馬鈴薯去皮機結構設計

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1、 學校代碼：10410 學 號：20050462 本 科 畢 業(yè) 設 計 = 題目： 馬鈴薯去皮機結構設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 元 友 軍 學 號： 20050462 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 年 級： 2005級 指導教師： 張 廬 陵

2、 二OO九年 五 月 摘 要 馬鈴薯為植物的塊莖，形狀為圓形或橢圓形，其結構由表皮層、形成層、外果肉和內(nèi)果肉四部分。馬鈴薯品種可分兩大類，一類是淀粉含量較高的，適宜于作為生產(chǎn)淀粉的原料，另一類是蛋白質含量較高，適宜作為蔬果或制成多種食品[1]。 馬鈴薯營養(yǎng)豐富，除直接食用外，還可以加工成食品、全粉、淀粉等經(jīng)濟價值較高的食品，通過加工可以大幅度提高鮮薯的商品價值[2]。 鑒于馬鈴薯的很多特點，馬鈴薯得到了廣泛的利用。a.馬鈴薯可鮮食，鮮食用馬鈴薯主要用作家庭餐館烹調(diào)，我國主要用來制作菜肴、面點小吃等大眾食品。果外除蒸烤鮮馬鈴薯作主食外，還有咖哩飯、燉薯快以及色

3、拉涼拌菜。馬鈴薯可制成方便食品、快餐食品、休閑食品，如馬鈴薯粉、馬鈴薯全粉、脫水馬鈴薯片（條）、速凍薯條（薯泥）、蒸薯條、罐裝和去皮馬鈴薯、馬鈴薯脆片、馬鈴薯膨化小食品等；b，加工成淀粉及相關產(chǎn)品：由于馬鈴薯淀粉的優(yōu)良特性，不僅是制作高級方便面、面類最為理想的添加淀粉，而且還是肉制品、魚糜制品等的添加劑或原料。馬鈴薯淀粉也是粉條的優(yōu)質原料。出馬鈴薯淀粉外，也可得到相關產(chǎn)品，包括各種變性淀粉、飴糖、葡萄糖、膳食纖維制品等。C,其他制品：馬鈴薯提取淀粉后的殘渣可制成馬鈴薯發(fā)酵飼料、提取蛋白等[5]。 去皮（peeling）用于多種水果和蔬菜的加工中以除去不需要或不可食的物質，并改善成品的外觀。主

4、要的考慮因素包括通過盡可能減少去掉的部分以及可能降低能源、勞力和物質成本來降低總成本。這里，介紹摩擦去皮方法：食品被放置在金剛砂滾軸上或內(nèi)壁排列著金剛砂的轉筒中，在磨損力的表面除去食品的表皮后又被大量的水沖洗干凈。該方法的優(yōu)點是由于過程是在溫室下進行而具有的能源成本低以及資本成本低、無熱損傷，食品外觀良好的優(yōu)點，不規(guī)則食品表面（如馬鈴薯上的“孔眼”）會破壞去皮產(chǎn)品的外觀，需要手工去除[3]。 關鍵詞：馬鈴薯、去皮清洗、農(nóng)產(chǎn)品、食品機械 Abstract Potato tuber for plants for circular or elliptic shape, s

5、tructure, by cuticular layer and layer, the pulp and pulp within four parts. Potato varieties can be divided into two kinds, one kind is starch content high, suitable for the production of raw materials as starch content of protein, another kind is higher, suitable for various fruits or food.. Pota

6、to nutrition is rich, besides direct edible, but also can be processed into food, powder, starch, etc, the economic value of higher food processing can be greatly improved through the value of fresh chips. In view of many of the characteristics of the potato, potato has been widely used. a. can be

7、fresh potatoes, fresh potatoes used mainly for cooking the family restaurant, China is mainly used to create dishes such as pasta snack food of the public.In addition to fresh fruit outside the potato for food, there are curry rice, stew and potato salad cold fast food. Potatoes can be made from con

8、venience foods, fast foods, snack foods, such as potato flour, potato powder, dehydrated potato chips (article), frozen French fries (potato mud), steamed potato chips, canned and peeled potatoes, potato crisps , extruded snacks such as potato; b, processed into starch and related products: potato s

