果蔬原料去皮機(jī)的設(shè)計(jì)【立式滾筒】【含圖紙】

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果蔬原料去皮機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 主要介紹了以摩擦原理為基礎(chǔ)的、適合食品加工工廠等場(chǎng)所使用的大型果蔬原料（馬鈴薯、胡蘿卜等塊莖）去皮機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作原理和設(shè)備組成。 關(guān)鍵詞：果蔬原料去皮機(jī)；摩擦；去皮；傳動(dòng) The Design Of Machine For Peeling Vegetable and Fruit Abstract This paper introduced the large-scale machine for peeling potatoes or carrots which is designed by the principle of friction and suited to the factory of food processing ,and it presented the key of design ,working principle and the composition of the large-scale machine. Keywords:potato;carrot;friction;peeling;transmission 第一章 引言 1.1 馬鈴薯、胡蘿卜果蔬的概述 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已經(jīng)越來越被世界重視，特別是便餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來，這更要求原料的深加工伴隨著發(fā)展。其中馬鈴薯和胡蘿卜等果蔬原料的深加工就是受到人們高度重視且發(fā)展較快的產(chǎn)業(yè)之一。 胡蘿卜是一種質(zhì)脆味美、營(yíng)養(yǎng)豐富的家常蔬菜。中醫(yī)認(rèn)為它可以補(bǔ)中氣、健胃消食、壯元陽、安五臟，治療消化不良、久痢、咳嗽、夜盲癥等有較好療效，故被譽(yù)為“東方小人參”。用油炒熟后吃，在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為維生素A，提高機(jī)體免疫力，間接消滅癌細(xì)胞。美國(guó)科學(xué)家的最新研究又證實(shí)：每天吃兩根胡蘿卜，可使血中膽固醇降低10％～20％；每天吃三根胡蘿卜，有助于預(yù)防心臟疾病和腫瘤。胡蘿卜中的主要營(yíng)養(yǎng)素是β-胡蘿卜素，它存在于胡蘿卜的細(xì)胞壁中，而細(xì)胞壁是由纖維素構(gòu)成，人體無法直接消化，唯有通過切碎、煮熟及咀嚼等方式，使其細(xì)胞壁破碎，β-胡蘿卜素才能釋放出來，為人體真正消化吸收利用。完好保持β-胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)成分，與我們的食用與烹調(diào)方法有著極大的關(guān)系。土豆，學(xué)名馬鈴薯，別名洋山芋、洋番薯、山藥蛋。它和玉米、小麥、水稻、燕麥被稱為世界五大糧食作物。土豆因其營(yíng)養(yǎng)豐富而有“地下人參”的美譽(yù)。其塊莖中約含淀粉15－25％，蛋白質(zhì)2－3％，脂肪0．7％，粗纖維0．15％，還含有豐富的鈣、磷、鐵、鉀等礦物質(zhì)及維生素C、維生素A及B族類維生素。祖國(guó)醫(yī)學(xué)認(rèn)為，土豆性平，有和胃、調(diào)中、健脾、益氣之功效；能改善腸胃功能，對(duì) 胃潰瘍、十二脂腸潰瘍、慢性膽囊炎、痔瘡引起的便秘均有一定的療效。美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所認(rèn)為。"每餐只吃全脂牛奶和馬鈴薯，可以得到人體所需要的一切物質(zhì)元素"。 而我國(guó)是馬鈴薯的主要出產(chǎn)國(guó)，年種植面積和總產(chǎn)量均居世界第二位。但在我國(guó)絕大部分馬鈴薯被直接用作飼料和食用。由于每年僅有百分之幾用于深加工，致使鮮薯過剩，增加了越冬保鮮難度，也降低了它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。究其原因主要是缺少加工設(shè)備，特別是去皮機(jī)械。而從國(guó)外引進(jìn)設(shè)備價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高，致使國(guó)內(nèi)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。 特別在世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，馬鈴薯深加工一般都占總產(chǎn)量的50%—80%。目前，美國(guó)是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，馬鈴薯食品加工企業(yè)有300多家，其子公司遍布世界十幾個(gè)國(guó)家。美國(guó)的馬鈴薯產(chǎn)品不僅暢銷國(guó)內(nèi)，且大量出口干制食品及方便食品占據(jù)了世界大部分市場(chǎng)。近20年來，德、法、英、荷蘭、瑞士及日本等國(guó)家，也在致力發(fā)展馬鈴薯食品深加工工業(yè)，從而使世界馬鈴薯食品加工業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。 1.2 果蔬原料加工預(yù)處理工藝流程簡(jiǎn)介 1.2.1原料的分級(jí)：果蔬的分級(jí)可按照不同的加工品的要求，采用不同的分級(jí)方式分級(jí)，包括大小分級(jí)、成熟度分級(jí)和色澤分級(jí)等幾種。在我國(guó)成熟度分級(jí)常用目視估測(cè)的方法進(jìn)行，而大小分級(jí)是分級(jí)的主要內(nèi)容，幾乎所有的加工果蔬均需大小分級(jí)，分級(jí)的方法有手工分級(jí)和機(jī)械分級(jí)。 1.2.2原料的清洗：果蔬原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附著的塵土、泥沙和大量的微生物以及部分的化學(xué)農(nóng)藥，保證產(chǎn)品的清潔衛(wèi)生，從而保證產(chǎn)品品質(zhì)。對(duì)于農(nóng)藥殘留的果蔬，洗滌時(shí)常在水中加化學(xué)洗滌劑，常用的有鹽堿地酸、醋酸，有時(shí)也用氫氧化鈉等強(qiáng)堿及漂白粉、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑。果蔬清洗的方法須根據(jù)果蔬形狀、質(zhì)地、表面狀態(tài)、污染程度、夾帶泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和機(jī)械清洗。后者需配置滾筒式、噴淋式、壓氣式、漿葉式等設(shè)備。 1.2.3果蔬的去皮：凡是果蔬原料果皮粗糙、堅(jiān)硬，具有不良風(fēng)味的均應(yīng)去皮，以利于提高品質(zhì)，只有在加工某些果脯、蜜餞、果汁和果酒時(shí)，因要打漿和壓榨，才不用去皮，果蔬去皮方法如下： （1）手工去皮：用特別的刀、刨等工具人工削皮，去皮干凈、損失少，但勞動(dòng)效率低。 （2）機(jī)械去皮：主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。 （3）堿液去皮：利用堿液的強(qiáng)腐蝕性來使蔬菜表面中膠層溶解，從而使果皮分離。堿液去皮常使用氫氧化鈉，腐蝕性強(qiáng)且廉價(jià)。堿液去皮時(shí)堿液的濃度、處理時(shí)間和堿液溫度，應(yīng)視不同果蔬原料種類、成熟度、大小而定。堿液濃度提高、處理時(shí)間長(zhǎng)和溫度高都會(huì)增加皮層的松離及腐蝕程度。經(jīng)堿液處理后的果蔬必須立即在冷水中浸泡、清洗、反復(fù)換水直至表面無膩感，口感無堿味為止。 （4）熱力去皮：果蔬用短時(shí)間高溫處理后，使表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與內(nèi)部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮，適合于成熟度高的桃、李、杏等。熱去皮的熱源主要有蒸汽和熱水。此法原料損失少，色澤好，風(fēng)味好。 （5）酶法去皮：在果膠酶的作用下，達(dá)到去皮目的。需要控制酶的最佳作用條件如溫度、時(shí)間、PH值等。 （6）冷凍去皮：將果蔬在冷凍裝置中冷至達(dá)到輕度表面冷凍，然后解凍，使皮松弛后去皮，此法質(zhì)量好但費(fèi)用高。 （7）真空去皮：將成熟的果蔬先行加熱，使其升溫后果皮和果肉分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室內(nèi)，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動(dòng)去皮。 1.2.4果蔬的護(hù)色：果品在加工過程中，將原料去皮、切分、破碎和空氣接觸及高溫處理，都可能促進(jìn)化學(xué)變化，生成有色粉質(zhì)。其中包括酶褐變和非酶褐變。都要經(jīng)過相應(yīng)的方式來對(duì)果品進(jìn)行護(hù)色保護(hù)。 1.3國(guó)內(nèi)外馬鈴薯、胡蘿卜塊莖原料去皮設(shè)備簡(jiǎn)介 國(guó)內(nèi)外馬鈴薯、胡蘿卜塊莖原料去皮方法大致有三種，即機(jī)械去皮、蒸汽去皮和化學(xué)去皮，三種去皮方法的工作原理為： 機(jī)械去皮：在圓筒形容器中，依靠帶有磨料的圓盤、滾輪或依靠特制的橡膠輥在中速或高速旋轉(zhuǎn)中摩擦塊莖的表面而達(dá)到去皮目的。 蒸汽去皮：在高壓容器內(nèi)，通入高壓蒸汽使塊莖表面受熱，然后打開容器蓋，突然釋放壓力，塊莖的表皮和果肉即自行分離。 化學(xué)去皮：在耐堿容器內(nèi)，加入強(qiáng)堿溶液并加溫，后加入塊莖，經(jīng)一段時(shí)間后塊莖的表皮被堿溶液腐蝕，經(jīng)高壓水反復(fù)沖洗干凈后，在將塊莖放入機(jī)械去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁ? （1）目前，國(guó)內(nèi)主要使用機(jī)械摩擦去皮機(jī)。 如圖1所示，該機(jī)由機(jī)蓋、機(jī)筒、機(jī)座、電機(jī)、砂盤等部分組成。以電機(jī)為動(dòng)力，通過減速齒輪帶動(dòng)機(jī)筒底部的砂盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機(jī)筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機(jī)筒內(nèi)上、下、左、右翻動(dòng)，表面被砂盤均勻的摩蝕，去皮結(jié)束時(shí)加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動(dòng)排出，皮屑隨水流從砂盤的周圍間隙排出，該機(jī)為間歇生產(chǎn)。 （2）蒸煮裝置 國(guó)內(nèi)食品加工業(yè)使用的連續(xù)式鏈帶蒸煮機(jī)和高壓蒸煮鍋，機(jī)體龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，小型果蔬原料食品加工廠引進(jìn)使用有一定困難。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)馬鈴薯片的蒸煮要求并不高，使用自制的蒸煮裝置完全可以滿足要求。 圖為一般食堂、飯店常用的蒸煮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 在一個(gè)大型蒸煮容器內(nèi)鋪設(shè)軌道，道軌通到容器大門外切片機(jī)附近。道軌上置放平板小車，小車上裝有方形籠屜若干層。塊莖切片后，依次放入籠屜。待所有的籠屜子都裝滿薯片后，將小車連同籠屜推入容器中，密封大門，再通入蒸汽蒸煮。待薯片蒸熟后，打開大門，拉出小車和籠屜，取出薯片。 蒸煮容器為長(zhǎng)方形，下部設(shè)有進(jìn)氣管道和閥們，上部有排氣管。容器框架由角鋼制作，外壁由鋼板制造，并用隔熱材料涂抹保溫。 （3）化學(xué)去皮裝置 在由防堿材料制成的容器中注入氫氧化鈉溶液，溶液濃度為15%—25%。加熱溶液，溫度達(dá)到87—95C，加入塊莖攪拌使溫度保持在70C左右；經(jīng)過2—6分鐘，塊莖的表皮開始變松變軟；撈出塊莖，用高壓水反復(fù)沖洗，知道表面無殘留物為止。撈出的塊莖也可放入機(jī)械式去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁ? 本法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)不同大小、不同形狀的塊莖適合性好，去皮快，不需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專門設(shè)備。缺點(diǎn)是沖洗塊莖需要大量清水，皮屑不能利用，排出的廢液污染環(huán)境。 由于去皮方法不同，國(guó)內(nèi)外馬鈴薯、胡蘿卜去皮機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式也各不相同，去皮差異較大，去皮率大致為7%-25%，其中機(jī)械去皮率為最大，蒸汽去皮率為最小。 國(guó)內(nèi)外幾種去皮設(shè)備的去皮性能比較表 機(jī)型 L離心式切屑去皮機(jī) 機(jī)械去皮機(jī) 蒸汽式去皮機(jī) 化學(xué)法去皮機(jī) 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 對(duì)塊莖原料的要求 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 無要求 無要求 產(chǎn)品質(zhì)量 表面光滑，無污染，無蒸煮層 表面光滑，無污 染，淀粉損失大 表 表面光滑，有蒸煮層，無污染 表 表面光滑，無蒸煮層，有污染 皮屑 可利用 部分利用 部分利用 不能利用 有無加熱設(shè)備 無 無 需要（150-200度） 需要（85-95度） 通過上表的比較分析以及聯(lián)系本次設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，同時(shí)結(jié)合我國(guó)在去皮機(jī)上的實(shí)際水平考慮經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到能以最少的投資獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，決定以機(jī)械去皮機(jī)為設(shè)計(jì)研究方案。