饺子机及输送成型部件设计毕业设计论文.docx
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饺子机及输送成型部件设计毕业设计论文
编号
无锡太湖学院
毕业设计（论文）
相关资料
题目：
饺子机及输送成型部件设计
信机系机械工程及自动化专业
学号：
0923015
学生姓名：
指导教师：
（职称：
副教授）
（职称：
）
2013年5月25日
目录
一、毕业设计（论文）开题报告
二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文
三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”
四、实习鉴定表
无锡太湖学院
毕业设计（论文）
开题报告
题目：
饺子机及输送成型部件设计
信机系机械工程及自动化专业
学号：
0923015
学生姓名：
指导教师：
（职称：
副教授）
（职称：
）
2012年11月25日
课题来源
自拟题目
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
饺子食品机械的应用前景和发展现状饺子食品在我国历史悠久，伴随着几千年的文明的发展已经成为我国食品文化中的代表，如饺子、包子、馄饨是主食的一部分；汤圆、月饼、粽子是传统节日中必不可缺的食物。
如今，经济的迅速增长、人民生活水平的提高和生活节奏的加快，对食品行业提出了新的要求。
而本人认为这些要求可以归纳为两大类：
其一是食品的质量：
如食用口感、卫生状况、营养含量等。
其二便是食品供应的速度。
而解决这两个矛盾要求的办法便是实现食品生产的机械化和自动化，通过机械动作可以极大程度的提高食品的生产率；采用环保的机械材料和严格的密封技术可以很好的保证食品卫生；而合理的工艺编排更能改善食品的口感。
（2）饺子机的研究状况及其发展前景
目前国内外厂家在包馅夹馅食品机械化上的研究已经取得了一定的成果成功研发了饺子机、包子机、馄饨机、汤圆机、月饼机以及自动化程度更高的全自动万能包馅机。
因东西方饮食文化的差异，目前国外包馅成型类机械主要为日本所生产，如日产的自动万能包馅机，其最大生产能力可达每小时8000个，且加工范围极广，能生产各式馒头、包子、饺子、夹馅饼干、寿司、等等近百种产品，采用可拆卸料斗能实现快速更换馅料，内置的无级变速调控装置可以实现皮和馅的任意配比。
广泛用于各种带馅食品的加工。
而国内相关机械虽然在自动化和多功能方面较之日本产品还有一定的差距，但是通过改革开放以后二十余年的发展亦取得了很大的进步。
以上海沪信饮料食品机械有限公司生产的水饺机为例：
配备1.1Kw的电动机，生产效率达每小时7000个。
已相当接近日产饺子机的生产水平。
每逢过年过节现做现卖饺子往往出现供不应求的现象。
当然也有很多人选择在家里自己做饺子，却需要提前半天甚至一天进行准备，而包饺子的时候更是要叫上好几个亲朋过来帮忙方可。
因此如果能研究开发一种能够以机械动作代替人工劳动的机器，那么除了可以节约大量的时间、降低饺子的生产成本、提高利润之外，更可以免除人们冬日里冒寒排队购物之苦，一举多得。
饺子生产机的初步目标确定为能够实现 子包馅工艺的机械化。
未来可在此基础上加以改进和扩展，以实现横纵两方向发展，即饺子生产全过程的无人干预自动化与多功能化
研究内容
①熟悉饺子机的工作原理与结构；
②熟悉饺子机输送成型部件的布置与结构；
③熟练掌握绞龙、叶片泵的设计计算方法；
④掌握ＣＡＤ的使用方法。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）实验方案
对饺子机的整体的设计，确定面料和馅料的输送方式与设备结构，确定饺子成型方式，使其能够半自动的进行加工。
（2）研究方法
1用ＣＡＤ进行二维画图，对饺子机结构有个全面的了解。
2对饺子机的输送成型部分进行计算与结构设计，使其满足物料的输送要求，并加工出合适形状的饺子。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年10月12日-2012年12月31日：
按照任务书要求查阅论文相关参考资料，完成毕业设计开题报告书。
2013年1月1日-2013年1月27日：
学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。
2013年1月28日-2013年3月3日：
毕业实习。
2013年3月4日-2013年3月31日：
饺子机输送和成型部件设计。
2013年4月1日-2013年4月14日：
饺子机总体结构设计。
2013年4月15日-2013年4月28日：
部件图和零件图设计。
2013年4月29日-2013年5月21日：
毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
达到预期的毕业设计要求，设计出的饺子机可以进行半自动加工，可以快速美观的加工出饺子，并且输送稳定有效、成型简单、满足工作要求。
特色或创新之处
①饺子机可以无需手工进行制作。
②饺子制作过程安全，方便，快速，可以批量生产。
已具备的条件和尚需解决的问题
①设计方案思路已经明确，已经具备机械设计能力和饺子机方面的知识。
②进行结构设计的能力尚需加强。
指导教师意见
指导教师签名：
年月日
教研室（学科组、研究所）意见
教研室主任签名：
年月日
系意见
主管领导签名：
年月日
英文原文
CaseStudy
Theoreticalandpracticalaspectsofthewearofvanepumps
PartA.Adaptationofamodelforpredictivewearcalculation
Abstract
TheaimofthisinvestigationisthedevelopmentofamathematicaltoolforpredictingthewearbehaviourofvanepumpsuscdinthestandardmethodforindicatingthewcarcharactcristicsofhydraulicfluidsaccordingtoASTMD2882/DIN51
389.
