3255 蘋果切片機的設(shè)計

3255 蘋果切片機的設(shè)計,蘋果,切片機,設(shè)計 2012 年 6 月 - 1 -蘋 果 切 片 機 的 設(shè) 計陳 斌 王 偉（塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）摘 要：蘋果的營養(yǎng)很豐富，它含有多種維生素和酸類物質(zhì)，針對蘋果在的種植廣，產(chǎn)量大，設(shè)計了對于蘋果深加工的蘋果切片機。設(shè)計的旋切式蘋果切片機，主要是由電動機經(jīng) V 帶降速并傳遞給平帶動力，從而使平帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，使刀片對蘋果進(jìn)行旋切。由齒條和彈簧的的配合使得刀片在切完一箱蘋果后，立即更換物料箱，并且壓緊物料進(jìn)行切割，其特點是效率較高。關(guān)鍵詞：蘋果；切片機；刀片；旋切式中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0 引言蘋果的營養(yǎng)很豐富，它含有多種維生素和酸類物質(zhì)。1 個蘋果中含有類黃酮約 30 毫克以上，蘋果中含有 15%的碳水化合物及果膠，維生素 A、C、E 及鉀和抗氧化劑等含量也很豐富。1 個蘋果(154g)膳食纖維 5g，鉀170mg，鈣 10mg，碳水化合物 22g，磷10mg，Vc7.8g，Vb7.8g。蘋果中的含鈣量比一般水果豐富多，有助于代謝掉體內(nèi)多余鹽分。蘋果酸可代謝熱量，防止下半身肥胖。至于可溶性纖維果膠，可解決便秘。果膠還能促進(jìn)胃腸道中的鉛、汞、錳的排放，調(diào)節(jié)機體血糖水平，預(yù)防血糖的驟升驟降。如今，的林果總面積已經(jīng)突破 1700 萬畝，果品產(chǎn)量達(dá) 600 萬噸，蘋果更是占了很大的份量。但是，由于現(xiàn)在的蘋果銷售方式很大程度上還是以鮮果的方式銷售到各地，就導(dǎo)致很多時候蘋果沒能得到很好的儲存條件，而導(dǎo)致大量的蘋果腐爛，造成很大的經(jīng)濟損失，這對蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是及其不利的，所以，從國際和內(nèi)地的蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢看，蘋果的加工深加工具有很廣闊的發(fā)展前景，大力發(fā)展蘋果深加工與綜合利用技術(shù)研究，深加工不僅僅延長了蘋果的儲存和銷售期，而且可以大大增加了產(chǎn)品的附加值，更主要的是豐富了食品的品種，能更好地滿足不同消費者的多元化的食品需求。蘋果深加工調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、緩解了供需矛盾、節(jié)約了生產(chǎn)浪費、促進(jìn)了人類飲食文明的進(jìn)步?？梢哉f深加工所占比例反映了一個國家或地區(qū)蘋果產(chǎn)業(yè)的成熟程度。大力發(fā)展?jié)饪s鮮果汁、飲料、果醬等蘋果加工技術(shù)，有助于提高蘋果的國際競爭力。在蘋果深加工過程中，蘋果切片就是其中的一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，只有將蘋果片切到合適的厚度，才能在后面得加工過程中很好的提取出蘋果的營養(yǎng)成分，而且直接將蘋果切片進(jìn)行儲存也能很好的留住蘋果的營養(yǎng)成分。在大批量生產(chǎn)蘋果切片的過程中，能保證切片質(zhì)量和效率的切片機就顯得至關(guān)重要了。因此本人對以前的切片機進(jìn)行參考，進(jìn)行改進(jìn)，將其刀片改為旋切式的，提高機構(gòu)的切片效率設(shè)計出此作品。1 設(shè)計原理及機構(gòu)1.1 整體設(shè)計思路本人設(shè)計的旋切式蘋果切片機，主要是由電動機經(jīng) V 帶降速并傳遞給平帶動力，從而使平帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，使刀片對蘋果進(jìn)行旋切。由齒條和彈簧的的配合使得刀片在切完一箱蘋果后，立即更換物料箱，并且壓緊物料進(jìn)行切割。通過平帶的傳動與切割，完成切片過程；同時使用齒條和彈簧使得壓緊元件能夠很好的壓緊，在即將切完時迅速的退出并且更換物料箱；至于刀片，將其用鉚釘釘入平帶中，物料箱固定在機架上的導(dǎo)軌上，隨著平帶的旋轉(zhuǎn)運動，刀片也跟著運動，同時，在平帶上安裝了 8 把刀片，設(shè)定的切削速度為 1m/s,切削厚度為3mm，在保證了切片質(zhì)量的同時，切削效率也是比較好的。小平帶輪 1通過它的軸與 V 帶軸連接，為主動輪；機架 2通過它支撐與連接機架平臺，起到固定的作用； 機架平臺 3用來支撐物料箱上的導(dǎo)軌；平帶 4在上面安裝刀片，切片的同時也支撐物料；定位元件 5用電機控制它的運動情況，在切片的時候固定物料箱；壓緊輪 6用來壓緊平帶，保證平帶的強度；刀片 7用鉚釘鉚在平帶上，切片的元件；壓緊機構(gòu) 8它與電機配合，用來壓緊物料；物料箱 9用來盛放物料的裝置；導(dǎo)軌 10設(shè)計在物料箱的兩側(cè)，正好架在機架平臺上；支撐板 11支撐平帶；大帶輪 12機構(gòu)的從動部件；擋料板 13用來防止料亂飛；接料板 14接住出料。