离心式水果榨汁机的机械设计
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毕业设计说明书中文摘要离心式榨汁机的机械设计摘要 随着科学技术的不断发展,农业机械化技术也发展到了一个新的水平;随着农业机械化技术的发展和人们生活水平的提高,水果榨汁机的改进成为目前消费者关心的热点问题。本文介绍了榨汁机的研究意义、榨汁机的研究现状,分析了榨汁机的发展前景,详细讲述了离心式榨汁机的工作原理。这次和同组人员一起设计的离心式榨汁机能够更独特地更好地满足消费者的意愿,本着简单、方便、实用为原则一切从消费者的利益出发。而且,该榨汁机祛除了以前榨汁机出汁率底、果汁不清的弊端。单相串激式电动机充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、环保化等特点。 最后,我相信我们所设计的这台集专业化、智能化,自动化、,高效化、小型化、简单化、环保化、安全性为一体的榨汁机能够早日走进消费者的家庭。 关键词 离心式榨汁机、电机选配、壳体设计、榨汁部件设计毕业设计说明书外文摘要The Mechanical Design of Centrifugal Juice ExtractorAbstract With the development of science and technology, the agriculture mechanical technology has developed to a new level; With the development and improvement of agriculture mechanical technology and peoples living standard, the improvement of centrifugal juice extractor has become the consumers hot topic nowadays.This article introduced the research significance of centrifugal juice extractor, and the present research, also analyzed the development prospects of this machine, and narrated the work principle of the centrifugal extractor, also narrated the design process of single-phase series excitation type electric motor in double centrifugal extractor in detail. The centrifugal juice extractor, which was designed by my partners and I can satisfy our consumers demand uniquely and well, based on the principle of simple, convenient, practical and all for the consumers benefit. Moreover, this machine get ride of the previous problem that is low juice rate, and unclear juice malpractice. The single-phase series excitation type electric motor fully manifested the automation, high efficiency, miniaturization, simplification, and the environmental protection. Finally, I believed that this machine we designed which has the character of collection specialization, intellectualization, automation, high efficiency, miniaturization, simplification, environmental protection, and the security would be able to enter consumers family