9、tarch as a result of the excellent features, not only is the production of high-level instant noodles, flour add the most ideal type of starch, but also meat, surimi products such as additives or raw materials . Potato starch is also of high quality raw materials. The potato starch, but also related

10、 products available, including a variety of modified starch, maltose, glucose, dietary fiber products. C, other products: potato residue after starch extraction can be made from potato fermented feed, extract protein Skin peeling (for) of fruits and vegetables processing to remove need not eat or n

11、ot, and improve the physical appearance of the product. The main factors including through minimize removed part and may reduce the labor and material costs energy, reduce the total cost. Here introduces friction peel method: food is placed on the walls or emery roller drum lined up in the emery, we

12、ar away the food of skin surface by the amount of water after washing clean. The advantage of this method is due process is conducted in greenhouse with low cost and the energy of capital cost is low, no heat, the advantages of good food appearance, irregular food surfaces (such as potato "holes) de

13、stroys peel product appearance, need manual removal. Key words: Potatoes、Peel cleaning、Agricultural、Food machinery 目 錄 前言 - 1 - 1.馬鈴薯去皮機工作原理 - 2 - 1.1去皮清理的原理 - 2 - 1.2去皮設備 - 2 - 2．軸的設計 - 4 - 2．1軸的材料 - 4 - 2．2軸的強度計算 - 4 - 2．3軸的結構尺寸初步確定 - 5 - 3.滾動軸承的設計 - 6 - 3.1.滾動軸承類型的選擇

14、- 6 - 3.2.滾動軸承部件的組合設計. - 7 - 4.電動機的選擇. - 7 - 5.齒輪的結構設計 - 8 - 5.1.齒輪材料及熱處理 - 9 - 5.2.齒輪相關參數(shù)的初步確定 - 9 - 5.3.校核齒輪強度 - 10 - 6.圓筒的結構設計 - 12 - 7.軸承座的結構設計 - 12 - 8.圓盤的結構設計 - 13 - 參 考 文 獻 - 15 - 致謝 - 16 - 前言 綜觀食品加工業(yè)對加工技術的要求，食品加工技術的發(fā)展趨勢大致如下：第一，提高原料的利用率。由于食品生產(chǎn)企業(yè)利

15、潤較低，提高原料的利用率是企業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要途徑。第二，提高工作效率，便于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。第三，營養(yǎng)性和穩(wěn)定性高，現(xiàn)在人們對食品的要求越來越高，大家都很關注食品的營養(yǎng)功效[4]。 中國的薯類產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的28%，居世界第一位。近年來薯類的生產(chǎn)和加工發(fā)展十分迅速，尤其是美國、英國、德國和日本等國以發(fā)展優(yōu)質專用化的薯類品種，先進適用的技術裝備，高質量的加工制品和規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營方式等，推動著當今世界薯類加工業(yè)的發(fā)展。中國在薯類的種植和深加工上也加大了開發(fā)力度，形成了產(chǎn)前、產(chǎn)后良性循環(huán)的發(fā)展優(yōu)勢。尤其是加工后的薯類食品更是受到許多消費者的青睞，且在食品工業(yè)中所占的比例也越來越大[2]。 馬

16、鈴薯屬塊莖類作物，馬鈴薯塊莖中富含淀粉、維生素和糖，其塊莖中的主要物質如下：（1）淀粉和糖分，馬鈴薯淀粉由直鏈淀粉與支鏈淀粉組成，糖分占馬鈴薯塊莖總質量的1.5%左右，主要為葡萄糖、果糖、蔗糖。（2）含氮物，馬鈴薯塊莖中的含氮物包括蛋白質和非蛋白質兩部分，以蛋白質為主，富含球蛋白，這是全價蛋白質，幾乎含有所有的必需氨基酸，在營養(yǎng)上具有重要意義。（3）脂肪，在馬鈴薯塊莖中，脂肪含量為0.04%-0.94%。（4）有機酸 （5）維生素，馬鈴薯中含有多種維生素。（6）酶類，馬鈴薯中含有淀粉酶、蛋白酶、氧化酶等[2]。 馬鈴薯深加工可制成馬鈴薯粉、淀粉以及各種風味的休閑食品。馬鈴薯營養(yǎng)豐富，因此，對

