干冰清洗機(jī)——行走系統(tǒng)
干冰清洗機(jī)——行走系統(tǒng),干冰,清洗,行走,系統(tǒng)
引言
干冰清洗機(jī)是一年四季均有干冰清洗機(jī)上市，也是家庭、餐桌上常見的菜種。干冰清洗機(jī)土生土長，沾附著泥土、有機(jī)肥、微生物等污物，這是不能入口的。洗菜時(shí)有水的機(jī)械沖刷作用，也有溶解過程。清洗的目的性已經(jīng)非常明確，而目前針對(duì)農(nóng)藥污染，清洗又把去除農(nóng)藥殘留放在首位。所以清洗不僅僅是洗掉干冰清洗機(jī)表面的泥土，而是杜絕有害物質(zhì)的重要方式，怎樣清洗干冰清洗機(jī)已經(jīng)成為困擾人們的一個(gè)問題。傳統(tǒng)自來水洗洗、沖沖、泡泡的辦法、洗潔精浸泡法，其弊端顯而易見：農(nóng)藥污染使水洗的安全性大打折扣，而且洗潔精以磷酸鹽和尿素為主，這樣的產(chǎn)品不僅危害皮膚健康，而且清洗不徹底還會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生危害，最重要的是有害化學(xué)成份殘留在水中會(huì)對(duì)生活用水造成循環(huán)污染。
本文論述了研制自動(dòng)化連續(xù)型干冰清洗機(jī)清洗機(jī)的必要性和可行性。干冰清洗機(jī)可以分為葉狀類干冰清洗機(jī)和根莖類干冰清洗機(jī)，針對(duì)葉狀類類干冰清洗機(jī)和根莖類類干冰清洗機(jī)這兩種干冰清洗機(jī)物理性質(zhì)的不同，設(shè)計(jì)了葉狀類干冰清洗機(jī)清洗機(jī)。清洗機(jī)的工藝流程為浸泡清洗---噴淋清洗---超聲波清洗---出菜。我們著重設(shè)計(jì)了噴淋式清洗機(jī)，在次設(shè)備中，干冰清洗機(jī)通過不銹鋼絲編織網(wǎng)傳送帶傳送，由上下兩排噴頭進(jìn)行沖洗，起清洗作用的主要是上面的一排噴頭，下面的噴頭主要是靠水的壓力使干冰清洗機(jī)處于一種層流狀態(tài)，使干冰清洗機(jī)的各部位都能清洗到，從而達(dá)到比較好的清洗效果。
干冰清洗機(jī)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)主要是對(duì)干冰清洗機(jī)進(jìn)行浸泡，為粘附于干冰清洗機(jī)表面上的污物進(jìn)行初步清洗，并對(duì)較難分離的雜質(zhì)進(jìn)行浸泡,使泥沙雜質(zhì)在水的浸泡變得松脫，以利于在以后清洗過程當(dāng)中容易沖洗。在這一部分，主要設(shè)計(jì)用傳送帶實(shí)現(xiàn)對(duì)干冰清洗機(jī)的自動(dòng)傳輸和水中浸泡，干冰清洗機(jī)在缸體中可實(shí)現(xiàn)較為緩慢的運(yùn)動(dòng)，通過干冰清洗機(jī)與干冰清洗機(jī)之間、干冰清洗機(jī)與水之間的動(dòng)摩擦達(dá)到很好的預(yù)分離效果，而且?guī)缀醪粨p傷葉類干冰清洗機(jī)表皮，保證了干冰清洗機(jī)的營養(yǎng)成分。對(duì)于水的處理，采用水力旋流器對(duì)水進(jìn)行分離澄清，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。
設(shè)計(jì)出的清洗機(jī)其工作達(dá)到以下要求：
1. 保證干冰清洗機(jī)的完整性，減少表面損傷與折斷壓爛等易使?fàn)I養(yǎng)成分流失的不利因素，努力達(dá)到顧客要求，保證干冰清洗機(jī)的質(zhì)量；
2. 使干冰清洗機(jī)的各部位都能清洗到，從而達(dá)到比較好的清洗效果，設(shè)計(jì)出整套的清洗設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了干冰清洗機(jī)清洗的自動(dòng)化；
3. 使干冰清洗機(jī)清洗過程變得快捷、方便、并且干凈。
設(shè)計(jì)的干冰清洗機(jī)清洗機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)清洗干冰清洗機(jī)，除了采用了傳統(tǒng)的浸泡、噴淋清洗方式外，還采用國際流行的超聲波凈洗法。它利用液體中聲的空化作用產(chǎn)生微沖流，微沖流在運(yùn)動(dòng)過程中小氣泡不斷爆炸，對(duì)被清洗干冰清洗機(jī)表面進(jìn)行高頻振蕩和沖擊，徹底剝落殘留在干冰清洗機(jī)、水果表面上的農(nóng)藥，并能殺滅殘留在其表面的細(xì)菌，既不破壞營養(yǎng)，還增加保鮮時(shí)間。對(duì)于葉片類干冰清洗機(jī)表面殘存的泥土、有機(jī)肥、化學(xué)農(nóng)藥、微生物等，我們針對(duì)葉片類干冰清洗機(jī)本身比較嫩脆，形狀多為扁平細(xì)長，很容易折斷壓爛，不象根莖類干冰清洗機(jī)表皮強(qiáng)度較好，有的還要求去皮食用，不存在表皮損傷問題，所以我們在對(duì)葉片類干冰清洗機(jī)進(jìn)行正式清洗之前，必須對(duì)葉片類干冰清洗機(jī)先進(jìn)行浸泡，這樣有利于在以后的噴淋清洗中減少噴頭的水流速度和噴壓，保證干冰清洗機(jī)的完整性，減少表面損傷與折斷壓爛等易使?fàn)I養(yǎng)成分流失的不利因素，努力達(dá)到顧客要求，保證干冰清洗機(jī)的質(zhì)量。
設(shè)計(jì)出的清洗機(jī)由自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)出料、中間傳送裝置和噴水及其循環(huán)利用裝置組成。形成流水線清洗，由水泵出來的水從上下噴頭噴出對(duì)在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的干冰清洗機(jī)進(jìn)行清洗，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)干冰清洗機(jī)的自動(dòng)化清洗。
第一章 課題分析
1．1 干冰清洗機(jī)清洗目的
一般數(shù)來,對(duì)干冰清洗機(jī)清洗的目的主要有以下兩個(gè)：
1． 除去干冰清洗機(jī)原料表面沾染的泥沙、雜質(zhì)
干冰清洗機(jī)原料在其生長、成熟、采摘、貯存、運(yùn)輸過程中，歷經(jīng)時(shí)間長，歷經(jīng)工序多，不可避免地會(huì)沾染泥沙、雜質(zhì)等異物，特別是來自地下的果實(shí)，如土豆、紅薯等，更是不可避免地與泥土相粘連。這些泥土、雜質(zhì)的存在,將會(huì)對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量帶來極為不利的影響，所以必須將這些泥沙、雜質(zhì)的洗滌除去。
1． 去原料表面沾染的農(nóng)藥和微生物
干冰清洗機(jī)原料在生長過程中，為了控制病蟲害，常常對(duì)干冰清洗機(jī)要噴射一些農(nóng)藥，這些農(nóng)藥的存在會(huì)有損于人體健康。另外，干冰清洗機(jī)表面也會(huì)或多或少地沾染各種微生物，這些微生物有可能危害干冰清洗機(jī)原料和人體健康，因此必須將其除去。