soon.Keywords centrifugal juice extractor, the choice of electromotor, The design of rind, the design of squeeze parts目录1概述11.1 研究目的及意义11.2国内外技术发展状况11.3主要研究内容22技术任务书22.1产品设计依据及设计要求22.2 主要结构概述22.3工作原理22.4技术经济分析33设计计算说明书33.1结构方案分析33.2离心式榨汁机的基本结构43.3离心式榨汁机的工作原理53.4 总体设计要点54 电机的选择54.1 电动机的选择要求54.2 电动机类型的选择64.3 电动机额定功率的确定75榨汁部件的设计86 榨汁机壳体的设计106.1 榨汁机壳体材料的选择106.2 榨汁机壳体的设计117榨汁机的使用说明书167.1 安装说明167.2 使用说明167.3 安全警告事项说明177.4 清洁、保养说明177.5 易发故障处理说明187.6 技术参数19结论20致谢21参考文献22我们机制工艺学实习的地方是中国一拖集团,总部坐落于中国历史文化名城、九朝古都洛阳,是一家在国内外许多地方设有工厂、子公司和代表处、以机械制造为主的综合性公司。1955年建成投产。目前具有年产大马力轮式拖拉5000-6000台,履带式拖拉机25000台,中小马力轮式拖拉机15-20万台,柴油发动机10万台,联合收割机 4000台,压路机4000台,工业推土机2000台的能力。源自瑞士、德国、美国、英国、意大利等世界发达国家的先进设备、流水生产线,能够出色地完成铸造、锻造、冲压、机械加工、热处理等工艺过程。20世纪90年代中国国家拖拉机研究与试验检测中心的成功并投入,极大地提高了一拖的产品研发实力。多年来,一拖在新产品开发、投资、生产、营销等方面不断保持着与德国、日本、英国等国家的国际知名企业合作。在全球的许多国家都可以看到一拖的产品。从15马力到180马力的轮式拖拉机,各种规格的推土机、压路机、摊铺机等为工农业生产和建设提供了操作舒适、高效、作业质量无与伦比的装备。我先大概介绍下实习的主要车间:1.磨具厂铸机车间:拥有大型立车130镗床,线切割数控铣等加工设备32台。具有各类复杂缺体,盖,排气等铸造模具和各种非标体件,批量零部件加工能力。锻二车间1:拥有大型龙门刨,立车,圆弧铣,强力铣,数控铣,电火花等加工设备21台。具有小吨位的拔叉,连杆齿轮模,链轮等中小型复杂零件锤短模机,精锻模加工能力。锻二车间2:拥有大型龙门刨,龙门铣,快速铣,靠模铣,电火花,数控铣床等加工设备10台。具有大吨位的曲轴,前梁,连杆等各类复杂零件的锤段模,机锻模能力。2.齿轮厂锥轮刨齿机属于锥齿车间齿轮加工的种类:(1)直齿 (2)斜齿 (3)弧齿加工方式: (1) 滚齿 (2)剃齿 (精度低)(3)刨齿 (表面光滑)(4) 磨齿 (精度高)(5) 冷剂 (6) 滚光轴齿车间分为车工组,铣工组和磨工组。承担齿轮厂大中轮拖柴油机,1002系列以及新产品试制的任务。车间拥有设备88台。有车,铣,滚,剃,钻,磨,挤齿等是齿轮厂设备类型较多的一个车间。主要设备:微机控制横移转塔车床,叉车,天车,插齿机,精密插齿机,立式键槽铣,滚齿机,立式钻床,半自动外圆磨床,摇臂钻床,万能外圆磨床,插床,直齿锥齿轮刨齿机。齿轮厂主要从事齿轮加工及齿轮箱和车桥生产,产品覆盖农业机械,工程机械,汽车和机床设备等。主要产品有直齿圆柱齿轮,斜齿圆柱齿轮,直齿锥齿轮,弧齿锥齿轮,渐开线花键,矩形花键等零件产品和工程机械变速箱,汽车车桥,变速箱和差速器总成等。该厂主要工艺设备859台,包括:美国格里森生产线,美国加工中心和数控车床,意大利,德国数控滚,插齿机,磨齿机,ZL50液力变速器装配线,车桥装配线,工业推土机箱桥装配线,两条桥壳加工生产线:主要壳体加工设备有:美国辛辛那提加工中心2台,国产卧式加工中心1台,大型镗床10台,龙门铣床2台,龙门刨床1台,大型数控车床1台,大型外圆磨2台,大型立车8台,大型卧车3台,大型平面磨2台。具有年生产齿轮300万件,箱桥总成产品5万台的加工能力。高精度齿轮加工设备有:数控磨齿机4台,数控剃齿机1台,数控立车2台,数控外圆磨1台,瑞士ZRMe9冷打花键,美国格里森NCG205锥齿轮刀盘磨齿机,美国格里森SRS410剃齿刀磨床:美国格里森锥齿轮生产线年产能力达15万套。3.油泵厂主要产品 :油泵 (作用:抽油,泵油),油嘴 (为柴油机提供)公司主导产品为“东方红”牌柴油机燃油喷射系统。产品包括喷油泵(PM型、BW型、BB型、ZHB型)、喷油器(J系列、S系列、P系列)及喷油嘴、柱塞、出油阀偶件等。