往复式切片机的设计说明书Word下载.docx
《往复式切片机的设计说明书Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《往复式切片机的设计说明书Word下载.docx（47页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
所以小作坊切片机变得被人们和市场需要。
小型家庭作坊型切片机变得被人们和市场所需要。
如[3]：
兴化市中远食品机械厂生产ZY-Q400切片机，该机功率：
0.75KW,产量600-100Kg，切片厚度1-7mm，能适用于中等量的切片。
还有纳塞食品设备有限公司生产的YS-6000W型切片机，该机器尺寸为高1390（mm）宽815（mm）长1405（mm），切断能力150-800KG/时，切断尺寸在0-50mm可调节方式，入料口尺寸为宽130X高100（mm）,电动机采用/380V/800W。
适用于各种切片和切段。
FOODTOOLS生产的ACCUSONIC-100FS蛋糕切片机功率为208V-240V,60A（KW）,该机型非常适合用于流水线割片状和圆形食品，它带有伺服驱动的传送带，多轴驱动切割头和自动装卸装置，性能强劲，可以把圆形蛋糕切割成4-24等份或者把整盘的片状产品切割成方形、三角形、菱形、平行四边形等其他指定的多边形，该机型传送带精确定位，产品并列排放，同时切割，可使效率加倍：
使用超声波技术，钛合金刀片防止食品粘在刀片上；
友好的触摸屏面，可存储170多种甚至更多的切割方案，切割方案自主选择，并且可装多个刀片提高生产效率；
切面干净，整洁且美观，分块大小精确一致。
但是近年来的一些研究进展不大，所研制的中药切片机始终没能得到推广。
主要原因是对中药的切削加工工艺还缺乏了解，中药的脆性较大、水分含量高且形状不规则等。
因而在中药薄片切削时普遍存在装夹困难表面易压溃药片易粘刀和破碎等问题。
所以湖北农学院研制了一种盘式砍切型切片机，其工作原理为中药放在竖直的导向内底部由挡板顶住在导向筒底部和挡板之间装有旋转刀盘刀盘旋转带动刀片横向切割中药切出的药片被刀片底面后部的药片刷推到落料槽内。
另外国内实用新型专利95235217.6公开了一种切片机其工作原理类似于上述机型。
机械工业食品装备设计研究所李树君研制了一种滑切型切片机其工作原理为在定向进给机构中沿与刀片成40o角的方向进给圆盘刀既做上下垂直运动又做水平面内的旋转运动由于刀片沿一定斜角逐渐切削因此有效地降低了碎片率。
但此种切削方式加工出的片是斜薄片有一定的局限性。
1.3天麻的介绍
1.3.1天麻几何特性
天麻属性干燥，根茎为长椭圆形,略扁,皱缩而弯曲,一端有残留茎基,红色或棕红色,俗称“鹦哥嘴”,另一端有圆形的根痕,长6～10厘米,直径2～5厘米,厚0.9～2厘米.表面黄白色或淡黄棕色,半透明,常有浅色片状的外皮残留,多纵皱,并可见数行不甚明显的须根痕排列成环[4]。
所以可以看出天麻是一种外形很不规则的中草药，即整体部位的尺寸均不同。
由于用于切片的天麻要普遍进行初加工即将茎基切断并去除须根因此天麻几何尺寸测定主要以天麻初加工后的长度，两端及中间部位的直径为依据。
通过对实际测量得其外形尺寸分布如下：
表
（1）天麻几何尺寸统计
序号
前端直径（cm）
中部直径（cm）
后端直径（cm）
全长（cm）
1
2.43cm
4.82
3.95
8.37
2
2.85
5.01
4.23
7.65
3
3.02
4.65
3.14
8.46
4
3.14
3.98
3.16
6.78
5
2.74
4.58
3.05
9.32
6
2.84
4.52
3.25
8.54
7
2.14
3.87
2.98
7.46
8
2.87
3.04
8.21
平均值
2.75
4.42
3.35
8.14
图
（1）天麻形状图
1.3.2天麻的药理特性
药理作用[6]
1．镇痛作用：