Thederivationofthecorrespondingmathematicalalgorithmisbasedonthedescriptionofthecombinedabrasiveand
adhesivewearphenomenaoccurringontheringandvanesofthepumpbytheshearenergyhypothesis,inconnectionwith
stochasticmodellingofthecontactingroughsurfacesastwo-dimensionalisotropicrandomfields.
Startingfromacomprehensiveanalysisofthedecisivering-vanetribocontact,whichsuppliesessentialinputdataforthewearcalculation,thecomputationalmethodisadaptedtotheconcretegeometrical,motionalandloadingconditionsofthetribosystemvanepumpandextendedbyinclusionofpartialelastohydrodynamiclubricationinthemathematicalmodej.
Forcomparisonofthecalculatedwearbehaviourwithexpenmentalresults,atestseriesonarigdescribedinPartBwascarriedout.Amineraloil-basedlubricantwithoutanyadditiveswasusedtoexcludetheinfluenceofadditiveswhichcannotbedescribedinthemathematicalmodel.Agoodqualitativecorrespondencebetweencalculationandexperimentregardingthetemporalwearprogressandtheamountofcalculatedwearmasswasachieved.
Keywords:
Mathematicalmodelling;Simulationofwearmechanisms;Weartestingdevices;Hydraulicvanepumps;Elastohydrodynamiclubrication;
Surfaceroughness
1.Introduction
Inthisstudy,thepreliminaryresultsofanewmethodologicalapproachtothedevelopmentoftribo-metersforcomplicatedtribosysLemsarepresented.Thebasicconceptinvolvesthederivationofamathematicalalgofithmforwearcalculationinaninteractiveprocesswithexperiments,whichcanbeusedmodelofthetribosystemtobesimulated.Inthisway,anadditionaldesigntooltoachievethecorrelationofthewearratesofthemodelandoriginalsystemiscreated.
TheinvestigationsareperformedfortheVickersvanepumpV104CusedinthestandardmethodforindicatingthewearcharacteristicsofhydraulicfluidsaccordingtoASTMD2882/DIN51389.Inafirststep,amathematicaltheorybasedonthedescriptionofabrasiveandadhesivewearphenomenabytheshearenergyhypothesis,andincludingstochasticmodellingofthecontactingroughsurfaces,isadaptedtothetribologicalrealityofthevanepump,extendedbyaspectsofpartialelastohydrodynamiclubricationandverifiedbycorrespondingexperiments.
PartAofthisstudyisdevotedtothemathematicalmodellingofthewearbehaviourofthevanepumpandtotheverificationoftheresultingalgorithm;experimentalwearinvestigationsrepresentthefocalpointofPartB,andthesearecomparedwiththeresultsofthecomputationalmethodderivedinPartA.
