小型电动绞肉机的设计
购买设计请充值后下载,资源目录下的文件所见即所得,都可以点开预览,资料完整,充值下载可得到资源目录里的所有文件。【注】:dwg后缀为CAD图纸,doc,docx为WORD文档,原稿无水印,可编辑。具体请见文件预览,有不明白之处,可咨询QQ:12401814
Manuf智力J备有工艺(2005):551-559 25.10.1007 / s00170-003-1843-3Masoodb阿巴斯悬Shayanae卡拉调查设计和制造机械输送系统,有食品加工。2003年3月29日收到:2003年6月21日/接受:6月23日/发表在线:2004年,斯普林格出版社伦敦有限2004年摘要:本文章介绍了开发方法和技术进行将降低成本和时间的设计、制造和装配的机械输送系统的研究的结果,应用于食品和食品饮料行业。改进后的方法来设计和生产的自动调节式气力输送的组件是基于新的材料、零件、成本、使用规则的设计制造和面向装配的设计。结果在一个测试输送系统验证的好处通过采用改进的技术。整体材料成本和传统的方法相比降低了19%,整体装配成本相比,降低了20%。关键字:装配.DFADFM.设计,机械输送。1介绍输送系统应用于食品和饮料行业高度自动化的定制结构组成的一个大型零件的数量和用来携带产品,如食物纸箱装,喝的瓶子和罐子在快速生产和组装线。大部分的处理和包装的食品和饮料-在纸箱、持续经营再保险瓶或罐等。在一个被控制quired移动速度,对充填或者装配墨粉寿命结束-成为。他们的操作需要高效、可靠的我-传送带运输,操作时,范围从高架地板-类型的安装类型的连锁店,或者带式输送机滚筒驱动系统。近年来,极大的压力来自客户低成本但高效的机械输送系统使得制造商重新检查他们的当前的设计和组装等看看另一种方法和手段来制造更多经济、可靠的输送带,为他们的客户带来方便,目前,悬Masood(u)bae Shayan阿巴斯卡拉工业研究所一本史文朋,一本史文朋理工大学,墨尔本,澳大利亚3122山楂,电子邮件:smasoodswin.edu.au:改进后的新零件大多数物料搬运设备,硬件和软件两个方面,都是高度专业化,呆板的和昂贵的配置、安装维持1。输送带,被固定在以他们的位置和根据他们的同步输送带速度,任何转换的输送系统非常困难和前期陷入沉思。在今天的从根本上改变工业市场,有一个需要执行一种新的制造策略,一个新的系统经营理念,并提出了一种新的系统控制软件和硬-陶瓷的发展理念,可应用于设计的新一代的开放、灵活物料搬运系统2。何鸿燊和Ranky3模型,提出了一种新的模块化可重构二维和三维的输送系统,包括一个开放的稀土-可配置的软件体系结构的基础上,CIM-OSA(打开系统架构)模型。指出研究地区输送系统的改进、完善和提高,用于饮料-焦化是非常有限的。大部分的发表的研究论文是指挥用于改善输送系统的操作和交互的系统非常复杂的软件和硬件。本文提出一种研究调查,实践证明,使用当前技术标志、制造和装配型链式的地板上驱动机械输送设备,以减少制造这样的运输机的时间和成本。应用了并行工程的设计和实施的基本原则面向装配的设计制造和4、5,几个关键研究了输送机零部件都是为他们的功能、材料适宜性、强度准则、成本和简化了安装的整体输送系统。这个关键零部件进行了改性用新的形状和几何位置重新设计,以及一些新材料。改进后的设计方法和功能验证了新型平零件上测试了一种新测试,系统设计、制造和组装过程中使用。设计制造和装配DFMA)近年来,研究在该地区的可制造性设计和装配已成为非常有用,因为他们正在考虑提高工业设施和生产。然而,没有足够的工作完成后,在该地区输送机的设计,特别是相关的组件是使得越来越多的图纸数据与重组。输送过程的设计基于传统的方法。大量的文章发表,investi -DFMA封闭的相关问题,并将其应用于各种methodolo -要达成目标,使经济、高效和成本证明有效的对这些公司正在调查之中。主要的分类知识就可以影响DFMA -问题的一般准则为(1)、(2)特定公司的最佳(3)进行resource-specific过程和或约束。一般指通常适用rules-of-thumb指南,到制造领域的设计师应该注意。下面的列表整理了DFM指南6。设计最小数目的部分开发一种模块化设计最小化部分变化多功能设计部件multiuse设计零件为便于设计部分的0.9%的制造避免单独紧固件灵活性:最大化设计为便于装配处理:设计最小化处理的简报评估的装配方法消除调整避免灵活的组件:他们很难对付使用零件已知的能力偏执允许的最高部分使用已知的和证明零售商和供应商在derated使用零件析出大量的价值观与没有边际最小化组件强调标准化使用尽可能简单的操作使用已知的能力操作启动和干预措施。最小化承接的工程更改批量生产这些设计指导方针应该被认为是“最优的建议”。他们通常会导致高质量、低-成本,地设计。偶尔的妥协必须被做,当然。在这些情况下,如果一个指导方针,走过去了对市场营销或性能要求,下一个最好的选择应选择7。它是指特定公司的最佳实践的内部设计公司开发的条例,通常是在很长一段时间,和设计师是沿袭。这些设计规则是确定的公司等导致质量得以改善吗通过识别和效率的总体关系特定的过程和设计决策。公司使用这样的培训指导方针的一部分给设计师的产品需要大量的手工装配或-维护。值得注意的是,大部分的方法论擅长任选一种被快速和容易的开始,或者是被更正式的。例如,指导方针,布斯罗伊德Dewhurst8,在DFA被视为定量和系统的。而DFM指导方针,这仅仅是法则经验丰富的专业人员,是源自于一些定性和不那么正式的9。3传统的输送系统的设计输送系统的设计和制造是一个非常复杂和费时的过程。像每个输送系统一个定做的产品,每个项目不同于其他的项目在规模、产品和布局。该系统设计是基于客户需求,产品的规格要求。该系统布局必须适合在空间所提供的公司。这个过程的设计规划系统-输送机瞬变电磁法(tem)涉及修改以及可能要花上数天到数月不等或某些情况下十年。一个以最低的成本和最大。最有可能的客户适用性得到认可。图1显示一个图解的布局对一典型输送机系统安装在生产线用于标签塑料瓶。输送机系统的不同地区特殊的技术鉴定的名字,一般运用于类似的工业应用。美国证券交易委员会(sec)的“singlizer”-使产品的声誉形成一条车道从多个车道。“经济放缓的速度表“降低产品一旦它的出口,labeller填料等。美国证券交易委员会(sec)的“大规模流动”-兴是用来跟上高速过程,例如,填料,labeller等。“转会表”的方向发展,促进转移-流动。这些不同的目的是输送机部分因此为了控制产品,通过不同的处理流程。一个典型的机械输送系统用于食品应用包括了两百机械根据大小电器部件的系统。一些常见的但又极为重要的组件,可能是标准和积累了家族的输送系统。侧架、间隔臂的酒吧,最后板、覆盖板、内弯板、外板、弯曲的轨道和井(开车,尾巴和奴隶)。大小和数量的变化来表明自己的这些部分的长度的自动调节式气力输送的对应部分的内容和数量的轨迹-ing的宽度和类型的链所要求的。存在的问题及在当前的设计缺陷、制造和装配机械输送设备多样化、包括:在设计对部分高成本的一些组件长时间参与总装/维修使用非标零件 图14部分的改进为了识别领域的材料、降低成本劳动的成本分析的主要输送部件进行了研究估计成本的百分比各部分的关系所有这类零件的总成本。这个分析的目的是为了识别关键零部件,主要负责在-压痕的成本,从而探讨输送方式对于降低成本的部分。表1显示了一个50-section输送机的成本分析系统-瞬变电磁法(tem)。通过分析可知,有12个零件组成的15达79%总材料成本的输送系统,在那里的进一步研究的重点改进设计,降低成本是可能的。从这些,七个部分,分别鉴定为关键的部位(显示的星号符号在表1)构成最大数量的成分-达71%的数量,并包括在整体上的资料成本。在这些人之中,三种成分(腿套,侧架和支持渠道)被发现占总数的50%输送机材料成本。详细分析了每一种12考虑到零件的原则进行并行en -工程、设计制造和面向装配的设计,和研制了一种新的改进设计,每宗10。德-改进设计的尾巴的一些选定的主要部件5.