产品精度高,性能可靠,适用范围广,可适用于汽车、工程机械、农用机械等各类柴油机,性能可达到欧I、欧lI排放标准,现已与东风康明斯4BT、6BT柴油机、潍柴日105、一拖LRl05、YTl05、北内X4115和湖动HD4108等系列柴油机实现配套,并在全国形成完备的配件销售、供应网络(经销商和服务站达200余个)。福田重工、迪尔天拖、佳联等国内知名企业均与我公司建立长期稳定的合作伙伴关系。公司主导产品为“东方红”牌柴油机燃油喷射系统。产品包括喷油泵(PM型、BW型、BB型、ZHB型)、喷油器(J系列、S系列、P系列)及喷油嘴、柱塞、出油阀偶件等。产品精度高,性能可靠,适用范围广,可适用于汽车、工程机械、农用机械等各类柴油机,性能可达到欧I、欧lI排放标准,现已与东风康明斯4BT、6BT柴油机、潍柴日105、一拖LRl05、YTl05、北内X4115和湖动HD4108等系列柴油机实现配套,并在全国形成完备的配件销售、供应网络(经销商和服务站达200余个)。福田重工、迪尔天拖、佳联等国内知名企业均与我公司建立长期稳定的合作伙伴关系。第一天先是有人跟我们讲解有关发动机厂的情况,包括历史和我们实习的注意事项,说到急切需要发展制造技术,这也是现在国内需要迫切解决的问题。说是在发动机厂里参观学习,但是发动机的制造和装配是商业秘密不给看的。我们一天就在曲轴车间和连杆车间里看,书本上看似深奥和抽象的理论在这里经过工人的操作就变得一目了然。下刀点,刀路,工件加工后的情况,工件与刀具工件与车床的相对位置,夹具的实际形状等等这些,看得很清楚,也容易记住,比在课堂上学容易吸收得多多。老师也说了一句一个在读研究生的话:“大学四年,就是在实习这段时间学到点东西。”很正确,起码对我来说是这样。完整地看了曲轴和连杆的加工过程,由毛坯到出厂成品。先说个感受,就是效率慢,虽然是生产线的工作,但是每一个工序都是又工人操作机床一步步完成,是单件生产的模式。也许这两个零件本来就重要,需要很高的精密度和精确度,需要这样细致的操作,但是也不觉得工作很细致,至于其他的零部件,几乎都是这样的单件生产,还没看到批量生产的设备。另外一个感觉就是落后,下午在看加工工艺卡,看了一下给我们看的卡的日期,1988年,我汗,年龄和我差不了多少,一个代的东西不知道实际上用的是不是这个,希望不是。如何改进这些,就是我们专业要学习的知识。今天学到了很多东西,包括曲轴和连杆的加工工序,每个工序的装夹和定位,相关工序所用的夹具知识,深一层懂得定位的原理。今天学的,差不多是上一学期整个学期学的相关的知识。随后实习的地方是洛阳一拖的燃油喷射公司,也是一拖改制后成立的一个子公司,至于它前身是什么车间,年介绍人说了没听到。今天实习有工人带着,比前两天好多了,有人带着有人介绍讲解参观起来思路都清晰,不会有种不知从何看起的困惑。她还是说到改制问题,说燃油公司是一拖最早实行改制的部门,最先成立的公司,由于效益好,其他车间也跟着改制,呵呵,国企个改革问题了。今天比较闷,因为现在是淡季,生产不需要很大,于是车间里有不少机器是没开的,大概都有三份之二,我们一路走下去就这个数的机械是空闲的,因为没必要开,开工的话反而不利于资金的周转,我们也就可以慢慢观察那机床的结构之类的。燃油公司生产的,当然和是内燃机有关的部件,例如说油嘴和油泵等,这些和我们的专业的关系不是很大,我们看的还是那些加工工序以及定位和夹具等。由于开工的工人不多,加工过程也看不了多少,机床看过了,没工人来操作,也看不到多少真正的东西,于是今天就这样站站走走了一天。途中还遇到一个华南理工的毕业生,介绍人说是硬把她挖到一拖去的。今天没看到没学到什么东西,本来车间开工的就只是推力盘和凸轮轴的生产线还有装配线,只是看了一个叫推力盘的零件的加工过程,也是车车磨磨的。不过就看到了一种夹紧方式,懂的了一种夹具的原理和构造。还去看了凸轮轴的加工工艺,感觉学到了很多东西。 接下来我们去参观了拖拉机装配分厂,里面有各种拖拉机的组件,还有各种漂亮、实用的轮式拖拉机和履带式拖拉机的成品,印象最深刻的是一太履带拖拉机可以当做小型装载机用,现场的工人师傅大概解说了下,感觉很使用,就是还处于实验阶段。现场的环境也不怎么好,噪音太大,对身体不好,还参观了整台拖拉机的装配过程,可以说学到了不少东西。最后我们参观一拖的热加工厂和铸造厂,在往去热加工的路上我看到了一拖生产的很多车型,有几种感觉设计还很漂亮,一拖毕竟是中国最大的拖拉机生产基地啊! 