缺少良好的设备，加工手段落后，生产效率低，致使一些地区出现水果积压腐烂现象，给果农造成很大的经济损失。
山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段，不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低，而且卫生安全也得不到有效保障。
去核作业是山楂加工工序中十分重要的前处理工序。
以往的手工操作远不能满足现代山楂加工的需求，不仅占用大量的劳力，劳动强度大，生产效率低，且产品质量难以控制。
本设计主要是为了解决山楂去核作业的劳动强度大，安全卫生，提高生产效率，降低山楂果实破损率，保证山楂产品的质量。
因此，小型山楂山楂机有非常好的应用前景。
关键词：
山楂；山楂机；设计
Abstract
DevelopmentsituationofChina'scurrentHawthornnuclearmachineryisrelativelybackward,duetothelackofgoodequipment,processingmethodsarebackward,lowproductionefficiency,resultinginsomeareasappearfruitbacklogrottenphenomenon,causedgreateconomiclossestofarmers.HawthornnuclearmanualoperationnowinChinaisstillthemainmeansofprocessing,notonlytakesupalotoflabor,highlaborintensity,lowproductivity,andhealthandsafetyarenoteffectivelyguarantee.Pittedpretreatmentprocedureisveryimportantintheprocessofhawthornprocessing.TheoldmanualoperationcannotmeetthemodernHawthornprocessingrequirements,notonlytakesupalotoflabor,laborintensityishigh,theproductionefficiencyislow,andtheproductqualityisdifficulttocontrol.ThisdesignismainlytosolvetheHawthornnuclearoperationlaborintensity,safetyandhealth,improveproductionefficiency,reducethedamagerateofhawthornhawthornfruit,guaranteethequalityoftheproducts.Therefore,applicationprospectofsmallHawthornnuclearmachinehasaverygood.
Keywords:
haw；stoner；design
1前言
1.1本论文研究的目的和意义
我国的地域辽阔、资源丰富。
具有得天独厚的发展水果加工业的良好条件。
水果深加工已成了农民致富的一条主要途径，不论社会效益还是经济效益都是十分可观的。
果核类水果主要是指桃、杏、李、山楂、红枣及橄榄等。
它们在水果总产量中占有较大比例，以它们为原料，加工成饮料、罐头、果脯及果干制品时，去核作业是水果加工业中十分重要的前处理工序。
以前的手工操作远不能满足现代水果加工的需求，不仅占用大量的劳力，劳动强度大，生产效率低，且产品质量难以控制。
但是我们也看到，在果树种植业蓬勃发展的今天，由于缺少性能良好的设备，加工的手段落后，生产效率低，有些地区还出现鲜果品积压腐烂现象，给果农造成不应有的经济损失。
许多地区的果品加工厂，其前处理生产环节，如去核、去皮、清洗等，至今基本上仍靠手工或十分简陋的工具完成。
因此，在我国发展山楂机械等前处理设备，取代手工作业是必然趋势。
针对中国水果资源丰富、分布广泛的特点，特别要加大对中小型山楂去核机具的研制，以适应广大果农及小型果品加工厂的需求。
只有这样，才会有丰富多样的食品来满足人们的需求，才能保护果农种植的积极性。
1.2国内外果核类山楂机械的发展情况
国外20世纪60年代着手研制水果山楂机，至20世纪80年代初美国、意大利、荷兰等国已相继推出了粘核桃山楂机、橄榄山楂机等。
去核工序基本上实现了自动化。
数十年的发展，已日趋完善、成熟。
目前，正向着节能型和机电一体化方向发展，以电脑自控作业为主。
但中国的水果山楂机具发展缓慢，远远落后于种植业的发展。
日本生产的一种刮板式山楂机，去核后的果肉可达5毫米左右，由筛孔排出，桃核从尾端排出，该机适用于粘核型桃的去核加工，它具有成本较低，生产率高，去核效果好等特点。