干冰清洗機(jī)原料清洗目的是去除干冰清洗機(jī)原料中一切不符合作業(yè)要求的物質(zhì)，尤其是微生物。在清洗前，正常的干冰清洗機(jī)原料表面上的微生物數(shù)量在10000-100000000個(gè)/g之間，某些干冰清洗機(jī)，由于往往粘附著泥土，微生物數(shù)量還要高得多。通過正確的清洗工藝，干冰清洗機(jī)原料的微生物數(shù)量會(huì)降低到初始數(shù)量的2.5-5%左右。
1．2 清洗工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)的要求
在選擇清洗工藝及設(shè)備，必須考慮清洗要求達(dá)到的洗凈程度。對(duì)不同洗凈程度要求的清洗應(yīng)選擇不同的清洗工藝和設(shè)備。洗凈程度要求越高，清洗成本也越高，而且生產(chǎn)成本是以幾何級(jí)數(shù)遞增的。
在設(shè)計(jì)清洗工藝及清洗設(shè)備時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1. 可靠性 要求選用的清洗工藝及設(shè)備有穩(wěn)定的清洗質(zhì)量，能達(dá)到所要求的洗凈程度；
2. 對(duì)待清洗對(duì)象的影響 要求在清洗過程中對(duì)待清洗對(duì)象造成的損傷盡可能小，并且不能對(duì)待清洗對(duì)象產(chǎn)生新的二次污染；
3. 利于自然環(huán)境的保護(hù) 要求清洗工藝及設(shè)備能夠防止或盡可能減少清洗廢液、噪聲、廢氣等對(duì)自然環(huán)境造成的破壞；
4. 效率 要求清洗工藝及設(shè)備具有效率高、節(jié)約勞動(dòng)力的特點(diǎn)；
5. 良好的作業(yè)環(huán)境 要求所用的清洗工藝及設(shè)備能保持良好的作業(yè)環(huán)境，使工人的健康和安全得到保證；
6. 經(jīng)濟(jì)性 要求采用既能達(dá)到洗凈程度要求，成本又低的清洗工藝及要求。
食品加工原料在其成熟階段以及運(yùn)輸、貯藏過程中常常受塵埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必須認(rèn)真清洗，并清除雜物及不合格部分，以便后道工序加工。
1．3 常見方案分析
1．3．1 刷淋式清洗機(jī)
刷淋式清洗機(jī)通過浸泡、刷洗和噴淋作用能夠有效地提高清洗效果，水槽中的清洗水還能采用蒸氣直接加熱，適用于蘋果、柑桔、梨、番茄等果蔬的清洗。
工作時(shí)，物料從進(jìn)料口進(jìn)入清洗槽內(nèi)，在裝有毛刷的刷輥相對(duì)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用下，使物料在水的攪動(dòng)形成的渦動(dòng)環(huán)流中得到清洗，同時(shí)由于刷輥之間水流壓力差作用，物料自動(dòng)向刷輥間流動(dòng)而被刷洗。刷洗后的物料向上浮起，經(jīng)翻料斗沿圓弧面移動(dòng)，受高壓水噴淋沖洗，最后由出料口流出。
1．3．2 槳葉式清洗機(jī)
槳葉式清洗機(jī)是通過旋轉(zhuǎn)的槳葉，攪動(dòng)浸泡在水中的原料，將物料進(jìn)行翻滾、摩擦而完成清洗過程，主要適用于質(zhì)地較堅(jiān)硬和表面抗損較強(qiáng)的原料。
槳葉式清洗機(jī)主要由槽體、槳葉、撈料斗等組成。槽體是一個(gè)長方形臥式敞口槽，下部為半圓筒形的空花假底，其下是1-2個(gè)漏斗，可收集泥沙雜物。槽體一般用不銹鋼板焊接而成。主軸縱貫槽體，其上按一定間隔安裝有槳葉，相鄰槳葉互相垂直排列，槳葉具有鈍形棱角，可保護(hù)原料少受損傷。在槽體末端安有撈料斗，由主軸帶動(dòng)回轉(zhuǎn)。
工作時(shí)，往槽體中先裝清水，再使主軸旋轉(zhuǎn)，然后將原料倒入槽體，由于槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，攪動(dòng)原料，使其翻滾運(yùn)動(dòng)，另外，由于槳葉相對(duì)于主軸有一定角度，從而推動(dòng)原料使其向槽體末端移動(dòng)，在此過程中基本完成了對(duì)原料的清洗，至末端由撈料斗撈出，在原料撈出時(shí)，清水噴頭噴出清水，完成了對(duì)原料的清洗噶過程。而洗下的泥沙雜物則穿過空花假底，聚集于漏斗之中，可定期打開斗底排污閥將其排出機(jī)外。
1．3．3 浸泡式清洗機(jī)
浸泡噴洗機(jī)是先將原料浸泡于水中，使泥沙雜質(zhì)在水的浸泡變得松脫，然后受到高壓水流的噴射，使原料表面的附著物沖洗掉而達(dá)到清洗的目的。
工作時(shí)，先將斜壁水槽中注滿水，再倒入需清洗的原料，經(jīng)過一定時(shí)間浸泡后，開始傳動(dòng)裝置使輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送帶則帶動(dòng)原料上行，在噴淋區(qū)內(nèi)高壓水流從噴淋頭直噴向原料，將原料上沾染的泥沙、塵土、雜質(zhì)沖洗干凈。若原料上沾染了化學(xué)試劑，也很容易除去。
浸泡噴洗機(jī)結(jié)構(gòu)主要有斜壁水槽、輸送帶、噴淋頭、傳動(dòng)裝置等組成。輸送帶呈傾斜安裝，與水平面的夾角為25~30o，輸送帶用金屬網(wǎng)制造，以利瀝水，在金屬網(wǎng)上間隔一定距離安裝一根橫條，以便擋住物料下滑。斜壁水槽的斜角與輸送帶的斜角相同，在輸送帶的中部上方裝有多排噴淋頭，輸送帶由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
1．3．4 滾筒式清洗機(jī)
滾筒式清洗機(jī)是借助圓形滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，使原料在其中不斷地翻轉(zhuǎn)，同時(shí)用水管噴射水流來沖洗翻動(dòng)原料，以達(dá)到清洗的目的。該機(jī)適合清洗柑橘、橙子、馬鈴薯等根莖類干冰清洗機(jī)。
滾筒式清洗機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，清洗效率高，工作平穩(wěn)，不存在力不平衡現(xiàn)象, 對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)。 另外由于沿滾筒內(nèi)壁焊有幾根管子，大大地提高了滾筒的清洗效果。不足之處是整個(gè)機(jī)械的占地面積大。
針對(duì)葉片類干冰清洗機(jī)的特點(diǎn), 只有刷淋式清洗機(jī)和浸泡式清洗機(jī)適合于清洗。現(xiàn)在針對(duì)這兩種方式我們進(jìn)行對(duì)比研究，力爭設(shè)計(jì)出最佳機(jī)構(gòu)。
第二章 方案的設(shè)計(jì)
2．1 概述
針對(duì)葉狀類干冰清洗機(jī)的特點(diǎn)，最終確定清洗機(jī)的工藝流程為浸泡清洗（預(yù)處理）---噴淋清洗---超聲波清洗---出菜，根據(jù)小組的分工我們主要側(cè)重噴淋式清洗機(jī)的設(shè)計(jì)。