在果蔬原料的加工預(yù)處理工藝中主要進(jìn)行去皮的處理加工。 第二章 果蔬原料去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1基本結(jié)構(gòu) 該機(jī)采用立式機(jī)型，主要包括工作圓筒，工作轉(zhuǎn)盤，機(jī)架和傳動(dòng)部分，見裝配圖 2.1.1工作圓筒 工作圓筒部分包括圓柱形工作筒和倒梯形集皮槽。它由不銹鋼薄鋼板卷焊而成（采用不銹鋼是因?yàn)樗哂辛己玫哪透g性能承受一定的沖擊載荷，具有較高的硬度和耐摩性，特別是對(duì)于此類食品加工設(shè)備，食品安全衛(wèi)生狀況最佳）。筒內(nèi)壁為粗糙表面，以棕剛玉摻環(huán)氧樹脂澆注、烘干而成。圓筒的側(cè)壁開有帶活門的出料口，物料塊莖在離心力的作用下甩出來，碰在出料門的內(nèi)壁上并改變方向，以便于物料的收集。出料口和排渣口的方位可根據(jù)接收容器的放置位置和方便操作來確定。 2.1.2工作轉(zhuǎn)盤 工作轉(zhuǎn)盤是物料去皮過程中產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件。根據(jù)胡蘿卜、馬鈴薯的生物學(xué)特性及物理特性，吸收手工去皮的基本原理，確定轉(zhuǎn)盤的基本形狀為圓盤形，轉(zhuǎn)盤表面為中心向四周輻射的凸起波紋狀。為增大物料和轉(zhuǎn)盤的摩擦，用棕剛玉摻環(huán)氧樹脂通過模型澆注在盤的頂面上，大概20mm厚，經(jīng)烘干制成。亦具有一定的去皮作用。轉(zhuǎn)盤下方設(shè)有隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的擋水環(huán)，以防止清洗水進(jìn)入軸承。 2.1.3傳動(dòng)系統(tǒng) 該傳動(dòng)系統(tǒng)采用V帶一級(jí)傳動(dòng)。電機(jī)安裝在機(jī)架上水，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。 2.1.4其他 工作圓筒下部設(shè)有排渣口，清洗水連同物料皮渣一起從這里排出。 2.2工作原理 當(dāng)去皮機(jī)工作時(shí)，工作轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料由斗形進(jìn)料口加入，物料落到旋轉(zhuǎn)圓盤表面上的波紋凸起上時(shí)，受離心力的作用由工作圓盤的中心向外運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被拋起向筒壁的粗糙表面并產(chǎn)生摩擦。物料不斷的沿工作圓筒壁運(yùn)動(dòng)，上升到頂蓋，又被頂蓋擋回落入工作盤表面。物料在這樣的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，被猛烈翻滾攪動(dòng)，從而形成了與盤、筒壁及顆粒之間的以翻轉(zhuǎn)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機(jī)械作用效果，從而達(dá)到去皮的目的。在摩擦去皮的同時(shí)，從進(jìn)水孔注入清水，及時(shí)將擦下的皮通過轉(zhuǎn)盤與筒壁的縫隙沖至排渣口排出機(jī)體。在不停機(jī)的情況下，打開出料口的活門，物料利用離心力從出料口卸出。卸料前應(yīng)停止注水，以防止活門打開后從出料口濺出。 第三章 果蔬原料去皮機(jī)的參數(shù)確定 3．1 物料在工作圓筒內(nèi)的受力分析 物料在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)的受力情況如下圖所示： 設(shè)波紋角為,物料的速度為V。當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng)物料A運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方向垂直于波紋切線。V可以分解為V垂直和V水平，CB與轉(zhuǎn)盤平面平行，可以看作是轉(zhuǎn)盤圓周速度R， 式中為角速度（1/s）,R為轉(zhuǎn)盤半徑（m） V垂直=Vcos=Rsincos Sin2=2sincos sincos= 則V垂直=R（m/s） 物料從垂直方向拋起的動(dòng)能 E垂直=mv2垂直=m()2=m2R2sin22(Nm) 此動(dòng)能應(yīng)等于勢(shì)能mgh即： m2R2sin22=mgh 2R2sin22=gh 為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，拋高h(yuǎn)一定要超過物料在工作圓筒內(nèi)的厚度，才能使最低層的物料拋起與桶壁進(jìn)行摩擦，所以用代替h，即 2R2sin22=g 又因?yàn)?，代入上式得 （）2 R2sin22= g 化簡(jiǎn)得n=60(r/min) ………………………………………………(1) 角一般取20。－30。 為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，僅把物料拋起還不行，還要保證物料能拋向側(cè)壁進(jìn)行摩擦，拋向側(cè)壁的力靠離心力為C C====（N） 此離心力應(yīng)大于波紋對(duì)物料的摩擦力T，才能使物料離開波紋拋向側(cè)壁，摩擦力 T=Gf(N) f為摩擦系數(shù) 使CT，即 Gf n= n30(轉(zhuǎn)/分)…………………………………………………………(2) 在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)?。ǎ保ⅲǎ玻﹥墒街械拇笾底鳛檗D(zhuǎn)速值，設(shè)計(jì)所選擇的n值 3．2工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的確定 收購(gòu)馬鈴薯、胡蘿卜等物料時(shí)，其包裝以編織袋居多，每袋２５ＫＧ－３０ＫＧ，工作時(shí)每次倒入兩袋（以袋的整數(shù)倍為一次計(jì)量），下面以此確定整機(jī)的尺寸和轉(zhuǎn)速。 馬鈴薯、胡蘿卜的容量根據(jù)資料查找，選取一般值９００kg/m,馬鈴薯、胡蘿卜的長(zhǎng)度一般取在５０mm-２００mm之間考慮，轉(zhuǎn)盤半徑應(yīng)與物料長(zhǎng)度有一定的可比性，再考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)以及外形尺寸。 根據(jù)設(shè)計(jì)選定工作轉(zhuǎn)盤半徑Ｒ＝４００mm，則物料的堆高，根據(jù)公式＝m可以估算出，物料的堆高值＝１１０mm 由（１）式可知，在小于４５。時(shí)，轉(zhuǎn)速隨的增大而降低，考慮轉(zhuǎn)速不宜太高且能有較大的拋高，取＝２５。，則由（１）式計(jì)算轉(zhuǎn)速最小值為n＝９３r/min。 馬鈴薯、胡蘿卜與磨料的摩擦系數(shù)為1.1-1.3,取f＝1.2 由（２）式計(jì)算轉(zhuǎn)速n=５２r/min 取以上兩者中的大值。 