螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的設(shè)計【帶SolidWorks三維】【4張CAD圖紙-CAD無裝配圖+畢業(yè)論文+開題報告+答辯稿+任務(wù)書】
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前 言
據(jù)調(diào)查，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年都以兩位數(shù)的增長速度發(fā)展。進(jìn)行食品罐頭生產(chǎn)時，必須對食品原材料進(jìn)行預(yù)煮，因此水平螺旋預(yù)煮機(jī)是罐頭生產(chǎn)工藝中的一種重要設(shè)備，本課題要求對以蘑菇等果蔬原材料作為加工對象，對其進(jìn)行預(yù)煮加工，因此本人對水平螺旋預(yù)煮機(jī)作了詳細(xì)設(shè)計。
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)是利用螺旋輸送原理實現(xiàn)果蔬連續(xù)預(yù)煮的設(shè)備。在工作過程中．果蔬原材料被連續(xù)地送到預(yù)煮機(jī)加料口后，便被預(yù)煮機(jī)中的螺旋推送到出料口。物料在預(yù)煮機(jī)中披浸在熱水或沸水中，以避免與空氣接觸產(chǎn)生褐變，同時獲得均勻—致的預(yù)煮效果。
本人首先根據(jù)設(shè)計要求以及預(yù)煮技術(shù)對各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇。在此基礎(chǔ)上,初步確定水平螺旋預(yù)煮機(jī)由動力傳動裝置、預(yù)煮裝置、螺旋輸送裝置、出料裝置與連接支撐裝置等幾部分組成。動力裝置選擇了調(diào)速電機(jī)，減化了傳動裝置，提高了設(shè)備效率；預(yù)煮裝置是由蒸汽管將熱量傳遞給筒體內(nèi)的水，完成預(yù)煮過程；螺旋輸送裝置是在滿足預(yù)煮的前提下確定螺旋的相關(guān)直徑與長度，同時對螺旋軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證其能方便制造與安裝；出料裝置是保證預(yù)煮好的物料順利地從熱水中瀝出來并輸送出去；連接支撐裝置上，采用了螺旋軸孔與花鍵連接，花鍵可以緩解螺旋軸因受熱的軸向伸長。
設(shè)計重點是螺旋輸送裝置和連接支撐裝置等。傳動裝置的設(shè)計中的電機(jī)、齒輪、軸的選擇、設(shè)計與校核也進(jìn)行了必要的設(shè)計說明。
關(guān)鍵詞：螺旋預(yù)煮機(jī)；螺旋輸送裝置；連接支撐裝置
目 錄
1引言 3
1.1課題背景 4
1.2課題的來源以及設(shè)計目標(biāo) 4
1.3研究對象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械 5
1.4水平式螺旋預(yù)煮機(jī) 5
1.5螺旋類型的選擇 6
2總體方案的設(shè)計 7
2.1 螺旋輸送機(jī)配套設(shè)備的選用 7
2.2設(shè)計主要技術(shù)參數(shù) 7
2.3螺旋輸送機(jī)的布置形式 7
2.4主體尺寸的初步確定 8
2.5動力傳動方案設(shè)計與確定行距 8
2.6 螺旋軸連接及螺旋軸的方案設(shè)計與確定 9
3螺旋輸送裝置的設(shè)計 10
3.1螺旋輸送裝置的計算 10
3.2 電動機(jī)的功率計算與選擇 12
3.3電動機(jī)選擇 12
3.4總傳動比 13
3.5 合理分配傳動比 13
3.6 螺旋軸撓度計算 13
3.7螺旋軸強(qiáng)度校核計 15
3.8聯(lián)軸器的選擇 15
3.9設(shè)備總體重量的計算和支架的確定 16
總結(jié) 17
致 謝 18
參考文獻(xiàn) 19
1引言
1.1課題背景
隨著我國發(fā)展，我國罐頭產(chǎn)量和出口量每年現(xiàn)在都會以兩位數(shù)的增長的速度持續(xù)發(fā)展。同時出產(chǎn)商品也在日益增加，我國出口罐頭140萬噸，同比增長17%，出口額10.4億美元，同比增長24.5%。到目前2011年，我國罐頭出口量逐漸靠近350萬噸，出口額大概能28億美元，超過食品行業(yè)中其他行業(yè)的出口值。中國產(chǎn)的一些罐頭品種已經(jīng)在國際市場占據(jù)絕對優(yōu)勢，如橘子罐頭占據(jù)世界產(chǎn)量的75%，占國際貿(mào)易量的80%以上；蘑菇罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的65%；蘆筍罐頭占據(jù)世界貿(mào)易量的70%；番茄醬產(chǎn)量位居世界第三，但生產(chǎn)能力為世界第二；中國特色的紅燒肉罐頭、鯪魚罐頭為世界獨有，深受東南亞消費者的青睞。
