馬鈴薯脫皮機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

摘 要在加工的過程中,許多水果和蔬菜的外表皮是不需要或者不可使用的,需要去除，而且還可以提高成品的外觀。主要要注意的是盡可能的去除果蔬材料外表皮并且能減少勞動力,能源和原材料的成本,減少總成本。本文設(shè)計(jì)介紹是摩擦去皮的方法:將馬鈴薯在放置在排砂滾筒的內(nèi)壁,通過摩擦力將水果和蔬菜去皮,然后用大量的水清洗。此方法的優(yōu) 勢在于整個(gè)脫皮過程不需要加熱，故能源的消耗就少，所需的成本相對較少，在常溫條件下不造成過熱損傷，使加工的食品具備良好的外觀特點(diǎn)，但因?yàn)槭称吠鈱颖砻娴牟灰?guī)則（例如馬鈴薯表皮上的“孔洞”）會使加工的產(chǎn)品外觀破損，故還要附加人工的手動除皮。關(guān)鍵詞：馬鈴薯；摩擦力；脫皮；清洗；壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985AbstractIn the whole process of the processed foods, most outer layer of skin is not to need to fruit and vegetable materials or inedible parts, need to eliminate, and it also can improve the appearance of the finished products after processing. Mainly need to pay attention to the aspects including the removal of fruits and vegetables as much as possible the outer epidermis part, reduce the labor, reduce energy and material spending, so as to realize the ultimate goal of reducing costs. This design is the method of using friction peeling: place the potatoes in the sand roller lining, using the friction to remove the outer epidermis of fruit or vegetable, and then through the use of large amounts of water for cleaning. This method has the advantage of the peeling process dont need to be heated, so the energy consumption is less, the cost is relatively small, at room temperature under the condition of not overheating damage, make food with good appearance of the processing characteristics, but because of the food the outer surface of the irregular (such as potato holes) on the skin can make the processing of product appearance, so the human to be manually in addition to the skin.Key words: The potato; The frictional force; Fruit and vegetable machine； Cleaning目錄1前言22馬鈴薯脫皮機(jī)的加工方式的選用及計(jì)算32.1 根據(jù)加工原理的分類及本文選用的加工方式32.2 脫皮設(shè)備：42.3 馬鈴薯脫皮機(jī)的計(jì)算63.傳動方案的設(shè)計(jì)選用103.1 電動機(jī)的選用103.2 傳動方案的論證與設(shè)計(jì)134. 軸的設(shè)計(jì)184.1 軸的材料選用194.2 軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)194.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算205. 軸承的選擇235.1 類型選擇235.2 軸承壽命計(jì)算235.3 軸承端蓋的設(shè)計(jì)245.4 套筒的設(shè)計(jì)245.5 軸承的安裝形式255.6 軸承潤滑選擇256 各部件的設(shè)計(jì)說明266.1. 機(jī)筒部分的設(shè)計(jì)說明266.2 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)27總結(jié)28致謝29參考文獻(xiàn)301前言現(xiàn)如今中國的馬鈴薯產(chǎn)量大約占到全球馬鈴薯產(chǎn)量的近三成，在全球排名首位。伴隨著馬鈴薯生產(chǎn)制造業(yè)最近幾年來的快速迅猛發(fā)展，特別是在一些西方歐美和發(fā)達(dá)國家，在發(fā)展具備優(yōu)良性質(zhì)的馬鈴薯品種這方面投入了大量的物力、人力和財(cái)力，也因此研發(fā)出了許多具有實(shí)際使用意義的裝置。與此同時(shí)， 在生產(chǎn)方式方面選擇較為先進(jìn)的領(lǐng)域化模式也在一定程度上推動著馬鈴薯生產(chǎn)加工行業(yè)的快速穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。馬鈴薯是我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ姷牡氖巢?，關(guān)于它的做法也有很多種，除了蒸、燉和烤這三種主要的制作方法，在國外還能制成馬鈴薯沙拉和咖喱飯等美味的菜品，當(dāng)然還有人們普遍喜愛的快餐、休閑以及便利食品，通常包括有油炸薯?xiàng)l、土豆泥以及一系列由馬鈴薯制作成的膨化類休閑食品等，因?yàn)楦缓罅康牡矸?，所以被廣泛的用來制作相應(yīng)的方便面和美味的粉條粉絲等食材。除此之外，在提取馬鈴薯當(dāng)中所含有的淀粉成分以后，馬鈴薯剩下的部分通常情況下用于制造用于飼養(yǎng)家禽的發(fā)酵飼料以及蛋白質(zhì)成分的提取等等。由此看來，馬鈴薯在我們的日常生活中存在極大的食用和使用價(jià)值。那么大量的食用和使用馬鈴薯，肯定就要伴隨著大量的加工，在這個(gè)科技發(fā)達(dá)的社會，光靠人力來加工肯定是不現(xiàn)實(shí)的了，所以為了解決馬鈴薯脫皮的難題，經(jīng)過大量資料的查詢，本文就我如何設(shè)計(jì)制作一個(gè)馬鈴薯脫皮機(jī)展開說明。322馬鈴薯脫皮機(jī)的加工方式的選用及計(jì)算2.1 根據(jù)加工原理的分類及本文選用的加工方式在日常加工蔬菜和水果的時(shí)候，怎樣快速高效的將這些塊莖類植物的外層表皮完全清理干凈尤為重要，對于不同的蔬菜以及水果而言，它們的內(nèi)部果肉和外層表皮之間形成的連接程度也是不相同的，同時(shí)在加工不同的產(chǎn)品時(shí)對應(yīng)的要求也不盡相同，因此所對應(yīng)的脫皮方法存在著較大的差異。蔬菜和水果在實(shí)際的脫皮過程中，需要實(shí)現(xiàn)材料盡可能少的消耗、對應(yīng)的加工成本低廉以及脫皮的完全徹底和加工成品的清潔等。先如今果蔬脫皮的加工方法主要可以分為機(jī)械、蒸汽以及化學(xué)這幾種，各有對應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在這幾種脫皮方式中，運(yùn)用最普遍的當(dāng)屬機(jī)械形式的脫皮方式，對應(yīng)不同的加工原理能夠劃分為以下幾種：(1) 機(jī)械切削式：此種方法是通過利用較為尖銳的刀片將所需加工的材料上所對應(yīng)的表面皮層剝離開來，對應(yīng)的脫皮速度相對較快，可是脫皮的整體效果相對較差，加工過程中損失的果肉較其他方法多，通過此種方法實(shí)現(xiàn)脫皮后的材料還需要利用人工處理進(jìn)行一定程度上的修整，并不可以達(dá)到百分之百機(jī)械化的加工生產(chǎn)狀態(tài)。這種機(jī)械式脫皮法通常用于那些果實(shí)相對較大、肉質(zhì)相對較硬而且表皮較薄的果蔬。(2) 機(jī)械摩擦式:此種方法是通過利用摩擦力的作用將蔬菜和水果材料外層 的表皮經(jīng)過不斷的持續(xù)摩擦從而產(chǎn)生破損脫離以致最后被完全的除去。一般情 況下利用機(jī)械摩擦實(shí)現(xiàn)脫皮操作的機(jī)械裝置主要是我們所熟悉的干法脫皮機(jī)1。(3) 機(jī)械磨削式：通過增添由特殊磨削材料制作而成的構(gòu)件去除材料外層的表皮。但是經(jīng)過此種方式脫皮后的材料表面相對較為粗糙。故此種方式比較適合用于那些果實(shí)相對較硬、外層表皮相對較薄以及外在形狀相對較為整齊光滑的果蔬，日常常見的西紅柿和胡蘿卜等通常情況下都通過機(jī)械磨剝機(jī)實(shí)現(xiàn)脫皮操作。(4) 化學(xué)方式:此種方法又被大家稱做是堿液脫皮，所謂的堿液脫皮就是在設(shè)定的溫度方位內(nèi)利用堿液來處理相應(yīng)的材料，特定溫度下的堿液可以腐蝕甚至溶解去除材料外層的表皮，防止一定的時(shí)間以后，對材料使用大量的清水進(jìn)行沖洗或者搓擦，材料的外皮很容易就能夠?qū)崿F(xiàn)脫落，清水的沖洗同時(shí)能夠洗去留存在材料表層的殘余堿液。這種利用堿液實(shí)現(xiàn)脫皮的方法一般情況下用于蘋果、梨和桃子等果蔬的脫皮操作。（5）蒸汽式：此種方法是把需要脫皮處理的果蔬放置在對應(yīng)的高壓容器里面，通過高壓的蒸汽所產(chǎn)生的液化作用使得果蔬所對應(yīng)的塊莖部分產(chǎn)生一定量的卡路里，果蔬對應(yīng)的塊莖部分上的外層表皮此時(shí)將會受熱，此刻打開高壓容器的時(shí)候因?yàn)閮?nèi)外存在的壓力差將會在一定程度上致使果蔬材料上的內(nèi)部果肉和外層表皮之間可以實(shí)現(xiàn)互相的分離。這種方法在實(shí)際使用時(shí)需要相關(guān)的加熱裝置和持續(xù)不斷的加熱操作，故其對應(yīng)的加工生產(chǎn)成本相對較為昂貴并且具有相對較大的危險(xiǎn)發(fā)生2。對比而言，本人認(rèn)為利用機(jī)械摩擦來實(shí)現(xiàn)的脫皮方法相對合理。2.2 脫皮設(shè)備：本論文所設(shè)計(jì)的馬鈴薯脫皮機(jī)采用的是一種結(jié)構(gòu)上屬于中小型，工作方式為間歇式工作的脫皮機(jī)裝置。脫皮機(jī)在實(shí)際工作時(shí)通過摩擦部件的不停旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)果蔬材料的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，讓果蔬材料在離心力的不斷作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)在脫皮機(jī)內(nèi)部上下運(yùn)動翻轉(zhuǎn)的同時(shí)與脫皮機(jī)中有關(guān)的部件摩擦作用，來實(shí)現(xiàn)果蔬外皮的脫落，實(shí)現(xiàn)脫皮機(jī)的去皮功用。