在浸泡清洗段主要是對(duì)干冰清洗機(jī)進(jìn)行浸泡，為粘附于干冰清洗機(jī)表面上的污物進(jìn)行初步清洗，并對(duì)較難分離的雜質(zhì)進(jìn)行浸泡,使泥沙雜質(zhì)在水的浸泡變得松脫，以利于在以后清洗過程當(dāng)中容易沖洗。在接下來的階段開始進(jìn)行噴淋式清洗，在這一階段中，干冰清洗機(jī)通過不銹鋼絲編織網(wǎng)傳送帶傳送，由上下兩排噴頭進(jìn)行沖洗，起清洗作用的主要是上面的一排噴頭，下面的噴頭主要是靠水的壓力使干冰清洗機(jī)處于一種層流狀態(tài)，使干冰清洗機(jī)的各部位都能清洗到，從而達(dá)到比較好的清洗效果。根據(jù)噴射壓力的不同，水噴射可以分為低壓水噴射、中壓水噴射、高壓水噴射和超高壓水噴射。在本清洗機(jī)中，由于清洗的對(duì)象是葉狀類干冰清洗機(jī)，所以我們選擇低壓水噴射對(duì)干冰清洗機(jī)進(jìn)行上下兩個(gè)方向的沖洗，去除干冰清洗機(jī)表面的泥沙、微生物和部分殘留農(nóng)藥，從而達(dá)到干冰清洗機(jī)清洗的目的。
另外，我們還考慮了廢水的處理問題，使清洗廢水可以重復(fù)使用，盡可能大的節(jié)約資源。
2．2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2．2．1 初步估算功率
根據(jù)要求設(shè)計(jì)產(chǎn)量要達(dá)到每天清洗葉片類干冰清洗機(jī)2—3T。
每天按8小時(shí)工作制計(jì)算，經(jīng)過初步估算，初定傳送帶傳輸距離為3米，干冰清洗機(jī)在放進(jìn)去到清洗完畢所經(jīng)過的時(shí)間為3分鐘，由此確定傳送帶的傳送速度為1m/s。
傳動(dòng)滾筒的功率：
P0=(K1××v+K2××Q±0.0273Q×H) （2-1）
(查《新編非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》)
K1---空載運(yùn)行功率系數(shù) K1=0.0192
---輸送帶水平投影長度 =3m
V ---帶速 v =1m/s
K2---物料水平運(yùn)行功率系數(shù) K2=9.55×10-5
Q---輸送量(t/h) Q=0.4t/h
K3---附加功率系數(shù) K3=2.8
代入公式求得: P0=0.19kw
電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算:
P=K×P0/η P=0.27 kw
取K=1.25 η=0.88
2．2．2 減速器的選擇
因?yàn)閲娏芮逑礄C(jī)中傳送帶轉(zhuǎn)速很慢，根據(jù)葉片類干冰清洗機(jī)自身的性質(zhì)和特點(diǎn)，我們選擇傳動(dòng)比較大的擺線針輪減速機(jī)。
擺線針輪減速機(jī)適用范圍：本標(biāo)準(zhǔn)分單級(jí)和兩級(jí)。其中又分立式和臥式；雙軸型和直聯(lián)型。適用于冶金、礦山、建筑、化工、紡織、輕工等行業(yè)，其適用條件如下：
輸入功率P1： 單級(jí)0.6—75千瓦；
兩級(jí)0.052—13.41千瓦；
傳動(dòng)比i： 單級(jí)11—87，共9種；
兩級(jí)121—7569，共18種；
高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500rpm,減速機(jī)可用于正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)前面的設(shè)計(jì)要求，輸送帶速度v=1m/min,故我們選用雙級(jí)臥式擺線針輪減速器，型號(hào)為:
BWY2215-35×17-0.34
此減速器輸出轉(zhuǎn)速為2.5r/min， P=0.24kw
(查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》)
2．2．3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
常用的傳動(dòng)方式有鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)，在此我們選用鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn):
（1）沒有滑動(dòng)；
（2）工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；
（3）不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；
（4）效率較高；
（5）能在溫度較高以及濕度較大的環(huán)境中使用。
1、已知:減速器的軸輸出轉(zhuǎn)速為2.5r/min，P=0.24kw, 輸出軸徑d=55mm，因?yàn)楣ぷ鬏d荷較平穩(wěn)，所以鏈輪懸臂裝于軸上。
（1）鏈輪齒數(shù)：
減速器軸上鏈輪齒數(shù)為Z1=21，從動(dòng)軸鏈輪齒數(shù)為Z2=21。
傳動(dòng)比i: i= Z1/ Z2=1
（2）轉(zhuǎn)速：
主動(dòng)軸鏈輪轉(zhuǎn)速n1=2.5r/min，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2=2.5r/min
（3）設(shè)計(jì)功率：
≥×P/(×) =0.216kw
式中：=1.0 =1.11 =1
(查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》)
（4）鏈條節(jié)距P：
由設(shè)計(jì)功率P0=0.216kw和主動(dòng)輪鏈輪轉(zhuǎn)速n1=2.5r/min
在手冊中查得節(jié)距P=12A，即 19.05mm。
（5）初定中心距a： 暫取 a=30P
（6）鏈節(jié)數(shù)：
（2-2）
=81
取=80節(jié)
（7）鏈實(shí)際中心距：
（2-3）
取a=562mm
（8）鏈速：
v=×Z1×P/1000 v=1m/min=0.017m/s （2-4）
與估算相符
（9）有效拉力：
F1=1000P/v F1=14117.6N （2-5）
（10）軸上載荷：
FQ=1.2KAF1 FQ=16941N
取KA=1
（11）潤滑方式選定：
根據(jù)滾子鏈節(jié)距P=19.05和鏈條的速度v=0.017m/s查圖選用潤滑方式為用油刷或油壺人工定期潤滑。
（12）鏈條標(biāo)記：
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果采用單排12A滾子鏈，節(jié)距為19.05mm，節(jié)數(shù)為80節(jié)。
（13）鏈輪材料及熱處理：
材料為45鋼，熱處理滲碳、淬火、回火。
齒面硬度為HRC50—60。
表2-1 滾子鏈的基本尺寸
鏈 號(hào)
節(jié) 距P(mm)
排 距(mm)
滾子直徑(mm)
12A
19.05
22.78
11.91
二、鏈輪幾何尺寸計(jì)算
（1）主動(dòng)鏈輪孔徑：
=55mm＜=72mm
（2）分度圓直徑：
d=128mm （2-6）
（3）齒頂圓直徑：
=137.3mm （2-7）
（4）齒根圓直徑：
=d- =116.09mm （2-8）
（5）最大齒根距離：
=115.7mm （2-9）
（6）齒輪凸緣直徑：