毕 业 论 文 论文题目 离心式水果榨汁机的机械设计 学 院 工程技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2003级 姓 名 杨伟志 指导教师 左月明 职 称 教授 2007年6月山 西 农 业 大 学本科生毕业论文(设计)选题审批表毕业论文(设计)题目离心式榨汁机的机械设计指 导 教 师左月明职 称教授学生具备条件应修完本专业教学计划规划所有课程选题完成形式毕业设计说明书,两张A0幅量图纸内 容 简 要:近年来,随着果蔬品种的增多和产量的扩大以及广大群众生活水平的普遍提高,人们在消费果蔬时又有新趋势,即喜欢饮用纯果蔬汁。目前市上虽然出售桃汁、苹果汁、草莓汁之类的果蔬汁,但一来价格高,二来不新鲜,三来有些厂家添加其他成分,不太纯,没有现榨现饮方便、刺激。同时随着消费形式的不断改变和市场经济的需求,一些家庭及个体经营者急盼多功能的小型果蔬榨汁机,并有以下要求:一是功能要齐全、形式上家庭为手工或半自动,个体经营者为全自动,自动出渣,自动过滤,清洗及操作方便;二是质量要可靠,服务要到位,产量上要有不同机型,可供多种选择,结构上要严谨、制造材料要防锈、防腐、一些重要易损配件要易配些,同时服务要方便,零配件供应要及时;三是价格要适宜、销售点要拓宽到市县区域,不能只限制在省城及一些重要城市,生产经销厂家要多做宣传和现场展示活动。本设计设计了小型家庭专用榨汁机,其中包括了对榨汁机电动机的选择、榨汁机榨汁部件的设计、榨汁机壳体的设计以及榨汁机的设计说明书及使用说明。在设计说明书中我们详细叙述了榨汁机的工作原理以及各部件的设计说明,该榨汁机的壳体主要由端盖、离心外壳、电机外壳、底座等组成。榨汁部件则主要包含了回转篮。 我们相信这款集小型化、智能化、自动化、简单化及安全为一体的榨汁机,必将很受欢迎地走进广大消费者的家庭。系主任签字: 年 月 日 院长签字: 年 月 日2山西农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告题 目 离心式榨汁机的机械设计 学院名称 工程技术学院 专业名称 机械设计制造及自动化 年 级 机制032 学生姓名 杨伟志 学 号 0306124205 指导教师 左月明 职 称 教授 2007 年 3 月 10 日选题的依据及意义(包括课题的理论价值和实践价值;国内外的研究概况等):食品加工工业是二十一世纪的主要工业之一,它的发展速度和水平是一个国家人们生活水平及改善程度的一个重要标志,它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品加工业对人类发展和社会进步出了其他工业不可替代的贡献。中国人历来重视养生之道,随着人们饮食消费观念水平的提高,鲜榨果汁将取代碳酸饮料成为人们的主要饮品。果汁含有多种有机酸、芳香物质和酶类,可刺激食欲,有助于消化,因此,常常作为早餐前的开胃食品。果汁中特别富含钾、铁、硒、铬等无机盐和微量元素、维生素c、胡萝卜素以及多种抗氧化活性物质。此外,喝果汁还有利于膳食中铁的吸收。现代爱美人士更注重生活品质,煎炒烹炸虽然美味,但容易让一些蔬菜水果失去其营养成分,因而榨汁机风靡白领人群。在炎炎的夏季自己可以随时榨果汁饮用,花钱不多,既经济又方便,的确是大众家庭不错的选择。本课题研究内容本次设计的主要内容是离心式榨汁机的机械本分的设计,主要负责榨汁机的电动机的选择,榨汁部件的设计及榨汁机壳体的设计。该设计本着简单、方便、实用、安全为原则,在材料上我们采用了PC和ABS,电机则选择了单相串激式电动机去除了现在市场上那些电动机的不足充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、环保化等特点:简单实用的电路不仅可以让老人和孩子轻松操作而且维护修理特别简单。我相信这款榨汁机在未来的市场上一定很畅销倍受消费者的青睐。本课题研究方案 我们经过市场调查,研究各种类型的榨汁机,查看了各种相关资料,了解了当前我国榨汁机的现状以及当前各种榨汁机的优点和它们的不足之处。综合以上,我们设定了研究方案,设计离心式榨汁机,要求结构简单紧凑,便于拆装清洗维修,有保护措施,满足广大消费者的需求。研究的创新之处 本榨汁机采用了高科技非金属材料,无味,无毒,性能良好,既安全又节省成本,还轻便。榨汁部件我们采用的回转篮相比较其它类型的榨汁机有很大改进,壳体部分我们着手于制造的方便和结构简单,便于拆装清洗维修,带有人性化设计。 