通常情況下采用擦皮式實(shí)現(xiàn)脫皮時(shí)，果蔬材料上的絕大多數(shù)塊莖組織將會承受相對較為嚴(yán)重的破損，同時(shí)最后加工制作而成的產(chǎn)品外層表面尤為粗糙不光滑。故通常情況下加工生產(chǎn)馬鈴薯、胡蘿卜等果蔬時(shí)可以選擇離心式的脫皮方式。1-電動機(jī)，2-主動輪，3-清理曹，4-軸承座總成，5-旋轉(zhuǎn)圓盤，6-圓筒壁， 7-傳動輪，8-軸承，9-傳動軸圖 2.1 本設(shè)計(jì)的馬鈴薯脫皮機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意在馬鈴薯脫皮機(jī)加工生產(chǎn)的過程中，利用脫皮機(jī)上的噴嘴部件輸送清水， 可以借助手柄實(shí)現(xiàn)匣門的開閉，脫皮機(jī)除去的殘?jiān)谒鞯尿?qū)動下排出對應(yīng)的排污口，最終借助于脫皮機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的離心力將脫皮后的果蔬成品輸送到卸料口最后排出。在整個(gè)脫皮的過程中，為了確?？梢酝耆_(dá)到脫皮所需要的加工生產(chǎn)效果， 不但需要圓筒在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生足夠的離心力可以拋起待加工的果蔬材料3，以確保在脫皮機(jī)的擦皮室內(nèi)果蔬材料可以實(shí)現(xiàn)不間斷的持續(xù)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，只有做到以上的設(shè)計(jì)要求才可以確保摩擦力對于待加工果蔬材料上所有部位都可以產(chǎn)生相同效果的影響，從而最終實(shí)現(xiàn)快速高效的脫皮操作，并保證蔬果材料可以被完全拋至脫皮機(jī)的內(nèi)筒壁，以確保蔬果材料在脫皮操作后可以實(shí)現(xiàn)較為方便的排出。工作圓筒內(nèi)表面是粗糙的，圓盤表面呈波紋狀，波紋角 =2030， 兩者大多采用金剛砂黏結(jié)表面，均為擦皮工作表面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，摩擦圓盤線速度 Vmax=5.67m/s 時(shí)，對馬鈴薯的去皮效果最好，馬鈴薯果肉損失最少，在實(shí)際的加工生產(chǎn)過程中務(wù)必要確保脫皮機(jī)內(nèi)部圓筒放置的果蔬材料不應(yīng)該太多，通常情況下大概裝滿整個(gè)圓筒容積大小的一半，對應(yīng)的系數(shù)選擇則根據(jù)實(shí)際的加工生產(chǎn)現(xiàn)況而定，一般選用物料料充填系數(shù)為 0.500.65,依此進(jìn)行生產(chǎn)能力計(jì)算42.3 馬鈴薯脫皮機(jī)的計(jì)算2.3.1 此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 本次設(shè)計(jì)的參數(shù)：1、材料名稱:馬鈴薯2、容積 800kg/m33、生產(chǎn)形式：間接性生產(chǎn)4、工作效率 200kg/h5、材料大?。?0mm2.3.2 生產(chǎn)能力的校核實(shí)際的生產(chǎn)力為：3600pD2 HtG =1+t 2ry+t 34G =30 +3600 p240 + 90 0.424 0.4 0.52 800= 209 200kg / h2.3.3 擦皮機(jī)理論主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算若馬鈴薯為球形顆粒狀，設(shè)一個(gè)馬鈴薯質(zhì)量為m，那么它在工作時(shí)必須會有相對轉(zhuǎn)盤的移動。以下是馬鈴薯在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)的受力情況圖。垂直假設(shè)波紋角為a ，物料的運(yùn)動速度為v。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時(shí)帶動材料A 運(yùn)動， 運(yùn)動方向垂直于波紋切線。v 分解為V 垂直和V 水平，CB 與轉(zhuǎn)盤平面平行，轉(zhuǎn)盤的圓周速度 R，故V = wRSina(m s)式中： 為角速度；R 為轉(zhuǎn)盤半徑（m）V垂直= VCosx = wRSinaCosa = wR Sina (m s)2根據(jù)動力學(xué)，物料垂直拋起的動能為E= 1 mV 2= 1 mw 2 R 2 Sin 2 2a (N m)垂直2垂直8物料拋起后的勢能 mhg。為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)，拋高 h 一定要超過所以用d 代替h，又因?yàn)閣 = pn30可得1 (pD ) 2 R 2 Sin 2 2a = gd8 30化簡得：n = 60 2d1RSin2a(r min) 角一般取20 - 30拋向側(cè)壁的力靠離心力CC =m(wR) 2 = GRn2（N）R900此離心力應(yīng)大于波紋對物料的摩擦力 T,才能使物料拋向側(cè)壁。T = Gf（N）f 為摩擦系數(shù)使 CT，則有n2 30（ r min ）取物料層厚度d = 3 H = 3 400 = 300(mm)44摩擦系數(shù)f 為 1.11.4，設(shè)計(jì)中取 1.1， 波紋角a = 20 代入（2），（3）得：n 60 2d= 601RSin2a2 0.30.2 Sin(2 30)= 268（ r min ）n2 30= 30= 70.35（ r min ）轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速應(yīng)在n1 及n1 中取最大者，n=268（ r min ）驗(yàn)算圓盤轉(zhuǎn)速nV = 2p Dn = 2 3.14 0.4 268（m/s）4 604 60=5.61 400600 MM），鑄鋼齒輪宜采用形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一般由鍛鋼齒輪。軟齒面齒調(diào)制或正火處理后，通常使用的 45 40 Gr 和等等，所以齒面硬度不高，容易制造，成本低，適用范圍廣，通常用于大小和重量而對之際嚴(yán)格的限制。為了使齒輪接近壽命的大小，應(yīng)大于大齒輪 3050 的 HBS 更高的小齒輪齒的表面硬度。對于運(yùn)行高超載或重要齒輪， 可以組合使用齒面硬度的，齒面硬度可以是大致相同的。通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚碓S多鋼，可以通常使用的齒輪材料;B） 的鑄鐵，由于耐沖擊鑄鐵等性能都較差，所以不重復(fù)開型發(fā)送的， 主要用于在低功率小齒輪的制造中，通常使用的材料具有 HT250，HT300，等， 常被用作低速，輕載時(shí)齒輪材料不太重要的場合; 。C） 的非金屬材料，對于高速輕載和齒輪的齒輪傳動的低噪聲要求，非金屬材料是可用的，并且還添加織物電木，尼龍等常用齒輪材料，熱處理，硬度，應(yīng)用實(shí)例示于表 6，如圖 4 所示，適用于高速，輕負(fù)荷，并降低噪音。2）熱處理：齒輪尺寸，應(yīng)考慮空白成形方法和熱處理和制造工藝;軟齒面齒輪鋼，其匹配兩段齒面硬度差應(yīng)保持在 3050 個(gè)或更多 HBS。A）表面硬化通常用于中碳鋼，中碳合金鋼，如 45，40 鉻，齒變形后表面淬火小， 不研磨，硬度可以達(dá) 5256 HRC，表面硬芯是軟的，可承受的沖擊加載。A） 滲碳淬火滲碳鋼碳（低碳鋼及碳素鋼 0.150.25，如 20，20 C 等的齒面硬度至 56-62 HRC，具有強(qiáng)度高，耐磨性好，韌性高，牙芯沖擊載荷的重要傳輸中使用齒面接觸。通常滲碳淬火或研磨。B） 空調(diào)調(diào)理通常在中碳鋼，中碳合金鋼中，如 45，45 C，35 SIMN 等調(diào)理處理后的牙齒表面硬度：220260 HBS。因?yàn)橛捕炔桓撸虼?，可以在熱處理后?xì)齒形狀，并且在使用中是很容易執(zhí)行。C） 是火正火可以消除內(nèi)應(yīng)力，微細(xì)晶粒和改善的機(jī)械性能和機(jī)械加工性。請求不是齒輪的機(jī)械強(qiáng)度高可用介質(zhì)碳鋼是火災(zāi)?？捎玫拇笾睆烬X輪的鑄鋼歸處理。D） 氮化滲氮是一種化學(xué)處理。氮化的 6062 氮化處理溫度 HBC 齒面硬度后低， 齒變形，適于磨削硬的情況下，例如內(nèi)齒輪。特性及用途：回火，正火處理，硬度低，HBS 350 后，屬于軟齒面， 工藝簡單，用于一般的傳輸。當(dāng)齒輪齒表面的尺寸是軟的。因?yàn)樾⊙例X很薄， 抗彎強(qiáng)度低，所以當(dāng)選擇材料及熱處理，小圓比大輪硬度 2050 HBS。表面硬化，滲碳和淬火，滲氮處理后齒面硬度，硬齒面。其高承載能力，但一般需要打磨。結(jié)構(gòu)緊湊的場合常用。因此，方便制造，吃用柔軟的意大利面，齒輪的大小是由 45 號鋼，齒輪調(diào)制處理，吃表面硬度：229286 HBS，規(guī)范加工，表面硬度：169217 H BS4. 軸的設(shè)計(jì)軸是機(jī)器的主要部分之一。傳動部件（例如齒輪，蝸輪等）的所有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，必須安裝在軸向運(yùn)動和動力傳輸。這樣的軸線是支承旋轉(zhuǎn)部件，傳遞動力和運(yùn)動的主要功能。在機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)過程剝皮機(jī)中，為了確保在剝皮機(jī)和正常傳輸?shù)挠嘘P(guān)動力傳遞部件的動作，所有的傳動件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，必須在軸上安裝。如果在實(shí)際設(shè)計(jì)過程剝皮機(jī)軸結(jié)構(gòu)選擇不是很合理，因此在工作中剝皮機(jī)的動力傳動性能， 在軸部件的安裝位置和方向，該剝皮機(jī)工作性能的穩(wěn)定性將打折，在一定程度上，但也將增加在生產(chǎn)和軸部件組裝困難的過程中的成本，因此在軸的設(shè)計(jì)是特別重要和關(guān)鍵。4.1 軸的材料選用材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中軸線的選擇通常包括碳鋼和合金鋼都用最自然的 45鋼。但在該設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵撦S的應(yīng)力是相對小的尺寸，不需要軸的強(qiáng)度太大，并考慮到成本的原因，最終的選擇強(qiáng)度比較低的普通碳鋼如剝皮機(jī)軸的材料。材料硬化性能和力學(xué)性能，碳鋼相比處于劣勢的合金鋼，所以需要減小尺寸，傳輸功率，降低該軸的質(zhì)量，以提高磨損軸的直徑和撕裂強(qiáng)度并需要工作在低溫和高溫環(huán)境下，相應(yīng)的軸合金鋼材料的選擇應(yīng)該是合理的。