但由于以上確定的轉(zhuǎn)速僅適用于理想物料情況，實(shí)際工作中，由于物料之間的相互碰撞、摩擦和物料的彈性影響，物料在此轉(zhuǎn)速下達(dá)不到計(jì)算高度，故n應(yīng)適當(dāng)放大 結(jié)合考慮，故最終選定工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速n＝１５０r/min 3.3果蔬原料去皮機(jī)功率的確定 去皮機(jī)的功率消耗包括： 克服物料對(duì)轉(zhuǎn)盤摩擦力所需要的功率Ｎ； 克服物料對(duì)工作圓筒壁摩擦力所需要的功率Ｎ； 轉(zhuǎn)盤拋起物料所作的功率Ｎ； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)因摩擦而消耗的功率Ｎ 以上功率分別以下公式計(jì)算 （W） 式中————處于圓筒內(nèi)物料的摩擦力矩（Nm） =（Nm） 式中 G———物料重力（N） f———摩擦系數(shù)（1.1—1.3） ———摩擦臂矩（m） CP———物料與圓盤的平均相對(duì)角速度（1/s）,采用最大角速度的1/2 故 （W） 式中——————在離心力的作用下物料與側(cè)壁的瞬時(shí)摩擦力矩 （Nm） （Nm） 式中 ————物料圓周速度（m/s） ————摩擦臂矩（=）（m） = （Nm） 故 （W） （W） 式中s———————工作轉(zhuǎn)盤表面波紋高度（m） k—————— 波紋的數(shù)量 即傳動(dòng)損失，可用傳動(dòng)效率表示（=0.9） 則消耗的總功率為： 化簡(jiǎn)得 （W） 結(jié)合上式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，總功率可用以下式子進(jìn)行估算 Ｎ＝（Ｗ） 式中Ｍ為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩（NM）,為傳動(dòng)效率 R為摩擦臂矩（m），Ｒ＝0.4Ｄ（Ｄ為工作轉(zhuǎn)盤直徑） 根據(jù)上式則可算出工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩Ｍ＝１９２ＮＭ 用近似值進(jìn)行估算，達(dá)到生產(chǎn)要求所需的功率Ｎ＝３.５ＫＷ，考慮到電動(dòng)機(jī)效率及意外情況，取電動(dòng)機(jī)功率為４ＫＷ 3.4整機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) 型號(hào)　　　　　　　　　　　?。眩校保埃? 工作轉(zhuǎn)盤直徑　　　　　　　?。福埃癿m 轉(zhuǎn)速　　　　　　　　　　　?。保担皉/min 電動(dòng)機(jī)　　　　　　　　　　?。伲保叮埃停保浮　　。矗耍祝ㄍ睫D(zhuǎn)速７５０r/min） 生產(chǎn)能力　　　　　　　　　　?。玻担埃発g/h(對(duì)馬鈴薯、胡蘿卜) 每次投料量　　　　　　　　　?。担発g 每次去皮時(shí)間　　　　　　　　　約為７０秒 去皮得率　　　　　　　　　　　９５％ 去皮損耗率 ５％ 清洗水耗量 ３t/h 重量 ５００kg 第四章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4．1 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由上述可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為７５０r/min，額定功率Ｐ＝４ＫＷ，工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為１５０r/min，傳動(dòng)比=５，電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n=７２０r/min，一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小于１０h。 〈a〉 計(jì)算功率Ｐ 由機(jī)械設(shè)計(jì)書表8-6查得工作情況系數(shù)Ｋ＝１.１故 Ｐ＝ＫＰ＝４．４kw 選取普通Ｖ帶帶型 根據(jù)Ｐ,n由圖8-9確定為ＳＰＺ型窄Ｖ帶 〈c>確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d=100mm 根據(jù)式(8-15)，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d=d=500mm 根據(jù)表8-7,取d＝500mm 按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 ＝＝3.8m/s<35m/s 故帶的速度合適。 〈d>確定普通Ｖ帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)0.7(d+ d)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 由式(8-6)得 ＝180-=180=133>120(至少需要達(dá)到90) 故可知主動(dòng)輪的包角合適。 〈f>計(jì)算普通Ｖ帶的根數(shù)Ｚ 由式（8-22）知　　　　?。冢? 由n=720r/min，d＝100mm，＝5，查表8-5c和表8-5d得 Ｐ＝1.2kw Ｐ=0.12kw 查表8-8得 Ｋ=0.87,查表8-2，得Ｋ＝1.05則 Ｚ＝＝3.65 ?。冢剑锤ǎ凇矗保昂线m） （g）計(jì)算預(yù)緊力Ｆ 由式（8-3）知　　?。疲?00 查表8-4得q=0.07kg/m,故 Ｆ＝N=272.18N 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Ｆ 為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，必須確定傳動(dòng)作用在軸上的力Ｆ 由式（8-24）得Ｆ＝2ＺＦsin=2=1997(N) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)Ｖ帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）,以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料選?。龋裕玻埃暗幕诣T鐵，結(jié)構(gòu)為腹板式。見V帶輪附圖 4．2傳動(dòng)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由于軸承的型號(hào)是根據(jù)軸端直徑確定的，而且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在初步計(jì)算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故 初步計(jì)算軸的直徑 軸的直徑可按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行估算，即 d=C P=3.5KW n=150r/min 式中Ｐ為軸傳遞的功率，kw;n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min;C為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。軸用４５號(hào)鋼材料，Ｃ?。保保?。 