工業(yè)絞肉機設(shè)計

工業(yè)絞肉機設(shè)計,工業(yè)絞肉機設(shè)計,工業(yè),絞肉機,設(shè)計 說明書 設(shè)計題目： 專業(yè)年級： 工業(yè)絞肉機 2011級機械制造及其自動化 116709078 學(xué) 姓 號： 名： 張萬泉 指導(dǎo)教師： 朱亨銀 2015年 5月 15日  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 目錄 目錄....................................................................................................................................................................2 摘要.....................................................................................................................................................................I Abstract.............................................................................................................................................................II 第一章引言.................................................................................................................................................- 1 - 第二章結(jié)構(gòu)與工作原理............................................................................................................................ - 2 - 2.1絞肉機的結(jié)構(gòu)................................................................................................................................- 2 - 2.1.1送料機構(gòu)............................................................................................................................ - 2 - 2.1.2切割機構(gòu)............................................................................................................................ - 2 - 2.1.3驅(qū)動機構(gòu)............................................................................................................................ - 3 - 2.2工業(yè)絞肉機的工作原理........................................................................................................- 3 - 第三章螺旋供料器的設(shè)計........................................................................................................................ - 4 - 3.1軸的設(shè)計........................................................................................................................................- 4 - 3.1.1絞籠的材料........................................................................................................................ - 4 - 3.1.2螺旋直徑 ......................................................................................................................... - 5 - 3.1.3額定絞籠的轉(zhuǎn)速................................................................................................................ - 5 - 3.1.4螺旋節(jié)距............................................................................................................................ - 5 - 3.2絞筒的設(shè)計....................................................................................................................................- 5 - 3.3止推軸承座的設(shè)計........................................................................................................................- 6 - 第四章傳動系統(tǒng)的設(shè)計............................................................................................................................ - 8 - 4.1電機的選擇....................................................................................................................................