农产品深加工设备-粉皮机的设计-本科毕业论文Word文档格式.doc
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4.2.2从动带轮的设计 20
第5章传动轴的设计 21
5.1确定轴的每段直径以及长度 21
5.2输出轴系的选择确定 21
5.3对轴的强度进行校核 22
5.3.1作轴的简图 22
5.3.2输出轴所受作用力大小的计算：
22
5.3.3轴在平面内所受支反力大小的计算：
5.3.4轴在垂直面内所受的支反力的计算：
5.3.5作弯矩图 23
5.3.6轴强度的校核 24
第6章轴承寿命校核 25
6.1轴承受力简图:
25
6.2轴承受力情况的计算 25
6.2.1轴承（两端）所受径向载荷的计算 25
6.2.2计算两轴承的轴向力 26
6.2.3求轴承的当量动载荷 26
6.2.4验算轴承寿命 27
6.3螺旋桨上键的校核 27
第7章螺旋桨的选择 28
7.1螺旋桨相关参数的计算 28
7.2粉皮机的焊接 29
7.3流体模型的选择与求解控制参数的设置 30
结论 31
致谢 32
参考文献 33
粉皮机的设计
摘要
为了降低工人在制作粉皮时的工作强度、提高工作效率,设计了该粉皮机。
该机主要有上料桶、气缸推动装置和电主轴及传动部件等组成。
分为热水箱体和冷水箱体两个部分，热水箱的作用是对粉皮进行加热，冷水箱的作用是对粉皮进行成型。
并且在热水箱内配备有螺旋桨和加热装置。
螺旋桨的作用是促使水流产生波浪，从而使料斗运动，并且使料斗内粉料分布均匀，产生的粉皮厚薄平均，口感更好。
用加热管保证水温在90°
C左右。
然后以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到主轴上，带动螺旋桨工作。
关键词：
粉皮机；
电主轴；
角接触轴承
DesignofVermicelliMachine
Abstract
Inordertoreducetheworkerinmakingsheetjelly’sworkintensity,improveworkefficiency,sothevermicellimachineisdesigned.Thismachinemainlyincludesfeedingbucket,cylinderdrivingdevice,motorizedspindleanddrivingpart.Thevermicellimachinesupplytwoboxeswithhotandcoldwater,usedrespectivelyheatingandformingofSheetjelly.Inhotwatertheboxisequippedwiththepropellerandtheheatingtube,sothatthewatercanmakethewaveshape,promptinghopper,andmakingthepowderinsidethehoppermoreuniformandtastebetter.Withheatingtubetoensurethewatertemperatureatabout90°
C.Motorisusedpowerproducer.Powerispassedontothemainshaftthroughthebelttomakethepropellerrevolve.
KeyWords:
vermicellimachine；
spindle；
angularcontactlubrication
I
前言