用天麻制出的天麻注射液，对三叉神经痛、血管神经性头痛、脑血管病头痛、中毒性多发性神经炎
天麻等，有明显的镇痛效果。
近年来，经一些医疗单位1000多例患者的临床试用，有效率达90%。
2．镇静作用：
有的医疗单位用合成天麻素（天麻甙）治疗神经衰弱和神经衰弱综合症病人，有效率分别为89.44%和86.87%。
且能抑制咖啡因所致的中枢兴奋作用，还有加强戊巴比妥纳的睡眠时间效应。
3．抗惊厥作用：
天麻对面神经抽搐、肢体麻木、半身不遂、癫痫等的一定疗效。
还有缓解平滑肌痉挛，缓解心绞痛、胆绞痛的作用。
4．降低血压作用：
天麻能治疗高血压。
久服可平肝益气、利腰膝、强筋骨，还可增加外周及冠状动脉血流量，对心脏有保护作用。
5．明目、增智作用：
天麻尚有明目和显著增强记忆力的作用。
天麻对人的大脑神经系统具有明显的保护和调节作用，能增强视神经的分辨能力，目前已用作高空飞行人员的脑保健食品或脑保健药物。
用天麻注射液治疗老年痴呆症，有效率达81%。
1.3.3天麻的加工工艺
先除去天麻的残茎，注意保留箭芽，洗去泥沙，用薄铁片刮去外皮（注意不要伤肉），立即投入清水中，水沸后按每5千克加100克白矾于沸水中，以水没过天麻为度，边煮边用木椿轻轻搅动，使其均匀受热，煮到无心为止（用竹针试扎或向亮处照看）煮麻时最好按大、中、小麻分类煮。
据测试，大药麻需15-20分钟，小药麻需7-9分钟就能煮透。
经过上述的初加工之后就可以进行切片加工，切片的厚度一般为3-10mm，而切片之后就可以进行晒干处理，这样有利于长期保存[7]。
1.4研究内容
1﹑通过查阅文献了解云南省特色药材的加工工艺和要求，根据天麻的基本物理参数及特点，对其切片机进行总体结构设计，包括送料机构、定位机构、切片机构和出料方式等。
2、切片机相关参数的计算与确定。
包括电动机的选择、电动机的功率及转速、传动方案（皮带传动或其它传动方式）、刀片受力情况等参数的计算。
3、基于三维CAD软件建立切片机的三维实体模型，并进行虚拟装配、干涉检查和仿真分析。
完成切片机装配图A0一张及关键零件零件图。
第2章总体设计与关键零部件设计
2.1总体设计
2.1.1设计总概
通过对人工切片动作分析发现人工切削时是用一定的力压住天麻使其水平平放在一平板上然后用活动刀片进行垂直切割，因此我们也可以将类似的原理运用到机械切割当中。
我们可以将切刀水平放置，而天麻进行垂直送料。
同时这种方式可以使得每片天麻都有同一个基准面，这样切出的天麻片厚薄均匀一致而且不粘刀。
整个切片机的工作是通过电机输出功率，并通过带传动，链传动和轴等传输到工作部件即切割机构。
而切片机的切割部分主要由曲柄滑块机构，物料导筒，切刀及工作台等组成。
往复式天麻切片机主要由：
电动机，V带，减速器，链条，主轴，偏心轮曲柄滑块机构，刀片，工作台，机架等组成。
小型天麻切片机整体结构如下图所示：
图
（2）切片机整体结构图
1.入料筒2.切片机构3.出料口4.电机5.偏心轮机构6.链轮7.减速器
2.1.2传动方案
本次设计采用的是三级传动，一级传动为V带传动，二级传动为齿轮传动，三级传动为链传动。
通过这三种传动方式，将电机的动力最终传输到执行机构也就是切片机构，进而完成切片任务。
总体传动方案如下图所示：
图（3）传动方案简图
1-电机2-带传动3-齿轮传动4-链传动5-执行机构
2.2关键零部件设计
2.2.1往复切片装置
（1）工作原理
切片机的切割部分主要由曲柄滑块机构，物料导筒，切刀及工作台等组成[8]。
天麻切片装置采用了偏心轮曲柄滑块机构，天麻放入物料导筒内，一次可以叠放几段天麻，依靠上部天麻的自重和压块压住下部的天麻，使其下表面抵在物料挡板上，电动机带动轴上的偏心轮曲柄滑块机构运动，使水平安装在滑块上的切片刀进行水平往复运动，开始对天麻进行横向切削。
而切片的切割速度根据偏心轮的转速来确定。
偏心轮转动一周则刀片刚好行走一个来回，也就是进行了一次切片。
同时刀片下端的退料板将切片推入出料口
下图
（1）所示为切片机切割工作的行程图：