＜107.52mm （2-10）
查表得： h=18.0 （查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》上冊表11-1）
取=100mm
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可查得其他參數(shù)：
倒角寬度： g=2.4mm
倒角深度： h=9.5mm
倒角圓弧半徑： r=20.3mm
圓角半徑： =0.5mm
齒寬： b=11.7mm
二、滾筒
滾筒可以分為傳動(dòng)滾筒和該向滾筒。
傳動(dòng)滾筒：傳動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，可以為鋼制表面滾筒，包膠滾筒，一般為鑄造或薄鋼板卷制而成，在此用薄鋼板卷制而成。
改向滾筒：用于改變輸送帶的運(yùn)行方向和增加輸送帶與傳動(dòng)滾筒間的圍包角。
根據(jù)實(shí)際情況，我們選擇滾筒直徑為120mm，具體尺寸見零件圖。
三、輸送帶
輸送帶是輸送裝置中的曳引構(gòu)件和承載構(gòu)件，本清洗機(jī)中輸送帶采用特中不銹鋼編織而成，鋼絲直徑d=1.5mm，網(wǎng)格大小為10mm×10mm。輸送帶總長度C＝6151mm。
四、托輥
托輥是用與支撐輸送帶及輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置。在該清洗機(jī)中采用平行上托輥，其外筒由無縫鋼管制成。
2．2．4 張緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
輸送帶張緊裝置：使輸送帶具有足夠的張力，并限制輸送帶在個(gè)托輥間的垂度。在該清洗機(jī)中采用調(diào)節(jié)螺母調(diào)整改向滾筒橫向移動(dòng)來張緊輸送帶。
鏈輪張緊裝置：采用張緊輪張緊，它從外向內(nèi)壓緊鏈條，從而達(dá)到張緊目的，另外還可以使鏈條與鏈輪的包角增大，使傳動(dòng)效率提高。
2．2．5 缸體的設(shè)計(jì)
在噴射清洗工藝中，缸體的主要作用是容納輸送帶在其中輸送干冰清洗機(jī)，并且容納噴淋頭所噴射出來的大部分水。缸體的尺寸決定了干冰清洗機(jī)清洗的產(chǎn)量，由于本清洗設(shè)備不但在自動(dòng)化聯(lián)系清洗上有要求，而且在產(chǎn)量規(guī)模化也有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以缸體也有一定的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該主要根據(jù)實(shí)際情況來確定。根據(jù)經(jīng)過我們的分析與計(jì)算，確定缸體的內(nèi)壁尺寸為3000mm×1000mm×1000mm。外壁與框架進(jìn)行焊接。
材料的選擇：
經(jīng)查資料，我們選用不銹鋼，經(jīng)查資料選用材料為2Cr13，主要用于較重要的鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，滲碳零件，壓力容器等。從材料性能和經(jīng)濟(jì)因素各方面來說，對(duì)壁厚的設(shè)計(jì)為2毫米。
在下面一排噴頭的進(jìn)水口，我們在缸體壁上開了一個(gè)與水管管道同一直徑的圓孔，并焊接一同直徑的水管，可用彎頭實(shí)現(xiàn)與泵出水口的連接。在缸體底部設(shè)計(jì)了兩個(gè)出水口，用來排放缸內(nèi)的廢水，廢水通過專門的管道流到處理系統(tǒng)，經(jīng)過一系列的處理達(dá)到可重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，重新回到泵的進(jìn)水口。
2．3 輔助設(shè)備的選擇
2．3．1 泵的選擇
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，我們選擇MP6—30型號(hào)泵，MP表示小流量流程泵，流量Q選擇6m3/h，即1L/ m3。泵的揚(yáng)程為30m。
MP型泵為單級(jí)懸壁泵，轉(zhuǎn)速有n=2900r/min和n=5900r/min兩種，MP型泵主要用以被輸送介質(zhì)溫度小于80oc，其轉(zhuǎn)子由托架支撐。
軸封有填料密封及機(jī)械密封兩種，同過爪型彈性聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。
按耐磨和耐腐蝕及使用溫度，泵的主要部件材料有六，根據(jù)需要我們選擇Ⅱ型。為了適應(yīng)清洗不同的干冰清洗機(jī)，我們通過對(duì)泵的電機(jī)進(jìn)行無機(jī)調(diào)速，從而達(dá)到調(diào)壓的目的。
2．3．2 軸承的選擇
從清洗機(jī)整體結(jié)構(gòu)考慮，我們選擇深溝球軸承。
深溝球軸承的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，主要受徑向載荷，也可承受一定的雙向軸向載荷。高速裝置中可代替推力軸承。摩擦系數(shù)小、極限轉(zhuǎn)速高、價(jià)廉。應(yīng)用范圍最廣。GB276，軸承代碼為61805。
（1）軸承材料：本清洗機(jī)中的軸承不能避免磨損,因此要用在給定壓力、溫度、和速度范圍內(nèi)磨損率低的材料制造。通常使用各種聚合物和碳石墨等作為無潤滑軸承的軸承材料。減小磨損率是選擇與之匹配的軸徑材料是應(yīng)注意的問題，不銹鋼和鍍鉻鋼是最滿意的，如果環(huán)境無腐蝕性，低碳鋼也可以選用。采用非鐵金屬(銅/鋁)性能要差些。軸徑的表面硬度應(yīng)大于軸瓦表面硬度。經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可知：碳石墨材料的軸承適用環(huán)境在水中為尚好或好，所以我們選擇碳石墨為軸承材料。
碳石墨材料的線脹系數(shù)較小，加入石磨的金屬，其線脹系數(shù)與金屬接近，故軸承間隙可取小些，為了排出磨屑的方便，直徑間隙最好≥0.075mm。
表面粗糙度，磨合期的磨損量和穩(wěn)定磨損期的磨損率均與配合表面的粗糙度有關(guān)。通常，表面粗糙度越低，磨損率越小，為了經(jīng)濟(jì)，建議取Ra為0.2～0.4um， Ra值減小50%，磨損率可降低50%～80%。
軸瓦壁厚，塑料的熱導(dǎo)率比金屬低，且隨著軸承體積的增加，尺寸變化的影響變得明顯，故軸瓦壁厚應(yīng)盡量小。為此,常用金屬作為軸瓦，然后壓入薄的塑料襯套，若在金屬瓦背上涂覆一層塑料襯，塑料襯的厚度可以很薄。塑料軸瓦的壁厚可查表選取。由于強(qiáng)度的原因，碳石墨軸承的厚度應(yīng)大于金屬軸承的厚度，對(duì)于軸徑直徑＞10～20，壁厚S為3～5，我們選S=4。
軸承的安裝采用軸瓦在軸承座孔里的安裝方法，碳石墨軸瓦—過盈配合，用溫差方裝入。軸承座孔為缸體支撐的壁。
（2）滾動(dòng)軸承的潤滑
查手冊可知，因我們設(shè)計(jì)軸轉(zhuǎn)速低，負(fù)荷較小，固選用潤滑脂或固體潤滑劑潤滑。
（3）滾動(dòng)軸承的密封