2.Analysisofthetribocontact
TheVickersvanepumpV104Cisconstructedasapumpforconstantvolumeflowperrevolution.Thesystempressureisledtothebottomsideofthe12vanesintherotorslotstosealthecellsformedbyeachpairofvanes,thering,therotorandthebushingsinthetribologicallyinterestinglinecontactofthevaneandinnercurvatureofthering（Fig.1）.Simultaneously,allothervanesidesarestressedwithdifferentandperiodicallyalternatingpressuresofthefiuid.Acomprehensivestructureandstressanalysisbasedonquasistaticmodellingofallinertialforcesactingonthepump,andconsideringtheinnercurvatureofthering,theswivelmotionofthevanesinrelationtothetangentofcurvatureandtheloadingassumptions,isdescribedinRefs.[1-3].Thereby,acharacteristicgraphforthecontactforceFeasafunctionoftheturnanglecanbeobtained,whichdependsonthegeometryofthevanesusedineachrunandthesystempressure.Fromthis,theinnercurvatureoftheringcanbedividedintofourzonesofdifferentloadingconditionsinvane-ringtribocontact（Fig.2）,whichisingoodagreementwiththewearmeasurementsontherings:
intheareaofmaximumcontactforce（zonen）,thehighestlinearwearcouldbefound[2,3]（seealsoPart
B）.
3.Mathematicalmodelling
3.1.Basicrelationsforwearcalculation
Thevaneandringshowcombinedabrasiveandadhesivewearphenomena（Fig.3）.ThebasicconceptsofthetheoryforthepredictivecalculationofsuchwearphenomenaaredescribedinRefs.[4-6].
Startingfromtheassumptionthatweariscausedbysheareffectsinthesurfaceregionsofcontactingbodiesinrelativemotion,thefundamentalequation
（1）
forthelinearwearintensityIhinthestationarywearstatecanbederived,whichcontainsthespecificshearenergydensityes/ro,interpretableasamaterialconstant,andtherealareaArsoftheasperitycontactsundergoingshear.Todeterminethisrealcontactarea,thede-scriptionofthecontactingroughsurfacesastwo-dimensionalisotropicgaussianfieldsaccordingtoRef.
[7]isincludedinthemodelling.Thustheimplicitfunctionalrelation
withtheweightfunction
（2）
isfound,whichcanbeusedtocalculatethesurfaceratioinEq.
（1）forunlubricatedcontactsfromthehertzianpressurePaactingintheinvestigatedtribocontactbyacomplicatediterativeprocessdescribedinRefs.[6,8].TheconcretestructureofthefunctionsF
andcdependsontherelativemotionofthecontactingbodies（sliding,rolling）.Theparametera-
（m0m4）/m22representsthepropertiesoftheroughsurfacebyitsspectralmoments,whichcanbedeter-minedstatisticallyfromsurfaceprofilometry,andtheplasticityindex妒=（mOm4）y4（E'/H）isameasureoftheratioofelasticandplasticmicrocontacts.
3.2.Extensiontolubricatedcontacts
Thealgorithmresultingfromthebasicrelationsforwearcalculationwasappliedsuccessfullytounlubricatedtribosystems[8].ThefirstconceptsforinvolvinglubricationinthemathematicalmodelaredevelopedinRef.[8].Theyarebasedontheapplicationoftheclassicaltheoryofelastohydrodynamiclubrication（EHL）tothemicrocontactsoftheasperities,neglectingthefactthatthereisalsoa"macrolubricationfilm"whichseparatesthecontactingbodiesandisinterruptedinthecaseofpartiallubricationbytheasperitymicrocontacts.Thereforetheiruseforcalculatingpracticalwearproblemsleadstounsatisfactoryresults[9].Theyareextendedherebyincludingthefollowingassump-tionsinthemathematicalmodel.
（1）Lubricationcausestheseparationofcontactingbodiesbyamacrofilmwithameanthicknessu.whichcanbeexpressedintermsofthesurface
roughnessby[10]
（3）
Whereu0isthemeanfilmthinknessaccordingtoclassicalEHLtheorybetweentwoideallysmoothbodies,whichcanbedeterminedforlinecontactofthevaneandringby[11]
（2）Inthecaseofpartiallubrication,themacrofilmisinterruptedduringasperitycontacts.Aplasticmicrocontactisinterpretedasapuresolidstatecontact,whereasforanelasticcontacttheroughnessissuperimposedbyamicrolubricationfilm.Becauseofthemodellingoftheasperitiesassphericalindenters,themicrofilmthicknesscanbedeterminedusingtheEHLtheoryforsphere-planecontacts,whichisrepresentedintherandommodelbytheslidingnumber[8]
（5）
（3）Thehertzianpressureactinginthemacrocontactworksintwoparts:
asahydrodynamicpressurepEHbornebythemacrolubricationfilmandasapressurepFKbornebytheroughnessinso
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