- 8 - 4.2帶傳動的設(shè)計................................................................................................................................- 9 - 4.2.1設(shè)計功率 Pd .......................................................................................................................- 9 - 4.2.1大帶輪基準直徑d d2（mm）...........................................................................................- 9 - 4.2.2初定軸間距a0（mm）.....................................................................................................- 10 - 4.2.3小帶輪包角?1.................................................................................................................- 10 - 4.2.4 V帶的根數(shù)Z....................................................................................................................- 11 - 4.3皮帶的選擇、及計算..................................................................................................................- 11 - 4.3.1單根 V帶的預(yù)緊力..........................................................................................................- 11 - 4.3.2作用在軸上的力.............................................................................................................- 12 - 4.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸.........................................................................................................- 12 - 第五章絞刀的設(shè)計..................................................................................................................................- 13 - 5.1絞刀的設(shè)計..................................................................................................................................- 13 - 5.1.1刀刃的起訖位置..............................................................................................................- 14 - 5.1.2刀刃的前角......................................................................................................................- 15 - 5.1.3刀刃的后角......................................................................................................................- 16 - 5.1.4刀刃的刃傾角..................................................................................................................- 17 - 5.1.5刀刃上任一點位量上絞肉速度......................................................................................- 19 - 5.1.6刀片的結(jié)構(gòu).....................................................................................................................- 20 - 5.2篩網(wǎng)的設(shè)計..................................................................................................................................- 21 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第六章生產(chǎn)能力分析..............................................................................................................................- 22 - 6.1影響生產(chǎn)能力的主要因素......................................................................................................... - 22 - 6.2絞刀的切割能力..........................................................................................................................