螺旋式預(yù)煮機(jī)在我國罐頭廠用得較多，其最大的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，和其他形式的預(yù)煮機(jī)比較，在同等生產(chǎn)能力時，其外行尺寸比較小，占地面積小，提高了車間的利用率。整個機(jī)器只有螺旋是動的部分，而這部分的設(shè)計和制造都比較方便和成熟。轉(zhuǎn)速不高，運行很平穩(wěn)。因部件損壞而停產(chǎn)修理的情況不多。同時實現(xiàn)全機(jī)自動控制比較容易。現(xiàn)在我國比較先進(jìn)的螺旋預(yù)煮機(jī)已經(jīng)實現(xiàn)了溫度、酸度、加料、預(yù)煮時間和回水等的功能，目前還在逐漸實現(xiàn)更多的功能。因此在中大型的罐頭廠都有使用，現(xiàn)在呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢。
1.2課題的來源以及設(shè)計目標(biāo)
在歐洲和日本以及中國，螺旋預(yù)煮機(jī)的到廣泛應(yīng)用，另外荷蘭和英國都有定型產(chǎn)品出售。我國隨著科技的發(fā)展也產(chǎn)生出了自己的螺旋預(yù)煮機(jī)，設(shè)計了供青豆、蠶豆、馬蹄、桃子以及蘆筍預(yù)煮用的螺旋預(yù)煮機(jī)，后經(jīng)改型設(shè)計后已作為定型產(chǎn)品生產(chǎn)，并在罐頭廠普遍推廣使用。螺旋預(yù)煮機(jī)也可以煮蘑菇食品等。
預(yù)煮的目的：
(1)破壞原料中的多酚氧化酶，保持原料在加工過程中不變顏色。
(2)排除原料中部分水份，減小原料的體積，使原料具有柔軟性,方便裝罐工序的
操作。
(3) 排除原料組織內(nèi)的空氣,提高成品的真空度。
(4) 破壞物科的原生質(zhì)，在榨汁時提高出汁率。
本課題要求根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計出一臺螺旋預(yù)煮機(jī)設(shè)備，要求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、通用性強(qiáng)。解決螺旋預(yù)煮機(jī)總體方案構(gòu)思、螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,螺旋預(yù)煮機(jī)傳動系統(tǒng)的選型等問題。對螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計，作出裝配圖及技術(shù)說明。
主要研究的內(nèi)容：
①物料供給及排出系統(tǒng):分別向螺旋預(yù)煮機(jī)添加備煮物料和將煮熟的物料排出。
②執(zhí)行系統(tǒng)：由螺旋葉片等相關(guān)部件構(gòu)成。從進(jìn)料口來的備煮物料，在螺旋的推動下，在滾筒內(nèi)被加溫煮熟。
③動力系統(tǒng)：包括電動機(jī)、螺旋軸。螺旋軸貫穿整個動力過程，將動力系統(tǒng)的動力與運動傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件，使之實現(xiàn)預(yù)定動作。
④控制系統(tǒng): 控制預(yù)煮過程中水量、水溫、預(yù)煮時間及其它。
⑤機(jī)身：主要由機(jī)架構(gòu)成，用來支撐和固定有關(guān)零件，保持其工作時要求的相對位置。
1.3研究對象及選擇相應(yīng)主體機(jī)械
設(shè)計一套螺旋預(yù)煮機(jī)，該機(jī)器不僅能滿足自動式進(jìn)料和出料而且能保證完成對蘑菇的預(yù)煮過程等一套設(shè)備。設(shè)計設(shè)備主要有三部分組成，第一部分是螺旋輸送機(jī)部分，其主要功能和作用是對物料進(jìn)行輸送處理；第二部分就是預(yù)煮過程，其主要功能和作用是通過蒸汽加熱法把物料進(jìn)行預(yù)煮處理；第三部分是冷卻過程，其主要功能和作用是將預(yù)煮過的物料冷卻。
螺旋式預(yù)煮機(jī)的型式可以分為：水平式和傾斜式。
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)