則經(jīng)過計(jì)算 d=32mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪２的直徑，由于此傳動(dòng)主軸開有兩個(gè)鍵槽，考慮到鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱，則 d＝32+32 考慮到車螺紋，故取最小軸徑d=55mm 擬定軸上零件的裝配方案 本軸的零件的裝配方案見裝配圖 軸的結(jié)構(gòu)圖見零件附圖 〈c>根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （１） L段的軸段 為了滿足工作轉(zhuǎn)盤的軸向定位要求，考慮反轉(zhuǎn)螺帽的旋入深度，工作轉(zhuǎn)盤的厚度，此軸段所車的螺紋長(zhǎng)度為２５mm，總長(zhǎng)L９０mm,直徑d=55mm （２） L段的軸段 此段安裝有軸承，考慮工作圓筒內(nèi)的集皮空間和機(jī)架的厚度，此軸段的總長(zhǎng)（由于此處選用凸緣式軸承蓋進(jìn)行密封，則軸承蓋連接螺釘直徑選M10,數(shù)目6個(gè)）L＝100mm，直徑d＝65mm （３） L段的軸段 此段主要是處于立式軸承座中，進(jìn)行軸承的軸向固定起承載作用，故長(zhǎng)度根據(jù)估算取L＝60mm d=74mm （４） Ｌ段的軸段 此段的軸長(zhǎng)主要是與大帶輪發(fā)生聯(lián)系，在其上安裝有軸承，根據(jù)大帶輪的帶輪寬Ｂ＝（Ｚ－1）=52mm,綜合考慮取此處Ｌ＝90mm,d=65mm （５） Ｌ段的軸段 此段用來安裝大帶輪，由以上的大帶輪寬度可取此處軸段長(zhǎng)度Ｌ＝52mm,d=55mm 4．2．1軸上零件的周向定位 工作圓筒和大帶輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接 按d=55mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得所選用的平鍵截面b(mm)(GB/T1095-1979),鍵槽用鍵槽銑刀加工，與工作轉(zhuǎn)盤相連的鍵槽長(zhǎng)?。矗祄m，也大帶輪相連的鍵槽長(zhǎng)?。常瞞m（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB/T1096-1979）,同時(shí)為了保證大帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇大帶輪輪轂與軸的配合為H7/n6,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差是n6。 4．2．2確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機(jī)械設(shè)計(jì)書，表15-2，取軸端倒角為 4．3滾動(dòng)軸承的初步選擇 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，按照工作要求并根據(jù)d=65mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承7213AC，其尺寸為,成對(duì)使用，安裝在立式軸承座上。 同時(shí)在驅(qū)動(dòng)端安裝一個(gè)膜片式彈簧圈對(duì)軸施加預(yù)載荷，所以可以保證主軸系統(tǒng)無游隙運(yùn)動(dòng)和高剛度，這樣可以避免無載荷軸承在高速下可能出現(xiàn)的球打滑現(xiàn)象，球打滑可能會(huì)引起表面變粗糙，提高運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。 軸承的潤(rùn)滑：該滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂是增稠劑和基礎(chǔ)油的混合物，可分為以下潤(rùn)滑脂類型：（１）由金屬皂作為增稠劑與潤(rùn)滑油所構(gòu)成的金屬皂基潤(rùn)滑脂。（２）由無機(jī)膠凝劑式有機(jī)增稠劑與潤(rùn)滑油構(gòu)成的非皂基潤(rùn)滑脂。（３）由有機(jī)式無機(jī)增稠劑與合成油構(gòu)成的合成潤(rùn)滑脂。該軸承選用２號(hào)鈣基脂為潤(rùn)滑脂。該軸承為長(zhǎng)壽命潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑間隔為一年。 第五章 主要零件的校核 5．1滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 在確定滾動(dòng)軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值，對(duì)于7213AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)查得a=25mm,因此作為外伸梁的軸的支撐跨距Ｌ＝25+60+25=110mm 求出軸承的徑向載荷 　　　　　 根據(jù)計(jì)算得出　　　　　　則兩者的方向相反 又因?yàn)? 現(xiàn)以為計(jì)算滾動(dòng)軸承來校核軸承壽命 因?yàn)椋?.210.68 P==3649N 則所選用的滾動(dòng)軸承的壽命為 　　　　對(duì)于球軸承而言＝3 查表知7213AC型角接觸球軸承的基本額定動(dòng)載荷C＝51200N 根據(jù)上式計(jì)算其壽命得出，滿足工作要求 又對(duì)所選角接觸球軸承的靜載荷進(jìn)行討論 　　　　　　　 顯然 綜合可知，所選的7213AC型角接觸球軸承符合工作要求。 5．2軸的計(jì)算和校核 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 結(jié)合7213AC型角接觸球軸承的計(jì)算數(shù)據(jù)，作出如下的軸的彎矩扭矩圖 〈b>軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 根據(jù)軸的彎矩扭矩圖可知其危險(xiǎn)截面為軸承一所在支點(diǎn)處截面，根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，可知該軸為傳動(dòng)軸，主要承受扭矩。則按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算?？紤]還受有不大的彎矩，則用降低許用扭矩切應(yīng)力的方法予以考慮 軸的扭矩強(qiáng)度條件為： 式中：———————扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為； 　　　Ｔ———————軸所受的扭矩，單位為； 　　　———————軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm； 　　　n ———————軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； 　　?。小S傳遞的功率，單位為ＫＷ； 　　　d———————計(jì)算截面處軸的直徑，單位為mm ———————許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 此軸選用４５號(hào)鋼，值為２５－４５ 之間 而通過對(duì)軸的計(jì)算，＝5.1 =8.5 ,故軸的扭轉(zhuǎn)條件符合要求。 〈c>按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，由此軸的彎扭圖可知，其危險(xiǎn)截面為軸承一所在支點(diǎn)處截面，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書中式（15-5） 及上表中的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力 ＝ 以選定的軸的材料是４５號(hào)鋼，調(diào)制處理。