研究过程(含完成期限)第一步 明确选题,确立总体设计方案第二步 查找、收集相关资料第三步 拟订初步设计方案和具体设计方案第四步 让指导老师分析方案的优缺点并给出修改意见第五步 按照设计方案开始画图、设计第六步 让指导老师指出不足并改进第七步 独自完成毕业设计指导教师意见 指导教师签名:年 月 日教研室意见 教研室主任签名:年 月 日院系意见 主管领导签名: 年 月 日14毕业设计(论文)评价表指 导 教 师 意 见 签字: 年 月 日评 阅 人 意 见签字: 年 月 日答 辩 委 员 会 意 见主任委员签字: 年 月 日评 分 或 评 语院长签字: 年 月 日山西农业大学工程技术学院毕业设计1概述1.1研究目的及意义食品加工工业是二十一世纪的主要工业之一,它的发展速度和水平是一个国家人们生活水平及改善程度的一个重要标志,它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品加工业对人类发展和社会进步出了其他工业不可替代的贡献。中国人历来重视养生之道,随着人们饮食消费观念水平的提高,鲜榨果汁将取代碳酸饮料成为人们的主要饮品。果汁含有多种有机酸、芳香物质和酶类,可刺激食欲,有助于消化,因此,常常作为早餐前的开胃食品。果汁中特别富含钾、铁、硒、铬等无机盐和微量元素、维生素c、胡萝卜素以及多种抗氧化活性物质。此外,喝果汁还有利于膳食中铁的吸收。现代爱美人士更注重生活品质,煎炒烹炸虽然美味,但容易让一些蔬菜水果失去其营养成分,因而榨汁机风靡白领人群。在炎炎的夏季自己可以随时榨果汁饮用,花钱不多,既经济又方便,的确是大众家庭不错的选择。1.2国内外技术发展状况据资料显示:在发达国家家庭中与人们日常生活接触最为密切的厨房系列小家电像搅拌机、榨汁机、豆浆机、加湿机等新型小家电产品的拥有率已经达到80%以上而我国还不到10%,可以说:我国小家电正处于成长初期,大有潜力可挖,市场容量巨大,据专业人士预测小家电行业蕴藏着3500多亿元的市场。发达国家生产水果加工机械历史长,基础工业强,技术水平先进,用高新技术装备提高了生产率降低了能源消耗,增加了得率,减少了废弃物,保持了食品营养成分和风味,提高了食品品质。随着经济的不断发展我国市场上也出现了各式各样的榨汁机,但大部分采用的设计理论、设计手段、设计方法、制造技术和检测手段落后;无论是从内在质量还是外观设计都远远不如发达国家。此外,国内许多原材料、基础件质量不稳定,直接影响了产品的整体质量。而且我国生产的水果榨汁机用于工业生产果汁的比较多,家庭实用型的却很少,且从性价比方面考虑也不是很让消费者满意,更主要的是我国目前使用的水果榨汁机通用性差、出汁率低,清汁果肉含量多。因此,要求出汁率高、果汁清家庭实用型榨汁机的研究与开发很受广大消费者的欢迎。1.3主要研究内容本次设计的主要内容是离心式榨汁机的机械本体设计,主要负责水果榨汁机的壳体的设计。该设计本着简单、方便、实用、安全为原则,在材料上采用了PC(聚碳酸酯塑料)和ABS(工程塑料),设计上弥补了以往各种榨汁机的不足,充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、安全化等特点:简单实用的榨汁机可以让老人和孩子轻松操作而且维护修理特别简单。我相信它在未来的市场上一定很畅销倍受消费者的青睐。2技术任务书2.1产品设计依据及设计要求根据调研资料,初步得到设备的以下几项设计要求:1) 根据市场需求,设计家庭专用小型榨汁机;2) 要求额定功率P300W; 3) 要求结构简单,便于拆装、清洗、维修;4) 要求有安全保护装置;5) 设备制造容易,成本低廉;2.2主要结构概述榨汁机主要由电动部件,榨汁部件及榨汁机壳体组成。 2.2.1榨汁机壳体:榨汁机壳体是用来支撑榨汁部件及为电机提供安装外壳,保证榨汁机的正常运作。2.2.2榨汁部件:不同的种类的榨汁机,榨汁部件不同。榨汁部件的主要作用是用来破坏植物组织,并进行榨汁。2.2.3电动部件:电动部件主要是为榨汁机提供动力,有电机、输出轴、和电源开关等组成。2.3工作原理榨汁机的主要工作原理是利用物理方法破坏水果的植物组织制造出果糊,然后利用过滤方法分离出果汁和果渣。2.4技术经济分析设备的目标用户群为家庭单位,要求设备的制造成本比较低。电动机上选择单相串激电动机,满足设计要求,性能良好且价格低廉。壳体材料上选择非金属材料,既安全环保又节省成本。3设计计算说明书3.1结构方案分析果汁生产的核心工序是榨汁工序,而榨汁机是榨汁工序的关键设备,榨汁机性能的优劣直接影响和决定着产品的质量、成本和加工企业的经济效益,其作用至关重要。因此,应客观、准确了解各种榨汁机的工作特点,以便做到正确、合理地选用,满足生产要求,以便尽快提高我国榨汁机的应用水平和制造水平,带动果汁加工业的发展,彻底解决种植业的原料加工问题。以下是常用的几款榨汁机:1)双锥盘榨汁机双锥盘榨汁机的榨汁机理是利用两个母线重合的伞状锥体的啮合滚动,使进入啮合区域的果糊受压,果汁通过伞状锥体表面的滤孔排出。但双锥盘榨汁机压榨时作用时间短,对浆状物料的夹持性能差,排汁面积相对较小,排汁孔大,因此不适用于家庭水果榨汁。