水平式螺旋預(yù)煮機(jī)主要由筒體、螺旋、傳動裝置、出料裝置和蒸汽分布管組成。裝有篩網(wǎng)的水平螺旋預(yù)煮機(jī)的優(yōu)點是可以防止物料在傳送過程中被夾在葉片和篩網(wǎng)之間所造成的破損，同時還可以避免螺旋與筒體之間的摩擦，缺點是需要設(shè)計一個卸料轉(zhuǎn)斗，在將煮熟的物料輸送至出料卸槽的同時，還需保證筒體的密封性，給設(shè)計時增添一些難度。
采用傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī)
傾斜式螺旋預(yù)煮機(jī)結(jié)構(gòu)與水平式相當(dāng)，只是筒體安裝時與地面形成一個角度。和水平式螺旋預(yù)煮機(jī)相比，傾斜式不需設(shè)計安裝卸料轉(zhuǎn)斗，螺旋旋轉(zhuǎn)輸送物料過程中，會將煮熟的物料輸送至筒體較高位置，逐漸脫離水面，物料在經(jīng)過冷卻以后就到達(dá)出料卸槽。而且與水平螺旋預(yù)煮機(jī)比較，傾斜式可以節(jié)省水蒸汽和檸檬酸的消量，造價比較低。缺點是電動機(jī)的安裝不方便，若電動機(jī)安裝在筒體的出料口一端，可以減小安裝難度，卻會對筒體產(chǎn)生壓迫，使螺旋軸產(chǎn)生變形；若安裝在進(jìn)料口一端，通過聯(lián)軸器傳遞動力，則安裝時讓電動機(jī)主軸線與輸送機(jī)螺旋軸線在同一直線上會給安裝帶來難度。
總 結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計是通過對螺旋預(yù)煮機(jī)的分析和了解，在查閱了相關(guān)文獻(xiàn)以及觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上，對螺旋預(yù)煮機(jī)的方案進(jìn)行了設(shè)計螺旋預(yù)煮機(jī)的設(shè)計是一個比較長時間的任務(wù)，螺旋預(yù)煮機(jī)通過電動機(jī)，螺旋輸送裝置，減速器等主要部分組成，由輸送裝置運輸，然后由后序工序進(jìn)行蒸煮來完成目的。
我對螺旋預(yù)煮機(jī)要做一些改進(jìn)，我們要明確螺旋預(yù)煮機(jī)是由三個部分組成的。一部分是螺旋輸送裝置，其主要功能和作用是對食品進(jìn)行輸送傳遞；第二個部分就是預(yù)煮加熱的過程，通過蒸汽加熱處理；第三部是冷卻過程，是將預(yù)煮過的物料進(jìn)行冷卻。確定好各零部件以后，我們進(jìn)行總體的方案設(shè)計，要提到螺旋預(yù)煮機(jī)的型號，因為每個型號作用不同。然后根據(jù)任務(wù)書設(shè)計主要設(shè)計參數(shù)；我們要在總體方案里面把布置形式、主體尺寸、總體結(jié)構(gòu)布局都要一一確定。然后就是螺旋軸，螺旋軸的連接方式也要確定下來?？傮w方案已經(jīng)確定，我們要進(jìn)行各個零部件的計算；在此，我查閱了多方資料與書本，首先將螺旋輸送裝置，電動機(jī)，減速器等參數(shù)進(jìn)行計算得出。然后對螺旋軸進(jìn)行直徑，撓度，還有強(qiáng)度校核的計算。聯(lián)軸器作為連接點要進(jìn)行正確的選擇。因為高溫會產(chǎn)生變形，所以我們要考慮高溫下軸的變化情況。計算完各個零部件數(shù)據(jù)以后，我們要對螺旋預(yù)煮機(jī)進(jìn)行進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，要考慮到密封，不銹鋼等焊接的問題，選材也是一個重要的問題。螺旋預(yù)煮機(jī)的保養(yǎng)，能夠增加機(jī)器的使用壽命，提高效率。這也是一個不可或缺的重點。
這些整體部分設(shè)計完成以后，要考慮出轉(zhuǎn)料斗的設(shè)計方案，出轉(zhuǎn)料斗作為裝設(shè)在料斗(或料倉)下部等處，進(jìn)料量不易控制時，可能會出現(xiàn)超載和物料堵塞現(xiàn)象，甚至?xí)p壞驅(qū)動裝置，因此須在螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口裝設(shè)剛性葉輪喂料器等均勻供料裝置，以保證設(shè)備的安全運行。
致 謝