自改革开放以来，人们的生活水平在逐步提高，这和我国工农业的发展有着密不可分的联系。
现在有关农业的机械是层出不穷，越来越先进，已经渗透到各个领域。
在十几年以前，小麦的收割还主要是靠人们拿着镰刀一把一把的进行收割；
花生的收果需要先从土壤中逐一的拔出，后续的花生米还是依靠手工去完；
包括玉米，豆类的收割方式，都是依靠人工完成。
此种工作方式的弊端就是农民的劳动强度高，效率低。
这些因素都或多或少的阻碍着我国农业的发展。
然而，经过十几年的蜕变，农业机械发生了飞跃式的前进，现在大部分农产品已经实现了机械化收割，机械化加工。
给我们的生活带来了很大的便利。
今天农业面貌的展现，离不开国家的大力支持和人民政府的高度重视，。
尤其是在党的十八大报告内容中就可以看出，已经明确指出要加快农业发展的步伐，提高农业生产能力，确保粮食最大化供给。
这标志着农业现代化的建设已经被国家列入了建设小康社会的发展项目之一。
然而，农业现代化的建设的重中之重就是发展农业机械。
因为在建设农业现代化的过程中，农机起着推波助澜的作用。
1、我国农业机械的发展现状
人们常说：
“现代农业靠科技，科技种田靠农机”。
农机的发展，将直接关系到农业科技的变革。
劳动生产率、土地产出率、资源利用率都将得到大幅提高。
就我国农机的发展情况而言，存在着装备结构不完善的情况，目前市场上主要是以小型农机居多，大型的很少，使农业生产受到了限制，农民的增收受到了限制。
其次，农民的种地规模和大中型农机大面积作业之间也有矛盾，由于我国的土地属于分散型种植，因此不能依靠大面积作业，而且，成本较高。
如今，我国的农机服务体系还不健全，服务网络也仅仅只有市级以上才有，县级以下还没有相应的服务。
致使服务水平与农机的发展水平不在同一层面上，这对于实现市场化、国际化的需求有一定的阻碍作用。
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农业机械的发展从某种程度上来说是取得了重大的突破，但也却存在着发展失调现象。
简而言之，西部地区相对东部地区来说，发展水平仍然比较低下，机械数量上也有明显的差距。
从而出现了西部地区的生产效率不高以及农民收入偏低的现象。
同时，在科研开发层面上与发达国家相比，也存在着很大的落差。
由于科研人员有限，有关农业的动态信息不能及时掌握，导致我国农业的发展步伐较慢。
庆幸的是在2004年第十届人大常委会上明确指出要加快农机的发展，这对于农机的发展起到了一定的积极作用。
我们现在能做的就是吸取国外的技术并针对中国目前农机方面的问题进行技术创新。
2.农业机械在建设农业现代化中的作用
随着社会的进步，科技的发展，市场的需求等多方面因素，农业的发展已经不能再如昔日一样靠人、畜来完成。
必须依靠农机来作为主要的生产工具。
因为只有农机才可以突破生产规模的限制，达到现代农艺的要求，提高产品的品质和生产力的水平。
也只有农机的大幅度发展，才可以让农民从土地中得到解放，劳动强度降低。
才可以改变传统的农业生产方式（以人畜为主的低效生产）。
这不仅对于三农问题的解决起到了很大的帮助，而且对于工业化、城镇化的建设也起到了很好的推动作用。
现代农业的发展目标无外乎三个：
产量高、效率高、产品优。
这一目标的实现，从某种意义上来讲，仅靠所谓的选种，提高生物技术，改变农作物的种植方式是不能实现的。
因为任何没有经过实践的措施在开始实施之前都不可能去广泛的推广和应用，无形中都限制了农业高效化的发展。
。
从一些发达国家的农业现代化建设和改革的成效中来看，归根结底,只有依靠农机和农艺的紧密结合，才有望发展目标的达成。
3、农业机械的发展前景
农机的发展不仅仅是取代了大部分需要手工完成的工作那么简单。