由表15-1查得＝60。故安全。 〈d>軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來表示 ＝ 式中：Ｔ——————————軸所受的扭矩，單位為 　　?。恰S的材料的剪切彈性模量，單位為，對(duì)于鋼材，Ｇ＝ 　　　——————————軸截面的極慣性矩，單位為mm，對(duì)于圓軸，＝ 　　?。獭A梯軸受扭轉(zhuǎn)作用的長(zhǎng)度，單位為m. ———————————分別代表階梯軸第段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩，單位同前　　　 Ｚ———————————階梯軸受扭轉(zhuǎn)作用的軸段數(shù)　 綜合上式計(jì)算出 為軸每米長(zhǎng)的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用均合有關(guān)，對(duì)于一般的傳動(dòng)軸，可?。?；對(duì)于精密傳動(dòng)軸可?。健?duì)于精度要求不高的軸，可大于　　　 顯然對(duì)于本設(shè)計(jì)中所涉及的軸為一般的傳動(dòng)軸，，符合扭轉(zhuǎn)剛度要求。 綜上所述，設(shè)計(jì)的軸滿足工作要求?！　　　　　　　　　　? 第六章 總結(jié) 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，食品深加工已越來越被世界重視，特別是快餐和方便食品的誕生，促使保鮮脫水蔬菜工業(yè)迅速發(fā)展起來。美國(guó)是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。該產(chǎn)業(yè)給美國(guó)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。近二十年來，繼美國(guó)之后，德、法、荷蘭、英、瑞士、丹麥、加拿大、日本等國(guó)家，也在致力于發(fā)展馬鈴薯食品加工業(yè)，從而使世界馬鈴薯食品加工業(yè)進(jìn)入到當(dāng)今興旺發(fā)達(dá)的階段。綜觀我國(guó)的馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)，雖然我國(guó)的馬鈴薯種植面積居世界第一，但卻產(chǎn)生了我國(guó)有巨大馬鈴薯產(chǎn)量卻需要巨額進(jìn)口的強(qiáng)烈反差。一方面我國(guó)有著巨大的市場(chǎng)需求，另一方面又是嚴(yán)重不足的生產(chǎn)加工能力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)事物消費(fèi)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大的變化，快餐和休閑食品的消費(fèi)將快速增長(zhǎng)，同時(shí)馬鈴薯的消費(fèi)趨勢(shì)也將呈現(xiàn)多樣化，其衍生產(chǎn)品的工業(yè)需求正在迅速增加。從宏觀上看，一方面加入WTO提供了巨大的發(fā)展機(jī)遇，另一方面還有著13億人口的國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)，可見馬鈴薯等果蔬原料的加工將煥發(fā)無窮的魅力也勢(shì)在必行。 本課題的提出就是基于上述的實(shí)際需要出發(fā)，尤其是考慮到任何一種形式的果蔬原料加工，去皮都是其中一項(xiàng)必不可少且重要的操作環(huán)節(jié)。去皮效率的高低和安全衛(wèi)生性將直接影響果蔬原料加工的效益。針對(duì)這些特點(diǎn)所采取的設(shè)計(jì)方案不僅從實(shí)際產(chǎn)量要求出發(fā)，而且還結(jié)合經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，以達(dá)到最低成本產(chǎn)生最大收益。本設(shè)計(jì)利用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，物料在圓筒形容器中，通過傳動(dòng)軸的作用，依靠帶有磨料的工作轉(zhuǎn)盤在中速或高速旋轉(zhuǎn)中形成與工作轉(zhuǎn)盤、筒壁及物料顆粒之間的翻轉(zhuǎn)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機(jī)械作用效果從而達(dá)到去皮的目的。因此可知本課題的設(shè)計(jì)方案所依據(jù)的理論，證明是完全可行的。 本課題的設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料基礎(chǔ)等多種學(xué)科的知識(shí)。主要內(nèi)容包括果蔬原料去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物料的受力分析、主要參數(shù)的選擇確定、主要零件的校核及分析說明，有完整的理論闡述和設(shè)計(jì)計(jì)算，并附有大量的裝配和零件圖，更加直觀的對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)加以論證。其中對(duì)果蔬原料去皮機(jī)的關(guān)鍵部件——傳動(dòng)軸作了詳細(xì)的力學(xué)分析和計(jì)算，并繪制出彎矩扭矩圖，通過理論以及大量的計(jì)算闡述了傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點(diǎn)。同時(shí)工作圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是基于相應(yīng)的理論依據(jù)、計(jì)算，大量文獻(xiàn)資料的閱讀，對(duì)出售相應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品公司的網(wǎng)上查閱了解所確定的。由上可知，本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了果蔬原料去皮機(jī)的去皮要求，是一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。 謝辭 大學(xué)四年的最后階段、也是最重要的一個(gè)階段便是畢業(yè)設(shè)計(jì)。它是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)運(yùn)用和總結(jié)，它將我們?cè)跁旧纤鶎W(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際工作需要密切結(jié)合起來，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、查找相關(guān)設(shè)計(jì)資料等方面的專業(yè)能力得到了充分的鍛煉。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量是巨大的，從找資料到設(shè)計(jì)的過程中，花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，從一籌莫展到漸入佳境，從中體會(huì)到了做為一個(gè)工科學(xué)生需要具備的素質(zhì)：嚴(yán)謹(jǐn)、耐心、踏實(shí)、執(zhí)著和沉毅，更需對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的喜愛和鉆研精神?？