- 22 - 6.3絞肉機的生產(chǎn)能力......................................................................................................................- 22 - 6.4功率消耗......................................................................................................................................- 23 - 結(jié)束語........................................................................................................................................................ - 24 - 參考文獻.................................................................................................................................................... - 24 - 致謝............................................................................................................................................................ - 25 -  摘要 目前,在面對國民生活水平快速提高的形勢下對肉和餡制品的需求量不斷加大,肉 制品加工機械發(fā)展也越來越快。肉和餡制品加工過程中,首先碰到的是根據(jù)工藝要求將 原料進行預(yù)處理,包括切片、切絲和絞餡等。本文論述了肉類加工機械絞肉機的工作原 理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)能力分析。絞肉機的種類盡 管繁多,但是它們的基術(shù)結(jié)構(gòu)和工作原理是相同的。工作過程，主要靠旋轉(zhuǎn)的工作螺桿 （絞籠）,將料斗提供的肉料通過工作圓筒推擠到篩網(wǎng)和切刀處,利用轉(zhuǎn)動的切刀刃和 篩網(wǎng)孔口形成約剪切和研磨作用將肉切碎,并在螺桿擠壓力作用下將肉粒排出篩網(wǎng)。 關(guān)鍵詞肉類工業(yè)；絞肉機；擠肉樣板；絞刀 I  ABSTRACT Atpresent,inthefaceoftherapidincreaseinthelevelofnationallife situationthedemandformeatandfillingproductscontinuetoincrease,meat processingmachinerydevelopmentisalsogrowingfast。Meatandstuffingproduct processingprocess,thefirstencounterisaccordingtothetechnical requirementofthepretreatmentofrawmaterials,includingslicingand shreddingandwringstuffingandsoon.Thispaperdealswiththemeatprocessing machinerymincingmachineworkingprinciple,maintechnicalparameters, transmissionsystemoftypicalparts,structuredesignandproductioncapacity analysis.Althoughmanykindsofmeatgrinder,buttheirbasicstructureand workingprincipleisthesame.Workingprocess,mainlybytherotationofthe screwworking(strandingcage),thehopperofthemeatmaterialthroughthe workingcylinderpushestothescreenandthecuttingknifeat,therotation ofthecuttingedgeandthescreenholeformaboutcuttingandgrindingwill bechoppedmeat,andscrewextrusionpressureunderthemeatparticlesdischarge screen. Keywords:meatchopperCrowdedmeatmodereamerCage II  第一章引言 隨著中國人民生活水平的提升和國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民對食品工業(yè)提出了更高的 要求?，F(xiàn)代食品的發(fā)展方向大致分為，營養(yǎng)健康，方便快捷，綠色無污染，人民對食品 工業(yè)的要求使得食品機械工業(yè)發(fā)展迅猛，肉類加工發(fā)展肉類機械加工的水平與整個肉 類行業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展密切相關(guān)，食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，很大程度食品的發(fā)展依賴于食品 機械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，離開現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)這個詞語現(xiàn)在就不會 出現(xiàn)在人們的視野中，食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備與工藝共同發(fā)展是相依偎，少了起重工的 任何一個都無法發(fā)展，所以應(yīng)使現(xiàn)代化的設(shè)備與先進的工藝達到最佳的配合，當(dāng)然食品 工業(yè)的發(fā)展依舊離不開設(shè)計人員的辛苦，食品工業(yè)讓設(shè)備和工藝共同發(fā)展，起到了重要 的角色。應(yīng)該讓工藝和設(shè)備達到最佳配合，從而使新的設(shè)備不斷革新和創(chuàng)新，有效的促 進工藝的改善和發(fā)展。要使國內(nèi)食品工業(yè)邁向現(xiàn)代化的必要條件是它們之間互相促進、 互相完善。 在肉類的加工流程中，切碎、絞碎、攪拌工序要求的機械化程度最高，其中絞肉 機、攪拌機、絞碎機是最基本的加工生產(chǎn)機械.現(xiàn)在很多肉類加工企業(yè)都要配備這三種 設(shè)備。國內(nèi)一些大型肉制品加工廠基本上都是從德國、日本等國家進口擁有先進工藝的 加工設(shè)備，但是它的價格是非常昂貴的。