2)带式榨汁机 带式榨汁机的工作原理是利用两条张紧的环状网带夹持果糊后绕过多级直径不等的榨辊,使得绕于榨辊上的外层网带对夹于两带间的果糊产生压榨力,从而使果汁穿过网带排出。带式榨汁机具有结构简单、工作连续、生产率高、通用性好、造价适中等特点,但带式榨汁机的主要缺点是榨汁作业开放进行,果汁易氧化褐变,卫生条件差;排汁不畅;网带孔隙易堵。3)压板式榨汁机 压板式榨汁机配置一个工作时旋转的圆柱形机筒,机筒的柱面上开有长缝用于汁液透过,机筒轴心装有一双向丝杠,丝杠上的转动带动机筒两端的圆形压板相向移动。压榨时物料用泵充入机筒内,压板由两端向中间移动挤压机筒内的物料,汁液通过机筒壁上的长缝排出,压榨结束渣从机筒中部的开口排出。但压板式榨汁机的压榨力较小,汁液的透过面积较低。4)离心式榨汁机离心式榨汁机的主要工作原理是先利用刀片将水果片粉碎,然后利用高速旋转产生强大的离心力来分离果汁和果渣,果汁透过回转篮的金属网而流入果汁杯,果渣则被离心力甩出回转篮而进入果渣盒。该榨汁机体积小,结构简单,便于拆装清洗维修。适合于家庭水果榨汁。通过比较,决定设计离心式榨汁机。 3.2 离心式榨汁机的基本结构整机由榨汁机壳体、榨汁部件和电动部件三大部分组成。3.1.1榨汁机壳体榨汁机壳体主要由端盖、离心外壳、电机外壳、底座、果汁杯、果渣盒等组成。端盖、果汁杯、果渣盒均由透明聚碳酸酯塑料制成具有强度高、耐冲击、不易碎等特点。离心外壳、电机外壳、底座则由工程塑料ABS制成,其特点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好。叶片榨汁刀安装在榨汁杯中央,用高铬不锈钢制成,刀轴下端装有斜齿轮轴伸,与电动机输出轴连接。3.1.2榨汁部件榨汁部件主要由粉碎刀片、金属过滤网等组成。刀片内有锋利的刀孔,经实验证明这种刀片能够更好地削碎水果。刀片由高铬不锈钢制成,采用斜齿轮轴伸与输出轴连接。3.1.3电动部件电动部件主要为榨汁机提供动力,有250W单相交流串激式电机、输出轴、电机外壳、底座和电源开关等组成。串激式电机的结构如图1所示。整机由转轴、定子、定子绕组、转子、转子绕组、换向器和炭刷等组成。串激式典籍的特点是功率大、效率高、转速随负载力矩变化而变化,当负载减小时,串激式电机转速增加,最高可达22000r/min左右。为避免转速过高造成电机烧坏,一般不允许空载起动,同时也不宜加入太多水果,以免使电机超载而温升过高。3.3 离心式榨汁机的工作原理 离心式汁机可对果糊产生很高的离心力,可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作业。离心榨汁机的主要工作原理是先利用刀片将水果片粉碎,然后利用高速旋转产生强大的离心力来分离果汁和果渣,果汁透过回转篮的金属网而流入果汁杯,果渣则被离心力甩出回转篮而进入果渣盒,它的工作流程是原料选果清洗榨汁破碎离心过滤果汁和果渣。3.4 总体设计要点1) 电动机的选择2) 榨汁部件的设计3) 榨汁机壳体的设计4 电机的选择4.1 电动机的选择要求合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当,电动机就能安全、经济、可靠地运行;选择得不合适,轻者造成浪费,重者烧毁电动机。选择电动机的内容包括很多,例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等,但是结合榨汁机的具体情况,需要选择的通常只是功率、转速、等几项比较重要的内容,因此在这里介绍一下电动机的选择要求。电动机类型的选择要从负载的要求出发,考虑工作条件,负载性质、生产工艺、供电情况等,尽量满足下述各方面的要求:1)机械特性由电动机类型决定的电动机的机械特性与工作机械机械特性配合要适当,机组稳定工作;电动机的起动转矩、最大转矩、牵入转矩等性能均能满足工作机械的要求。2)功率电动机的功率,应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。避免出现“小马拉大车”现象或“大马拉小车”现象造成不必要的损失和浪费。3)转速电动机的转速满足工作机械要求,其最高转速、转速变化率、稳速、调速、变速等性能均能适应工作机械运行要求。4)运行经济性从降低整个电动机驱动系统的能耗及电动机的综合成本来考虑选择电动机类型,针对使用情况选择不同效率水平的电动机类型;对一些使用时间很短、年使用时数也不高的机械,电动机效率低些也不会使总能耗产生较大的变化,所以并不注重电动机的效率:但另一类年利用小时较高的机械,如空调设备、循环泵、冰箱压缩机等,就需要选用效率高的电动机以降低总能耗。5)价格低廉在满足工作机械运行要求的前提下,尽可能选用结构简单、运行可靠、造价低廉的电动机。