国外也研制出了橄榄山楂机，它可以依靠果模组装在链条或滚筒上，形成输送和定位，并采用一排刀具（包括上刀和下刀），对橄榄进行多刀去核作业，其生产效率比使用单刀的设备高得多。
美国FMC公司80年代初向市场推出一种自动转矩式粘核桃山楂机。
每分钟可加工80个桃子，其生产率约800kg/h左右。
该机采用14个小杯对桃子进行定位和输送。
每个杯子底部有一带凸起的小转轴（见图1）。
小轴在链条带动下始终旋转着，只要杯内桃子的凹部不在小凸起的上方，桃子外圈就会与凸起接触并被其带动旋转着，直到图示正确位置为止。
这时，桃子保持直立状态，劈刀将果内劈成两半后，夹持挑子的两个橡胶夹板相向转动150°使果肉与桃核分离。
该机可以整个加工季节连续工作而不必停机润滑，调节与清洗也十分方便。
由于它保持了去核后果肉的完整性，因此比较适合于罐头、果脯和果干加工厂使用。
由于该机结构较复杂，成本较高，而国内罐头、果脯等食品均属微利产品，因此，在我国推广起来存在一些难度。
意大利BERTUZZI公司推出了一种滚子山楂机，其原理如图2所示。
它适合于离核型桃、杏、李等核果的果肉与果核分离。
图中滚子2心部材料为碳钢，外面覆盖一层弹性适中的橡胶层，辊子3由数个齿状圆盘组成，各盘间有一定间隔，在两辊子上方有一推压装置，当它将物料推入两辊子之间时，物料1在两辊子的挤压下，果肉被挤入齿辊中的齿间间隔（图中5），而果核则使滚子2的橡胶层变形而凹入橡胶层中（图中4）。
当转过一定角度后，橡胶的弹性作用使果核脱离滚子2而进入果核收集斗。
在辊子下方有一可调的分离装置使肉核有效分离，在齿辊下方还有一个类似梳子的装置将嵌在滚子3齿盘间的果肉梳出，落入果肉收集斗。
从而达到核肉分离的目的。
它适用于带肉果汁饮料、果浆、果酱、果汁饮料等品种的去核工序，具有生产效率高等特点，有较高的推广价值。
中国研制出的核果水果山楂机具，按其结构特点和工作部件的不同，大体可分为剖分式、对辊式和捅杆式等几大类。
目前中国的山楂机械有剖分式山楂机、对辊式山楂机、捅杆式山楂机、打浆式山楂机、刮板式山楂机、凸齿滚筒分离凹板式山楂机几种形式。
中国山楂机械存在突出的问题有果肉损失率较高、去核后果实破损率高、机械性能不稳定、通用性差、作业成本高、科技含量低、生产效率低等。
1.3山楂的特性和山楂山楂机的应用前景
山楂，是可食用植物，果核类水果，质硬，果肉薄，味微酸涩。
落叶灌木，枝密生，有细刺，幼枝有柔毛。
小枝紫褐色，老枝灰褐色。
能防治心血管疾病。
山楂是我国特有的药果兼用树种。
山楂的主要成分：
可食用部分76%。
每100g中含能量397kJ、水分73g、蛋白质0.5g、脂肪0.6g、膳食纤维3.1g、碳水化合物22g、胡萝卜素100μg、维生素A17μg；硫胺素0.02mg、核黄素0.02mg、尼克酸0.4mg；维生素C53mg、维生素E7.32mg；钾299mg、钠5.4mg、钙52mg、镁19mg、铁0.9mg、锰0.24mg、锌0.28mg、铜0.11mg、磷24mg、硒1.22μg。
含解脂酶、鞣质等以及对大肠杆菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌有抑制作用的成分。
山楂能防治心血管疾病，具有扩张血管、强心、增加冠脉血流量、改善心脏活力、兴奋中枢神经系统、降低血压和胆固醇、软化血管及利尿和镇静作用；防治动脉硬化，防衰老、抗癌的作用。
山楂酸还有强心作用，对老年性心脏病也有益处。
它能开胃消食，对消肉食积滞作用更好，很多助消化的药中都采用了山楂；山楂对子宫有收缩作用，在孕妇临产时有催生之效，并能促进产后子宫复原；能增强机体的免疫力，有防衰老、抗癌的作用。
山楂中有平喘化痰、抑制细菌、治疗腹痛腹泻的成分。
近年来，随着人民生活水平的不断提高，人民对食品质量的要求也越来越严格。
生产厂家也意识到前处理工序对产品质量有着不可忽视的影响，各厂家纷纷寻找合适的前处理设备。
由于许多前处理设备在国内尚属空白，因此，开发性能优良的山楂机及其它前处理设备是形势所需。
果核类水果主要指桃、李、杏、山楂、红枣及橄榄等，它们在水果总产量中占有较大的比例。
在以它们为原料加工饮料、罐头、果脯及果干制品时，去核作业是一项十分重要的前处理工序。
以往所采用人工作业，不仅占用大量劳动力、劳动强度大、生产率低，并且产品质量难以控制。
因此，实行水果去核的机械化作业是水果加工业中必然的发展趋势，所以山楂山楂机的应用有非常良好的前景。
2山楂山楂机设计
如图3所示为小型山楂山楂机，主要包括1去核刀具、2山楂定位盘、3定位盘主轴、4传动间歇轮、5传动圆轮、6传动轴、7连杆、8转盘、9挡板。
其中，去核刀具能够去掉山楂的内核，且保证山楂不破碎；山楂定位盘能够给山楂定位，确保去核刀具能够准确的去掉山楂的内核；传动间歇轮，能够在传动圆轮的运转过程中，每30°转动一下，进而使山楂定位盘间歇转动；传动圆轮，每转动一圈，带动间歇轮转过30°一次；转动轴保证传动圆轮平稳传动；连杆在转盘圆周运动过程中，分别带动传动圆轮转动和去核刀具的上下运动；转盘做圆周运动带动连杆运动；挡板的作用是收集去核后的山楂。