其实它还有更深层次的含义。
比如：
人们的生活质量，生产率，农民的收入，对新农村的的和谐构建，人与社会的和谐发展等都起到了一定的推动作用。
农机在我们的生活中也是到处可见，农田灌溉，病虫的防治，杂草的消灭，秸秆的利用，种子的播种，化肥的施撒，水涝的排泄等方面，都离不开农机的完成，可以看出，农机是农业科技中最重要的一个环节。
对于中国农机目前的发展情况而言，还是有很大的发展前景的。
可以从以下几个方面进行发展和实施。
（1）目前市场上大部分的农机虽然在使用功能方面得到了大幅提升，但是驾驶操作的环境不太理想，都过于简陋，今后我们可以向安全舒适型方面发展，比如在农机操作驾驶室内配备空调，密封性再完善一些。
（2）向节能低耗方面发展，最大化的做到省油，这不仅对于农民是一种福音，对于社会而言也是一件功不可没的事情。
（3）向一机多用方面发展。
它的出现，可以最大程度提高效率。
比如，施肥，打药，播种，松土等功能可以让一机同时实现。
（4）向智能化方面发展。
尽可能减少人们的劳动强度。
做到轻松致农，快速致富的。
2
第1章农产品深加工-粉皮机发展概论
1.1农产品深加工的发展现状
农产品深加工是运用现代工业技术把农产品转化为其他形式产品的过程，并实现效益最大化。
农产品深加工涵盖的范围也比较广，和我们的生活息息相关。
例如：
粮食、油料、蔬菜、水果、畜禽、特产等方面。
在我们的日常饮食中，虽然大部分食品都和农产品深加工息息相关。
但是我国的农产品深加工技术和发达国家相比还有很大的提升空间。
就当下而言，我国农产品深加工技术主要呈现以下特点：
粗加工产品的产量大于精加工产品的产量，中低档产品的产量低于高档产品的产量。
虽然最近几年国家政府对农产品项目增加了投入，加大了重视力度，但由于农产品深加工这项技术在我国发展的比较晚，基础比较薄，因此，我们还需要不断地努力创新，争取早日赶上发达国家的水平。
据有关资料显示，我国农产品每年的产量在世界上也是首屈一指的。
但遗憾的是对于这丰富的农产品，我国将其转化为其他形式的产品的转化率仅有30%左右。
衡量一个国家农业现代化水平的标准是食品工业和农业的总产值。
在发达国家，农产品加工业的产值是农业产值的2到3倍。
而我们中国，还不到农业产值的1倍。
与西方一些技术先进的国家相比，尚有很大的提升空间。
同时，面对着农产品深加工这项技术，我们目前还存在着诸多困难和挑战，为了推动农产品加工业的发展，提供有效的技术支撑是非常有必要的。
在中国，农村人口数量远远大于城镇人口数量。
由此可见，农民的发展将直接影响到国民的发展，经济的推动，国家的强盛。
但是，农业的的发展情况与其他经济发展情况相比，具有一定的弱质性。
农业弱质性主要体现在:
对自然环境高度依赖，自然风险大，生产周期长，对市场需求难以有效把握并且市场风险大。
由于这些因素的存在，导致我国目前的农业生产状况不太理想。
尤其是一些技术设备落后，市场体系不健全，基础设施不完善的地区，农业的生产方式还主要是以粗加工居多。
1.1.1我国农产品加工业存在的问题
（1）农产品深加工意识淡薄。
大部分人认为对农产品进行深加工没有太大的意义，不需要过多的资金投入。
也正是因为这一观念的淡薄导致食品加工业在市场上几乎没有任何竞争力。
其实，随着人们生活品质的提高，对食品的品质、营养、口感等方面也是越来越重视。
这仅靠粗加工是不能满足市场需求的。
必须要依靠有一定技术含量的深加工才可以满足。
目前市场上也不乏深加工的农产品，但是都是用一些销售不出的农产品进行加工的，这种做法，在质量上是没有保障的。
追根溯源，还是因为对农产品加工业的认识不到位，他们认为所谓的农产品深加工就是对一些普通的瓜果蔬菜进行加工。