通過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)和剝皮機(jī)器的軸的設(shè)計(jì)對應(yīng)的材料應(yīng)選擇 45鋼，相應(yīng)的機(jī)械性能如下：毛坯的直徑不大于 100mm，硬度的取值范圍為 170217HBS， 最大的抗拉強(qiáng)度大小為 590MPa，最大的彎曲疲勞強(qiáng)度大小為 255MPa， 最大的屈服強(qiáng)度大小為 295MPa。選用正火作為熱處理的方法。4.2 軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)這樣的設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)問題：所選擇的材料的強(qiáng)度，硬度和熱處理狀態(tài)，在特殊情況下，如耐腐蝕性和耐高溫性能也應(yīng)考慮。此外，還應(yīng)該考慮是否材料價(jià)格，易于加工和購買方便等特點(diǎn);是否滿足強(qiáng)度，剛度和規(guī)則的使用壽命的要求;軸和軸系統(tǒng)的規(guī)模，結(jié)構(gòu)和配置是與整個(gè)機(jī)兼容;滑輪，的連接方法，位置，諸如固定的，裝拆等是合理的;軸加工方便，可行的;軸和正常條件下的軸系統(tǒng)的振動，應(yīng)在允許的范圍之內(nèi);裝配計(jì)劃，安裝，拆卸和軸承的潤滑是合理的;軸密封裝置的選擇是合理的;軸類零件及其安裝和拆卸序列之間的每個(gè)位置;組裝時(shí)的調(diào)整方法的軸向位置和所述測試裝置;在操作中不正常的現(xiàn)象， 如振動，噪聲，熱加工。指定半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括所有尺寸的合理的形狀和結(jié)構(gòu)。軸結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：安裝在機(jī)器和形式的軸;軸被安裝在零件，尺寸，數(shù)量，和的方法和軸的連接的類型;的負(fù)載，大小，方向和分布的性質(zhì);軸等的加工技術(shù)由于影響軸結(jié)構(gòu)因素，其結(jié)構(gòu)形式，并與不同的特定條件下，使軸的結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)，具體的分析應(yīng)該針對不同的情況下進(jìn)行。但是，不管什么樣的特定條件下，該軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足： 1）軸和安裝在軸部件必須工作位置;2） 在軸部分應(yīng)該是便于安裝和調(diào)節(jié);3） 軸應(yīng)具有良好的工藝性等。我們根據(jù)軸系統(tǒng)的不同要求，根據(jù)該關(guān)系，并加工，安裝，拆卸，保養(yǎng)， 如綜合考慮要求分離軸的部分。4.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由前面知軸的最小直徑dmin=45mm，大帶輪輪轂直徑為 d1=50mm4.3.1 繪制軸的結(jié)構(gòu)簡圖圖 10 軸的結(jié)構(gòu)圖4.3.2 確定各軸段尺寸1） 確定各軸段直徑1 段：d1= 28mm, 根據(jù)轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑；2 段：d2= 30mm, 取決于密封擋圈的大?。? 段：d3= 35mm, 取決于軸承內(nèi)圈的高度；4 段：d4= 25mm, 取決于軸承內(nèi)徑的大小；5 段：d5= 24mm, 過度；6 段：d5= 25mm, 取決于軸承內(nèi)徑的大?。? 段：d5= 24mm, 取決于圓螺母直徑。8 段：d5= 20mm, 取決于從動齒輪的內(nèi)徑。2） 確定軸上各軸段長1 段： l1=60mm,取決于轉(zhuǎn)盤的寬度；2 段： l2=37mm,根據(jù)轉(zhuǎn)盤到軸承總座的距離； 3 段： l3=2 mm,4 段： l4=31mm, 根據(jù)軸承寬度；5 段： l5=28mm,6 段： l5=29mm, 根據(jù)軸承寬度。5 段： l5=25mm,根據(jù)圓螺母寬度；6 段： l5=38mm, 根據(jù)從動齒輪的寬度。2）軸的疲勞強(qiáng)度軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后還要檢查危險(xiǎn)地段能否使用。馬鈴薯脫皮機(jī)工作時(shí)軸向力小，相對于轉(zhuǎn)矩彎曲力矩是小的。主軸所受的扭矩 T:2T = 9550 P2 = 9550 P h 帶 = 9550 7.5 0.98 3.62 = 262N.mn2n1 / i970扭矩圖為：圖 11 扭矩示意圖oM 2+ (aT 2)強(qiáng)度校核：ca = 1MPaW5. 軸承的選擇5.1 類型選擇這種設(shè)計(jì)剝皮機(jī)軸承類型的選擇將基于所述工作狀況的實(shí)際工作和一系列相關(guān)計(jì)算，以獲取所獲得的數(shù)據(jù)的大小。1. 方法和步驟的選擇軸能正確使用滾動軸承的種類，主機(jī)能獲得良好的工作表現(xiàn)，延長使用壽命。對企業(yè)來說，可縮短維修時(shí)間，降低維修成本，提高了整機(jī)的運(yùn)行速度， 具有非常重要的作用。因此，設(shè)計(jì)和制造單位或維護(hù)單位是否使用，必須高度重視，一般來說，軸承的步驟的選擇可概括為：1.根據(jù)軸承的工作條件（包括載荷方向及載荷，轉(zhuǎn)速，潤滑方式的類型和同軸度要求的方向，還是不行，安裝和維護(hù)，環(huán)境溫度等），選擇基本型，寬容檔次， 2，根據(jù)軸承和受力情況和壽命要求的工作條件，通過計(jì)算確定軸承類型，或根據(jù)選定的軸承型號的需求，再計(jì)算壽命 3.選定軸承額定負(fù)荷和極端速度的計(jì)算。選擇軸承極限轉(zhuǎn)速的主要因素，滌綸壽命和承載能力，其他因素有助于確定軸承類型，結(jié)構(gòu)，尺寸和公差等級和通關(guān)為最終解決方案。5.2 軸承壽命計(jì)算L = C e10( P )5.3 軸承端蓋的設(shè)計(jì)這里軸承端蓋主要起到滾動軸承的軸向定位的作用，密封就可以了。這主15要是為了防止?jié)L動軸承潤滑油的泄漏和污染對混合材料。結(jié)合到驅(qū)動軸和軸承， 用于以下設(shè)計(jì)軸承蓋的大小的深溝球外徑尺寸的大小。的示意圖示于圖 12。1410圖 12 軸承端蓋5.4 套筒的設(shè)計(jì)因?yàn)榕c精度需求軸承外圈較高，若直接與框架合作，堅(jiān)持高精度加工機(jī)架上的不便，該套筒被采用更合適。大小如下：圖 13套筒的尺寸圖5.5 軸承的安裝形式圖 14 軸承的安裝形式1-套筒；2-圓錐滾子軸承；3-軸承壓蓋；4-氈毛圈；5-螺栓；6-軸5.6 軸承潤滑選擇潤滑脂潤滑軸承極限轉(zhuǎn)速比油潤滑軸承極限轉(zhuǎn)速低，軸承供油方式有限制速度的影響可以實(shí)現(xiàn)的。必須注意的是，在潤滑脂潤滑軸承，其極限轉(zhuǎn)速通常是只有軸承采用高品質(zhì)的油再循環(huán)系統(tǒng)時(shí)的 80的極限速度，但油霧潤滑系統(tǒng)， 其極限轉(zhuǎn)速一般比更高相同的基本潤滑系統(tǒng) 50。凱奇設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速，由于滾動體和保持架的表面滑動接觸，使用更昂貴的，設(shè)計(jì)合理，具有高品質(zhì)和籠子的低摩擦材料，不僅可以分離到滾筒，并有助于保持滑動接觸潤滑膜。但是，像沖壓保持架價(jià)格便宜的籠子里，往往只是不停地滾動體分離。其結(jié)果是，它們的存在事故傾向性和痛苦滑動接觸，導(dǎo)致較低的速度的限制。一般來說，在高速工作的情況宜選用深溝球軸承，角接觸軸承，圓柱滾子軸承;在低轉(zhuǎn)速工作的情況下，可以選擇圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承極限轉(zhuǎn)速， 深溝球軸承一般約 65，圓柱滾子軸承，的角接觸球軸承的 6070。推力球軸承極限轉(zhuǎn)速較低，只能用于低速場合。對于相同種軸承，較小的尺寸，允許轉(zhuǎn)速較高。當(dāng)選擇軸承時(shí)，應(yīng)注意使實(shí)際速度超過限制速度。6 各部件的設(shè)計(jì)說明6.1. 機(jī)筒部分的設(shè)計(jì)說明圖 15 機(jī)筒的設(shè)計(jì)1-進(jìn)料口；2-進(jìn)水口；3-機(jī)筒；4-插板；5-活動門；6-出水口這種清潔機(jī)馬鈴薯脫皮，馬鈴薯可以在內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，如果容器壁太薄， 會縮短使用壽命;如果過厚，雖然壽命得到保證，而且還嚴(yán)重浪費(fèi)，所以壁厚應(yīng)設(shè)計(jì)出合理的值。工作筒體被分成上下兩部分，上部，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采取桶壁厚 5 。工作筒體，計(jì)算機(jī)氣缸即為 400 毫米，400 毫米內(nèi)徑，壁厚 5.打開 160毫米的高度，弦長的口為 220 毫米，如馬鈴薯的排出口，筒體向下從上面 385 毫米高度需要被鍍金剛砂，墻壁，厚 2.5 毫米，是向馬鈴薯剝離，1 CR13 不銹鋼桶材料選擇是有益的。在下面的部分主要是用于水和排水，它的焊接排水管， 下面材料也是 1 CR13 30 內(nèi)徑為 35 毫米，中間為圓弧過渡外徑。桶的底部是圓弧面，具有一定的坡度，終點(diǎn)是所述出口的位置。在氣缸體并與所述軸承的四個(gè)螺栓連接的底部。6.2 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)圖 16 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤是剝離的摩擦材料的動力源，和它的設(shè)計(jì)的材料的關(guān)鍵點(diǎn)必須能夠使飛高到一個(gè)圓的圓周，并拋出一定高度，其撥號下頻繁跳動，的材料，設(shè)計(jì)碰撞和摩擦此轉(zhuǎn)盤形式，如所示的表的底部是平的，它增加為中心向四周輻射波紋與旋轉(zhuǎn)輪摩擦材料還倒出磨料，波紋喇叭阿爾法= 2030，底中間高兩邊。車輪直徑和與缸內(nèi)徑 10mm 之間空間的工作，從而使馬鈴薯和水的混合物的皮膚能排出總結(jié)馬鈴薯是由薯片，薯?xiàng)l的主要原料，并與麥當(dāng)勞，肯德基快餐店賣食品的原料。中國應(yīng)把握市場需求，大力發(fā)展馬鈴薯加工業(yè)。在我們國內(nèi)，馬鈴薯主要用于生鮮食品，只有約八馬鈴薯將用于出售的次級生產(chǎn)進(jìn)行處理。但是，吃新鮮的土豆口感不好，是不是受歡迎的人，因此價(jià)格總是電梯會不會來，年年下，土豆的百分之二十左右不能賣，因?yàn)槎诜e和腐爛，浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不有利于農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)在我國的發(fā)展。馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)在中國起步較晚，與其他國家，落后的技術(shù)相比，不足以形成產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)馬鈴薯產(chǎn)品品質(zhì)口感也比美國，英國，法國，日本等國家那樣，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的國內(nèi)消費(fèi)者在我們國家的要求，從而加快馬鈴薯加工業(yè)的發(fā)展在中國，土豆，水果和蔬菜加工等輔助原料，提高農(nóng)產(chǎn)品的潛在價(jià)值，以迎合消費(fèi)廣大在我國的需求。根據(jù)我國西部大開發(fā)的相關(guān)文章，先后成立了貴州省等地區(qū)重點(diǎn)發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的城市，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如馬鈴薯創(chuàng)造了良好的條件和機(jī)遇。只要保持試圖建立一個(gè)美好的前景。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的生活需求的不斷增加，可能的形式多樣，我國應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流的最前沿，把握市場需求的動態(tài)，馬鈴薯的發(fā)展方向等農(nóng)產(chǎn)品深加工，盡快和方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的過程中，使我系統(tǒng)四年學(xué)習(xí)的知識，雖然許多研究前再次審查了大學(xué)，卻忘了，還是沒有模糊知識的深刻記憶是，他走過去拉出來， 同時(shí)通過時(shí)間的反復(fù)使用一些公式也讓我加深對機(jī)械設(shè)計(jì)在這方面的認(rèn)識。使我掌握的知識和了解這一領(lǐng)域在機(jī)械剝離的同時(shí)，知識的機(jī)械剝離對行業(yè)更全面的了解。致謝由于畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的最后，我的大學(xué)生活也走到了盡頭，在大四下學(xué)期三個(gè)月，有而一段時(shí)間學(xué)習(xí)工作，讓我用不同的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了在過去三年我度過了最充實(shí)的大學(xué)了三個(gè)月，獲得知識的理論和實(shí)踐融合的第一桶金。在三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我要感謝我的指導(dǎo)老師，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文順利細(xì)致的指導(dǎo)教師嚴(yán)格要求是分不開的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，老師也涉及了一些其他的學(xué)生，工作任務(wù)相對緊湊繁忙的工作時(shí)間，但老師對待每一個(gè)學(xué)生左右認(rèn)真， 負(fù)責(zé)每一個(gè)學(xué)生就是這樣，不遺余力地引導(dǎo)我們，讓我們在每一個(gè)設(shè)計(jì)可避免彎路。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過程后，我也收到很多同學(xué)的幫助，表示衷心的感謝您，在此，感謝我的同學(xué)等方面的理論知識，一步并在支持和鼓勵的方法。最終的設(shè)計(jì)工作，關(guān)心和支持我的畢業(yè)論文的朋友用最崇高的謝意。參考文獻(xiàn)1 張聰.機(jī)械式除皮設(shè)備的設(shè)計(jì)及其在果蔬汁加工中的應(yīng)用J.包裝與食品機(jī)械:19962 劉守江等,JL-型馬鈴薯切屑去皮機(jī)的研制. J 農(nóng)機(jī)化研究:1995. 3沈再春,農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備M.農(nóng)業(yè)出版社:19974 食品工廠機(jī)械與設(shè)備M.輕工業(yè)出版社:1989.5 張慧玲.馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)J.河套大學(xué)學(xué)報(bào):20056 鄭重慶,洪鐘德.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2002 7陳定國等，機(jī)械設(shè)計(jì)M. 高等教育出版社:20068 成大先,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M,化學(xué)工業(yè)出版社：20009 李振清等.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊.M機(jī)械工業(yè)出版社，2006.910 楊明忠,朱家誠.機(jī)械設(shè)計(jì)M，武漢理工大學(xué)出版社，2001.11 唐照民,汝元功.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M，高等教育出版社，1995.12 余桂英,郭紀(jì)林主編.AutoCAD 2006 中文版實(shí)用教程M，大連理工大學(xué)出版社，2006.13 張聰.機(jī)械式除皮設(shè)備的設(shè)計(jì)及其在果蔬汁加工中的應(yīng)用J,包裝與食品機(jī)械:1996畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書設(shè)計(jì)（論文）題目：馬鈴薯脫皮機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 所在學(xué)院： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 20xx年 2月 27日任務(wù)書填寫要求1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系（院）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生。2任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，不得涂改或潦草書寫；或者按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，要求正文小4號宋體，1.5倍行距，禁止打印在其它紙上剪貼。3任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系（院）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫。4任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字。 5任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照金陵科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范的要求書寫。6有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用已學(xué)理論專業(yè)知識去分析實(shí)際工程問題和解決實(shí)際工程問題的能力,同時(shí)對學(xué)生進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，如設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖及查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料等，以提高學(xué)生的技能水平,著重地培養(yǎng)以下幾方面能力：1調(diào)查研究、中外文獻(xiàn)檢索、閱讀與翻譯的能力；2綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論、專業(yè)理論和知識分析解決實(shí)際問題的能力；3查閱和使用專業(yè)設(shè)計(jì)手冊的能力；4設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖的能力，包括使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪圖的能力；5撰寫設(shè)計(jì)說明書（論文）的能力。 2本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）、設(shè)計(jì)內(nèi)容：本課題馬鈴薯脫皮機(jī)主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：馬鈴薯脫皮機(jī)結(jié)構(gòu)的選擇、軸的尺寸設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核、滾動軸承類型的選擇和軸承部件的組合設(shè)計(jì)、電動機(jī)的選擇、齒輪的參數(shù)選擇和強(qiáng)度校核以及圓筒、軸承座、圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等（2）、原始數(shù)據(jù)：1、脫皮機(jī)工作的功率為550W，轉(zhuǎn)速為320r/min2、脫皮機(jī)圓筒的寬度和高度為40cm（3）、工作要求：為了保證能夠達(dá)到去皮的要求加工效果，要求圓筒旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力能夠?qū)ⅠR鈴薯完全拋起，使馬鈴薯能夠在在擦皮室內(nèi)處于不斷翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)，如此才能夠使得摩擦力對馬鈴薯的不同部位能夠產(chǎn)生均勻的影響，達(dá)到去皮的目的，并確保物料能夠被拋至筒壁，使得物料去皮后能被方便的取出。必須保證圓盤有一定的旋轉(zhuǎn)速度，以及圓筒內(nèi)的果蔬材料不宜過多，一般情況下裝滿圓筒一半左右為好，選取的系數(shù)按照生產(chǎn)情況選取。（4）、技術(shù)要求： 1、設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、清晰、準(zhǔn)確，圖面布局勻稱，表達(dá)準(zhǔn)確清楚，圖面清潔。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求做到方案合理、計(jì)算準(zhǔn)確無誤以及計(jì)算書寫工整。 3、設(shè)計(jì)說明書敘述詳盡、內(nèi)容完整，表達(dá)準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，資料符合相應(yīng)規(guī)范。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書3對本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求包括圖表、實(shí)物等硬件要求： 1、總裝配圖一份；2、零件圖一份；3、開題報(bào)告一份；4、論文大綱一份；5、外文資料翻譯一份；6、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份。 