4.2 电动机类型的选择家用食物加工用器具,如食物拌碎器、碎肉机、水果榨汁机、打蛋机、切片机等要求高起动转矩、高转速、体积小、结构简单,最适宜选用单相串激式电动机驱动。这类电动机的特点为额定转速一般超过10000r/min,短时定额或周期工作定额;结构特点为无外壳,而利用器具的外壳防护,电动机的防护型式为IP00,端盖简化成支架形式,通常用铸铝做成,依靠支架上的螺孔安装。电动机的功率一般在30250W之间。输出功率为90W以下,一般为自冷,90W以上采用轴流式风扇冷却。为了降低成本和减小噪音,常采用含油轴承。电动机的轴伸需与主机的驱动部件相配,一般采用斜齿轮轴伸。下表1为家用榨汁机常用单相串激式电动机的技术数据。表1 家用食物拌碎器用单相串励电动机技术数据型号电压(V)频率(H2)空载负载测试电压(V)电流(A)转速(r/min)转速(r/min)电流(A)输出功率(W)效率()HCB5420HCB520AHC76-402201202205060502201202200.330.650.722300023000190001500015000100000.601.12.55555250454548HL-2AHL-3AHL-3BHL-4240220220220505050501101101101100.150.30.180.2510000190001400021000105001200010500128000.350.950.450.85单相串激式电动机主要使用在要求转速高(400025000r/vmin)、起动转矩大、且体积小的场合。典型的用途是作为电动工具、拌碎器、吸尘器风机、家用缝纫机、医用离心机等工业机械及日用电器的动力。在结构上,单相串激式电动机一般由端盖、机壳、定子铁心、钉子绕组、换向器、电刷装置、电枢、风扇、转轴等主要零部件组成。通常定子铁心做成凸极形式,多为两极。定子绕组为集中绕组。单相串激式电动机的结构与直流电动机的十分相似,主要的差别在于单相串激式电动机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成,而直流电动机的磁场既可以叠压而成,也可以做成整体结构。由于交流绕组存在电抗,在功率、电压及定、转子铁心相同条件下,单相串激式电动机的定、转子绕组匝数比直流电动机的要少。1)主要技术指标 单相串激式电动机主要技术参数包括:额定电压Un(V)、额定功率Pn(W)、额定转速Nn(r/min)、额定频率fn(Hz)、堵转转矩Tk(倍)、堵转电流Ik(倍)、额定电流In(A)、效率h(%)、功率因数cos等。单相串激式电动机的主要性能数据见表2表2 单相串励电动机主要性能功率(W)转速(r/min)6000800012000效率()cos堵转转矩(倍)堵转电流(倍)效率()cos堵转转矩(倍)堵转电流(倍)效率()cos堵转转矩(倍)堵转电流(倍)16420.8624430.9035480.924.572547484052535360562.558569059604581206162607180620.853640.87622506466564370660.82680.8466550684706875070711100单相串激式电动机无论是从机械特性还是经济方面都适合本次设计的要求,因此可选择用HC76-40型号的电动机。4.3 电动机额定功率的确定经实验测定当榨汁机正常工作,转速n达到8000r/min以上的时候,榨汁机的离心效果明显改善,又查资料知道植物细胞壁的纤维丝抗拉强度为810MPa,我们选用各种不同功率的电动机进行实验,得出结论转矩大于200的电动机符合榨汁机的要求,根据公式,其中P为功率,单位为W;为转矩,单位为;n为转速,单位为;将以上数据带入得:我们可以选择单相串激电动机HC76-40型号,它的功率为250W,在正常工作时,它的转速达到10000r/min,扭矩达到240200,满足使用要求。所以我们选择的电动机的额定功率P为250W。5榨汁部件的设计榨汁部件的主要组成部分是回转篮。回转篮主要是由金属滤网、切削刀片以及与斜齿轮轴伸相配合的底部的斜齿。设计回转篮滤网的时候,主要考虑滤网的倾斜度,我们建立力学模型如图所示:图1:回转篮力学模型当水果片进入回转篮中,经过切削粉碎后进行高速离心运动,物料在回转篮中受一对平衡力离心力和向心力,物料自身受到重力和指向轴心的离心力,当物料贴在回转篮的滤网上的时候,又受到了垂直于滤网支持力和平行于滤网的摩擦力,它们的合力的方向必然为沿滤网斜度方向。这样物料就可以被甩出回转篮,从而达到分离果汁和果渣的目的。我们经过初步实验得出,回转篮上部金属滤网的斜度为55的时候,可以很好的将果汁和果渣分离。