腿套附件的重新设计在一个输送系统,腿是安装在侧架保持整个输送系统在了地板上。现有的设计工作的自动调节式气力输送的腿,但是花费也很昂贵的制造、他们有稳定的问题,并会造成延误发货。延迟通常是造成这些部分不到位从超过- 供应商准时。最关键的规格要求为输送机是: 带式输送机强度负荷稳定性简化了安装安逸的灵活性(调整高)。图2显示的所有部件的使用现有的设计输送机的腿。指定的密码是零件编号表2中所描述的,体现了一种的一个故障成本。完整的劳动时间要求组装系统性的腿。现有的腿设置由塑料腿括号内的命令来自海外,不锈钢管,腿切成指定的尺寸,腿管子塑料的调整,是哪一种管夹到腿是在底部,如图2。凸耳,切成大小、钻孔、焊接而成广场到腿管螺栓角度拉条和背衬板,以支持腿支架螺栓。#各部分的表2意味着这个号码在每个部分元件的数量和质量是特殊的。腿各部分的设计。公司利用这个设计为许多年,但一个常见的投诉。据报导,客户是不稳定的脚。从最初的调查,就变得很明显就是不锈钢管的声誉之间和塑料腿支架(部分在图1和第3部分。2)没有刚性足够了。连接这些零件是唯一一个6毫米螺栓。有时,当输送系统正载着满载荷、观察发现产品输送机的腿是不稳定的,并引起了机械震动。其中最主要的原因是由于一个单一的螺栓连接两端的凸耳在第三部分和部分的输送机可靠性具有重要物质和要求。为了满足顾客的期望立即改正。考虑到存在的问题输送机腿德标志和客户的喜好,一个新设计的输送机腿被发展。一般的强度和稳定性腿被认为是主要的标准。在新的设计方案的观点,但其他的考虑简单的计,海外部分的安逸装配环节的调试。图3显示,新设计的输送机的腿总成,和表3给出了描述和造价的每一部分。图3显示,新设计仅由五个主要的各部位为输送机的腿比八种主要的部件旧的设计。在旧的设计、塑料腿支架,腿塑料调节和腿管子管是最贵的项目成本核算的72%的腿总成。表1。输送机关键零部件,基于部件成本分析产品说明 腿*设置*侧架支持渠道*弯曲轨迹*Rt.滚子轴尾轴间隔条*支持*穿带支持一端穿条*终板盖板弯板转矩臂支架槽盖弯板内总关键零部件数量6880400813939135 4001323939818978材料应用塑料腿+ SS管2 5.m m SS C信道SS塑料20直径的S轴35直径不锈钢50X50X6 SS4010毫米塑料塑料2 5.m m / SS1 6.m m S / S2 5.m m / SS6毫米的飞船空间站板不锈钢2 5.m m / SS花费(%) 20.22 16.07 15.00 14.36 6.70 6.27 5.43 5.36 3.01 1.88 1.57 1.29 1.21 0.97 0.66 100.00改进的可能是的是的是的没有是的没有是的是的是的是的没有是的是的是的是的是的*表2。成本分析对老腿设计组装部分描述。1塑料腿支架5腿管子塑料调整6凸4角度拉条7背衬板2腿管3螺栓8总装配成本(焊接) 图2 图3表3。成本分析对新设计的腿总成 (部分描述)1不锈钢角(50503毫米)3腿塑料调整4交叉brassing5螺栓2背衬板结果,那些部分都已经被一种不锈钢角的影响并提出了一种新的塑料腿调整降低生产成本的腿assem -bly由接近50%。因此零件的总数量的腿从19日已减少到15和总成本为每回合的设置减少了55美元的新设计。新输送机腿设计、测试时,被发现更为安全、稳定的比旧的设计。消除零件号1个月和5从老式输送机设计作出了新的设计更加稳定和刚性的。此外,宽度,钉在十字架上支撑也有提高,而不是两个螺栓的山一个在旧的设计。这样就提供了整个输送机腿的设置额外的力量。6侧架的重塑边框架是首要支持输送系统提供体力输送机及几乎所有的零件安装在它。侧架的预计也会有一个刚性的力量来提供必要的支持给所有的荷载进行了输送机。它也可适应所有相关的输送机组件的装配。关键的考虑的一面框架设计是:侧架的大小(深度)强度的材料易于装配易于制造图4显示了侧架尺寸和参数。侧架的使用,在现有的设计深度尺寸(尺寸H在图4)调查时,发现之间的距离间隔的酒吧,轴(孔尺寸和回报G和F,如图4)降低的时候,就像有了一些不必要的两个人之间的距离。更为重要的一点,定义之前先检查一下设计参数,以确保带来另外两份关系更加密切,返回链不会赶上间隔条而输送机在运行。该模型的新球队的框架设计画在计算机辅助设计(CAD),以确保所有的规格是声音部分是放置在位置和检查的间隙很适合。通过这一原则的可制造性设计的新球队的框架设计是对称的,以便它适用于所有类型侧架的。这个变化将减小尺寸的一边所有通径的框架显著链。表4显示的维度上的比较旧的设计和新设计的侧架为同一链类型。 图4表4。新的和旧的侧架尺寸参数它指出整体规模(深度)的输送机有什么期望减少241 mm 199毫米(尺寸H),节约了42毫米不锈钢在每侧架马努-factured。因此,从一个不锈钢薄板毫米,1500 3000股老设计参数只允许六3米长的侧架但随着新的设计参数,现在它是可能的生产7侧架3米长从同样的表大小。用于的资料数量也是再保险侧架认为为更深入的研究。据估计,约55%总成本的输送系统都花在材料。目前的资料用于侧架是2.5毫米厚污点-304钢的等级食物少。目前,还有其他的材料市场上可以买到的厚度,可以选择作为一个选项。为此,一位挠度分析进行了预测,如果有任何其他类型的资料西装能够取代现有的资料,这样它才不会没有通过它的强度标准。分析6.1挠度侧架图5给出了确定的实验系统实践新球队的框架下,在X,Y方向不同加载条件。随着新的设计参数的一组侧架的生产调查挠度等1 6.m米厚的不锈钢侧架。一段侧架螺栓与间隔条和回归测试-轴是组装做这个实验。获得的结果挠度运用可变荷载侧架的一个区段通过一个液压。显示在图5,挠度表放置在垂直(Y)和横向(X)轴来测量吗任何阅读上观察到的侧架。应用的负荷是通过对侧架的液压机向下方向。侧架的支持上从同样的位置那里的腿是安装在侧架。8的轨迹输送机路段观察任何异常在大负载。负载的应用于实验输送机部分在估算和高于实际负荷欺诈-在真正输送机系统条件应用。输送设备的通常用来携带下的荷载一公吨,每米工业应用于食品和饮料行业。掣普珥-应用大量的轮廓点是估计偏转对侧架在高负载下。数字6和7取得成果的通过实验对输送机的四个进程和部分六轨,分别。从获得的结果,观察2 KN下挠度值的荷载作用下,几乎是在2毫米 图5 图6 图7类型的部分。在一定情况下,1.6毫米不锈钢侧架的设计,可以一种可能的选择在现有的输送机侧架的设计。据预计,有更大的部分,对输送带挠度的侧架的意志呆在允许范围内,也就是说,5毫米。主要的是为什么这个试验是确保侧架裂纹不扣在高负载下。因此没有对于任何证据屈曲发生的各种类型的部分使用。但预计也,经验教训的基础上工程师和调查研究,在当前完整的总成后,输送设备想像的力量,这将进一步额外减少可靠性偏斜对侧架。例如,挠度,对于每一套测量实验的意义。与安装在侧架腿,部队将行为相反的方向,将极大推动侧架里面。完整的观察可见特发性肺纤维化-保护的这个假设当一个完整可以得出结论输送机是内制造和测试试验的基础上的新设计参数。所有的实验结果,得到了令人满意的结果,它是骗人的-那1.6毫米不锈钢304侧架品位是专为输送带,对于食物和饮料行业指定的指导方针下负载。制造的成本节约这个地区有显著的自预计80%的材料的用量在一个输送系统是不锈钢做的。6.2侧架成本分析物料检讨和挠度的分析表明了现有2.5毫米不锈钢薄板设计是一个在身边的时候我是谁框架的食品和饮料输送机应用。alysis也显示,1.6毫米厚的不锈钢薄板即可作为一种替代性材料为侧架,这将履行令人满意。表5显示一个比较成本的旧的,新设计的侧架,哪个表明,节约每侧架在新设计是37亿美元(例如:一个储蓄的50.1%)。除此之外,节约成本,减少侧架从尺寸241 mm 199 mm也将允许生产一个额外侧架的30001500毫米不锈钢。在图纸上。新设计的改善是开展了好几个其他关键的部位,如支持渠道,还滚子轴上,穿条间隔的酒吧,支持和支持,一端穿带导致更多的成本和劳动的储蓄和缓解肌肉吉诺比利-成和组装等。例如,新的设计的支持总成(包括支持渠道穿带和一端穿条)要求降低若干进程,减少磨损的纸条厚度、使用一个新的M截面通道和规定使用不同种类的链给人们提供了一种节约成本的33.7%实验结果表明,改进的设计。