目前在我國小、中型肉類加工公司使用的絞肉 機為國內(nèi)公司開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品，我國的小、中型肉類加工企業(yè)都比較常用工業(yè)絞肉機來 絞各種肉類來生產(chǎn)自己所需要的產(chǎn)品，例如生產(chǎn)肉食便攜帶的罐頭、香腸、臘腸和各種 真空壓縮肉類食品等，絞肉機可以將肉類進行不同的尺寸絞以滿足不同工藝的要求。該 機可作為其他肉質(zhì)原料的擠壓設(shè)備，已達到一機多用的功能。  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第二章結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1絞肉機的結(jié)構(gòu) 絞肉機主要由送料機構(gòu)、切割機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)等組成，如圖2－1所示。 5 6 7 1 2 3 4 8 9 11 10 1旋蓋 2擠肉樣板 8機架 3絞刀 9三角皮帶 4絞籠 10電機 圖2-1 5料斗6軸承座 11小皮帶輪 7大皮帶輪 2.1.1送料機構(gòu) 包括料斗5絞籠4其作用是輸送物料前移到切割機構(gòu)，并在前端對物料進行擠壓。 2.1.2切割機構(gòu) 包括擠肉樣板2、絞刀3、旋蓋4其作用是對擠壓進人樣板孔中的物料進行切割. 樣板孔眼規(guī)格有多種，可根據(jù)不同的尺寸大小要求隨時旋下旋蓋進行更換。 - 2 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 2.1.3驅(qū)動機構(gòu) 包括電機10、皮帶輪7、11、皮帶9等 2.2工業(yè)絞肉機的工作原理 工作時，先開機后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn)，把物連續(xù)地送 往絞刀口進行切碎。因為螺旋供料器的螺距后面應(yīng)比前面小.將料斗提供的肉料通過工 作圓筒推擠到篩網(wǎng)和切刀處,利用轉(zhuǎn)動的切刀刃和篩網(wǎng)孔口形成約剪切和研磨作用將 肉切碎,并在螺桿擠壓力作用下將肉粒排出篩網(wǎng)用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時，肥肉需要粗絞 而瘦肉需要細絞，以調(diào)換擠壓樣板（篩網(wǎng)）的方式來達到粗細絞之需。篩網(wǎng)有幾種不同 規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為10－12毫米、細絞用直徑3－5毫米的孔眼。粗絞與 細絞的篩網(wǎng)，其厚度都為12－15毫米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大，排料較易，故絞 籠的轉(zhuǎn)速可比細絞時快些，但最大不超過408轉(zhuǎn)/分。一般在200－500轉(zhuǎn)/分。因為篩 網(wǎng)上的孔眼總面積一定，即排料量一定，當(dāng)絞籠旋轉(zhuǎn)速太快時，使物料在篩網(wǎng)附近堵住， 造成絞籠負荷突然增加，會造成電動機的損壞，減短電動機的使用壽命。 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)向安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個時 期后，刀口變鈍，此時應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至?xí)褂行? 肉不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿、糊狀排出，直接影響成品質(zhì)量，據(jù)有些 廠的研究，午餐肉罐頭脂肪嚴重析出的質(zhì)量事故，往往與此原因有關(guān)。調(diào)換或裝配絞刀 后，一定要把緊固螺母旋緊，才能保證篩網(wǎng)不動，否則因篩網(wǎng)挪動和絞刀轉(zhuǎn)動之間產(chǎn)生 相對滑動，也會引起對肉塊磨漿的影響。絞刀必須與篩網(wǎng)緊密貼和，否則會影響到絞肉 機工作的效率。螺龍在機壁里工作，要防止螺旋外表與機壁接觸，如果有一點接觸，會 損壞機壁的內(nèi)壁。但它們的間隙又不可以過于大，過大會影響送料效率的降低和擠壓力 的減小，甚至使肉塊從兩者間的間隙處倒流回去，因此這部分零部件的加工和安裝的精 度要求較高。工業(yè)絞肉機的生產(chǎn)效率的高低不是由絞籠決定，而是由絞刀的切割能力來 決定。因為切割后物料必須從孔眼中排出，絞籠才能繼續(xù)送料，否則，送料在多也不行， 相反物料會使篩網(wǎng)堵塞從而損壞機器。 - 3 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第三章螺旋供料器的設(shè)計 3.1軸的設(shè)計 絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進行擠壓。軸的設(shè)計主要包括定出軸 的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸；軸上安裝的林間的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法； 在軸的性質(zhì)，大小、方向及分布的不同而異 1）擬定軸上零件的裝配方案 擬定軸上的零件的裝配方案是進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，它決定軸的基本形式。 2）軸上零件的定位 軸上零件的軸向定位是以軸肩，套筒，軸端等來保證的 設(shè)計上采用一根變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后端距長前端距小，這樣使其絞籠 與絞筒之間的容積逐漸變小實現(xiàn)了對物料的擠壓作用。 絞籠前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝兩個軸承座中心距116mm，以固定絞籠 使絞籠不晃動、在最后面安裝一個8′8的鍵與大帶輪配合，以便電機帶動絞籠轉(zhuǎn)動。 圖3-1絞籠的設(shè)計 3.1.1絞籠的材料 絞籠的材料選用HT200，抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好。 - 4 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3.1.2螺旋直徑 G jrC D = K 2.5 =0.136m D=160mm G－生產(chǎn)能力,由原始條件得G＝1T/H K－物料綜合特性系數(shù),查表1-16得K＝0.071 j-物料得填充系數(shù)查B4表1－16得j＝0.15 r－物料的堆積密度t/m C－與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查B4表1－15得C＝1 3.1.3額定絞籠的轉(zhuǎn)速 由設(shè)計理念得出數(shù)據(jù)n＝411r/min 3.1.4螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距t＝D=5 豬肉的為1.5t/m 3 3 3.2絞筒的設(shè)計 由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動，絞筒內(nèi)壁與絞籠外表之間的間隙要適當(dāng),間隙太大會 使物料倒流;間隙太小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。