就目前市场情况来看，这一观点要做出转变。
另外要想在市场上立足，想获得彻底的质的改变，就要加大投入。
尤其是一些大的加工企业，要起到带头作用，发挥积极作用。
（2）缺乏可加工的农产品品种。
在之前的很长一段时期，我国对于农产品的关注仅仅是放在了产量上，曾一度认为产量高才是王道，而忽略了专用品种的培育，从而致使目前我们可以拿来深加工的产品种类不多。
现阶段农产品加工企业大多是小而分散的经营模式。
规模小意味着效益就不会太高，同时还因技术设备落后，能耗高，资源利用率低，造成资源浪费，产品质量差的现象。
（3）技术设备比较落后。
产品的质量取决于加工工艺的选定和使用，加工工艺又主要是依托技术装备来实现的。
经过我国科研人员的不断探索和引进一些国外的加工设备，虽然和之前相比有了一个很大的突破，但是和发达国家相比，还存在着一定的差距。
主要的原因还是因为我国把工作的重心放在了生产过程中的领域内，忽视了生产完成后的领域。
造成了在此领域内的创新能力较低，技术设备落后，大部分硬件需要进口，使我国加工业水平落后于发达国家。
（4）产品过剩。
在1995年以来，农业的发展速度真可谓是突飞猛进，尤其是农产品加工发展的速度尤为突出。
不言而喻，城乡居民的收入也在随着提高。
农产品加工业的发展对农民增收问题、农产品的质量和效益以及人们就业等方面都起着积极作用。
今天，农产品加工业已成为国民经济的支柱产业。
虽然农产品深加工工业一直在逐步提高，但是也出现了农产品过剩的现象。
从而对农民收入的增收和农村市场的繁荣在一定程度上也起到了阻碍的作用，以致于成为目前农业发展的首要问题。
1.1.2对农产品深加工的建议
在我国加入了世界贸易组织之后，提高农产品的市场竞争力、研发高端的农产品、提升产品的质量等一系列问题对于我们来说都是一件急需解决的问题。
为了减小与发达国家的差距，我个人建议应从以下方面做出努力：
（1）把工作重心放在科研开发上面。
之所以我国的农产品加工业不能满足市场需要，我觉得是因为我国比较重视生产加工，而对于科研开发没有过多的投入，据有关资料显示，我国大部分加工企业对科研开发的投资还不到销售额的1%，这就造成和国外的一些差距。
另外，对于科研人员也要进行适当的培训，避免人手不够，出现紧缺。
（2）政府有关部门多加支持。
任何项目的开发以及后期取得的成果，都离不开政府的大力支持和鼓励。
就农产品加工业而言，政府可以采取一些有利的措施，比如：
土地和税收都进行适当的优惠，筑巢引凤等等。
因农产品加工是一门多学科相结合的科学，涉及的范围很广。
我们需要从国情出发，因地制宜，尽早的使农产品加工业与世界接轨。
（3）对技术方面进行提高。
对于发达国家的一些先进技术，我们要参考，要引进。
尤其是日本这个国家的生产技术。
但是，我们不能盲目的引进，要取其精华，弃其糟粕。
在引进的同时，我们也不能照搬照抄，应在此基础上加上一些属于我们的东西，逐步提高我们的自主开发能力和创新能力。
农产品深加工技术是一门多学科相结合的应用性技术。
在此领域，各种各样的先进技术都在不断产生。
比如，新型灭菌技术，贮运保鲜技术，生物转化技术等等。
而且在加工过程技术层面也在不断地提高，从自动化生产到智能化生产再到精细化生产，对产品的质量和生产效率均得到大幅度提升。
（4）对农产品进行精细化加工。
目前社会上工种越来越多，这无疑要归功于市场对产品的加工越来越精细化。
农产品加工业也毫不例外，像一些加工出来的优质产品，主要还是来源于企业对加工原料进行了专用化的选择，同时也促进了农业生产的专业化程度。
目前，市场上大部分优质产品采用的都是专用的原料。