这种新设计的辊轴的回报-用一种节约成本和减少50% 44.5%的劳动力时间。这种新设计间隔酒吧提供费用估计从节省25%的旧的设计。7 一个在测试设计实施的输送系统设计改进的实施零件和部件进行设计,图灵测试和组装的一个较为完整的输送系统。这新的和改进的测试和验证输送机当时性能与实际产品(塑胶瓶)。分析了成本还进行了比较sis是整体成本的储蓄,在这个测试输送机与所涉及的费用与一个相同的输送机基于陈旧的设计7。新的考试输送机是一种类型(图8),共有三个不同的部分的总长度5米。部分six-track C1是一段截面C2输送机,加入是一个six-track弯曲90输送机。这是连接到输送机补体C3,它是一段eight-track输送机的部分,称为杂合-国家的两种不同类型的枷锁,标签和力量。测试输送含有共有26主要部分。图9所示的是用于测试的测试输送机在合作产品开发流程公司。性能和效率的新测试方法的输送机和它的重要的新零件进行了光滑、无噪音的表演-通过观察极佳的产品开发流程的空的塑胶喝瓶输送链条。所有的器官和输送系统发现良好的静动态性能充分展示功能。一个完整的成本分析在测试输送机进行了研究为了衡量不同新与旧的设计也在组装评价缓解和减少劳动expendi -真正的。部件数量,所用的原材料、生产成本进行了计算和百分比等各个部分的存款每一部分和整体系统进行测定。 图8图98结果和讨论最关键的面积来查看是否考虑是新的支持通道的设置和滴盘中加入已经执行用较少的劳动消耗。注意的是,也已经向确保劳动者已经工作有效地工作。纽约时报用于组装的输送系统是在意料之中的对取决于心情的工人和其他外部前沿空中管制官-工具。但是努力达到尽可能密切的时间制造的输送设备。一项研究揭示了证明成本分析的事实:生产成本节约40%或更多达到了八改良设计部分节约成本实现了26%,34%在其他三个部分组成。在高成本部分,最大的储蓄为实现轴侧架,还辊,腿集和支持穿条纹的。的总费用降低了19%的输送机。整体劳动力成本在装配的输送机降低了20%。研究表明,该储蓄完成主要输送机的零件,达到或超过设计不是设计专业。其中最主要的变化,这些变化输送机系统的影响是设计的修订侧架的设计参数,这也会影响到这些变化在其他地方,都是同盟。其次,发展支持新的M剖面的通道随著标准磨损条添加到巨大的成就在新的输送机的设计。完成从全新的设计减少了劳动也做出了重大影响成本和流水线上提高了产品设计和制造。同时也注意到,它是由categorising间隔棒不同数量的轨迹im -证明了选拔程序的设计。新输送机制度已成为更经济且有效的成本和需求使用额外的增强材料被淘汰出局。9结论在设计和制造机械输送系统-等方面,有相当不足的研究工作的输送机设计优化,特别是缺乏应用技术来设计改进在这样的系统。在为了提高成本和订货至交货的时间在输送系统瞬变电磁法(tem)、一个完整的故障分析,这也是一种试输送机等久了进行评估的高消费地区于输送机马努-成。分析运用原则的支持可制造性设计,为提高面向装配的设计在不牺牲的功能设计和运行的系统。一种新的式输送机设计提出了一种基于所有建议的修改的自动调节式气力输送的组件。该建议验证了输送系统以及在考试的时候所采用的合作公司。结果证明见sub -cessful与整体的储蓄,在成本和19%下降20%总劳动成本。研究结果显示,应用DFMA的规则,设计和组装的费用的一个情结像机械输送系统为食品加工即可戏剧性的减少。参考1. Anderasen MM, Ahm T (1986) Flexible assembly system. Springer, Berlin Heidelberg New York 2. Ho JKL, Ranky PG (1994) The design and operation control of a recon- figurable exible material handling. Proceedings of 1994 Japan-USA Symposium of Flexible Automation, vol. 2, Kobe, Japan, pp 825-828 3. Ho JKL, Ranky PG (1997) Object oriented modelling and design of reconfigurable conveyors in exible assembly systems. Int J Comput Integr Manuf 10(5):360-379 4. Kusiak A (1990) Intelligent manufacturing systems. Prentice Hall, New York 5. Corbett J, Dooner M, Meleka J, Pym C (1991) Design for manufactur- ing: strategies principles and techniques. Addison-Wesley, UK 6. Mize JH, Glenn P (1989) Some fundamentals of integrated manufac- turing. International Industrial Engineering Conference Proceedings, Washington, DC, pp 546-551 7. Mize JH (1987) CIM-a perspective for the future of IEs. IIE Integrated Systems Conference Proceedings, Nashville, TN, pp 3-5 8. Boothroyd G, Dewhurst P (1988) Product design for manufacturing and assembly. Manuf Eng April:42-46 9. Bedworth DD, Henderson MR, Wolfe PM (1991) Computer integrated design and manufacturing. McGraw-Hill, Singapore 10. Abbas B (2001) An investigation into design and manufacturing of mechanical systems for food processing and beverage industry. Disser- tation, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文题 目: 小型电动绞肉机的设计 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 1102 学生姓名: 张良宵 指导教师: 邱国俊 论文提交日期: 2015 年 6 月 1 日论文答辩日期: 2015 年 6 月 5 日 摘 要 本文论述了肉类加工机械绞肉机的工作原理、主要技术参数、传 动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析。机械加工在知道过程中 具备两方面。小批生产低费用。对丁铸造、锻造和压力加工,每一个要 生产的具体工件形状,即使是一个零件,几乎都要花费高额的加工费用。 靠焊接来产生的结构形状,在很大程度上取决于有效的原材料的形式。 一般来说,通过利用贵重设备而又无需特种加工条件下,几乎可以以任 何种类原材料开始,借助机械加工把原材料加工成任意所需要的结构形 状,只要外部尺寸足够大,那都是可能的。因此对于生产一个零件,甚 至当零件结构及要生产的批量大小上按原来都适于用铸造、锻造或者压 力加工来生产的,但通常宁可选择机械加工。 严密的精度和良好的表面光洁度,机械加工的第二方面用途是建立 在高精度和可能的表面光洁度基础上。