絞籠的外表與絞筒的間距為1-2mm之間。 我選擇的絞筒內(nèi)壁與絞刀的距離為1mm，若絞筒內(nèi)壁與絞刀外表的距離太多相近怎容易 發(fā)生碰壁現(xiàn)象，會是絞筒損壞，若絞刀外表與絞筒內(nèi)壁的距離相近太遠，絞肉機在工作 的時候物料容易向后回，而且對篩網(wǎng)的壓力會減弱，造成絞肉機無法正常工作。如圖3-2 所示。 - 5 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 絞筒 圖3-2 3.3止推軸承座的設(shè)計 當(dāng)絞肉機的螺旋軸迫使肉料住前輸送時,尤其是工作螺汗擠壓肉料通過格柵時, 將受到強大的反作用力,這個作用力要靠止推軸承來承受。料斗和供料螺旋等是絞肉機 不可忽視的部分。因供料的好壞,直接影響絞肉機的生產(chǎn)效率。如圖3-3所示。 - 6 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 3 4 2 止推軸承座 圖3-3 - 7 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第四章傳動系統(tǒng)的設(shè)計 工作條件：連續(xù)單向轉(zhuǎn)動，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，無粉塵，工作環(huán)境最高溫度40℃； 由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機至絞籠的運動路線為定比傳動，其總的傳動比可 利用帶傳動構(gòu)機減速后取得。 絞籠的轉(zhuǎn)速能不太高，因為絞龍的轉(zhuǎn)動速度不是依靠下料量來決定的。當(dāng)絞龍速度 到達一定轉(zhuǎn)速以后，物料送的愈多效率反而不高，絞籠速度過高與物料之間產(chǎn)生磨擦， 摩擦產(chǎn)生的熱量使得出口處的壓力升高，易引起物料變性、減短機器的使用壽命并且會 影響絞出后肉的質(zhì)量，所以絞籠的轉(zhuǎn)速一般在300一450r/min比較適宜。在本機選用 411r/min。傳動比=主動輪轉(zhuǎn)速除以從動輪轉(zhuǎn)速的值=它們分度圓直徑的倒數(shù)的比值。 i = d1 d2 = 210 = 3.5 60 4.1電機的選擇 P= G·W＝4(KW) h G－絞肉機的生產(chǎn)能力，1000kg/h W－切割1kg物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關(guān)，d小則w大，當(dāng)d＝10mm， 取w＝0.0001kw.h/kg。（查B5p 750） h－傳動效率，取0.75 所以根據(jù)P＝4000w，n＝1500r/min，查表得選用Y112M-4，再查表得Y112M-4電機 的結(jié)構(gòu)如圖4-1。 - 8 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 Y112M-4 圖4-1 4.2帶傳動的設(shè)計 4.2.1設(shè)計功率 P d 由公式所得 P 的求法為 d Pd = K A · P =1.2′2.7 = 3.24kw K A－工況系數(shù)，查表，取 K A＝1.2 P－傳遞的功率 選定帶型 根據(jù) p和n1查表選取普通V帶A型，n1－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min d 小帶輪基準直徑dd1 （mm） 由表選定 d d1＝60mm>ddmin ＝75r/min 4.2.1大帶輪基準直徑dd2（mm） 確定大帶輪直徑根據(jù)使用要求大帶輪轉(zhuǎn)速為n=411r/min。小帶輪轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速 相同n=1440r/min - 9 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 大帶輪直徑dd2 = n1 ′dd1= 1440 ′60 = 210mm 411 n2 （V帶輪的基準直徑系列） i = n1 = 1440 取dd2=210㎜ 傳動比： 帶速驗算 = 3.5 411 n2 pdd n1 = p · 60′1440 = 4.52m/ s < vmax = 25-30m/ s v = 1 60′1000 4.2.2初定軸間距a a0 = 2(dd + dd ) = 540mm 60 1000 ′ 0 （mm） 1 2 所需帶的基準長度 Ld0 （mm） + (dd - dd ) 2 + p Ld = 2a0 (dd + dd ) 2 1 2 4a0 0 1 2 = 2′540+ p ′270+ 4150′540 2 2 =1514mm 依B1表取 Ld＝1524mm，帶型號為A60 實際軸間距a + Ld - Ld0 a ? a0 = 540+1524-1514＝545mm 2 2 4.2.3小帶輪包角?1 - dd -dd1 ?1 =180o ′57.3 o 2 a =180o -150 ′57.3o 545 =164° - 10 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 單根V帶的基本額定功率 p1 根據(jù)帶型號、dd和n1普通V帶查表取2.82kw 1 i 11時單根V帶型額定功率增量DP1 根據(jù)帶型號、n1和i 查表取0.46kw 4.2.4 V帶的根數(shù)Z 查表得公式為 Pd 3.24 Z = (p1 + Dp1)kakL = (2.82+0.46)′0.96′1.13 = 0.98 ?1 ka－小帶輪包角修正系數(shù)查表取0.96 kL－帶長修正系數(shù)查表，取1.13 4.3皮帶的選擇、及計算 V型帶傳動由于有緩沖吸振作用,在機械中被廣泛應(yīng)用。本次傳動所用的介子就是三 角皮帶，皮帶的選擇對傳動效率，傳動比等，有所影響。 4.3.1單根 V帶的預(yù)緊力 查表得公式為 F = 500(2.5 -1) P + mv d 2 Zv 0 ka = 500′( 2.5 3.24 +0.1′4.52 0.96 -1)1′4.52 2 =574.8（N） 式中； Z——V帶根數(shù) V——帶數(shù)m/s Ka——小帶輪包角修正系數(shù)（查表） - 11 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 M——B型v帶每米長質(zhì)量Kg/m(查表) 4.3.2作用在軸上的力 ?1 2 F? = 2F0Z sin = 2′1′574.8′sin82o =1137.8(N) F?max－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍 4.