密封是為了阻止?jié)櫥瑒妮S承中流失，也為了防止外界灰塵、水分等侵入軸承，沒有合理的密封，將大大影響軸承的工作壽命。密封按照其原理不同可分為接觸式密封和非接觸式密封兩大類。非接觸式密封不受速度的限制。接觸式密封只能用在線速度較低的場合，為保證密封的壽命及減少軸的磨損，軸接觸部分的硬度應(yīng)在40HRC以上，表面粗糙度宜小于1.60mm-0.8mm。對(duì)軸承我們采用了脂潤滑，所以我們可采用氈圈密封（v<5m/s），性能特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡單，壓緊力不能調(diào)整。
2．3．3 滾動(dòng)軸承座的選擇
根據(jù)我們是用圓柱孔軸承，選擇代號(hào)為SN205的滾動(dòng)軸承座，用一個(gè)止推環(huán)固定軸承。對(duì)它的密封我們采取在缸體壁上鏜一圓槽，放置O形橡膠密封圈密封，可有效防水滲透。
O形密封圈特點(diǎn)：有良好的密封性，是一種壓縮性密封圈，同時(shí)又具有自封能力，所以使用范圍很寬，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用方便，密封性不受運(yùn)動(dòng)方向的影響，因此得到了廣泛的應(yīng)用。材料選用聚氨脂橡膠，適用水油，耐磨，但應(yīng)避免高速使用。
第三章 超聲波清洗機(jī)
3.1 超聲波和氣泡清洗干冰清洗機(jī)的機(jī)理探討
3．1．1 超聲波清洗干冰清洗機(jī)的機(jī)理
利用高于20KHZ的超音頻電能，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳入到清洗液中。超聲波在清洗液中疏密地向前輻射，使液體移動(dòng)，并產(chǎn)生數(shù)萬計(jì)的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生產(chǎn)、迅速閉合稱為空化現(xiàn)象。在空化現(xiàn)象中氣泡閉合時(shí)形成超過1000個(gè)大氣壓的瞬時(shí)高壓，連續(xù)不斷產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓就像一連串小爆炸不斷地轟擊物體表面，使物體表面及縫隙中污垢迅速剝落，這種空化侵蝕作用就是超聲波清洗的基本原理。
SANYO 首先介紹世界沒有洗滌劑，將電解水作為動(dòng)力的洗衣機(jī)，根據(jù)范圍和灰塵的類型可以選擇用洗滌濟(jì)或不用洗滌濟(jì)進(jìn)行清洗。
SANYO 電氣股份有限公司－－世界在家庭用具的領(lǐng)導(dǎo)人于2001 年6月22 日在東京宣布首先使用超聲波和電解水而不需要洗滌濟(jì)的洗衣機(jī)出售。 直到現(xiàn)在，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)習(xí)慣都是利用水在洗衣機(jī)里的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，肥皂可從衣服上除去灰塵和污垢。3年以前SANYO提出了不同于任何過去的清洗機(jī)的的一種洗衣機(jī)： 超聲波清洗機(jī)。
超聲波清洗的主要清洗動(dòng)力是超聲空化作用存在于液體中的空化核在超聲場的作用下振動(dòng)當(dāng)聲壓達(dá)到某個(gè)臨界值時(shí), 空化泡將迅速增長, 然后突然閉合,在空化泡閉合瞬間產(chǎn)生壓很大的沖擊波, 破壞干冰清洗機(jī)表面的污染物使之溶解在清洗液中?？栈輰?duì)污染物的反復(fù)沖擊, 方面破壞污染物和干冰清洗機(jī)之間的吸附作用, 另一方面也會(huì)使污染物從干冰清洗機(jī)表面脫落?？栈瘹馀菰谡袷庍^程中, 伴隨一系列的復(fù)雜的聲學(xué)效應(yīng)如產(chǎn)生輻射扭。輻射扭力能引起液體本身的環(huán)流運(yùn)動(dòng), 該環(huán)流能對(duì)干冰清洗機(jī)表面的污染物造成破壞從而使之從干冰清洗機(jī)表面脫落。另外, 超聲高頻振蕩自身也對(duì)清洗有重要的貢獻(xiàn)。例如:頻率為20 kHz, 功率密度為2W?cm 2 的超聲波在液體中傳播時(shí), 引起質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移1.32 Lm, 速度0.16m?s, 加速度2.04×104m?s2, 聲壓為2.5×105 Pa (2.45atm ) [ 5 ]。干冰清洗機(jī)表面的污染物主要有塵土、肥料、腐殖質(zhì)和殘余農(nóng)藥。如果上述干冰清洗機(jī)表面的污染物是不可溶解的, 超聲波的穩(wěn)態(tài)空化和微聲流可以在干冰清洗機(jī)表面處提供一種溶解機(jī)制而使污染物溶解, 在污染物層和干冰清洗機(jī)表面之間形成的穩(wěn)態(tài)空化泡會(huì)使腐殖質(zhì)等污染物脫落。穩(wěn)態(tài)空化和微聲流有助于在水溶液中將農(nóng)藥等油脂類污染物乳化, 使之脫落。超聲波的瞬態(tài)空化作用能擊碎塵土和肥料等不溶污染物, 達(dá)到干冰清洗機(jī)清洗的目的。
3．1．2 氣泡清洗干冰清洗機(jī)的機(jī)理
在含有許多氣泡的液體中, 當(dāng)氣泡潰滅和回彈再生時(shí), 會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)壓強(qiáng)。當(dāng)潰滅的氣泡靠近過流的固體邊界時(shí), 水流中不斷潰滅的氣泡所產(chǎn)生的高壓強(qiáng)的反復(fù)作用, 可破固體表面, 從而產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。氣泡在干冰清洗機(jī)表面附近的破裂, 近于球形的氣泡隨射流運(yùn)動(dòng)到剛性固體表面附近。由于淹沒射流在固體表面形成一層很薄的漫流, 所以在氣泡與干冰清洗機(jī)表面之間存在著液流的橫向流動(dòng), 使氣泡壁距干冰清洗機(jī)表面近的一端(稱為近壁) 較遠(yuǎn)的一端(稱為遠(yuǎn)壁) 的液體壓力低, 向心運(yùn)動(dòng)速度也較其它部分慢。在氣泡中心向干冰清洗機(jī)表面移動(dòng)時(shí), 近壁與干冰清洗機(jī)表面的距離基本不變, 為保持動(dòng)量守恒(不考慮液體黏性的影響) , 氣泡必須做加速運(yùn)動(dòng), 遠(yuǎn)壁向內(nèi)凹進(jìn), 靠近近壁, 近壁被穿透形成速度很高的微射流, 這種微流指向干冰清洗機(jī)表面, 其破壞和沖蝕能力很強(qiáng)[ 6 ] , 如圖1 所示。Hamm it t 通過計(jì)算和實(shí)測得出, 移型氣泡潰滅時(shí), 靠近固體壁面處的微射流速度可達(dá)70～180 m?s, 在固體表面的沖擊壓力達(dá)140～180MPa[ 7 ]。這么高的動(dòng)壓力可以完全清洗掉干冰清洗機(jī)表面的污染物而且可以縮短清洗時(shí)間。而且，這僅僅是一次微射流作用于干冰清洗機(jī)表面的壓力； 當(dāng)水中氣泡不斷產(chǎn)生、增長、破滅時(shí)，則氣泡潰滅的沖擊壓力連續(xù)不斷作用到干冰清洗機(jī)表面，有效的清除干冰清洗機(jī)面的污染物?！?