粗?jīng)過幾個(gè)月的努力，這項(xiàng)充滿自己心血的設(shè)計(jì)任務(wù)得到初步的完成，心中充滿喜悅和成就感。本設(shè)計(jì)在完成過程中，得到了指導(dǎo)老師周善炳的精心指導(dǎo)，從課題的確定到設(shè)計(jì)的步步進(jìn)行的整個(gè)過程中都始終耐心仔細(xì)的指導(dǎo)我，使我從中獲益良多，充實(shí)了許多課本中沒有掌握牢固的知識(shí)，使整個(gè)設(shè)計(jì)能夠按照預(yù)定的計(jì)劃完成。 本人主要負(fù)責(zé)果蔬原料去皮機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、受力分析及主要參數(shù)確定等部分的設(shè)計(jì)，由于自己知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的局限，錯(cuò)誤和不足之處在所難免，請(qǐng)廣大老師和同學(xué)批評(píng)指正，讓我在專業(yè)知識(shí)方面更上一層樓。同時(shí)我也要感謝我的小組成員：徐宏，在他的幫助和共同努力下使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加完善。我的設(shè)計(jì)能夠順利完成與所有幫助和關(guān)心過我的老師、同學(xué)是分不開的，為此我再次表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]無錫輕工業(yè)學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院編著．食品工廠機(jī)械與設(shè)備．北京：輕工業(yè)出版社，1981 [2]溫詩(shī)鑄，黃平著．摩擦學(xué)原理．清華大學(xué)出版社，2002 [3]張淑娟等．立式半夏去皮機(jī)的設(shè)計(jì)與研究．農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械．1997年第2期 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不管任何形式的馬鈴薯加工，去皮都是一項(xiàng)重要的操作環(huán)節(jié)。因此，根據(jù)不同需求，開發(fā)了一系列的馬鈴薯去皮機(jī)。它們的性能也被不斷的評(píng)估。馬鈴薯研磨去皮機(jī)的主要部件由去皮鼓和噴水管組成。去皮鼓安裝在工作圓筒內(nèi)表面的突起處，它主要靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與馬鈴薯的摩擦力從而達(dá)到去皮的目地。而噴水管噴灑出水來沖洗去皮后的馬鈴薯，同時(shí)皮屑經(jīng)過排渣管隨水流一并流出工作圓筒。去皮機(jī)的生產(chǎn)能力是100kg/h，損耗率是78%—6%之間。一臺(tái)附帶電動(dòng)機(jī)的馬鈴薯研磨去皮機(jī)的售價(jià)大致為250美元。它適合薯片和其它產(chǎn)品的小型去皮加工。去皮加工一噸馬鈴薯的加工費(fèi)用只需3.85美元。 符號(hào)標(biāo)志 D 物料的當(dāng)量直徑（mm） L,B,T 長(zhǎng)度，寬度，物料厚度（mm） 去皮效率（％） P　　　功率（Ｗ） Q　　　物料負(fù)載容量（ＫＧ）　 r　　　半徑（mm） t　　　去皮時(shí)間(min) 　損耗率（％） 填充系數(shù) 簡(jiǎn)介 在意大利馬鈴薯一年的總產(chǎn)量大約為15.000.000噸。但由于缺乏合適的儲(chǔ)藏設(shè)備，馬鈴薯的實(shí)際產(chǎn)量有著不同程度的減少。因此用適當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)和設(shè)備將馬鈴薯制造成食品不僅能幫助減少每年馬鈴薯的產(chǎn)量損失，同時(shí)還能提高收益，增加農(nóng)村或落后地區(qū)的就業(yè)機(jī)會(huì)。 對(duì)馬鈴薯任何形式的進(jìn)一步加工，去皮都是一個(gè)重要的操作環(huán)節(jié)。在意大利薯片是一種非常流行的快餐食品。為了將馬鈴薯加工成片狀，對(duì)它的重要預(yù)處理操作就是去皮和清洗。手工去皮是一種傳統(tǒng)的加工方式，但這種去皮方式很枯燥和耗費(fèi)時(shí)間，而且馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也損耗比較大。可是，馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)所使用的蒸汽去皮法也不可取。因?yàn)樵谡羝テみ^程中，環(huán)狀蒸汽在馬鈴薯的下表面作用，但由于缺乏薄紗的保護(hù)以及各種酶作用的化學(xué)反應(yīng)，不推薦使用這種加工方法加工薯片?；谝陨系母鞣N原因，利用研磨原理的馬鈴薯去皮機(jī)被大力的推廣。 基于以上的情況，一系列功率類型的馬鈴薯研磨去皮機(jī)被開發(fā)和評(píng)估。這種去皮機(jī)的重要性在這篇文章中也將得到闡述。 機(jī)器材料和工作原理 研磨去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖見附圖１、２、３。研磨去皮機(jī)的主要組成部件是一個(gè)長(zhǎng)６７０mm，直徑４５０mm，由不銹鋼軋制而成。去皮鼓的內(nèi)表面有突起（2.5—3mm）。為了承載突起部位，不銹鋼板被彎曲成了圓柱形，而且在它的聯(lián)接部位鉆有小孔。為了將馬鈴薯光滑去皮，鋼板上所鉆小孔的突起部位都被重新軋平。 一排孔之間的中心距和突起的圓柱尺寸分別為１４mm和７mm。去皮鼓安裝在一根由一對(duì)滾動(dòng)軸承支撐的水平軸上（水平軸的直徑為３０mm），滾動(dòng)軸承安裝在一個(gè)長(zhǎng)寬高分別為１０８０Ｘ７００Ｘ１１５０mm的機(jī)架上。同時(shí)為了馬鈴薯加料和出料的需要還專門設(shè)計(jì)了加料口和出料口。去皮鼓由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪而使水平傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)從而工作。而由鑄鐵制成的直徑１５mm由８?jìng)€(gè)噴水頭制成的噴水系統(tǒng)主要起沖洗去皮鼓上殘留的馬鈴薯皮屑和清洗已加工的馬鈴薯的作用。工作圓筒下部的排渣口用來排除污水和皮屑。 圖一　　　?。ǎ保╇妱?dòng)機(jī)　?。ǎ玻﹤鲃?dòng)軸　?。ǎ常謳А　。ǎ矗┡旁? （５）螺釘，墊片　　?。ǎ叮﹪娝到y(tǒng)　　（７）工作鼓　?。ǎ福л啞。ǎ梗L動(dòng)軸承 實(shí)驗(yàn)程序 　　本次實(shí)驗(yàn)所用的原料是生長(zhǎng)四個(gè)月的馬鈴薯，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間是１９９１年２月。 圖二　（１）機(jī)架　?。ǎ玻╇妱?dòng)機(jī)機(jī)座　　?。ǎ常┤肟诤统隹陂T　?。ǎ矗╅_關(guān) （６） 噴水系統(tǒng) 馬鈴薯原料的長(zhǎng)度、寬度和物料厚度均由腳規(guī)測(cè)量出。