山楂山楂机工作原理是：
发动机发动后，通过皮带轮把动力传给减速器，减速器减速后带动转盘转动，转盘转动带动连杆做往复运动，一边连杆带动刀具上下运动完成山楂的去核工作，另一边连杆带动传动盘，传动盘每转动一周，带动间歇轮转动一次（30°），在主轴的转动下使山楂定位盘转动。
（当转盘带动连杆运动到最上方的时候，传动的转动装置带动间歇轮转动，进而使定位盘带动山楂转动到刀具下方，当转盘向下运动时，传动装置离开间歇轮做圆周运动，刀具在连杆作用下，向下运动完成山楂的去核工作，如此反复。
山楂随刀具向上时，遇到挡板脱落到定位盘上随定位盘转动，当遇到第二个挡板的时候被剥落下去，掉落到收集带中。
）
2.1马达的选择
2.1.1选择马达系列
马达选择应保证：
式中：
P0——马达额定功率，kW；
Pr——工作机所需马达功率，kW。
所需马达功率由下式计算：
Pr=Pw/η
式中：
Pr——工作机所需有效功率，由工作机的工艺阻力及运行参数确定；
η——马达到工作机的总效率，%。
皮带运输机的PW计算方法：
PW=F×v/1000（kW）
式中：
F——工作机的圆周力，例如运输机上运输带的有效拉力，N；
v——工作机的线速度，例如运输带的带速，m/s；
D——带运输机主动滚筒的直径，mm；
n——工作机卷筒轴的转速，r/min。
按工作要求及工作条件选用三相异步马达，封闭式结构，电压380V，Y系列。
2.1.2选择马达功率
PW1=0.27kW，η1=0.99×0.95×0.96×0.95×0.994×0.96=0.7698
∴Pr1=PW/η1=0.36kW
PW2=0.15kW，η2=0.95×0.825×0.982×0.99×0.90=0.6885
∴Pr2=PW/η2=0.22kW
查表4.12-1，可选Y系列三相异步马达Y802-4型，额定功率P0=0.75kW，或选Y系列三相异步马达Y90S-4型，额定功率P0=0.75kW。
以同步转速为1500r/min及1000r/min两种方案进行比较，由表4.12.1查得马达数据，计算出传动比如下表。
表1马达数据表
方案
马达型号
额定功率
/kW
同步转速
/（r/min）
满载转速
/（r/min）
总传动比
质量
/kg
价格
/元
1
2
Y802-4
Y90S-4
0.75
0.75
1500
1000
1390
910
57.92
37.92
18
23
475
570
比较两方案可见，方案1选用的马达虽然质量和价格较低，但总传动比大。
为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2。
马达型号为Y90S-4，额定功率为0.75kW，同步转速为1000r/min，满载转速为910r/min。
由机械设计课程设计表4.12-2查得马达中心高H=90mm，外伸轴段D×E=24mm×50mm。
2.2传动装置的选择
2.2.1传动的选择
N
N
N
N
确定
、
，
N、
N
（2）求轴承当量动载荷
和
。
分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数：
轴承1
轴承2X2=1
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13.6
取
N
N
（3）验算轴承寿命。
因为
所以按轴承1得受力大小验算：
h
已知本机器使用10年，一班制，预期寿命为：
h
故本轴承能够满足设计要求
3.8连杆
山楂山楂机连杆如图13所示，材料选择45号钢。
图13连杆
3.9山楂去核机装配图（图14）
图14山楂去核机装配图
4结论设计目的；主要研究内容；结果和结论
我国目前的山楂山楂机械的发展情况比较落后，由于缺少良好的设备，加工手段落后，生产效率低，致使一些地区出现水果积压腐烂现象，给果农造成很大的经济损失。
山楂去核手工作业现在在中国仍然是主要的加工手段，不仅占用大量的劳动力、劳动强度大、生产率低，而且卫生安全也得不到有效保障，大力推进山楂去核的机械化进程是社会发展的需要。
山楂山楂机不但提高了生产效率，而且安全卫生也能够得到有效的加强。
山楂去核在整个山楂加工工序中，不仅劳动强度大，而且人工作业生产效率低，安全卫生达不到要求。
所以考虑中国目前的情况，设计了这种小型山楂山楂机，我设计的山楂山楂机生产效率得到了显著的提高，山楂破损率低，同时安全卫生的问题也得到了有效的解决。
本山楂山楂机是根据山楂的物理特性，结合目前山楂山楂机的现状，运用所学机械原理、机械设计等相关知识，进行的相关设计。
由于没有加工制作样机，山楂山楂机的运行状况未进行实验。
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