17、馬鈴薯進行深加工具有重要價值。 1.馬鈴薯去皮機工作原理 1.1去皮清理的原理[1] 水果及塊根、塊莖類蔬菜的外皮在加工成食品之前，大多需要除去表皮。由于原料的種類不同，皮層與果肉結合的牢固程度不同，生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，對原料的去皮要求也各異，果蔬去皮的基本要求是去皮完全、徹底、原料損耗少。目前，果蔬加工中常用的去皮方法有機械去皮和化學去皮。 機械去皮應用較廣，既有簡易的手工去皮又有特種去皮機。按去皮原理不同可分為機械切削去皮、機械磨削去皮和機械摩擦去皮。 (1)機械切削去皮 是采用鋒利的刀片表面皮層。去皮速度較快，但不完全，且果肉損失較多，一般需用手工加以修整，難以實現(xiàn)完全機

18、械作業(yè)，適用于果大、皮薄、肉質較硬的果蔬。目前，蘋果、梨、柿等常使用機械切削去皮，常用的形式為旋皮機。旋皮機是將待去皮的水果插在能旋轉的插軸上，靠近水果一側安裝（或手持）一把刀口彎曲的刀，使刀口貼在果面上。插軸旋轉時，刀就從旋轉的水果表面將皮車去。旋皮機插軸的轉動有手搖、腳踏和電動幾種動力形式。在旋車去皮之前應有選果工序，以保證水果大小基本一致。 (2)機械磨削去皮 是利用覆有磨料的工作面除去表面皮層?？筛咚僮鳂I(yè)，易于實現(xiàn)完全機械操作，所得碎皮細小，便于用水或氣流清除，但去皮后表面較粗糙，適用于質地堅硬、皮薄、外形整齊的果蔬。胡蘿卜、番茄等塊根類蔬菜原料去皮大多采用機械磨削去皮機。 (3

19、)機械摩擦去皮 是利用摩擦因數(shù)大、接觸面積大的工作構件而產(chǎn)生的摩擦作用使表皮發(fā)生撕裂破壞而被去除。所得產(chǎn)品表面質量好，碎皮尺寸大，去皮死角少，但作用強度差，適用于果大、皮薄、皮下組織松散的果蔬，一般需要首先對果蔬進行必要的預處理來弱化皮下組織。常見到的機械摩擦去皮機如采用橡膠板作為工作構件的干法去皮機。 (4)化學去皮 又稱堿液去皮，即將果蔬在一定溫度的堿液中處理適當?shù)臅r間，果皮即被腐蝕，取出后，立即用清水沖洗或搓擦，外皮即脫落，并洗去堿液。此法適用于桃、李、杏、梨、蘋果等的去皮及橘瓣脫囊衣。桃、李、蘋果等的果皮由角質、半纖維素等組成，果肉由薄壁細胞組成，果皮與果肉之間為中膠層，富含原果

20、膠及果膠，將果皮與果肉連接。當果蔬與堿液接觸時，果皮的角質、半纖維素被堿腐蝕而變薄乃至溶解，果膠被堿水溶解而失去膠凝性，果肉薄壁細胞膜較能抗堿。因此，用堿液處理后的果實，不僅果皮容易去除，而且果肉的損傷較少，可以提高原料的利用率。但是，化學去皮用水量較大，去皮過程產(chǎn)生的廢水多，尤其是產(chǎn)生大量含有堿液的廢水。 1.2去皮設備[10]： 離心擦皮機,離心擦皮機是一種小型間歇式去皮機械。依靠旋轉的工作構件驅動原料旋轉，使得物料在離心力的作用下，在機器內(nèi)上下翻滾并與機器構件產(chǎn)生摩擦，從而使物料的皮層被擦離。用擦皮機去皮對物料的組織有較大的損傷，而且其表面粗糙不光滑，一般不適宜整只果蔬罐頭的生產(chǎn)，只