圖3-1 氣泡在剛性固體表面破裂的示意圖
氣流引起水的翻滾、漩渦等復(fù)雜的擾動(dòng)在干冰清洗機(jī)清洗過程中，干冰清洗機(jī)、水和氣流一起組成一個(gè)非常復(fù)雜的固- 液- 氣三相流動(dòng)。當(dāng)氣體以一定的速度射入清洗槽中的液體時(shí)，將引起液體的流動(dòng)。液體在流動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)較快的流層帶動(dòng)較慢的流層，而運(yùn)動(dòng)較慢的流層又阻止較快的流層, 不同速度流層之間互相牽制，產(chǎn)生層與層之間的摩擦力。即流體在流動(dòng)過程中由于液體的黏性而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力[ 8 ]。管中的空氣以一的速度進(jìn)入液體中時(shí)，在液體相鄰兩流層之間，存在內(nèi)摩擦力和動(dòng)量的交換。這樣直接導(dǎo)致清洗槽中的液體和清洗物無規(guī)則的擾動(dòng)，這種無規(guī)則的擾動(dòng)能有效去除干冰清洗機(jī)表面的污染物。
3.2 清洗工藝參數(shù)的確定
3．2．1 干冰清洗機(jī)清洗試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)了以超聲波和氣泡作為干冰清洗機(jī)清洗動(dòng)力的清洗試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)由超聲波發(fā)生源、超聲換能器、風(fēng)泵、氣閥、流量計(jì)、清洗槽和網(wǎng)孔面板組成。超聲換能器通過信號(hào)線與超聲波發(fā)生源相連。超聲換能器將超聲波發(fā)生源的高頻電振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)信號(hào)，用來產(chǎn)生一定頻率，一定聲功率密度的超聲波。風(fēng)泵是氣流的發(fā)生源。氣閥調(diào)節(jié)通入清洗槽中的風(fēng)量，改變氣閥的開度大小達(dá)到調(diào)節(jié)氣流量的目的。流量計(jì)測量通風(fēng)量的大小。網(wǎng)孔面板是產(chǎn)生氣泡的裝置。一定強(qiáng)度和大小的氣流通過網(wǎng)孔面板產(chǎn)生分流現(xiàn)象，導(dǎo)致一定壓力和速度的微小氣流產(chǎn)生，使清洗槽的液體產(chǎn)生氣泡和翻滾。清洗槽盛裝清洗液和清洗物。試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。其中超聲波的功率為0～1000W 可調(diào)，工作頻率20 kHz；清洗槽內(nèi)尺寸600 mm ×400 mm ×200 mm； 流量計(jì)的測量范圍為2.5～ 25m3?h；風(fēng)泵的功率為1.2 kW。
3．2．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)?zāi)康氖菍ふ易罴迅杀逑礄C(jī)清洗效果的工藝參數(shù)。即保證干冰清洗機(jī)清洗干凈和干冰清洗機(jī)無破碎的情況下清洗時(shí)間最短，耗費(fèi)能量最少。為了對(duì)干冰清洗機(jī)清洗進(jìn)行定量的分析研究，參照干冰清洗機(jī)行業(yè)業(yè)內(nèi)人士的觀點(diǎn)，確定干冰清洗機(jī)清洗試驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)為洗凈率和破損率，分別定義如下:
洗凈率= 清洗干凈的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g)/（清洗干凈的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g) + 未被清洗干凈的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g)）×100%
破損率= 清洗后無破損的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g)/（清洗后無破損的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g) + 清洗后有破損的干冰清洗機(jī)質(zhì)量(g)）×100%
其中，清洗干凈的干冰清洗機(jī)定義為清洗后肉眼觀察干冰清洗機(jī)上無泥沙、無爛葉、無腐殖質(zhì)。
由超聲波和氣泡清洗干冰清洗機(jī)的機(jī)理分析可知，試驗(yàn)中影響試驗(yàn)指標(biāo)的因素將是超聲波的聲功率密度、氣泡強(qiáng)度和清洗時(shí)間以及它們之間的交互效應(yīng)。通過分析對(duì)比正交試驗(yàn)表格并考慮試驗(yàn)實(shí)際情況，選擇三水平的正交試驗(yàn)表格來安排試驗(yàn)[ 9 ]。試驗(yàn)為3 因素且考慮其交互作用的3 水平試驗(yàn)，每兩個(gè)因素的交互作用占兩列，3 個(gè)因素的所有一級(jí)交互作用共有3 個(gè)，共占6 列；連同A、B、C 3 個(gè)因素自身在正交表中共占9 列，即為9 因素三水平的正交試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)選L 27 (313) 正交表[ 10 ]。這9 個(gè)因素依次為: 超聲波的聲功率密度A 、氣泡強(qiáng)度B 、清洗時(shí)間C 以及它們之間的交互作用(A ×B ) 1、(A ×B ) 2、(A×C) 1、(A ×C) 2、(B ×C) 1、(B C)為了找到各因素的水平范圍，做了探索性預(yù)備試驗(yàn)。氣泡強(qiáng)度和清洗時(shí)間對(duì)干冰清洗機(jī)清洗效果的影響氣泡強(qiáng)度B 依次選5、10、15、20、25 m3?h 5 個(gè)水平, 清洗時(shí)間C 依次選1、2.5、4 min3 個(gè)水平做小青菜清洗試驗(yàn)，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)氣泡強(qiáng)度小于15 m3?h 時(shí)，干冰清洗機(jī)的洗凈率很低，當(dāng)氣泡強(qiáng)度大于15 m3?h 時(shí)，洗凈率顯著提高；當(dāng)清洗的時(shí)間1 min 為時(shí)，干冰清洗機(jī)的清洗效果很差，當(dāng)清洗時(shí)間為2.5min 時(shí)，干冰清洗機(jī)的洗凈率顯著提高。
2) 超聲波對(duì)干冰清洗機(jī)清洗效果的影響
用不同功率大小的超聲波做干冰清洗機(jī)清洗試驗(yàn), 通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn): 當(dāng)超聲波功率超過600W 時(shí), 干冰清洗機(jī)表面有明顯的破損痕跡；當(dāng)超聲波功率低于300W 時(shí), 干冰清洗機(jī)的清洗效果很差。通過氣泡強(qiáng)度和清洗時(shí)間對(duì)干冰清洗機(jī)清洗效果的影響與超聲波對(duì)干冰清洗機(jī)清洗效果影響預(yù)備試驗(yàn)的分析, 確定因素選用如下三個(gè)水平。即:
A : = 300W， = 450W， = 600W
對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
1) 極差分析
計(jì)算每列各水平下試驗(yàn)指標(biāo)之和、、。以第1 列為例，分別計(jì)算在不同超聲波功率水平下的試驗(yàn)指標(biāo)之和、、 和它們的平均值、、。