许多零件,如果用别的其他方法 来生产属于大批量生产的话,那么在机械加工中则是属于低公差且又能 满足要求的小批量生产了。另方面,许多零件靠较粗的生产加工工艺提 高其一般表面形状,而仅仅是在需要高精度的且选择过的表面才进行机 械加工。例如内螺纹,除了机械加工之外,几乎没有别的加工方法能进 行加工。又如已锻工件上的小孔加工,也是被锻后紧接着进行机械加工 才完成的。 关键词:绞肉机; 挤肉样板; 绞刀; 绞笼 Abstract The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger Small batch production and low cost. For Ding Zhuzao, forging and pressure machining, each of the specific workpiece to produce the shape, even a part, almost all have to spend high processing costs. The shape of the structure produced by welding depends largely on the form of an effective material. Generally speaking, through the use of expensive equipment and without special processing conditions, almost any type of raw materials, with the mechanical processing, the processing of raw materials into the arbitrary shape of the structure, as long as the external size is large enough, it is possible. So for a production of spare parts, even when the parts of the structure and production batch sizes are suitable for the original casting, forging or pressure processing to produce, but usually prefer mechanical processing Close precision and good surface finish, second aspects of machining are built on high accuracy and possible surface finish. Many parts, if the production of large quantities of production in other ways, then in the machining is belong to the low tolerance and can meet the requirements of small quantities of production. On the other hand, many parts rely on the rough production and processing technology to improve the general surface shape, but only in the need of high precision and the choice of the surface before machining. For example, in addition to mechanical processing, almost no other processing method can be processed. And if the machining of holes in the forged workpiece is finished, and the mechanical machining is finished immediately after forging. Key words: meat chopper ; reamer; grinding cage; squeeze the meat sample 目 录 第一章绪 论 . 1 第二章结构及工作原理 . 2 2.1 绞肉机的结构 . 2 2.1.1 送料机构 . 2 2.1.2 切割机构 . 2 2.1.3 驱动机构 . 2 2.2 绞肉机的工作原理 . 3 第三章 螺旋供料器的设计 . 4 3.1 绞笼的设计 . 4 3.1.1 绞笼的材料 . 4 3.1.2 螺旋直径 . 4 3.1.3 螺旋供料器的转速 . 5 3.1.4 螺旋节距 . 5 3.2 绞筒的设计 . 5 第四章传动系统的设计 . 6 4.1 电机的选择 . 6 4.2 带传动的设计 . 7 4.2.1 设计功率 . 7dP 4.2.2 选定带型 . 7 4.2.3 传动比 . 7 4.2.4 小带轮基准直径 . 71d 4.2.5 大带轮基准直径 . 72 4.2.6 带速验算 . 8 4.2.7 初定轴间距 . 80a 4.2.8 所需带的基准长度 . 80dL 4.2.9 实际轴间距 . 8 4.2.10 小带轮包角 . 81 4.2.11 单根 V 带的基本额定功率 . 91p 4.2.12 时单根 V 带型额定功率增量 . 9i 1P 4.2.13 V 带的根数 Z. 9 4.2.14 单根 V 带的预紧力 . 90F 4.2.15 作用在轴上的力 . 9 4.2.16 带轮的结构和尺寸 . 9 4.3 齿轮传动设计 . 10 4.3.1 选择材料,确定 和 及精度等级。 . 10limHliF 4.3.2 按接触强度进行初步设计 . 10 4.3.2.1 确定中心距 . 10 4.3.2.2 确定模数 m . 11 4.3.2.3 确定齿数 z ,z . 1112 4.3.2.4 计算主要的几何尺寸 .11 4.3.3 校核齿面接触强度 . 12 4.3.4 校核齿根的强度 . 14 4.3.5 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 . 15 4.3.5.1 确定齿厚偏差代号 . 15 4.3.5.2 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值 . 15 4.3.5.3 确定齿轮副的检验项目与公差值 . 15 4.3.5.4 确定齿坯的精度要求 . 16 4.4 轴的设计 . 17 4.4.1 按扭转强度的计算 . 17 第五章 绞刀设计 . 19 5.1 绞刀的设计 . 19 5.1.1 刀刃的起讫位置 . 20 5.1.2 刀刃的前角 . 21 5.1.3 刀刃的后角 . 23 5.1.4 刀刃的刃倾角 . 23 5.1.5 刀刃上任一点位量上绞肉速度 . 25 5.1.6 刀片的结构 . 26 第六章 生产能力分析 . 28 6.1 绞刀的切割能力 . 28 6.2 绞肉机的生产能力 . 28 6.3 功率消耗 . 28 总结 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章绪论 0 第一章 绪 论 随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高,人民对食品工业提出了更高 的要求。现代食品工业已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展,并且绿色 食品将成为新时代的主流食品。食品工业也成为国民经济的重要支柱产业,作为装 备食品工业的食品机械工业发展尤为迅速。 