比如在其他国家，就玉米品种而言，已经做出了严格的分类和加工方向。
其中含有食用玉米，蔬菜玉米和高油类玉米等。
而且在农产品深加工的过程中，还会有副产物的生成。
针对这些副产物，我们也要好好的利用起来。
就拿加工葡萄酒这件事情来说，在生产出葡萄酒的同时，会有大量的葡萄籽产出，我们可以将其葡萄籽油提炼出来。
同时，有关资料表明，葡萄籽油还具有抗衰老的功效，因此葡萄籽油比其他类的食用油还要收消费者的欢迎。
（5）对应用领域方面进行拓宽。
最初深加工出来的产品仅仅是对人们正常生活的一个基本补充。
并未涉及到其他领域，比如，生物能源，生物医药等领域。
针对此领域的空缺，我们要很好的发挥起来。
我们可以从农产品中提取一些天然的香精香料，取代化学合成这种做法。
1.2、粉皮机的发展现状
1.2.1粉皮机发展概论
粉皮在我国是一种较为流行的汉族传统食品，一般采用淀粉制成。
鲜的可以即刻食用，干的便于存放。
淀粉的主要来源是将一些农作物进行转化。
然后将这些淀粉经过一定的加工方法最终形成粉皮。
起初，粉皮的生产方式主要还是借助人的力量去完成，是没有专门的生产机器可以依靠的。
首先将淀粉进行溶化并浇着在铝锣内，然后用最沸水将粉浆煮熟，最后劳动者们站在沸水缸旁进行生产操作。
此种生产方式未必不可取，但其中存在着很多的弊端，比如工人们的劳动强度很大，而且还伴随着一定的危险性。
在加工的过程中，难免被沸水烫伤，导致生产效率低，同时产品的质量也无法保证。
因为这种加工方法无法保证粉皮的厚薄均匀，容易破碎。
由于日产量收到限制加之利用率不高。
面对着众多消费者，使市场出现了供不应求的情况。
粉皮机的发展从手工作坊到自制的木头生产设备，再到后来的粉皮生产网带机的出现。
虽然网带机的出现提高了粉皮的生产量，但是浪费人力，需要多人进行操作。
而且与此相关的设备还需要很多。
例如电热管、排风扇、微压锅、磨浆机等设备。
而且这些设备造价很高，同时生产起来也会有很多的问题。
如下图所示。
之后自动化粉皮机诞生了，从某种意义上来讲它的出现对于工人们来说是一种福音。
因为它缓解了个人劳动力，同时产量也有很大的提高。
然而，事总有其两面性。
可以看到，它占地面积比较大，设备也比较复杂。
它利用的是多层网带的运行来达到烘干粉皮的烘干主要借助于作用多层网带的运行来实现。
不难看出，搅拌系统安装在机器的上方，不仅上料困难，而且粉浆浓度不易把控。
经过以上的论述知道，粉皮的生产最初采用的是家庭作坊，手工制作。
在此制作过程中，共需要5道工序，每一道工序还不是连续进行，导致生产效率很低。
随着机械行业的不断更新完善，粉皮机也趋于成熟。
在老师的指导下，本次设计的是半自动化构造，内部采用滚珠丝杠来控制轴的运动，通过电主轴连接刷子结构在料斗里添加食用油润滑、用PLC程序控制加料，实现自动上货加料，精确性更高。
加料后料斗进入箱体，箱体内采用恒温装置，控制温度在70°
左右，箱体内采用螺旋桨装置，使水流产生波浪形状，促使料斗前进，而且使料斗内粉料更加均匀，料斗出箱体后，采用冷水冷却，使料粉凝结成粉皮即可。
从国内发展状况来看，粉皮机有以下发展趋势：
（1）继续向自动化、人工智能化方向发展。
（2）向高效、节能方向发展。
（3）进一步安全卫生、高稳定性和延长工作寿命、方向发展。
1.2.2粉皮机的发展前景
淀粉制成的食品在我们的日程生活中占据着很大的比重。
并且在我国有着悠久的历史。
尤其对于北方地区的人们而言，淀粉制成的食品已成为人们的家常便饭。
随着人们对营养、健康的追求、淀粉食品的种类也越来越多，比如。
粉条，粉丝，粉皮，凉皮等淀粉制品已遍布全国。
值得高兴的是，淀粉食品已经走出国门。