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 ?1 2 F?max = 3F0Z sin = 3′574.8′1′sin82o =1707.2(N) 帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免 由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度 Ra = 3.2mm）以減輕帶 的磨損。帶輪的材料為HT200。查B1表得基準寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準 直徑查表確定輪輻 34° 圖4-3 - 12 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第五章絞刀的設(shè)計 絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形，安裝在絞籠前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)， 刀刃的安裝方向應(yīng)與絞籠旋向相同。絞刀的規(guī)格有2刃、4刃等，絞刀用ZG65Mn材料 制造，淬火硬度為HRC55-60，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。絞刀與篩 網(wǎng)之間不能有空隙，不然會發(fā)生絞肉機無法正常工作。 5.1絞刀的設(shè)計 絞刀的幾何參數(shù)對所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對十字刀片 的各主要幾何參數(shù)進行設(shè)計。 十字刀片如圖(5－1)所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度分布亦如該圖 所示。從圖上可以看出其刃部任一點位置上只有法向速vrr 圖5-1 絞肉機絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布 - 13 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 其值為： pn v p = · r （r ￡ r ￡ R） [1] 30000 式中：v p－刀片刃部任一點的線速度m／s； n－刀片的旋轉(zhuǎn)速度rpm； r－刀片刃部任一點至旋轉(zhuǎn)中心的距離mm； r－刀刃起始點半徑mm； R—刀刃終止點半徑mm； 因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的 一條刀刃為對象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計各參數(shù)。 5.1.1刀刃的起訖位置 絞肉時，絞肉機的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運動。從[1]在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離旋轉(zhuǎn) 中心點越遠，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進速度也一定的條件下，假 定絞肉時刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃，在單位時間 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為： Q = F ·V [2] 式中：Q－單位時間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（J／s） F－鉸肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見第二部分刀刃 的前角式[4]) u－任一刀刃切割肉的線速度（m／s） 所以，絞肉(切割肉)的線速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此絞肉的線速度不 能很高。根據(jù)經(jīng)驗，我們知道一般絞肉時刀刃切割肉的錢速度處在30一90m／min之間 最為理想，因此由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置，即刃的起點半徑g和終點半徑R。 根據(jù)式[1]得： 30000 pn r = ·u [3] 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n＝411r/min - 14 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 當(dāng) rmin時， r = g ， ur＝30m/min=0.5m/s g = r /u = 30000411p ′0.5 =11.62mm 當(dāng) rmin時， r = R ， uR = 90m/min =1.5m/ s R＝ r / R = 30000411p ′1.5 = 34.86mm 圓整后取:r=15mm R=45mm 5.1.2刀刃的前角 當(dāng)十字刀片絞肉時，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況與網(wǎng)眼板相接觸 的刀刃的受力分析 根據(jù)分析得 Fr = Frna + Ffa + Frt + Frng + Ffg 其值為： Fna + Ffg cosg = Fng sing F = Frt + Frfa + Frng cosg + Ffg sing 因為刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦力為： Ffa = Fna · ma 肉與前刀面的摩擦力為： Ffa = Fng · mg 整理得： F = Ft + Fna (ma + mg ) + Fng (1+ mg 2 )cosg [4] - 15 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 式中：F－鉸肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N） Ft—刀片絞肉時肉的剪切抗力（N） ma－刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) mg－肉被剪切時與前刀面的摩擦系數(shù) g－刀片的前角（0 ￡ g ￡ 90 o ） Fna－網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N） Fng－肉被切割時作用于前刀面的壓力（N） 由于 Ft =t · At 式中：t－肉的抗剪應(yīng)力，與肉的質(zhì)地有關(guān) At－肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān) 所以 Ft與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板之后， Ft可以看成為常量， 故令 Ft = C1。 