食品工业的现代化水平的体现,相当程度上依赖于食品机械的发展及其现代化 水,离开现代化的机械装备,现代食品工业就无从谈起。食品工业的发展是设备和 装备共同发展的结果,必须使设备和工艺达到最佳结合,并以设备革新促进工艺的 改进和发展,以工艺的发展进一部促进装备的发展和完善。两者相互促进、相互完 善,是使整个食品工业走向现代化的必要条件。 在肉类加工的过程中,切碎、拌搅拌工序的机械化必须非常高,其中绞肉机、 斩拌机、搅拌机是最主要的加工机构.几乎所有的肉类加工厂都具备这三种设备。 国内一些大型肉类加工厂先后从德国、美国、法国、英国等引进了先进的加工设备, 但其价格相当昂贵。目前中、小型肉类加工企业所使用的一部分设备为我国自行设 计制造生产的。绞制各种肉馅的机械,比如生产饺子馅和制造牛肉酱、虾丸之类的 产品,它将肉可进行粗、中、细绞以满足不同加工工艺的需求,该机也同样可作为 其他原料的搅拌设备。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章结构及工作原理 1 第二章 结构及工作原理 2.1 绞肉机的结构 绞肉机主要由送料机构、切割机构和驱动机构等组成,如图 2-1 所示。 图 2.1 绞肉机结构 1.机架 2.绞刀 3.挤肉样板 4.旋盖 5.纹筒 6.绞笼 7.料斗 8.减速器 9.大皮带轮 10.电机 11.三角带 12.小皮带轮 2.1.1 送料机构 包括料斗 7、绞笼 6 和绞筒 5。其作用是输送物料前移到切割机构,并在前端 对物料进行挤压。 2.1.2 切割机构 包括挤肉样板 3,绞刀 2,旋盖 4。其作用是对挤压进人样板孔中的物料进行切割.样 板孔眼规格有多种,可根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换。 2.1.3 驱动机构 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章结构及工作原理 2 包括电机 10、皮带轮 9、12、减速器 8、机架 I 等 2.2 绞肉机的工作原理 当机器工作时,先开机后放料,物料本身的重力和螺旋供料器的旋转,把物连 续地送往绞刀口进行切碎。因为螺旋供料器的螺距后面应比前面小,但螺旋轴的直 径后面比前面大,这样对物料产生了一定的挤压力,这个力迫使已切碎的肉从格板 上的孔眼中排出。 用于饺子馅生产时,肥肉需要粗绞而瘦肉需要细绞,以调换格板的方式来达到 粗绞与细绞之需。格板有几种不同规格的孔眼,通常粗绞用之直径为 57 毫米、 细绞用直径 24 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板,其厚度都为 1113 毫米普通钢 板。由于粗绞孔径较大,排料较易,故螺旋供料器的转速可比细绞时快些,但最大 不超过 400 转/分。一般在 100300 转/分。因为格板上的孔眼总面积一定,即排 料量一定,当供料螺旋转速比较快时,有时物料在切刀附近堵塞,造成功率突然增 大,对电动机的正常工作有影响。 绞刀刃口是顺着切刀转学安装的。绞刀用工具钢制造,刀口要求锋利,使用一 段时间后,刀口会变钝,此时应调换新刀片或重新修磨,否则将影响切割效率,甚 至使有些肉馅不是切碎后排出,而是由挤压、磨碎后成浆状排出,直接影响产品的 质量,根据有些厂的实验,饺子肉馅脂肪严重析出的质量事故,往往与此原因有关。 装配或调换绞刀后,一定要把紧固螺母旋紧,才能保证格板不动,否则因格板移动 和绞刀转动之间产生相对运动,也会引起对物料磨浆的作用。绞刀必须与格板紧密 贴和,不然会影响切割效率。 螺旋供料器在机壁里旋转,要防止螺旋外表与机壁相碰,如果有碰撞的情况发 生,会导致机器损坏。但它们的间隙又不能过大,过大就会影响送料效率和挤压力, 甚至会使物料从间隙处倒流,因此这部分零部件的加工和安装的要求相对较高。 绞肉机的生产能力不是由螺旋供料器决定,而是由切刀的切割能力来决定。因 为切割后物料必须从孔眼中排出,螺旋供料器才能继续送料,否则,送料再多也不 行,相反会产生物料堵塞的现象。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章螺旋供料器的设计 3 第三章 螺旋供料器的设计 3.1 绞笼的设计 绞笼的作用是向前输送物料,并在前端对肉块进行挤压。如图 31 所示,设计 上采用一根变螺距、变根径的螺旋,即螺距后大前小,根径后小前大,这样使其绞 笼与绞筒之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。 绞笼前端方形轴处安装绞刀,后端面上安装两个定位键与其主轴前端面上键槽 配合,以传递动力。 R530120438 785801051301.67.29节t1302. 图 3.1 绞笼 3.1.1 绞笼的材料 绞笼的材料选为 HT200 3.1.2 螺旋直径 0.136 m 取 D160mm2.5GDKC G生产能力,由原始条件得 G1T/H K物料综合特性系数,查表 1-16 得 K0.071 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章螺旋供料器的设计 4 -物料得填充系数查 B4 表 116 得 0.15 物料的堆积密度 t/m 猪肉的为 1.5t/m33 C与螺旋供料器倾角有关的系数,查 B4 表 115 得 C1 3.1.3 螺旋供料器的转速 由原始数据 n326r/min 3.1.4 螺旋节距 实体面型螺旋的节距 tD 3.2 绞筒的设计 由于肉在绞筒内受到搅动,且受挤压力的作用力和反作用力,物料具有向后倒 流的趋势,因此必须在绞笼的内壁上设计了 8 个止推槽.沿圆周均匀分布,如图 32 所示。绞筒内壁与绞笼之间的间隙要适当,一般为 3-5mm。间隙太大会使物料 倒流;间隙太小绞笼与绞筒内壁易发生碰撞。 绞筒的物料可选用铸铁,选 HT200 图 3.2 绞筒 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 5 第四章 传动系统的设计 绞笼只有一种工作转速,则从电机至绞笼的运动路线为定比传动,其总的传动 比可利用带传动、齿轮传动等构机逐级减速后得到。 绞笼的转速不应太高,因为输送能力并不是随转速增加而增加。当速度达到一 定值以后,效率反而下降,且速度过高,物料磨擦生热,出口处的压力升高,易引 起物料变性,影响产品的质量,因此绞笼的转速一般在 200 一 400r/min 比较适宜。 在本机选用 326r/min。 0114.326ii 由传动比标准系列查 B2 表 21 初步取 1.76 2.50ii 根据选用的电机和绞笼转速要求设计传动路线如下: 4.1 电机的选择 N= 4(KW)GW G绞肉机的生产能力,1000kg/h W切割 1kg 物料耗用能量,其值与孔眼直径有关,d 小则 w 大,当 d3mm, 取 w0.0030kw.h/kg。