4主要參考文獻(xiàn)： 1 濮良貴，紀(jì)明剛。機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京，高等教育出版社， 2006.52 于惠力，李廣惠。軸系零部件設(shè)計(jì)M, 北京，機(jī)械工業(yè)出版社， 2009.63 萬力。起重機(jī)械安裝使用維護(hù)檢驗(yàn)手冊M，北京，冶金工業(yè)出版社， 2000.14 成大先。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本M，北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2004.15 成大先。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第四版M。北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2002.16 許朝銓。懸掛運(yùn)輸設(shè)備與軌道設(shè)計(jì)手冊M。北京，中國輕工國際工程設(shè)計(jì)院， 20027 劉澤九。滾動軸承應(yīng)用手冊M。北京，機(jī)械工業(yè)出版社。2006.18 張選民。AutoCAD 2008機(jī)械設(shè)計(jì)典型案例M。北京，清華大學(xué)出版社，2007.99 郭朝勇。AutoCAD 2008機(jī)械應(yīng)用實(shí)例教程M。北京，清華大學(xué)出版社，2007.1010 劉武勝，蔡虹，袁旭潞。起重機(jī)的構(gòu)造特征與發(fā)展趨勢A。北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院，2009.1111 馬士良。基于廣義參數(shù)化的集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究A。徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010.112 機(jī)械設(shè)計(jì)，西安交通大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編.北京:人民教育出版社，197313 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，198514 王紹俊主編，機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。15 Schneider Ditmar. Otto voo Guericke . Pneumatic TIPS No. 87/1994. FESTO Pneumatic. Esslingen. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書5本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：20xx.12.16-20xx.1.10 領(lǐng)任務(wù)書、開題20xx.2.25-2.16.3.9 畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研，完成開題報(bào)告、中英文翻譯、論文大綱20xx.3.19-20xx.4.25 提交論文草稿，4月中旬中期檢查20xx.4.26-20xx.5.6 提交論文定稿20xx.5.6-20xx.5.13 準(zhǔn)備答辯20xx.5.13-20xx.5.26 答辯，成績評定，修改完成最終稿 所在專業(yè)審查意見：通過負(fù)責(zé)人： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）外 文 參 考 資 料 及 譯 文 譯文題目： 馬鈴薯脫皮機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 所在學(xué)院： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 20xx年 2月 27日Friction Lubrication of BearingIn many of the problem thus far , the student has been asked to disregard or neglect friction . Actually , friction is present to some degree whenever two parts are in contact and move on each other. The term friction refers to the resistance of two or more parts to movement.Friction is harmful or valuable depending upon where it occurs, friction is necessary for fastening devices such as screws and rivets which depend upon friction to hold the fastener and the parts together. Belt drivers, brakes, and tires are additional applications where friction is necessary.The friction of moving parts in a machine is harmful because it reduces the mechanical advantage of the device. The heat produced by friction is lost energy because no work takes place. Also，greater power is required to overcome the increased friction. Heat is destructive in that it causes expansion. Expansion may cause a bearing or sliding surface to fit tighter. If a great enough pressure builds up because made from low temperature materials may melt.There are three types of friction which must be overcome in moving parts: tarting , sliding, and rolling. Starting friction is the friction between two solids that tend to resist movement. When two parts are at a state of rest, the surface irregularities of both parts tend to interlock and form a wedging action. To produce motion in these parts, the wedge-shaped peaks and valleys of the stationary surfaces must be made to slide out and over each other. The rougher the two surfaces, the greater is starting friction resulting from their movement .Since there is usually no fixed pattern between the peaks and valleys of two mating parts, the irregularities do not interlock once the parts are in motion but slide over each other. The friction of the two surfaces is known as sliding friction. As shown in figure , starting friction is always greater than sliding friction .Rolling friction occurs when roller are subjected to tremendous stress which cause the parts to change shape or deform. Under these conditions, the material in front of a roller tends to pile up and forces the object to roll slightly uphill. This changing of shape，known as deformation, causes a movement of molecules. As a result，heat is produced from the added energy required to keep the parts turning and overcome friction.The friction caused by the wedging action of surface irregularities can be overcome partly by the precision machining of the surfaces. However, even these smooth surfaces may require the use of a substance between them to reduce the friction still more. This substance is usually a lubricant which provides a fine, thin oil film. The film keeps the surfaces apart and prevents the cohesive forces of the surfaces from coming in close contact and producing heat .Another way to reduce friction is to use different materials for the bearing surfaces and rotating parts. This explains why bronze bearings, soft alloys, and copper and tin bearings are used with both soft and hardened steel shaft. The bearing is porous. Thus, when the bearing is dipped in oil, capillary action carries the