21、用于加工生產(chǎn)切片或制醬的原料。常用去皮機處理馬鈴薯、胡蘿卜、番茄等塊根類蔬菜原料[1]。 圖1-1 去皮機結構 1- 機座 2-電機安裝支座 3—電動機 4—主動齒輪 5—從動齒輪 6—軸 7—軸承座 8、9、10—軸承 11—圓盤 12—圓筒 13—排污口 14—卸料口 去皮機（如圖1-1）由工作圓筒12、旋轉圓盤11、卸料口14、排污口13及傳動裝置等部分組成。 工作圓筒內(nèi)表面是粗糙的，內(nèi)表面焊有直徑10mm的鋼棒，然后植金剛砂；圓盤采用風扇葉片式結構設計，采用金剛砂黏

22、結表面，具體會在后面零件介紹中講解。圓盤這種結構特點除兼有去皮功能外，主要用來拋起物料，當物料從加料口落到旋轉圓盤凹凸表面時，因離心力作用被拋至圓筒壁，與筒壁粗糙表面摩擦達到去皮的目的。去皮工作時，水通過噴嘴送入圓筒內(nèi)部，卸料口的閘門由把手鎖緊，擦下的皮用水從排污口排去，已去皮的物料靠離心力的作用從打開閘門的卸料口自動排去。 為了保證正常的工作效果，這種去皮機在工作時，不僅要求物料能夠完全拋起，在擦皮室內(nèi)呈翻滾狀態(tài)，不斷改變與工作構件間的位置關系和方向關系，便于各塊物料的不同部位的表面被均勻去皮，并且要保證物料能被拋至筒壁。因此，必須保證足夠高的 圓盤轉速，同時擦皮室內(nèi)物料不得填充

23、過多，一般選用物料充滿系數(shù)為0.5~0.65，依次進行生產(chǎn)率的計算。 2．軸的設計 一切作回轉運動的傳動零件（例如本設計中的齒輪和圓盤），都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。軸的主要功用是支承回轉零件及傳遞運動和動力。 軸的設計包括結構設計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。 軸的結構設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造

24、工藝等方面的要求合理地確定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作 此處省略?NNNNNNNNNNNN字。如需 要完整說明書和CAD圖紙等.請聯(lián)系 扣扣：二五一一三三四零八 另提供全 套機械畢業(yè)設計下載！ 圓筒的結構特點主要體現(xiàn)在內(nèi)壁，內(nèi)壁均勻地焊接二十個直徑為10mm的不銹鋼棒，然后在整個圓筒內(nèi)壁植金鋼砂（包括在不銹鋼棒上），這種結構特點更有利于對農(nóng)產(chǎn)品的去皮，特別是對薯類農(nóng)產(chǎn)品。第一，由于不銹鋼棒的存在，物料在圓筒內(nèi)旋轉時會不斷的翻滾，這樣，就能對物料各個面進行去皮，達到均勻去皮的效果。第二，對于像薯類這樣的農(nóng)產(chǎn)品，由于有些地方

25、凹凸，在去皮工作時就有死點，往往有些地方?jīng)]有去皮，對于要求高的去皮效果，就要采用手工去皮的方法來處理這些死點，而采用不銹鋼棒焊接內(nèi)壁，當薯類農(nóng)產(chǎn)品在翻滾去皮工作時，當凹進去的地方剛好碰到直徑為10毫米的不銹鋼棒，照樣可以達到良好的去皮效果。 圓筒與清理槽之間采用法蘭聯(lián)接。 值得注意的是，圓筒蓋組件和不銹鋼棒都是焊接在圓筒上，而且圓筒壁上要開卸料口。筒蓋組件和不銹鋼棒焊接時，應先把它們都擺好在其焊接的位置，同時焊接，這樣做可以使焊接后變形均勻而且變形量?。辉僬?，應先焊接好圓筒蓋組件和不銹鋼棒之后，再在筒壁上開卸料口，如果先開卸料口再焊接，會使圓筒變形量增大、變形不均勻和應力不均勻，這樣，影響