图（4）切片机构行程简图
其整体结构简图如下
图（5）切片机构简图
下图是切片装置的实物图截图：
图（6）切片机构实体图
（2）切削机构设计
由于最大物料导筒的直径为50mm，切刀起始位置距料50mm，切割行程末了刀片伸出料筒50mm，可以推算出切削行程为H=150mm。
根据天麻切片机切削装置示意图,天麻切片机切削装置是采用曲柄滑块机构。
曲柄滑块机构会产生上下摆动，从而降低了天麻切削的平整度。
为了减少切片装置的工不稳定,因此在本设计中给刀片部分加上导向轮。
以及在工作台上设计一个轮槽，这样就可以将刀片充分固定在一个水平面上，保证了切刀的稳定性。
设计中滑块，刀片和推料板都是通过螺栓连接固定在一起的，且在重叠的水平面上，从而保证了切片的平整度[9]。
（3）刀片的设计
由于天麻在切片过程中:
切片薄、轻；
淀粉和水分多，易粘刀。
因此对刀片做了以下的设计，在刀片中间设计几段空心的槽，设计空心槽部分的目的是使天麻片不易粘刀，易掉落。
刀片的材质是45钢。
刀片厚度为3mm，宽100mm。
这样刀片进行切割时可以完全覆盖料筒的直径，意味着可以对天麻进行完整的切割，保证了天麻片的完整度[3]。
其结构简图如图所示：
图（7）刀片图
（4）切片厚度调节机构设计
设计的工作台采取悬挂式，在机架上开一条对称的长为50mm高8mm槽。
当需要改变天麻切片的厚度时，分别在两边加1mm的垫片使工作台下降。
刀片与工作台之的最短距离为3mm，即藕片的最薄厚度为3mm，最长距离为8mm即最大切片厚度为8mm。
从而就可以达到调节切片厚度的目的[10]。
（5）偏心轮设计
根据刀片的运动路程为H=150mm，设计偏心轮如图，偏心轮以圆心转动，从而带动连杆运动，使刀具在行程中做往复运动，达到切片的目的[5]。
连杆支点离圆心的距离为200mm，支点在最右端时刀片在起始位置，支点在最左端时刀片在终了位置。
连杆的长度为400mm，偏心轮的圆心到切刀水平面的距离为193.65mm。
偏心轮主要负责刀片的往复运动，属于重要部位，其所选用的材料为40Cr，调质处理HRC28～32。
曲柄滑块机构的尺寸为:
曲柄长120mm;
宽100mm；
曲柄与连杆的连接采用螺栓连接，螺栓的尺寸：
直径为16mm；
长度为82mm。
（6）推料装置
推料装置主要作用是使天麻片与刀片分离，推料装置必须比切刀装置慢，当切刀刚切完天麻片之前推料机构不可以接触到天麻片[11]。
因此只需要设计一块推料板即可，设计的推料板厚度为3mm，将其紧贴固定在刀片下，推板距离刀片刀尖的距离为50mm，当切刀完全切割天麻片时，切刀继续往前运动，继而固定在下端的推板继续向前运动将天麻片推下工作台。
2.2.2天麻导向筒设计
根据天麻的几何尺寸统计数据，直径的尺寸分布范围为20～50mm，全长为60～100mm。
为了适应不同尺寸天麻的装夹需要。
因而料筒的尺寸是可调的，其设计如下：
材料为Q235
高度为300mm；
内圆直径为50mm、40mm、30mm、20mm
2.2.3工作台
工作台主要由两部分组成，第一部分是固定刀片的运动方向，是刀片不产生上下摆动，而始终在水平面上做往复运动；
第二部分是能够上下移动的悬浮台，其主要作用是支撑物料和定位切削厚度。
工作台用地脚螺钉固定在机架上。
2.2.4轴箱
轴箱的作用主要是用来支承和固定主动轴，并具有定位的作用。
轴箱的材料是铸铁HT250，尺寸是80×
80mm，底座是120×
120mm。
底座的厚度为20mm
2.2.5连接件
螺栓：
M16,M12，M10
螺钉:
M10，M8，M4
2.2.6机架设计
切片机整体尺寸：
600mm×
800mm×
900mm。
机架结构形式为型钢结构，框架由角钢（30mm×
30mm）构造，然后用装上钢板（钢板厚度为6mm）。
第3章电动机的选择
3.1计算电动机的功率
按最大生产量计算，120kg／h，即2kg／min。