oil through the spaces of the bearing. This type of bearing carries its own lubricant to the points where the pressures are the greatest.Moving parts are lubricated to reduce friction, wear, and heat. The most commonly used lubricants are oils, greases, and graphite compounds. Each lubricant serves a different purpose. The conditions under which two moving surfaces are to work determine the type of lubricant to be used and the system selected for distributing the lubricantOn slow moving parts with a minimum of pressure, an oil groove is usually sufficient to distribute the required quantity of lubricant to the surfaces moving on each other .A second common method of lubrication is the splash system in which parts moving in reservoir of lubricant pick up sufficient oil which is then distributed to all moving parts during each cycle. This system is used in the crankcase of lawn-mower engines to lubricate the crankshaft, connecting rod , and parts of the piston.A lubrication system commonly used in industrial plants is the pressure system. In this system, a pump on a machine carries the lubricant to all of the bearing surfaces at a constant rate and quantity.There are numerous other systems of lubrication and a considerable number of lubricants available for any given set of operating conditions. Modern industry pays greater attention to the use of the proper lubricants than at previous time because of the increased speeds, pressures, and operating demands placed on equipment and devicesAlthough one of the main purposes of lubrication is reduce friction, any substance-liquid , solid , or gaseous-capable of controlling friction and wear between sliding surfaces can be classed as a lubricant.1.Varieties of lubricationsliding. Metals that have been carefully treated to remove all foreign materials seize and weld to one another when slid together. In the absence of such a high degree of cleanliness, adsorbed gases, water vapor , oxides, and contaminants reducefrictio9n and the tendency to seize but usually result in severe wear; this is called dry sliding.Fluid-film lubrication Interposing a fluid film that completely separates the sliding surfaces results in fluid-film lubrication. The fluid may be introduced intentionally as the oil in the main bearing of an automobile, or unintentionally, as in the case of water between a smooth tuber tire and a wet pavement. Although the fluid is usually a liquid such as oil, water, and a wide range of other materials, it may also be a gas. The gas most commonly employed is air.Boundary lubrication. A condition that lies between sliding and fluid-film lubrication is referred to as boundary lubrication, also defined as that condition of lubrication in which the friction between surfaces is determined by the properties of the surfaces and properties of the lubricant other than viscosity. Boundary lubrication encompasses a significant portion of lubrication phenomena and commonly occurs during the starting and stopping off machines.Solid lubrication. Solid such as graphite and molybdenum are widely used when normal lubricants do not possess sufficient resistance to load or temperature extremes. But lubricants need not take only such familiar forms as fats, powders, and gases; even some metals commonly serve as sliding surfaces in some sophisticated machines2.Function of lubricantsAlthough a lubricant primarily controls friction and ordinarily does perform numerous other functions, which vary with the application and usually are interrelated .Friction control. The amount, and character of the lubricant made available to sliding surfaces have a profound effect upon the friction that is encountered. For example, disregarding such related factors as heat and wear but considering friction alone between the same surfaces with on lubricant. Under fluid-film conditions, friction is encountered. In a great range of thus can satisfy a broad spectrum of functional requirements. Under boundary lubrication conditions , the effect of viscosity on friction becomes less significant than the chemical nature of the lubricant.Wear control, wear occurs on lubricated surfaces by abrasion, corrosion，and solid-tosolid contact wear by providing a film that increases the distance between the sliding surfaces，thereby lessening the damage by abrasive contaminants and surface asperities.Temperature control. Lubricants assist in controlling corrosion of the surfaces themselves is twofold. When machinery is idle, the lubricant acts as a preservative. When machinery is in use, the lubricant controls corrosion by coating lubricated parts with a protective film that may contain additives to neutralize corrosive materials. The ability of a lubricant to control corrosion is directly really to the thickness of the lubricant film remaining on the metal surfaces and the chemical composition of the lubricant.3.Other functionsLubrication are frequently used for purposes other than the reduction of friction. Some of these applications are described below.Power transmission. Lubricants are widely employed as hydraulic fluids in fluid transmission