= 74 + 78 + 83 + 72 + 82 + 84 + 79 + 81 +90 = 723 （3-1）
= 80 + 80 + 86 + 81 + 81 + 89 + 77 + 86 +86 = 746 （3-2）
= 80 + 81 + 84 + 75 + 79 + 85 + 82 + 85 +85 = 736; （3-3）
第1列的極差 = - = 83 - 80 = 3。同理，可計(jì)算出表中其它各列的指標(biāo)和、均值和極差。結(jié)果依次填入表2 中。由極差大小可以得出因素主次順序依次為C、A 、(A ×B ) 1、B 、(B ×C) 1、(A ×B ) 2、(A ×C) 1、(A × C) 2、(B × C) 2。由表2 中數(shù)據(jù)初步得出較優(yōu)水平組合為 [(A × B ) 1] 或A 2 或 [(A ×B )1]3。
2) 方差分析
根據(jù)極差分析初步找出比較好的水平組合，為了進(jìn)一步找到最優(yōu)的水平組合，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，方差分析的結(jié)果可以看出，因素C 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)的影響是高度顯著的，因B 和因素A 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)的影響較大，其它因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)的影響相對(duì)較小。由于試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)是干冰清洗機(jī)的洗凈率，數(shù)據(jù)越大說明清洗效果越好。從試驗(yàn)方案和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表可以看出，因素A 應(yīng)選取第2水平，因素B 應(yīng)選取第3水平，因素C 應(yīng)選取第3水平。通過試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可知，最好的干冰清洗機(jī)清洗參數(shù)為即超聲波功率為450W、氣泡強(qiáng)度為25 m3?h、清洗時(shí)間為4 min。
3) 驗(yàn)證試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)論
通過正交試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，找到比較合理的工藝參數(shù)。為了驗(yàn)證該工藝參數(shù)的科學(xué)性與合理性，選取了上述試驗(yàn)中清洗效果比較好的試驗(yàn)參數(shù)條件做重復(fù)試驗(yàn)。
7
刮板
6
超聲波蓄能器
13
從動(dòng)輪
5
氣管
12
支架
4
超聲波發(fā)生器
11
輸送帶
3
驅(qū)動(dòng)輪
10
底座
2
風(fēng)泵
9
清洗槽
1
驅(qū)動(dòng)電機(jī)
8
排污閥
圖 3-2 干冰清洗機(jī)清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
3.3 干冰清洗機(jī)清洗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了干冰清洗機(jī)清洗機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。該干冰清洗機(jī)清洗機(jī)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、清洗槽、超聲波發(fā)生器、超聲換能器、風(fēng)泵、輸送網(wǎng)帶(帶刮板)、氣管和排污閥等主要部件組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)鏈軸的運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)鏈帶動(dòng)輸送網(wǎng)帶。干冰清洗機(jī)在輸送網(wǎng)帶上刮板的作用下由進(jìn)菜口運(yùn)動(dòng)到出菜口。清洗槽底部是超聲換能器和氣泡發(fā)生裝置，干冰清洗機(jī)在隨網(wǎng)帶的運(yùn)動(dòng)過程中受到氣泡和超聲波的清洗作用。新研制的干冰清洗機(jī)清洗機(jī)輸送網(wǎng)帶速度為0.95m?s；風(fēng)泵的功率為2. 2 kW，出風(fēng)口數(shù)量為8 個(gè)；超聲波的功率為0～ 1000W 可調(diào)。分別選取了青菜(葉類) 和土豆(根莖類) 進(jìn)行測試試驗(yàn)。結(jié)果表明，該清洗機(jī)每小時(shí)可以清洗葉類干冰清洗機(jī)320 kg 以上，其洗凈率大于95%，破損率小于2%；每小時(shí)可以清洗根莖類干冰清洗機(jī)540 kg 以上，其洗凈率大于90%，破損率小于1%。
第四章 清洗廢水的處理
為了節(jié)約水資源，清洗后的廢水要回收處理重復(fù)使用。清洗后，廢水中的主要成份有機(jī)械性雜質(zhì)（主要是爛菜葉）和泥沙。機(jī)械性雜質(zhì)可通過過濾網(wǎng)過濾掉，而泥沙則是成膠體狀混在水里，去除它需要采用專門的設(shè)備，經(jīng)過查閱資料我們選用了水力旋流器。
水力旋流器是一種離心沉降設(shè)備，它靠泵（或靜水頭壓力）將懸浮液從圓柱殼體上部的入口有切線方向進(jìn)入旋流器，在筒內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并由四邊向中心移動(dòng)而形成一股強(qiáng)烈的旋渦運(yùn)動(dòng)，由上而下旋流。在錐體內(nèi)液流中較粗顆粒受離心力作用向筒壁沉降并和殘留的液體由錐體錐頂處的底流口卸出。含細(xì)顆粒的那部分液體，則通過一個(gè)固定在頂部中心并伸至旋流器中的圓管排出，排出的水再經(jīng)過活性炭過濾芯，利用活性炭的吸附作用可以吸附濾液中的較細(xì)顆粒，從而使水凈化可以重復(fù)使用。
圖 4-1廢水處理原理圖
第五章 遠(yuǎn)紅外干燥殺菌
遠(yuǎn)紅外干燥殺菌技術(shù)是利用遠(yuǎn)紅外線輻射器發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線，為被干燥物質(zhì)所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏_(dá)到干燥殺菌的目的。
遠(yuǎn)紅外線干燥的特點(diǎn)有：
1 干燥速度快、生產(chǎn)效率高，特別適用于大面積、表層的加熱干燥；
2 設(shè)備小，生產(chǎn)費(fèi)用低。與微波干燥、高頻干燥等相比，遠(yuǎn)紅外加熱裝置更便宜、簡單；
3 干燥質(zhì)量好。由于涂層表面和內(nèi)部的物質(zhì)分子同時(shí)吸收遠(yuǎn)紅外輻射，因此加熱均勻，產(chǎn)品外觀、機(jī)械性能等均有提高；
4 結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣使用。
遠(yuǎn)紅外線干燥器的主要組成部分：
1 輻射器 包括涂層、發(fā)熱體或熱源、基體及附件三部分；
2 加熱裝置；
3 反射集光裝置；
4 溫度控制等附加裝置。
工作原理如下圖所示：
圖 5-1 遠(yuǎn)紅外線干燥器示意圖