(查 B5p )75 传动效率,取 0.75 所以根据 N4kw,n1500r/min,查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4,再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 6 图 4.1 Y112M-4电动机的外观图 4.2 带传动的设计 4.2.1 设计功率 dP 1.24.8dAKkw 工况系数,查 B1 表 8122 ,取 1.2AK P传递的功率 4.2.2 选定带型 根据 和 查 B1 图 81 2 选取普通 V 带 A 型, 小带轮转速,为dp1n 1n 1440r/min 4.2.3 传动比 1.76 0i2ni1min/81076.4r 4.2.4 小带轮基准直径 (mm)1d 由 B1 表 8112 和表 8114 选定 100mm 75r/min 1dmind 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 7 4.2.5 大带轮基准直径 (mm)2d 21.7601di cm 由 B3 表 87 得 =180mm2d 4.2.6 带速验算 1 max0147.5/2530/606dnv svs 4.2.7 初定轴间距 ( mm)0a mda28)(210 4.2.8 所需带的基准长度 (mm)0dL 0 204)()(212210 aaLdd 882 886mm 依 B1 表 818 取 900mm,即带型为 A900dL 4.2.9 实际轴间距 a mLad2876902800 4.2.10 小带轮包角 1 3.5718012ad 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 8 = 3.572801 = 64 4.2.11 单根 V 带的基本额定功率 1p 根据带型号、 和 普通 V 带查 B1 表 8127(c) 取 1.32kw1dn 4.2.12 时单根 V 带型额定功率增量i 1P 根据带型号、 和 查 B1 表 8127(c) 取 0.15kw1ni 4.2.13 V 带的根数 Z Z = 49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP 小带轮包角修正系数查 B1 表 8123,取 0.96ak 带长修正系数查 B1 表 818,取 0.87L 4.2.14 单根 V 带的预紧力 0F 20)15.2(mvZPkFda = 254.710.4896. =134(N) mV 带每米长的质量(kg/m)查 B1 表 8124,取 0.1k/gm 4.2.15 作用在轴上的力 F )(10682sin4132sin20 NZF )(59ii310max 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 9 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1.5 倍maxF 4.2.16 带轮的结构和尺寸 带轮不但要求有足够的强度,而且应使其结构工艺性好,质量分布均匀,重量 轻,而且应避免由于铸造产生过大的应力。 轮槽工作表面应光滑(表面粗糙度 )这样可以减轻带的磨损。mRa2.3 带轮的材料为 HT200。查 B1 表 8110 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸,根据 带轮的基准直径查 B1 表 8116 确定轮辐 2*45401A63B0.AB1591808725195.72534B0A62453.0R5 图 4.2 小带轮 图 4.3 大带轮 4.3 齿轮传动设计 4.3.1 选择材料,确定 和 及精度等级。limHliF 参考 B1 表 8324 和表 8325 选择两齿轮材料为:大、小齿轮均为 40 ,并经调质及表面淬火,齿面硬度为 4550HRc;精度等级为 6 级。rC 按硬度下限值,由 BI 图 838(d)中的 MQ 级质量指标查得 ;由 B1 图 839(d)中的 MQ 级质量指标查得MPaH120lim1li ; 。FE72 MPaF502lim1li 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 10 4.3.2 按接触强度进行初步设计 4.3.2.1 确定中心距 a 132()maaHKTCAu 式中:配对材料修正系数 Cm1(由 B1 表 8328 查取) 螺旋角系数 Aa476(由 B1 表 8329 查取) 载荷系数 K1.6(参考 B1 表 8327 推荐值) 小齿轮额定转矩 1495496.7()1PTNMn 齿宽系数 0.4(参考 B1 表 834 推荐值)a 齿数比 u=i=2.5 许用接触应力 (参考 B1 表 8327PaH10829.0.lim 推荐值) 则 取 a80mm,.61085.2476)15.2(47632a 4.3.2.2 确定模数 m (参考 B1 表 834 推荐表) m=(0.0070.02)a=0.561.6, 取 m=1.5mm 4.3.2.3 确定齿数 z ,z12 初取螺旋角 13 z = = =29.4 取 z =301)(cos2ma)15.2(3cos80 1 z =z =2.5 30=75 取 z =752 2 重新确定螺旋角 142.082)753(.1arcos2)(arcos1 zn 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 11 4.3.2.4 计算主要的几何尺寸 分度圆的直径 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1 d =m z /cos =1.5*75/cos =114.3mm2 齿顶圆直径 d = d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1aa d = d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm2 端面压力角 (查 B1 表 834)029.14.0coscostgartgarnt 基圆直径 d = d cos = cos20.292 =40.2mm1bt d = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0 齿顶圆压力角 =arccos =34.3651at1ab0 = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = z (tg -tg )+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齿宽 b= .a0.4*80 32 取 b 32mm;b 40mma21 齿宽系数 = = =0.7d17.453 纵向重合度 =1.25.1420sinsi nmb 当量齿数 31.4531co/zv 78.6282s 4.3.3 校核齿面接触强度 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 12 强度条件: H 计算应力: =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中:名义切向力 F = = =2044Nt10dT7.4560 使用系数 K =1(由 B1 表 8331 查取)A 动载系数 =( )VK20B 式中 V= smnd95.1687.45160 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齿向载荷分布系数 K =1.35(由 B1 表 8332 按硬齿面齿轮,装配时检修H 调整,6 级精度 K 非对称支称公式计算)34.1 齿间载荷分配系数 (由 B1 表 8333 查取)0.H 节点区域系数 = 1.5(由 B1 图 8311 查取)Z 重合度的系数 (由 B1 图 8312 查取)7. 螺旋角系数 (由 B1 图 8313 查取)80 弹性系数 (由 B1 表 8334 查取)MPaZE.19 单对齿齿合系数 Z =1B = 1H2 327.4501.235.108.70.1895. 