26、圓筒零件的質量。 7.軸承座的結構設計 軸承座在設計中是至關重要的一部分，它是整個機械設備的傳動部分，軸承座結構設計的合不合理會影響設備的傳動精度，此設計中，將整個傳動部分，包括軸承座、軸承、齒輪以及密封圈可組裝在一起，做一個單獨的零件使用，這種設計可使整個傳動部分更加牢靠地結合在一起，而且便于拆卸。 圖7-1 軸承座 圖7-2 軸承座總成 圖7-1表示了軸承座的尺寸和結構特點，圖7-2表示了軸承座與轉動軸、軸承、從動齒輪及密封圈等的裝配和關系。軸承座總成可以看做一個單獨的零件安裝在清理槽上，這種結構便于安裝、拆

27、卸，而且結構緊湊，在傳動工作時傳動平穩(wěn)、振動小、噪聲小。 圖7-2中，9表示潤滑油口。 8.圓盤的結構設計 圓盤的結構特點決定圓盤的作用，在設計中要求圓盤能夠有去皮功能外，還要有拋起物料的作用，當物料從加料口進入圓盤內(nèi)后，物料首先落到圓盤上，圓盤隨著工作軸轉動，物料也在圓盤上旋轉翻滾，采用怎樣的圓盤結構才能使物料在圓盤上旋轉的同時可以被拋起呢？這里可以模仿風扇葉片式結構。 圖8-1 圓盤 如上圖所示，圓盤由三部分焊接而成，圓盤上表面都是金鋼砂黏結表面，有去皮的功能，起拋起物料作用的是上面的凹凸葉片式結構，在旋轉工作時，物料順著向上的面

28、拋起。 參 考 文 獻 [1].張裕中主編，食品加工技術裝備[M].第二版，中國輕工業(yè)出版社，2007. [2].郭順堂、謝焱主編，食品加工業(yè)[M]，化學工業(yè)出版社，2005. [3].崔建云主編，食品機械[M]，化學工業(yè)出版社，2007. [4].張燕萍、謝良主編，食品加工技術[M]，化學工業(yè)出版社，2006. [5].徐幸蓮、彭增起、鄧尚貴主編，食品原料學[M]，中國計量出版社，2006. [6].譚建榮、張樹有、陸國棟、施岳定主編，圖學基礎教程[M]，高等教育出版社，1999. [7].吳宗澤主編，機械零件設計手冊[M]，機械工業(yè)出版社，20

29、03. [8].楊景蕙、陸玉、唐蓉城主編，機械設計[M].第二版，機械工業(yè)出版社，1996. [9].鄭文緯、吳克堅主編，機械原理[M].第七版，高等教育出版社，1997. [10].楊明忠、朱家誠主編，機械設計[M]，武漢理工大學出版社，2001. [11].唐照民、汝元功主編，機械設計手冊[M]，高等教育出版社，1995. [12].余桂英、郭紀林主編，AutoCAD 2006中文版實用教程[M]，大連理工大學出版社，2006. 致謝 值此論文完成之際，謹向

30、在課題研究和論文撰寫過程中指導和幫助過我的老師和同學們致以誠摯的謝意。 本文是在導師張廬陵老師細致的指導和嚴格的要求下完成的。導師以深厚的理論功底和過人的科研智慧為學生指明了設計方向，傳授給學生科學研究的方法，并且嚴格細致地糾正我設計中的疏漏之處，而他們身先士卒的實干精神和一絲不茍的治學態(tài)度更是令我由衷的敬佩。在論文寫作期間，無論在文字和內(nèi)容上，導師都給了精心的指導，學生受益匪淺。在此，學生向導師表示衷心的感謝并致以最深的謝意。 在論文完成過程中，還得到過涂敏、羅星、裴小輝、肖健等同學的幫助，在此表示衷心的感謝，感謝同學們在理論知識、設計材料上給予的方便和建議。 最后向關心和支持我的設計和論文工作的朋友們表示衷心的感謝。 元友軍于江西農(nóng)業(yè)大學 2009年5月