以下的公式則用于計(jì)算所測(cè)馬鈴薯原料的當(dāng)量直徑和填充系數(shù) 　　　　　　　　　D＝（ＬＢＴ）　 式中?。淌情L(zhǎng)度，Ｂ是寬度，Ｔ是物料厚度。 同時(shí) 圖三　　　　去皮鼓示意圖 為了使去皮測(cè)試的結(jié)果更可靠，五個(gè)質(zhì)量均為２００g的馬鈴薯樣品將被分別測(cè)驗(yàn)和記錄結(jié)果。 為了去皮，馬鈴薯樣品事先在水中煮沸0.5h，取出后在室溫下冷卻0.5h。馬鈴薯的表皮則從果肉上分離。去皮后的馬鈴薯和皮屑均在C的空氣中干燥6h，去皮程度則由以下的公式計(jì)算。 物料去皮容量％＝ 這臺(tái)機(jī)器專門因這次實(shí)驗(yàn)而制造，五個(gè)馬鈴薯樣品分別被稱量，而且每個(gè)都做了標(biāo)志。分別向每個(gè)馬鈴薯樣品扎孔，然后注入不同的顏色將其染色。它們均放入去皮鼓中加工。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模灰阎亓浚ǎ?，１０，１５，２０千克）的馬鈴薯同時(shí)被放入去皮鼓中。噴水管入口被接在一個(gè)水開關(guān)上，去皮鼓以３０—４０r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 通過調(diào)節(jié)去皮鼓水平軸帶輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到控制去皮鼓轉(zhuǎn)速的目的。這些被標(biāo)志的馬鈴薯樣品在經(jīng)過4，6，8和10分鐘后拿出來分析。取出后用吸水紙輕輕擦干馬鈴薯樣品表面的水份，然后立即稱重。這些馬鈴薯的去皮容積將由以下的公式計(jì)算，每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均一式三份，然后分別記錄下來 去皮效率（） 去皮損耗率則由以下的公式計(jì)算： 去皮損耗率（）% 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論 用于本次實(shí)驗(yàn)的馬鈴薯的當(dāng)量直徑為6。用于去皮的馬鈴薯體積和去皮容積分別為0—65和1—88%。圖表四和五分別顯示了在不同載重下（5—20kg）去皮鼓轉(zhuǎn)速為30—40r/min的情況下去皮時(shí)間和去皮效率之間的關(guān)系 圖四 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮效率之間的關(guān)系 （*，5kg; 圖五 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮效率之間的關(guān)系 （*，5kg; 在不同負(fù)載下(5,10,15,20kg)轉(zhuǎn)速為30r/min—40r/min的情況下導(dǎo)出以下的等式： 轉(zhuǎn)速為30r/min： 轉(zhuǎn)速為40r/min： 由圖四和圖五可以很清楚的觀察出，去皮效率隨著去皮時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，去皮時(shí)間越長(zhǎng)，馬鈴薯與研磨盤的接觸機(jī)會(huì)越多，馬鈴薯表皮被剝落的越多，因此去皮效率增長(zhǎng)。 同時(shí)也可以看出，最初去皮效率隨著原料負(fù)載容量的增大而增長(zhǎng)，但六分鐘之后，這種趨勢(shì)就不再繼續(xù)。出現(xiàn)這種情況可能是因?yàn)閯傞_始去皮階段只是馬鈴薯的外表皮被擦去，但是如果在六分鐘以后繼續(xù)擦皮，即使增大原料負(fù)載容量，一些馬鈴薯已經(jīng)去皮完畢，所以產(chǎn)生此種結(jié)果。 去皮效率的增長(zhǎng)也與鼓的轉(zhuǎn)速有關(guān)(30r/min—40r/min)。轉(zhuǎn)速越高，馬鈴薯與去皮鼓的研磨表面的接觸越頻繁，因此越多的表皮被去除，去皮效率越高。 圖六和圖七顯示了在不同原料負(fù)載容量下（5—20kg），去皮鼓轉(zhuǎn)速為30r/min—40r/min的情況下，去皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系。 由對(duì)于不同原料負(fù)載容量（5—20kg），去皮鼓轉(zhuǎn)速為30r/min—40r/min情況的分析，得出以下的等式： 轉(zhuǎn)速為30r/min： 轉(zhuǎn)速為40r/min： 由圖六和七可以很清楚的顯示出去皮損耗率隨著去皮時(shí)間呈直線增長(zhǎng)。這與討論去皮效率有同樣的原因，去皮時(shí)間增長(zhǎng)，馬鈴薯與去皮鼓的研磨表面接觸時(shí)間長(zhǎng)，這樣導(dǎo)致更多的表皮被去除，因此去皮損耗率增加。 同時(shí)也能觀察出，去皮損耗率隨著原料負(fù)載容量密度的增大而增加?？赡艿脑蚴牵禾〉呢?fù)載容量密度會(huì)使馬鈴薯在與去皮鼓的研磨表面接觸時(shí)發(fā)生反彈，導(dǎo)致去皮不完全。此外，高的原料負(fù)載容量密度，所去除的皮屑和果肉在質(zhì)量上也越大，這樣使得去皮損耗率增加。 通過觀察，轉(zhuǎn)速為40r/min 的去皮損耗率高于轉(zhuǎn)速為30r/min的，產(chǎn)生的原因與上述討論相似。 圖八顯示了功率與原料負(fù)載容量之間的關(guān)系，它們分別由等式（17）（18）表示。這種關(guān)系是呈線形的。原料負(fù)載容量越大，與功率之間的線形關(guān)系越明顯。這是因?yàn)槲锪县?fù)載容量越大，物料與研磨盤表面的摩擦越大，導(dǎo)致功率的增大。 轉(zhuǎn)速為30r/min： P=650+13Q （ ） （17） 轉(zhuǎn)速為40r/min： P=775+13Q （ ） （18） 圖六 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系 （*，5kg; 圖七 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系 （*，5kg; 圖八 不同物料承載容量與去皮功率之間的關(guān)系 (O，30r/min;,40r/min) 轉(zhuǎn)速為30r/min，物料負(fù)載容量為20kg，去皮時(shí)間為8min是最佳去皮狀態(tài)。因?yàn)樗懈叩娜テば屎偷偷娜テp耗率。在這種參數(shù)下，去皮效率和去皮損耗率分別為78%和6%。如果手工加料和卸料的時(shí)間為4min，而實(shí)際的去皮時(shí)間為8min，則此機(jī)器的產(chǎn)率為100kg/h。經(jīng)過計(jì)算，加工1kg馬鈴薯所需消耗的水為1.25L。 制造一臺(tái)機(jī)械去皮機(jī)所需費(fèi)用大約為250美元，機(jī)械去皮機(jī)需與傳統(tǒng)手工去皮之間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析比較。工作操作一小時(shí)的資本投資花費(fèi)，每一千克的馬鈴薯原料成本，休息時(shí)間，回報(bào)收益時(shí)間，收益，購(gòu)買一臺(tái)機(jī)器設(shè)備所需的手續(xù)費(fèi)。手續(xù)費(fèi)包括購(gòu)買去皮機(jī)的花費(fèi)，折價(jià)費(fèi)，稅收，每年的使用時(shí)間，勞動(dòng)力費(fèi)用，使用壽命，利息，修理費(fèi)和生活費(fèi)用等等。這些費(fèi)用都是依據(jù)1991-1992年的物價(jià)所定。 33