245.5MPa 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 13 许用应力: =HXWRVLNTZZSlim 式中:极限应力 =1120MPali 最小安全系数 =1.1(由 B1 表 8335 查取)limH 寿命系数 =0.92(由 B1 图 8317 查取)NTZ 润滑剂系数 =1.05(由 B1 图 8319 查取,按油粘度等于 350 )L sm 速度系数 =0.96(按 由 B1 图 8320 查取)V,95.1s 粗糙度系数 =0.9(由 B1 图 8321 查取)RZ 齿面工作硬化系数 =1.03(按齿面硬度 45HRC,由 B1 图 8322 查取)W 尺寸系数 =1(由 B1 图 8323 查取)X 则: = =826MPaH03.18596.012.10 满足 4.3.4 校核齿根的强度 强度条件: 1F 许用应力: = ; FVASaFnt KYbm2211SFF 式中 齿形系数 =2.61, =2.2(由 B1 图 8315(a)查取)1Y2 应力修正系数 , (由 B1 图 8316(a)查取)6.Sa7.Sa 重合度系数 =1.9 螺旋角系数 =1.0(由 B1 图 8314 查取)Y 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 14 齿向载荷分布系数 = =1.3(其中 N=0.94,按 B1 表 8330 计算)FK NH 齿间载荷分配系数 =1.0(由 B1 表 8333 查取) 则 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.27 许用应力: = (按 值较小齿轮校核)FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中:极限应力 =350MPali 安全系数 =1.25(按 B1 表 8335 查取)limFS 应力修正系数 =2(按 B1 表 8330 查取)TY 寿命系数 =0.9(按 B1 图 8318 查取)S 齿根圆角敏感系数 =0.97(按 B1 图 8325 查取)relT 齿根表面状况系数 =1(按 B1 图 8326 查取)lYR 尺寸系数 =1(按 B1 图 8324 查取)X 则 =FMPa497.025.1 满足, 验算结果安全1F 4.3.5 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 4.3.5.1 确定齿厚偏差代号 确定齿厚偏差代号为:6KL GB1009588(参考 B1 表 8354 查取) 4.3.5.2 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值(参考 B1 表 8358 查取) 第公差组检验切向综合公差 , = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B11iFifP 表 8369 计算,由 B1 表 8360,表 8359 查取); 第公差组检验齿切向综合公差 , =0.6( )1ifi tptf 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 15 =0.6(0.009+0.011)=0.012mm,(按 B1 表 8369 计算,由 B1 表 8359 查 取); 第公差组检验齿向公差 =0.012(由 B1 表 8361 查取)。F 4.3.5.3 确定齿轮副的检验项目与公差值(参考 B1 表 8358 选择) 对齿轮,检验公法线长度的偏差 。按齿厚偏差的代号 KL,根据表 8353wE 的计算式求得齿厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm,齿厚下偏差 =-16sptfsiE =-16 0.009=-0.144mm;公法线的平均长度上偏差 = *cos -ptf WSEs 0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.11 差 = cos +0.72TF0202sin36.awisi sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm;按表 8319 及其表 注说明求得公法线长度 =87.652, 跨齿数 K=10,则公法线长度偏差可表示为:knW10.26.587 对齿轮传动,检验中心距极限偏差 ,根据中心距 a=80mm,由表查得 83f 65 查得 = ;检验接触斑点,由表 8364 查得接触斑点沿齿高不小于 40%,f03. 沿齿长不小于 70%;检验齿轮副的切向综合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根据 B1icF 表 8358 的表注 3,由 B1 表 8369,B1 表 8359 及 B1 表 8360 计算 与查取);检验齿切向综合公差 =0.0228mmicf (根据 B1 表 8358 的表注 3,由 B1 表 8369,B1 表 8359 计算与查取)。 对箱体,检验轴线的平行度公差, =0.012mm, =0.006mm(由 B1 表 8363xfyf 查取)。 4.3.5.4 确定齿坯的精度要求 根据大齿轮的功率,确定大轮的孔径为 33mm,其尺寸和形状公差均为 6 级,即 0.016mm,齿轮的径向和端面跳动公差为 0.014mm。(如图 4-4) 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 16 0.14A.6.0.80.816?94.7528128*?47 0-,15 图 4.4大齿轮简图 4.4 轴的设计 4.4.1 按扭转强度的计算 用实心轴 335nPATd 式中:d轴的直径,mm T轴传递的转矩,N.mm P轴传递的额定功率,kw n轴的转速,r/min 轴材料的许用切应力,Mpa30 A系数,见(1)表 418,这里取 120 根据上面公式计算,齿轮轴的最小直径 d20mm;大齿轮轴的最小直径 d20mm 依据结构,设计如图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计 17 232 ?16?20+,79-?5+0,79-14,?315+0,79- 4 图 4.5 齿轮轴 ?30+,79-2630.82*4526184?7?30+,79-, 图 4.6 低速轴 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 18 第五章 绞刀设计 绞刀的作用是切割物料。它的内孔应为方形,安装在绞笼前端的方轴上并且一 起旋转,刀刃的安装方向应与绞笼旋向相同。绞刀的规格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、 8 刃。 绞刀用 ZG65 Mn 材料制造,淬火硬度为 HRC55 - 60,刃口要锋利,与样板配合 平面应平整、光滑。 5.1 绞刀的设计 绞刀的几何参数对所绞出肉的颗粒度以及产品质量有着相当大的影响,现对十 字刀片的各主要几何参数进行设计。 十字刀片如图(51)所示。其每一刃部的绞肉(指切割肉的)线速度 分布亦如 该图所示。由图可知其刃部任一点位置上只有法向速度 。 v 图 5.1 绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布 其值为: ( )30pnvRr 式中: 刀片刃部任一点的线速度 ms; n刀片的旋转速度 rpm; 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 19 刀片刃部任一点至旋转中心的距离 mm; r刀刃起始点半径 m m ; R刀刃终止点半径 mm; 再从任一叶刀片的横截面上来看 图(5-1)AA 截面,其刃部后角 较大,而 前角 及刃倾角 都为零。 因此,该刀片的几何参数(角度)不尽合理。故再将以一叶刀片的与网眼扳相接 触的一条刀刃为对象,分析刀片上各参数的作用及其影响,设计各参数。 5.1.1 刀刃的起讫位置 刀刃工作时,绞肉机的十字刀片做旋转运动。从式I可以看出,在转速一定 的条件下,刀刃离旋转中心点越远,切割肉的线速度越快。