2012 年 6 月 - 2 -1-小平帶輪 2-機架 3-機架平臺 4-平帶 5-定位元件 6-刀片 7-壓緊機構(gòu) 8-壓緊板 9-導(dǎo)軌 10-物料箱 11-支撐板 12-大平帶輪 13-擋料板 14-接料板圖 1-1 切片機示意圖2 關(guān)鍵部件設(shè)計2.1 平帶設(shè)計首先平帶的材料選取為膠帆布平帶，這是由于帶輪的工作環(huán)境比較干燥，工作量比較小。至于帶輪，選取為普通的滾筒，由于其所要承受的載荷不是很大，因此滾筒的結(jié)構(gòu)形式為輪輻式。平帶及帶輪的機構(gòu)示意圖圖 2-1 平帶及帶輪的示意圖2.2 平帶上刀片的設(shè)計因為根據(jù)設(shè)計要求，刀片既要一邊支撐物料，又要一邊切削。所以我將它與平帶設(shè)計在一起，隨著平帶的運動而運動。同時考慮到箱子不能跟平帶一起運動，必須另外有裝置固定它，所以，我設(shè)計支架通過它支撐箱子，又為了避免妨礙刀片運動，就將刀片寬度設(shè)定為箱子寬度。考慮到平帶是圓周運動，因此我設(shè)計在每隔一定的距離安裝一把刀片，有效的利用圓周運動，大大的提高工作效率。由平帶的轉(zhuǎn)速、帶長和物料箱的長度決定每隔500mm 安裝一把刀片，這樣在整個平帶上就有 8 把刀片，即在平帶運動一周的時間內(nèi)，刀片切削 8 次。刀片的尺寸為寬 300mm，長 10mm，高 3mm。 ，用鉚釘將刀片鉚上去。鉚釘?shù)拇笮∵x?。翰捎贸令^的型式，。同時，為防止平帶的強度由mdL4,10于有溝槽而降低，在平帶上裝有刀片的地方也鉚上薄鐵皮，能有效的減少因開有溝槽而造成的強度降低。 423151-刀片 2-溝槽 3-平帶 4-鉚釘 5-鐵片圖 2-2 刀片示意圖2.3 帶輪軸的設(shè)計選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力：選用 45 號鋼正火處理，查得強度極限 ，得MPaB60其許用彎曲 b51確定軸的直徑：按扭轉(zhuǎn)強度估算，取 C=110，mnPCd9.24.303考慮到軸上有鍵槽，將軸的直徑增大 5%，則.5%)1(9.24這里 d 取 30mm。軸的基本數(shù)據(jù)如下m301L301此兩段軸主要是用于安裝軸承，主要按軸承內(nèi)徑尺寸系列確定，初選軸承類型為深溝球軸承，型號為 6306，內(nèi)徑為 30mm，外徑為 72mm，寬度為 19mm。md52L402此段軸主要考慮軸上的鍵槽，查表取其數(shù)值為 91hbL180軸的示意圖如下：圖 2-3 軸的示意圖2012 年 6 月 - 3 -2.4 小 V 帶輪的設(shè)計輪類零件（齒輪、帶輪、鏈輪及蝸輪等）的功能是在軸與軸之間傳遞動力和運動。V 帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵 HT150 或 HT200 ，本10機構(gòu)選用 HT200，小 V 帶輪的直徑較小，在這里采用實心式。輪槽的契角 ，節(jié)寬 ，槽間341pbm距 ，基準(zhǔn)線上槽深 150.emin2.75ah，最小槽緣厚度 ，外徑 in6=105.52wdah其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 2-4 V 帶小輪2.5 大 V 帶輪的設(shè)計V 帶輪的材料的選擇主要用鑄鐵 HT150 或 HT200 ，10本機構(gòu)選用 HT200，大 V 帶輪的直徑大于 300mm 時，其帶輪結(jié)構(gòu)采用輪輻式，帶寬： 查表 得 A 帶： (1)25Bze15ef=9 輪槽的契角 ，節(jié)寬 ，槽間距38mbp，基準(zhǔn)線上槽深 e.015，最小槽緣厚度 ，外ha72min 6in徑 =320.5 。wdah其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 2-5 V 帶大輪示意圖2.6 V 帶的張緊 由于各種材質(zhì)的 V 帶都不是完全的彈性體，因而 V帶在張緊里的作用下，經(jīng)過一定的時間運轉(zhuǎn)后，就會由于塑性變形而松弛，是張緊力減小，傳遞動力的能力降低。因此，帶傳動必須設(shè)計張緊裝置，最常見的有定期張緊和自動張緊兩類。由于本人設(shè)計與選用的 V 帶的中心距不可調(diào)，因此選用張緊輪裝置，張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)，是帶只手單向彎曲。同時，放置張緊輪時，使其盡量的靠近大帶輪，以免影響帶在小輪上的包角。張緊輪的輪槽與帶輪相同，且直徑小于小帶輪。張緊輪定期張緊裝置的示意圖如下 23451-小 V 帶輪 2-大 V 帶輪 3-V 帶 4-張緊輪 5-張緊輪機架圖 2-6 V 帶張緊裝置的示意圖2.7 物料箱的選擇根據(jù)設(shè)計的要求，物料箱兩旁裝有導(dǎo)軌，使得它能夠在有外力作用的時候能夠沿著導(dǎo)軌運動。