同时，在不同的地区人们对于粉皮口感的要求也不尽相同，比如，南方偏淡，北方偏咸。
对于人们不同的食用方式，加之便于容易储存、和食用简便、营养价值较高，而越来越受到消费者的青睐，不难看出粉皮食品的市场需求空间巨大，发展前景也值得期待。
上个世纪以前，关于粉皮的加工生产就已经出现了。
多靠手工作坊或半机械化进行生产。
在采用这两种生产方式的同时，面临着诸多问题。
工作效率和产能都非常低，卫生环境差，产品的质量也不能保证。
并且在口感、储存、运输等方面也存在着很多不利的因素，随着社会的进步和人们生活水平的改善，有关消费理念也在发生着改变。
人们现在所需要的不再是量，而是质。
对于食品的卫生，安全，健康等方面有了一个更高的要求。
因此，用先进的机械生产工艺去取代传统的生产模式是非常有必要的，无论对于消费者来说还是对于企业发展来说都是一件相当迫切的事情。
我国农产品种类的多样化和年产量在世界上也是首屈一指的，对于农产品加工业是有很大发展潜力的。
起初粉皮的加工，主要是依赖于手工小作坊，借助一般的炊具进行简单的生产。
毋庸置疑的是这样的生产方式最大的弊端就是生产效率极低，随着社会的发展，人类的进步，后来出现了半自动化粉皮机，虽然它的诞生大大的提高了生产效率，也节省了很大的劳动力。
但是也有不足的地方，那就是体积过于庞大，而且设备设施方面也较为复杂，农产品深加工技术也得到了迅猛地发展。
粉皮的食用不同于其他食品那样耗时，需要等待很长时间。
粉皮的做法简单快捷，口感也很不错。
一直以来深受广大消费者的喜欢。
加上利润可观，原料丰富，因此有着很大的市场发展潜力。
粉皮的市场需求，意味着设计一台高效，卫生的的粉皮机也是很有必要的。
第2章粉皮机的总体设计
粉皮机通过革新后，其生产效率大大提高，其有了更方便快捷的操作方式，其效率显著增强，其生产实现连续化，大大提高工作效率，而且提高了产品质量，达到厚薄均匀，破碎率少，自动冲浆，热量稳定，使淀粉易于溶化，提高效率，再者改善了劳动条件，大大地改善了劳动强度及职业疾病，生产率的提高，满足了市场的需求。
经过对粉皮机发展现状的了解，自己的设想，老师的精心指导，我设计出了一台半自动化的生产流水线。
粉皮机的结构组成：
箱体、电主轴、气缸、步进电机、底座、螺旋桨等部件。
2.1粉皮机主要工作部分的设计
2.1.1上料部分
首先将料浆通过输送管输送到料筒中，为了防止料浆发生粘稠现象，料筒中应装有保温装置。
然后再将料浆送入加热桶，并将温度保持在70°
进过动力装置气缸的推力下就会使其将料斗装置推向其最底下，对于其中的数刷子的使用，就需要弄步进电机对刷子上的滚珠丝杠来进行操作实现的。
对于其中的气缸夹紧装置是构成的主要部分，它作用于食用油的添加，运用了气缸夹紧装置的运动来达到添加食油。
最后在上料中就需要料筒来达到目的。
2.1.2加热部分
生产粉皮的过程中，料浆需要先加热并且溶化，那么水温就要控制在90°
C左右，因此在热水箱中需要安装一个加热管。
同时还应满足料斗前进，需要的动力装置就是螺旋桨机构，而这种装置还需要在热水箱中来进行安装，使用了这种动力装置会让水流对料斗网目的方向推进。
这种动力装置的使用会使的粉皮机的制作粉料更好，而产生的粉皮会更加的好，同时对于产生出来的粉皮更加的美味，外观更加漂亮。
2.1.3成型部分
为了使加热后的融浆进行冷却并形成粉皮，需要在冷水箱内装满冷水。
待凝结形成分粉皮过后。
直接取出即可。
2.1.4粉皮的特点
厚薄均一、不易破碎、口感细腻，便于储存、健康卫生。
2.1.5粉皮的形成
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