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過努力和查閱機(jī)械方面的相關(guān)資料最終設(shè)計(jì)出了能實(shí)現(xiàn)對(duì)干冰清洗機(jī)自動(dòng)清洗的干冰清洗機(jī)清洗機(jī)，設(shè)計(jì)的同時(shí)也對(duì)一些機(jī)械方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的提高和掌握，對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí)。熟悉了齒輪、軸等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識(shí)，從中學(xué)習(xí)到很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容。相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。
在設(shè)計(jì)前了解噴淋式清洗機(jī)、槳葉式清洗機(jī)、浸泡式清洗機(jī)、滾筒式清洗機(jī)等清洗機(jī)的工作過程進(jìn)行了分析研究，針對(duì)葉片類干冰清洗機(jī)的特點(diǎn), 只有噴淋式清洗機(jī)和浸泡式清洗機(jī)適合于清洗。最終我選擇了噴淋式清洗機(jī)的設(shè)計(jì)，最終確定清洗機(jī)的工藝流程為浸泡清洗（預(yù)處理）---噴淋清洗---超聲波清洗---出菜。
對(duì)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)過程中主要對(duì)以下機(jī)構(gòu)和裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算：
1. 按工作制計(jì)算，傳送帶傳輸距離，干冰清洗機(jī)清洗完所經(jīng)過的時(shí)間，傳送帶的傳送速度為1m/s；電動(dòng)機(jī)功率為P=0.27 kw；
2. 因?yàn)閲娏芮逑礄C(jī)中傳送帶轉(zhuǎn)速很慢，葉片類干冰清洗機(jī)自身的性質(zhì)和特點(diǎn)、前面的設(shè)計(jì)要求及輸送帶速度, 減速器選用雙級(jí)臥式擺線針輪減速器，型號(hào)為:BWY2215-35×17-0.34，此減速器輸出轉(zhuǎn)速為2.5r/min， P=0.24kw；
3. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算：
由減速器軸上鏈輪齒數(shù)和從動(dòng)軸鏈輪齒數(shù)得傳動(dòng)比i = Z1/ Z2=1，主動(dòng)軸鏈輪轉(zhuǎn)速n1=2.5r/min，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2=2.5r/min；
由設(shè)計(jì)功率和主動(dòng)輪鏈輪轉(zhuǎn)速確定鏈條節(jié)距P=12A，即19.05mm，鏈速v=1m/min=0.017m/s 有效拉力F1=14117.6N；
4. 輸送帶：輸送帶是輸送裝置中的曳引構(gòu)件和承載構(gòu)件，本清洗機(jī)中輸送帶采用特不
銹鋼編織而成，鋼絲直徑d=1.5mm，網(wǎng)格大小為10mm×10mm。輸送帶總長度C＝6151mm；
5. 為保證支撐輸送帶及輸送帶上所承載的物料，輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的裝置，在該清洗機(jī)中采用平行上托輥，其外筒由無縫鋼管制成
6. 為使輸送帶具有足夠的張力，并限制輸送帶在個(gè)托輥間的垂度。在該清洗機(jī)中輸送帶張緊裝置采用調(diào)節(jié)螺母調(diào)整改向滾筒橫向移動(dòng)來張緊輸送帶。
7. 為張緊輪張緊，從外向內(nèi)壓緊鏈條，達(dá)到張緊目的，另外還可以使鏈條與鏈輪的包角增大，使傳動(dòng)效率提高則使用鏈輪張緊裝置。
清洗后的廢水處理問題，采用了水力旋流器，從而使水凈化可以重復(fù)使用。
清洗過程中采用了遠(yuǎn)紅外線對(duì)干冰清洗機(jī)進(jìn)行干燥殺菌，遠(yuǎn)紅外線為被干燥物質(zhì)所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏_(dá)到干燥殺菌的目的。
在設(shè)計(jì)過程中所提及到的干冰清洗機(jī)清洗設(shè)備可以單獨(dú)使用也可以組合成一品種的專用清洗線，采用多種型式對(duì)干冰清洗機(jī)進(jìn)行多次清洗。
致 謝
本次設(shè)計(jì)是在梁博老師的指導(dǎo)下完成的，通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我得到了一個(gè)很大的提高，也認(rèn)識(shí)到了自己的不足——對(duì)問題掌握的不夠扎實(shí)、不夠系統(tǒng)，在做設(shè)計(jì)的同時(shí)得到了很大的改善?，F(xiàn)在鞏固了所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，學(xué)會(huì)用所學(xué)的知識(shí)去處理新的問題，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握了設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)了實(shí)際工作的能力；能做到聯(lián)系實(shí)際情況考慮問題，分析問題和解決問題的能力有了很大提高，并培養(yǎng)了我認(rèn)真仔細(xì)的習(xí)慣，也培養(yǎng)了我的耐心，也為我以后走上工作崗位提供了一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)。
設(shè)計(jì)的題目是干冰清洗機(jī)噴淋清洗機(jī)，內(nèi)容和目的來看完全符合本專業(yè)的培養(yǎng)方向，并能充分體現(xiàn)綜合訓(xùn)練的目標(biāo)，設(shè)計(jì)難易程度適當(dāng)，工作量適中，與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合緊密，經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性強(qiáng)。
在設(shè)計(jì)中，我深深的體味了老師對(duì)工作一絲不茍的態(tài)度和敬業(yè)的精神，從他們身上我感受到了科學(xué)的嚴(yán)肅性和治學(xué)態(tài)度的嚴(yán)謹(jǐn)性,科學(xué)要做到確鑿可信，簡明嚴(yán)謹(jǐn)。其次，指導(dǎo)老師在的專業(yè)技術(shù)方面的知識(shí)和能力，讓我感到自身還有很多不足之處，更堅(jiān)定了我鍛煉和提高自己能力的信念。以后在工作中要積極主動(dòng)的再學(xué)習(xí)，再提高，最為重要的是通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，拓寬了我專業(yè)方面的知識(shí)，著重復(fù)習(xí)了CAD軟件的運(yùn)用。
在設(shè)計(jì)中，在從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題到最后設(shè)計(jì)圓滿的完成，這期間，曾遇到了不少的困難，在我得到了老師很多指導(dǎo)以及其他同學(xué)的大力幫助，在此向他們表示由衷的謝意和誠摯的祝福，謝謝！
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