由于 Fna是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預(yù)緊壓力，是常量，故令 Fna = C2。 Fag是刀片切割肉時，肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令 Fng = Fg[v]。 簡化式[4]得： F = C1 + C2(ma + mg ) + Fg[v](1+ mg 2 )cosg [5] 從式[5]和式[2]可知，刀刃前角g的大小，直接影響著絞肉過程中的切割力，以及 切割肉時所產(chǎn)生的溫度。 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進料速度都一定的情況下，前角大，切割肉所需的力和切 割肉所產(chǎn)生的熱都??；反之，則大。但前角很大時，則因刀具散熱體積小而使切割肉時 所產(chǎn)生的溫度不能很快冷卻。因此，在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍： 一般取：l = 25 o - 40 o (肉質(zhì)軟取大值，反之取小值) - 16 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5.1.3刀刃的后角 刀刃后角的目的：一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角 不變的情況下，增大后角能使刀刃鋒利。 刀片磨損后將使刀刃變鈍，使肉在絞肉(切割)過程中變形能增加，同時由于磨損后 刀片的后角基本為零，加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦，兩者都使絞肉過程中產(chǎn)生的熱量增 多。 另外，在同樣的磨鈍標(biāo)準，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大。這說 明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時也帶來的問題是刀片的NB磨損值大(反映在刀 體材料的磨損過大這一方面)，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有一合理的數(shù)值范 圍：一般?。篴 = 3o -5(肉質(zhì)軟取大值反之取小值) o 5.1.4刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來得知刀傾角l對刀片性能的影響情況。 在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)把刀刃放大看時，可以把刀刃看成是一段半徑為r 由于刀刃有刃傾角l，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所得) a 的圓弧， 橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際純圓半徑r0e 。 其關(guān)系為： r0e = rn cosl 由此可見，增大刀傾角l的絕對值，可減小刀刃的實際鈍圓半徑r0e，這就說明增大 刃傾角就可使刀刃變得較為鋒利。 一旦刀刃的起訖半徑r及R確定后，其最大初始刃傾角l0max 就可確定了[參見圖5-2]： - 17 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 λ λ0max 2 r R70 圖5-2 l0max = arcsinr / R [7] 初始刃傾角按下式計算：[見圖5-3] 6 b λ0 R 60.77 圖5-3初始刃傾角計算用示意圖 2 2 l0 = arctg r -b /(R -b) [8] 式中：r－刀刃起始點半徑(mm)； R－刀刃終止點半徑(mm)； - 18 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 b－葉刀片外端寬度（mm）; l0 －初始刃傾角； 5.1.5刀刃上任一點位量上絞肉速度 r 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點相對于網(wǎng)眼板的速度v ，將可以分解為垂直于刃 r r 和平行于刃的切向速度分量vrr。[參見圖5-4] 的法向速度分量v n r 即：vr = vrn +vrt 其值為： pn vr = · p(r ￡ p ￡ R) 30000 vn = vcosg vr = vsinl 又因為：sinl =t / r ' t ' = Rsinl cosl = r - R sin lo 2 2 2 30000 所以： 整理得 vn = pn r 2 - R 2 sin 2 lo /30000 （r ￡ p ￡ R vt = pnRsinlo /30000 ） 式中：v －刀刃上任一點位置的法向速度分度m／s； －刀刃上任一點位置的切向速度分量m／s； n vt r－刀刃上任一點至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離mm； - 19 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 lo －刀刃的初始刃傾角； t ' －與刀刃相切的圓計算半徑mm； R－刀刃的終點半徑mm； r－刀刃的起點半徑mm； 5.1.6刀片的結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上對絞刀各個幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖，此絞刀的特點： 后角取4o，刀片的壽命較長； 前角取30o，以減小絞肉所需的力及功率； 增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度； 采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強度； 采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。 十字絞刀與一字刀 圖5-4 - 20 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5.2篩網(wǎng)的設(shè)計 篩網(wǎng)孔徑大小決定生產(chǎn)效率的主要因素如圖5-2。 篩網(wǎng) 圖5-2 - 21 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第六章生產(chǎn)能力分析 6.1影響生產(chǎn)能力的主要因素 1）絞籠傳送物料的速度越快對篩網(wǎng)的擠壓力越大，則生產(chǎn)能力越強 2）篩網(wǎng)孔徑的大小對生產(chǎn)能力的影響：篩網(wǎng)孔徑越大，生產(chǎn)能力越強，孔徑越小， 生產(chǎn)能力越弱， 3）絞刀的切割能力對生產(chǎn)效率的影響，轉(zhuǎn)速越快切割效率越高，反之亦然。 