根據(jù)物料蘋果的型狀大小，設(shè)計得出它的長為 150mm，它的寬度為300mm，主要是因為設(shè)計與選用的平帶的帶寬為 355mm；由于蘋果的平均直徑為 70mm，物料箱中一般放有 8 個蘋果，物料箱的高度為 100mm。2.8 壓緊機構(gòu)的設(shè)計為了使壓緊機構(gòu)與刀片的密切配合，在切片的行程里緩慢的壓緊蘋果，并隨時調(diào)整距離，在即將切完時，能夠迅速的松開，以配合供給機構(gòu)的送料，當(dāng)更換完物2012 年 6 月 - 4 -料箱之后，又進(jìn)入壓緊過程，使切片順利。為此，我選擇用電機和齒條的配合來壓緊， 由平帶的速度 1m/s 和平帶上的刀片數(shù) 8 把，得出壓緊機構(gòu)以每秒 6mm 的速度向下運動，當(dāng)壓緊機構(gòu)向下運動了 120mm 時，此時，松開手動搖柄，這時機構(gòu)依靠彈簧中的儲能向上彈，等另一物料箱到預(yù)定位置后，搖動搖柄，然后又一輪的壓緊行程開始。壓緊機構(gòu)的機構(gòu)示意圖如下所示 2346571-壓料元件 2-螺栓 3-擋板 4-彈簧 5-保護桿 6-壓緊連桿 7-齒條圖 2-7 壓緊機構(gòu)示意圖壓料元件 1用彈性較大的材料制成，其底部粘貼一層橡皮，使得它在壓緊的過程中始終能緊密的貼著物料；螺栓 2將壓料元件 1 和桿 6 連接起來；擋板 3用螺栓將它固定在基架上；彈簧 4連接壓緊連桿 6 和擋板 3，在壓緊連桿 6 向下運動，當(dāng)碰到擋板 3 的時候，它開始儲能，最后利用彈簧的彈力使壓緊機構(gòu)退出物料箱；保護桿 5它卡在機架中的槽中，使得壓緊機構(gòu)不能做水平方向上的運動，只能上下運動；壓緊連桿 6用于連接和傳遞動力；齒條 7在連桿上加工出來的齒條，通過它與電機的配合運動來傳遞動力。3 結(jié)論（1）此切片機的效率是人工的 56 倍，能達(dá)到2530 個/分。（ 2）由于是用帶傳動進(jìn)行旋切，所以對帶的壽命影響比較大，帶的磨損比較快。4 參考文獻(xiàn)1 徐灝.機械設(shè)計手冊第 3 卷.北京:機械工業(yè)出版社,1992 年 21-2352 戈振揚, 余揚. 脫水蜜菠蘿切片方法的研究J. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1990, (04)3 謝中生.國外切片機發(fā)展述評.電子工業(yè)部第 45 研究所.1996.34 屠用利. 罐藏果蔬原料處理設(shè)備(三)J. 食品工業(yè), 1985, (02)5 方大千.電動機速查速算手冊M .中國水利水電出版社 ，2004 年 99-1016 陳立周等機械設(shè)計(原書第二版) M .北京：機械工業(yè)出版社，2002 年 68-707 姜雪鷹,馮小氟. 計算機控制螺旋切片機的設(shè)計J. 機械設(shè)計與制造, 1995, (04)8 李仕坦. 鮮菇切片機聞世J. 食用菌, 2003, (02)9 手電動兩用蔬菜切絲切片機J. 農(nóng)村新技術(shù), 2010, (20)10 王先逵機械制造工藝學(xué)M . 機械工業(yè)出版社，2006 年 26-28Apple slice machine designChen Bin( Tarim University mechanical electrical engineering college, xinjiang in843300.)Abstract: Apple s nutrition is very rich, it contains a variety of vitamins and acids, on Apple plantations in Xinjiang wide, large output, designed for apple deep processing apple slicer. Design of the rotary cutting type , Apple slicer, 2012 年 6 月 - 5 -primarily by motor through V belt speed down and transferred to the flat belt flat belt driving, thereby allowing a rotational motion, so that the blade on the apple peeling. By a rack and spring makes the blade of the cut ends with a box of apple, the immediate replacement of the material box, and compress the material cutting, which is characterized by high efficiency.Key words: Apple; slicer; blade; rotating cutting type