時光荏苒，長達(dá)幾個月時間的畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)在已基本完成。首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師。從選題到開題再到這個學(xué)期的完成，我的畢業(yè)設(shè)計的每個階段都包含著劉老師的心血。為了能使我們更好的完成本次的畢業(yè)設(shè)計，老師花了好多時間來為我們來指導(dǎo)。在進(jìn)行螺旋軸的設(shè)計及其他相關(guān)零件的選型的時候遇到很多問題自己一時難以解決，后來在劉老師的耐心指導(dǎo)下，最終確定了現(xiàn)在的螺旋軸連接方案，并幫我將螺旋預(yù)煮機(jī)的外形也確定了下來。到了設(shè)計后期，基本上是每兩三天就見一次面，老師犧牲自己寶貴的休息時間來給我們指導(dǎo)，給我們指出設(shè)計過程中出現(xiàn)的缺陷和錯誤，使我們的設(shè)計一步步的完善起來。有時遇到了難題，老師會耐心的給我們講解，使我們盡快的擺脫設(shè)計誤區(qū)，使設(shè)計順利地進(jìn)行下去。這所有的一切都多虧了我們的劉老師，在這里我真心的感謝您，老師您辛苦了！其次，我要感謝的是和我一組的同學(xué)們還有我的室友們，他們也在整個畢業(yè)設(shè)計過程中給了我很大的幫助。最后感謝全院為學(xué)生默默的奉獻(xiàn)的老師！在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束的現(xiàn)在，我要再一次感謝他們，謝謝你們給我的幫助和支持！
參考文獻(xiàn)
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開題報告答辯 指導(dǎo)教師： 班級： 學(xué)生： 學(xué)號： 一、研究的目的及意義 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 三、研究的主要問題 四、解決思路 五、設(shè)計產(chǎn)品的介紹 六、本設(shè)計的主要側(cè)重點 七、工作進(jìn)度 研究的目的及意義 研究的目的 1、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性和保障民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)。 2、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、涉及面廣、吸納就業(yè)能力強(qiáng)、勞勱技術(shù)密集，在服務(wù)“三農(nóng)”、壯大縣域經(jīng)濟(jì)、促迚就業(yè)、擴(kuò)大內(nèi)需、增加出口、保障營養(yǎng)健康與質(zhì)量安全等方面發(fā)揮重要作用。 3、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的風(fēng)向標(biāo)和建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)，是促迚農(nóng)民就業(yè)增收的重要途徑和建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要支撐，是滿足城鄉(xiāng)居民生活需求的重要保證。 研究的目的及意義 研究的意義 這種煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，迚料、欲煮溫度和時間及用水等操作能自勱控制，在國內(nèi)外大中型罐頭廠廣泛應(yīng)用。機(jī)體內(nèi)的零部件和與物料接觸部件均采用不銹鋼材料制造，符合食品衛(wèi)生要求。 現(xiàn)在果脯工業(yè)除了要求保持傳統(tǒng)的果脯豐滿度、透明度、光澤性和色澤外，還要求保存其營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)和色素等。傳統(tǒng)的果脯加工設(shè)備已經(jīng)不能完全滿足生產(chǎn)與消費的要求。一些果蔬加工中的先迚技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到果脯加工業(yè)中。因此了解我國現(xiàn)階段果脯工業(yè)在技術(shù)和設(shè)備上的現(xiàn)狀 ,有利于把理論研究成果與實際工作更緊密地的結(jié)合起來。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)是連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備。螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)生產(chǎn)能力大 ,結(jié)構(gòu)緊湊。是國外很多果蔬加工企業(yè)采用的預(yù)煮機(jī) ,在我國果脯中一般在國有大型企業(yè)和外資企業(yè)中有采用。