6.2絞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式計算： F = 60nh D 2 jZ(cm /h) 2 4 式中：F－絞刀切割能力（cm /h）； 2 n－絞刀轉(zhuǎn)速（r/min）;326r/min D－擠肉樣板外徑（mm）；168mm j－孔眼總面積與樣板面積之比，一般取0.3－0.4；取0.4 Z－絞刀刃數(shù)；取 6.3絞肉機的生產(chǎn)能力 生產(chǎn)能力G（kg/h）： G = F A F 1 式中： F1－被切割1kg物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（cm /h）； 2 A－絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為0.7－0.75； - 22 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6.4功率消耗 功率消耗N可用下式計算： N = G′W h (kw) 式中：W－切割1kg物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw·h/kg）； h－傳動效率； 由生產(chǎn)能力計算可知，在n、D一定的條件下，絞刀的刃數(shù)越多，生產(chǎn)能力越大。 但是不同刃數(shù)的絞刀應(yīng)與不同孔徑的擠肉樣板相匹配，才能得到較為合理的生產(chǎn)量和功 率消耗。在使用能過程中，可根據(jù)附表6.4中推薦的值來選用。 表6.4 樣板孔徑mm f8、f10 f14 絞刀刃數(shù) 4 2 生產(chǎn)能力kg/h 1000 1400 - 23 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 結(jié)束語 我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用 所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際設(shè)計問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手 冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準，當(dāng)然 也是檢驗學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準。在經(jīng)過這兩個月的畢業(yè)論文設(shè)計之后，我們了解了所學(xué)的應(yīng) 該如何應(yīng)用在實踐中對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響。 其次，我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里真的是一 點頭緒也沒有，根本不知道從那里下手。在劉老師的指導(dǎo)下，我開始查閱相關(guān)書籍，借 鑒他人的經(jīng)驗，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識技能，，深入了解了機 械傳動原理及機械系統(tǒng)的設(shè)計方案。把設(shè)計意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實現(xiàn) 階段。我發(fā)現(xiàn)每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設(shè)計的過程中，運用自 己所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力來搞好自己的設(shè)計，這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。 這是一個艱辛的過程，很幸運能在劉杰華老師的指導(dǎo)下，邊學(xué)邊用，才能按時按量完成 規(guī)定的任務(wù)。 設(shè)計的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識和技能完 成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計過程我更深切的體會到：獨立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。 - 24 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 參考文獻 [1]機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.第4版.北京:高等教育出版社2012.5：225～231. [2]陳國定吳立國等主編.機械設(shè)計.第九版.高等教育出版社2013::35～86 [3]崔建云主編.食品加工機械與設(shè)備.第一版.輕工業(yè)出版社.2006：102～152. [4]劉宏文主編.材料力學(xué)1.第五版.高等教育出版社.2010：85～201 [5]絞肉機設(shè)計_夏德昭pdf.天津商學(xué)院.1988:1～25 [6]多功能自動絞肉機設(shè)計_曹樂平.pdf.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品技術(shù)學(xué)院2006:1～5 [7]曹樂平.斬拌滾揉一體機設(shè)計.食品與機械[J].2004,101:37～40. [8]張萬昌主編．熱加工工業(yè)基礎(chǔ)．第一版．北京:高等教育出版社．1997 - 25 -  福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 致謝 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困 難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師朱亨銀 老師，他對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外， 在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此 向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻，如果沒有各 位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰 寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指 正。 - 26 -