devices.Insulation. In specialized applications such as transformers and switch ， lubricants with high dielectric constants acts as electrical insulators. For maximum insulating properties, a lubricant must be kept free of contaminants and water.Shock dampening. Lubricants act as shock-dampening fluids in energy transferring devices such as shock and around machine parts such as gears that are subjected to high intermittent loads.Sealing. Lubricating grease frequently performs the special function of forming a seal to retain lubricants or to exclude contaminants.The object of lubrication is to reduce friction ,wear , and heating of machine pars which move relative to each other. A lubricant is any substance which, when inserted between the moving surfaces, accomplishes these purposes. Most lubricants are liquids (such as mineral oil, silicone fluids, and water), but they may be solid for use in dry bearings, greases for use in rolling element bearing, or gases (such as air) for use in gas bearings. The physical and chemical interaction between the lubricant and lubricating surfaces must be understood in order to provide the machine elements with satisfactory life.The understanding of boundary lubrication is normally attributed to hardy and doubled , who found the thin films adhering to surfaces were often sufficient to assist relative sliding. They concluded that under such circumstances the chemicalcomposition of fluid is important, and they introduced the term “boundary lubrication” . Boundary lubrication is at the opposite end of the spectrum from hydrodynamic lubrication.Five distinct of forms of lubrication that may be defined : hydrodynamic ; hydrostatic ; elastohydrodynamic ; boundary ; solid film.Hydrodynamic lubrication means that the load-carrying surfaces of the bearing are separated by a relatively thick film of lubricant, so as to prevent metal contact, and that the stability thus obtained can be explained by the laws of the lubricant under pressure , though it may be; but it does require the existence of an adequate supply at all times. The film pressure is created by the moving surfaces itself pulling the lubricant under pressure, though it maybe. The film pressure is created by the moving surface to create the pressure necessary to separate the surfaces against the load on the bearing . hydrodynamic lubrication is also called full film , or fluid lubrication .Hydrostatic lubrication is obtained by introducing the lubricant, which is sometime air or water，into the loadbearing area at a pressure high enough to separate the surface with a relatively thick film of lubricant. So ，unlike hydrodynamic lubrication， motion of one surface relative to another is not required .Elasohydrodynamic lubrication is the phenomenon that occurs when a lubricant is introduced between surfaces which are in rolling contact, such as mating gears or rolling bearings. The mathematical explanation requires the theory of contact stress and fluid mechanics.When bearing must be operated at temperatures, a solid film lubricant such as graphite or molybdenum must be use used because the ordinary mineral oils are not satisfactory. Must research is currently being carried out in an effort, too, to find composite bearing materials with low wear rates as well as small frictional coefficients.In a journal bearing, a shaft rotates or oscillates within the bearing ， and the relative motion is sliding . in an bearing, the main relative motion is rolling . a follower may either roll or slide on the cam. Gear teeth mate with each other by a combination of rolling and sliding . slide within their cylinders. All these applications require lubrication to reduce friction , wear, and heating.The field of application for journal bearing s is immense. The crankshaft and connecting rod bearings of an automotive engine must for thousands of miles at high temperatures and under varying load conditions . the journal bearings used in the steam turbines of power generating station is said to have reliability approaching 100 percent. At the other extreme there are thousands of applications in which the loads are light and the service relatively unimportant, a simple ，easily installed bearing is required , suing little or no lubrication. In such cases an bearing might be a poor answer because because of the cost, the close，the radial space required，or the increased inertial effects. Recent metallurgy developments in bearing materials ， combined with increased knowledge of the lubrication process, now make it possible to design journal bearings with satisfactory lives and very gold軸承的摩擦與潤滑現(xiàn)在看來，有很多這種情況，許多學(xué)生在在碰到關(guān)于摩擦的問題時(shí)，往往都沒引起足夠的重視，甚至是忽視它。實(shí)際上，摩擦從某種程度上說，存在于任何兩個(gè)和接觸并有相對運(yùn)動趨勢的 部件之間。而摩擦這個(gè)詞，本身就意味著，兩個(gè)或兩個(gè)以上部件的阻止相對運(yùn)動趨勢。在一個(gè)機(jī)器中，運(yùn)動部件的摩擦是有害的，因?yàn)樗档土藱C(jī)械對能量的充分利用。由它引起的熱能是一種浪費(fèi)的能量。因?yàn)椴荒苡盟鋈魏问虑椤＿€有，它還需要更大的動力來克服不斷增大的摩擦。熱能是有破壞性的。因?yàn)樗a(chǎn)生了膨脹。而膨脹可以使得軸承或滑動表之間的配合更緊密。如果因?yàn)榕蛎泴?dǎo)致了一個(gè)足夠大的積壓力，那么，這個(gè)軸承就可能會卡死或密封死。 另外，隨著溫度的升高，如果不是耐高溫材料制作的軸承，就可能會損壞甚至融化。在運(yùn)動部件之間會發(fā)生很多摩擦，如啟動摩擦、滑動摩擦、轉(zhuǎn)動摩擦?；瑒幽Σ潦莾蓚€(gè)物體之間產(chǎn)生的傾于組織其相對運(yùn)動趨勢的摩擦。