其他預(yù)處理設(shè)備如機(jī)械去皮設(shè)備 (拋甩擦皮機(jī)、堿液去皮機(jī)、摩擦去皮機(jī)等 )、機(jī)械切分設(shè)備 (如削皮機(jī)、切條機(jī)等 )、漂燙槽、硫化槽、硬化槽、清洗機(jī)在目前果脯加工中也普遍應(yīng)用。 研究的主要問題 傳統(tǒng)的煮制設(shè)備結(jié)構(gòu)不夠緊湊，站地面積過大，不能夠自勱控制預(yù)煮溫度和時間及用水等。該設(shè)計由殼體，篩筒，螺旋，蓋和卸料裝置等組成。篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，蒸汽從迚氣管通過電磁閥分幾路從殼體底部迚入機(jī)內(nèi)直接對水加熱。中心軸由電機(jī)和變速裝置傳勱。從溢水口，溢出的水用泵送到存儲槽內(nèi)，在回流到預(yù)煮機(jī)中使用。作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，物料在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。預(yù)煮時間由螺旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，蓋由提升裝置開啟。這種煮制設(shè)備的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行平穩(wěn)，迚料，預(yù)煮溫度和時間及用水等操作能自勱控制。 解決思路 （ 1）篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，保證蒸汽能從迚水管通過電磁閥分幾路從殼體底部機(jī)內(nèi)直接對水加熱。 （ 2）中心軸由電機(jī)和變速裝置傳勱，從溢水口溢出的水用泵送到儲存 槽內(nèi)。在回流到預(yù)煮機(jī)中使用 （ 3）作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗中卸出，無聊在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。 （ 4）保證機(jī)器的安全性能。 設(shè)計產(chǎn)品的介紹 該設(shè)計由殼體 8，篩筒 5，螺旋 4，蓋和卸料裝置等組成。篩筒裝在殼體內(nèi)，螺旋在篩筒中心軸上，篩筒浸沒在水中，蒸汽從迚氣管通過電磁閥分幾路從殼體底部迚入機(jī)內(nèi)直接對水加熱。中心軸由電機(jī)和變速裝置傳勱。從溢水口，溢出的水用泵送到存儲槽內(nèi)，在回流到預(yù)煮機(jī)中使用。作業(yè)時物料經(jīng)過迚料口 2落到篩筒內(nèi)，通過螺旋運轉(zhuǎn)將物料送至出料轉(zhuǎn)斗 10中卸出，物料在通過篩筒時被加熱預(yù)煮。預(yù)煮時間由螺旋轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，蓋由提升裝置開啟。 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)產(chǎn)品 設(shè)計的主要側(cè)重點 【 1】對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)與傳統(tǒng)的煮制設(shè)備迚行性能對比 【 2】對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的性能迚行測試 【 3】對我國農(nóng)產(chǎn)品加工對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迚行分析 工作進(jìn)度 第一周： 查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。 第二周： 專寫開題報告，并制定總體方案。 第三周到第九周： 設(shè)計螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)實驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第十周： 對螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計。 第十一周： 撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十二周： 編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第十三周： 調(diào)整心態(tài)。 第十四周： 答辯。