并且在螺杆进给速度也 一定的条件下,假定绞肉时刀片所消耗的功全部转化为热能,则任一与网眼板相接 触的刀刃,在单位时间内产生的热量为: QFV 式中:Q单位时间内任一与网眼板相接触的刀刃切割肉所产生的热量(Js) F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力(N)(参见第二部分刀刃 的前角式4) 任一刀刃切割肉的线速度(ms) 所以,切割肉的线速度越快,则所产生的热量也越大,因此绞肉的线速度不能 很高。 根据经验,我们知道一般绞肉时刀刃切割肉的钱速度处在 30 一 90mmin 之间最为理想,因此由这些数据可估算出刀刃的起讫位置,即刃的起点半径 和终 点半径 R。 根据式1得: 330n 我们已知十字刀片得转速n326r/min 当 时, ,mi 30m/min=0.5m/sr 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 20 m65.14.0326/ 当 时, , minR s/.in/9 R m435.13260/ 圆整后取:r=15mm R=45mm 5.1.2 刀刃的前角 当十字刀片绞肉时,其任一与网限板相接触的刀刃上的受力情况如图(5-2)所 示。 图5.1 与网眼板相接触的刀刃的受力分析 根据图5-2可知: fnfnFF 其值为: sincoisfnfnfn FF 因为刀刃与网眼板的摩擦力为: fn 肉与前刀面的摩擦力为: fnF 整理得: 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 21 4 cos)1()(2nnFF 式中:F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力(N) 刀片绞肉时肉的剪切抗力(N) 刀刃与网眼板的摩擦系数 肉被剪切时与前刀面的摩擦系数 刀片的前角( )90 网眼板作用于刀刃上的压力(N)nF 肉被切割时作用于前刀面的压力(N) 由于 A 式中: 肉的抗剪应力,与肉的质地有关 肉被剪切的面积,与网眼板的网眼直径有关 所以 与肉的质地及网眼的直径有关,故选定网眼板之后, 可以看成为常量,F F 故令 。1C 由于 是网眼板作用于刀刃上的压力,可以看为刀片的预紧压力,是常量,n 故令 。 是刀片切割肉时,肉对前刀面的压力与速度v有关,故令。2Fvn 简化式4得: 5cos)1()(221 vFCF 从式5和式2可知,刀刃前角 的大小,直接影响生产过程中的切割力,以 及生产过程中所产生的热量。 在刀片旋转速度以及螺杆进给速度一定的情况下,前角大,生产所需的力和生 产所产生的热量都小;反之,则大。但前角比较大时,因刀具散热体积小而使生产 时产生的热量不能尽快的冷却。因此,在一定的条件下,前角必须有一定的合理的 数值范围: 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 22 一般取: (肉质软取大值,反之取小值)4025 5.1.3 刀刃的后角 刀刃后角的作用:一是减小后刀面与网眼板(包括三眼板)表面的摩擦;二是在 前角不变的情况下,增大后角以便使刀刃锋利。 刀片磨损后刀刃会变的变钝,使肉在绞肉(生产)过程中变形能增大,同时由于 磨损后刀片的后角基本变为零,增大了刀片与网眼扳的摩擦力,两个机构会使生产 过程中产生的热量增大。 除此之外,在同样的磨钝标准V B下,后角大的刀片由新用到钝所磨去的金属 体积较大如图5-3所示。这说明增大后角可提高刀片的耐磨度,但相反也会出现 新的问题是刀片的N B磨损值大(反映在刀体材料的磨损过大这一方面),而且刀刃 极度也会减弱,因此后角也应该在一个合理的数值范围之内: 一般取: (肉质软取大值反之取小值)53 图5.2 后角与VB、NB的关系 5.1.4 刀刃的刃倾角 从分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃来得知刀倾角 对刀片性能的影响情况。 任意一个叶刀片的法剖面内,把刀刃进行放大时,可以把刀刃看作是一段半径 为 的圆弧 图 54,由于刀刃有刃倾角 ,因此在线速度方向剖面内的刀刃将变r 成椭圆弧状(由斜剖刀刃圆柱所得)。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 23 图 5.3 刃倾角与刀刃锋利度 椭圆的长半径处的曲率半径,即为刀刃实际纯圆半径 。 er0 其关系为: 6 cos0ner 由此得到,加大刀倾角 的绝对值,可以减小刀刃的实际钝圆半径 ,也就得er0 到加大刃倾角就可使刀刃变得比较锋利以提高生产效率。 一旦刀刃的起讫半径 r 及 R 确定后,其最大初始刃倾角 就可确定了参见max0 图 5-5: 图 5.5 齿轮带 7Rr/acsinmx0 初始刃倾角按下式计算: 见图 5-6 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 24 图 5.6 初始刃倾角计算用示意图 8)/(20 bRractg 式中:r刀刃起始点半径(mm); R刀刃终止点半径(mm); b叶刀片外端宽度(mm); 初始刃倾角;0 5.1.5 刀刃上任一点位量上绞肉速度 由于有了刃倾角,因此刀刃上任一点相对于网眼板的速度 ,将可以分解为垂v 直于刃的法向速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。参见图 5-7nv r 即: vn 其值为: ()30prRcosvnir 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 25 图 5.7 刀刃上任一点的速度示意图 又因为: /sin R 所以: 30sincos22 整理得 0/sin22Rvn ( )30/iRpr 式中: 刀刃上任一点位置的法向速度分度 m s;nv 刀刃上任一点位置的切向速度分量 m s; 刀刃上任一点至刀片旋转中心距离 mm; 刀刃的初始刃倾角; 与刀刃相切的圆计算半径 mm; R刀刃的终点半径 mm; r刀刃的起点半径 mm; 5.1.6 刀片的结构 根据以上对绞刀各个几何参数的分析,得出绞刀的结构图(图 5-8),此绞刀 的特点: 1、 后角取 5 ,刀片的寿命较长; 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计 26 2、 前角取 30 ,可以减小生产所需的力和功率; 3、 增大刃倾角,可以提高刀刃的锋利度,以提高工作效率; 4、 采用圆弧形的前刀面结构,可以增强刀刃的强度; 5、 采用可换式刀片结构,可以节约刀体材料并可选用不同几何参数刀片进行生 产。 R65?40A18815AR6?40 (a) (b) 6.5?30R4n (c) 图 5.8 2刃、4 刃、8 刃绞刀 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章生产能力设计 27 第六章 生产能力分析 6.1 绞刀的切割能力 切刀的切割能力,可用下式计算: )/(460 22hcmZDnF 式中:F绞刀切割能力( );c/2 n绞刀转速(r/min );326r/min D挤肉样板外径(mm);168mm 孔眼总面积与样板面积之比,一般取 0.30.4;取 0.4 Z绞刀刃数;取 6.2 绞肉机的生产能力 G 生产能力 G(kg/h): AF1 式中: 被切割 1kg 物料的面积,其值与孔眼直径有关( );1 hcm/2 A绞刀切割能力利用系数,一般为 0.70.75; 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式计算: (kw)WG 式中:W切割 1kg 物料耗用能量,其值与孔眼有关(kw h/kg); 传动效率; 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章生产能力设计 28 由生产能力计算可知,在 N、D 一定的条件下,绞刀的刃数越多,生产能力越大。 但是不同刃数的绞刀应与不同孔径的挤
收藏