在设计中采用的是曲柄滑块机构，则当偏心轮带动曲柄和滑块行走一个行程时偏心轮刚好转动一周。
并通过手动切片测量天麻片可得，每一片的平均重量约在0.02kg。
所以要达到生产量的最大值就需要切片机构每分钟要进行a=2kg/0.02kg=100（次）的切割。
由此可得偏心轮的转速为nw=100r/min。
由上得P2＝W2R＝（2πn1/60）2R
＝（2×
3.14×
100）2/121.61
≈0.9（kw）
P2：
圆盘偏心轮的功率（kw）
nw：
圆盘的转速（r/min）
R：
偏心轮的偏置半径（mm）
传动总效率：
η总＝η带·
η减·
η链
传动链的效率η链=0.99
减速器的效率η减=0.96
传送带的效率η带=0.96
则η总=0.96×
0.99×
0.96×
=0.903
所以电机的最小功率为：
Pd=P2/η总=0.9/0.903≈0.99（kw）
3.2选择电动机的转速
现初步选定电机的同步转速为1000r/min系列[12]。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、功率和带传动、减速器的传动比，选定型号为三相异步电动机中的Y90L-6，额定功率为1.1kw，质量25kg，转速n0=910r/min。
由上可选出电机的型号为Y90L-6
2.3电动机的数据和安装尺寸
表
（2）电动机数据
额定功率PD/kw
1.1
外伸轴直径D/mm
24
满载转速n0/（r/min）
910
外伸轴长度E/mm
50
额定扭矩N/m
外伸轴键槽宽F/mm
电机中心距H/mm
90
外伸轴键槽深G-D/mm
第4章传动装置的传动比和参数计算
4.1.总传动比
选定的电动机转速n0=910r/min和主动轴的转速nw=100r/min可得
传动装置总传动比：
I总=n0/nw=910/100=9.1
各级传动比的分配
I总=i1×
i2
式中i1，i2分别为带传动和减速器的传动比。
初步选定i1=1，i2=9.1
4.2各轴的参数计算
（1）各轴转速
电动机轴转速n0=910r/min
减速箱输出轴转速n1=910/9.1=100r/min
主动轴转速n2=100/1=100r/min
（2）各轴的输出功率
Pd=1.1kw
P1=Pd·
η带·
η减速箱=1.1×
0.96=1.05KW
P2=PⅠ·
η链=1.05×
0.96=1.00KW
（3）各轴转矩
Td=9.55×
Pd/nd=9550×
1.1/910=11.54N·
m
T1=9.55×
P1/n1=9550×
1.05/100=100.28N·
m
T2=9.55×
P2/nw=9550×
1.00/100=95.5N·
4.3减速箱的传动比及分配各级传动比
4.3.1减速箱传动比
⑴减速箱总传动比：
i1=9.1
⑵减速箱内各级传动比分配：
因为本次设计采用的是双级圆柱齿轮，故一共有两级传动比
按i1>
i2，i大=1.1～1.5i小的原则得:
取i大=1.5i小
即i1=1.5i2
I总=i1×
i2
则i1=3.73i2=2.49
4.3.2减速箱齿轮参数
表（3）齿轮传动参数
名称
符号
高速级
低速级
小齿轮
大齿轮
中心距
a
105
118
传动比
i
3.73
2.49
模数
2.5
齿数
Z
20
83
27
68
分度圆直径
d
44
166
67.5
170
齿顶圆直径
da
48
72.5
175
齿根圆直径
df
39
161
61.2
163.75
齿宽
b
45
70
65
齿面硬度
HBS
280
240
4.3.3减速器箱体的参数
表（4）箱体参数
符号
参数
设计原则
箱盖圆弧半径
R
121.3
箱体壁厚
δ
10
0.025R+3>
=8
箱盖壁厚
δ1
0.02R+3>
凸缘厚度
箱座
15
1.5δ
箱盖
b1
12
1.5δ1
底座
b2
25
2.5δ
箱座肋厚
0.85δ
地脚螺钉
M16
0.036R+12
轴承旁联接螺栓直径
d1
M12
升级会员 