當(dāng)兩個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，這兩個(gè)零件表而的不平度傾向于相互嵌入，形成楔入作用，為了使這些部件“動”起來。這些靜止部件的凹谷和尖峰必須整理光滑，而力能相互抵消。這兩個(gè)表面之間越不光滑，由運(yùn)動 造成的啟動摩擦（最大靜摩擦力）就會越大。因?yàn)?，通常來說，在兩個(gè)相互配合的部件之間，其表面不平度沒有同定的圖形。運(yùn)動部件運(yùn)動起來，便有了規(guī)律可循，滑動就可以實(shí)現(xiàn)這-點(diǎn)。兩個(gè)運(yùn)動部件之間的摩擦就叫做滑動摩擦。啟動摩擦通常都稍大于滑動摩擦。轉(zhuǎn)動摩擦：一般發(fā)生在轉(zhuǎn)動部件和設(shè)備上，這些設(shè)備“懶蟲”極大的相互作用力，當(dāng)然這種外力 會導(dǎo)致部件的變形和性能的改變。在這種情況下，轉(zhuǎn)動件的材料趨向于堆積并且強(qiáng)邊運(yùn)動部件緩慢運(yùn)動，這種改變就是通常所說的形變?？梢允狗肿舆\(yùn)動。當(dāng)然，最終的結(jié)果是，這種額外的能量產(chǎn)生了熱能，這是必需的。因?yàn)樗梢员ＷC運(yùn)動部件的運(yùn)動和克服擦力。由運(yùn)動部件的表面不平度的楔入作用引起的摩擦可以被部分的克服，那就需要靠兩表面之間的潤滑。但是，即使是非常光滑的兩個(gè)表面之間也可能需要一種物質(zhì)，這種物質(zhì)就是通常所說的 潤滑劑，它可以提供一個(gè)比較好的、比較薄的油膜。這個(gè)油膜使兩個(gè)表面分離，并且組織運(yùn)動部件的兩個(gè)表面的相互潛入，以免產(chǎn)生熱量使兩表面膨脹，又引起更近的接觸。減小摩擦的另一種方式是用不同的材料制造軸承和轉(zhuǎn)動零件?？梢阅命S銅軸承、鋁合金和含 油軸承合金做例子進(jìn)行解釋。也就是說用軟的或硬的金屬組成表面。含油軸承合金是軟的。這樣 當(dāng)軸承在油中浸泡過以后，因毛細(xì)管的作用，將由帶到軸承的各個(gè)表面。這種類型的軸承把它的潤滑劑帶到應(yīng)力最大的部位。對運(yùn)動部件潤滑以減小摩擦，應(yīng)力和熱量，最常用的是油、脂、還有合成劑。每-種潤滑劑都有其各自不同的功能和用途。兩個(gè)運(yùn)動部件之間的運(yùn)動情況決定了潤滑劑的類型的選擇。潤滑劑的分布也決定了系統(tǒng)的選擇。在低速度運(yùn)動的部件，一個(gè)油溝就足以將所需要的數(shù)量的潤滑劑送到相互運(yùn)動的表面。第二種通用的潤滑方法是潤滑系統(tǒng)，在每個(gè)周期內(nèi)這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)一些零件經(jīng)過潤滑劑存儲 位置，帶起足夠的潤滑油，然后將其散布到所有的運(yùn)動零件上。這種系統(tǒng)用于草坪修剪機(jī)中發(fā)動機(jī)的曲軸箱，對曲軸、連桿和活塞等零件進(jìn)行潤滑。在工業(yè)裝置中，常用的有一種潤滑系統(tǒng)是壓力系統(tǒng)。這種系統(tǒng)中，一個(gè)機(jī)器的一個(gè)泵，可以將潤滑劑帶到所有的軸承表面。并且以一種連續(xù)的同定的速度和數(shù)量。關(guān)于潤滑，還有許多其他的系統(tǒng)，針對各種類的潤滑劑，對不同類型的運(yùn)動零件是有效的。 由于設(shè)備或裝置的速度、壓力和工作要求的提高，現(xiàn)代工業(yè)比以前任何時(shí)候都更注重選用適用的潤滑。盡管潤滑的主要目的之一是為了減小摩擦力，任何可以控制兩個(gè)運(yùn)動表面之間摩擦和磨損的物質(zhì)，不管是液體還是同體或氣體，都可以歸類于潤滑劑。1.潤滑的種類：無潤滑滑動。經(jīng)過精心處理的、去除了所有外來物質(zhì)的金屬在相互移動時(shí)會粘附或連接到一 起。達(dá)不到這么高的純凈度時(shí)，吸附在表面的氣體、水蒸氣、氧化物和污染物就會降低摩擦力 并減小粘附的趨勢，但通常會產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，這種現(xiàn)象被稱為“無潤滑”摩擦或者叫做干摩擦。流體膜潤滑。在運(yùn)動面之間引入一層流體膜，把滑動表面完全隔離開，就產(chǎn)生了流體膜潤滑。 這種流體可能是有意引入的。例如汽車主軸承中的潤滑油；也可能是無意中引入的，例如在光滑的橡膠輪胎和潮濕的路面之問的水。盡管流體通常是油、水和其他很多種類的液體，它可以是氣體。最常用的氣體是空氣。為了把零件隔離開，潤滑膜中的壓力必須和作用在滑動面上的負(fù)荷保持平衡。如果潤滑膜中的壓力是由外源提供的，這種系統(tǒng)稱為流體靜壓潤滑。如果運(yùn)動表面之間的壓力是由于滑動面本身的形狀和運(yùn)動所共同產(chǎn)生的，這種系統(tǒng)稱為流體動壓力潤滑。邊界潤滑。處于無潤滑滑動和流體膜潤滑之間的潤滑被稱為邊界潤滑。它可以被定為這樣一種潤滑狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，表面之間的摩擦力取決于表面的性質(zhì)和潤滑劑中的其他性質(zhì)。邊界潤滑包括大部分潤滑現(xiàn)象，通常在機(jī)器的啟動和停止時(shí)出現(xiàn)。同體潤滑。普通潤滑劑沒有足夠的承受能力或不能在溫度極限下工作時(shí)，石墨和二硫化這一類同術(shù)潤滑劑得到廣泛應(yīng)用。潤滑劑不僅僅以脂肪、粉末和油等一些為人們所熟悉的形態(tài)出現(xiàn)，在一些精密的機(jī)器中，金屬也通常作為運(yùn)動面。2.潤滑劑的作用盡管潤滑劑主要是用來控制摩擦和磨損的，它們能夠而且常也確實(shí)起到許多其他的作用，這些作用隨其用途不同而不同,仍通常相互之間是有關(guān)系的?？刂颇Σ亮??；瑒用嬷疂櫥瑒┑臄?shù)量和性質(zhì)對所產(chǎn)生的摩擦力有很大的影響。例如，不考慮熱和磨損這些相關(guān)因素，只考慮兩個(gè)油膜潤滑表面見的摩擦力，它能比兩個(gè)同樣表面，但沒有潤滑時(shí)小200倍。摩擦力與流體黏度成正比。一如石油衍生物這類潤滑劑 ，可以有很 多 黏 度，因 此能 夠 滿 足 范 圍 寬廣的功能要求。在邊界潤滑狀態(tài)，潤滑劑黏度對摩擦力的影響不像其化學(xué)性質(zhì)的影響那么顯著。磨損控制。磨蝕、腐蝕閥體和閥體之間的接觸就會造成磨損。適度的潤滑劑將能幫助克服上述提到的一些磨損現(xiàn)象。潤滑劑通過潤滑膜來增加滑動之間的距離，從而減輕磨料污染物和表面不平度造成的損傷，因此，減輕了磨損和由同體與同體之間接觸造成的磨損?？刂茰囟取櫥瑒┩ㄟ^減小摩擦和將產(chǎn)生的熱量帶走來降低溫度。其效果取決于潤滑劑的用 量和外部冷卻措施。冷卻劑的種類也會在較小的程度上影響表面的溫度?？刂聘g。潤滑劑在控制表面腐蝕方面有雙重作用。A機(jī)器閑置不工作時(shí)，潤滑劑起到防腐劑的作用。機(jī)器工作時(shí)，潤滑劑通過給被潤滑零件涂上一層可能含有添力用劑，能使腐蝕性材料中和的保護(hù)膜來控制腐蝕。潤滑膜的能力潤滑劑保留在金屬表面的潤滑膜的厚度和潤滑劑的化學(xué)成分有直接的關(guān)系。3.其他作用除了減小摩擦外，潤滑劑還經(jīng)常有其他的用途。其中的一些用途如下所述。傳 遞 動 力。潤滑劑被廣用來作為液壓傳動中的工作液體。絕緣。在像壓器和配電裝置這些特殊用途中，具有很高介電常數(shù)的潤滑劑起電絕緣材料的作用。為了獲得最高絕緣性能，潤滑劑中不能含有任何雜質(zhì)和水分。減振。在像減振器這樣的能量傳遞裝置中和在承受很高的間隙載荷的齒輪這樣的機(jī)器零件的周圍，潤滑劑被作為減振液使用。密封潤滑脂通常還有一個(gè)特殊作用，就是形成密封層以防止?jié)櫥瑒┩鉃a和污染物進(jìn)入。潤滑的目的就是為了，減小摩擦力，降低能量損耗，減少機(jī)器的熱量產(chǎn)生。熱量就是因?yàn)楸砻娴南嗷ラg的相對運(yùn)動造成的。潤滑劑可以是任何一種物質(zhì)，這樣的物質(zhì)被填充到發(fā)生相對運(yùn)動 的兩個(gè)表面之間，大部分的潤滑劑是液體，比如說，油脂，合成劑等。但它們 有時(shí)也可能是同體，用在干軸承上，有的用在旋轉(zhuǎn)基體的軸承上，或者也可能是氣體，如空氣等， 它是用在空氣軸承上。在潤滑劑和潤滑表面之間這種化學(xué)的和物質(zhì)的相互滲入作用，就是為了提供給機(jī)器一個(gè)良好的工作狀態(tài)。對潤滑劑邊界的理解，往往是比較硬的，而且是流動的、非常薄的一層貼附滑的表面。 這些表面通常是要發(fā)生相對消動。有些人推斷，按這種理解，液體的這種化學(xué)合成是十分重要的， 它們提出了這樣的詞“邊界潤滑 邊界潤滑是和流體潤滑相對的另一種潤滑。關(guān)于潤滑的五種不同的潤滑形式主要有：無潤滑潤滑劑：液體潤滑；干潤滑；邊界潤沿；行潤滑。無潤滑劑是指軸承的工作表面被一種和對比較厚的液體潤滑劑隔開，阻止了金屬表面的直接接觸，這樣得到的這種穩(wěn)定性就可以用一種理論來解釋：潤滑液在外壓力下工作的理論，盡管這只是一種可能。但確實(shí)需要在任何時(shí)候都得提供的足夠充分。這種擠壓力是運(yùn)動表面 本身施加給潤滑劑而產(chǎn)生的，當(dāng)然這仍然是一種可能。這種由運(yùn)動表面產(chǎn)生的擠壓力產(chǎn)生了必要 的壓力來分隔工作表面來抵抗加在軸承上的載荷。所以，這種潤滑也可以被叫做液體潤滑。還有一種潤滑方式，那是一種特別潤滑劑，它有時(shí)是空氣或水，當(dāng)加在軸承上的外加足夠高時(shí)，它就會以一種比較厚的狀態(tài)分隔開相互相對運(yùn)動的工作表面。所以，不像上面的那種潤滑方式，并不需要兩種工作表面一定發(fā)生相對運(yùn)動。第三種潤滑方式是一種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是:一種潤滑劑是用在發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的丁作表面之間。 比如說齒輪或齊是滾動軸承。從數(shù)學(xué)上的解釋就需要接觸力和流體機(jī)械的理論。軸承不得不在較髙的溫度下工作的時(shí)候，潤滑劑例如合成物等，必須被使用，因?yàn)橥ǔ５臐櫥驮谶@種情況下都不能工作。目前，在這方而的研究正在實(shí)施，為了尋找到合成軸承的材料，并且有低損耗和小的熱量產(chǎn)生的性能。在有的軸承上，搖桿旋轉(zhuǎn)或在軸承上轉(zhuǎn)動，相對運(yùn)動就是消動。在一個(gè)自鎖的軸承裝置中， 這種相對運(yùn)動就是轉(zhuǎn)動。其他的裝置也可能是旋轉(zhuǎn)或滑動。齒輪的齒嚙合是轉(zhuǎn)動相對滑動的合成?；钊窍鄬τ趧傮w的滑動，所有的這些應(yīng)用都需要潤滑劑來減小摩擦，降低能耗，減少熱量的產(chǎn)生。在有些軸承的應(yīng)用領(lǐng)域是不太成熟的。有些有連接桿的軸承，比如說汽車發(fā)動的，必須在幾千度高的高溫下和各種不同性質(zhì)的載荷下制作。這種軸承在汽輪發(fā)動設(shè)備上可以說是穩(wěn)定性很高。還有另一種極端的情況，在應(yīng)對各種不同的載荷。其他的 輔助設(shè)施就和對不重要了。需要的是一個(gè)簡單的、容易安裝的軸承。需要很少的甚至是不需要潤 滑劑。在這種情況下，有的軸承并不是最好的選擇，成本和相近的公差。域近在軸承材料上的研究已有了一定的突破。隨著對潤滑的研究的知識的積累，設(shè)計(jì)出有良好的工作狀況和較高的穩(wěn)定性的軸承已經(jīng)不是很遠(yuǎn)了。9