设计回转篮底部斜齿的时候,根据以往经验以及查照相关资料,我们取斜齿的比例为1:4。回转篮的主要作用是在开启榨汁机后,电机带动回转篮高速旋转,榨汁机就是利用回转篮底部的切削刀片将水果片切成小碎片,然后在高速旋转的离心过成中将果渣和果汁分离开来,离心过程中果汁透过金属网进入回转圆腔流入果汁杯,果渣则被甩出回转篮而落入果渣盒中,我们还考虑了金属滤网的强度是否满足要求,以及切削刀片的选择,它与离心外壳的配合和它与电机驱动元件斜齿轮轴伸之间的配合,以及切削刀片的安装问题。图2:回转篮图3:金属滤网(放大10倍)6 榨汁机壳体的设计6.1榨汁机壳体材料的选择 我们设计端盖、果汁杯、果渣盒的时候,采用的材料是聚碳酸酯塑料,这种材料具有优良的工程性能,密度为本色微黄,呈透明或半透明状,着色性好,不易老化。聚碳酸酯的重要机械性能是刚而韧,无缺口冲击强度在热塑性塑料中名列前矛。聚碳酸酯的成型零件可以达到很精密的公差,并在很宽的温度保护范围内保持其尺寸稳定性,成型收缩率为0.5%0.7%,膨胀系数低。最高使用温度可达135。热变形温度为135143C,当用玻璃纤维增强后,热变形温度可提高到150160C。聚碳酸酯的缺点是有一定的吸湿性,正常使用下吸湿率为0.15%,在室水中吸湿率为0.35%,在沸水中吸湿率为0.85%,在60C以上的水中会导致开裂而失去韧性。在水蒸气中反复蒸煮100次后,它的物理性能会显著下降。由于以上特性,聚碳酸酯在食品机械中常用来制造需要承受冲击载荷的食品模具和托盘,具有良好的使用性能。例如,饼干机上的冲压模和辊印模,巧克力浇注成型托盘等。还可以用来制造其他各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。而设计离心外壳、电机外壳的时候,我们采用了工程塑料ABS,其优点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好,在低温条件下抗冲击和机械性能较好,使用温度范围大(-40100C),因此应用广泛。6.2 榨汁机壳体的设计榨汁机的壳体主要包括端盖,回转篮,离心外壳,电机壳体,底座,盖锁,果汁杯,果渣盒。设计这些壳体的时候我们遵守了模具设计准则,同时考虑了模具的设计制造及加工问题。这样更有利于榨汁机的生产,并减少了制造成本。6.2.1端盖的设计设计榨汁机的时候,我们主要考虑了进料口与回转篮之间尺寸的关系,这样可以使得水果片更彻底的切削破碎,使得物料的离心更加充分;然后我们考虑了端盖与离心外壳的配合问题,这样使得榨汁机的结构更加紧凑,更加家庭化,小型化。榨汁机的端盖和离心外壳构成离心室,分离果汁的离心运动便在离心室中进行,端盖上设有进料口,榨汁前,先将水果切成小片以便可以从进料口进入离心室中做离心运动,将水果片从进料口投入,然后用推料杆将水果片紧压在圆形切削刀片上,刀片将水果片切成碎片,我们称其为物料,这时物料在离心室中做离心运动,由于质量大的离心力也大,故随着离心运动的进行,质量大的随着回转篮想高处运动,然后慢慢的甩出回转篮,落到果渣盒中,而果汁透过回转篮进入到回转圆腔,然后随着离心运动的进行留入果汁杯。至于壁厚我们设计为2mm,这样就可以满足我们的基本要求了。端盖的结构如图所示:图4:端盖6.2.2离心外壳的设计离心外壳可以说是榨汁机最重要的部分了,它包含了榨汁机果汁和果渣的出口,上面提到了果渣随着离心运动的进行被甩出了回转篮,甩出回转篮后,它并不是甩的到处都是,而是被甩到了果渣盒中,因而怎么被甩进果渣盒中就是设计的重要部分了,所以设计端盖的时候我们设计了一个圆梯形挡板,同时在离心外壳上设有开口,果渣盒就放在开口的下面。这样就可以限制果渣的运动,而让它落到果渣盒中。还有就是果汁的出口怎么设计的问题,当物料进入回转室后,做离心运动,在离心过程中,果汁脱离物料而透过回转篮进入回转圆腔,在回转圆腔的底部我们将其设计成螺旋状,并在一端开有圆形小口,这样果汁可以随着离心运动的进行而顺利流入果汁杯中。设计离心外壳的时候,我们考虑了其与端盖和电机底座和回转篮之间的配合以及模具的制造简易,我们将端盖与离心外壳的壁厚都设计为2mm,所以设计出来的离心外壳只是个壁厚为2mm的外壳而已,它的正反两面的凹凸结构正好相反。图5:离心外壳6.2.3电机外壳的设计 电机外壳的作用主要是用来固定电动机,所以设计的时候我们主要考虑电动机部分,在电机外壳的内部我们为电动机设计了一个圆柱形壳体,电动机的固定方式我们才用螺母固定,在电机外壳的内壁顶部我们设有3个螺孔,这样可以更好的保证电机的平稳性。其次我们要考虑的是电机与驱动部件的配合,在电机外壳的顶部开有圆形口,电机轴端由此伸出,在电机轴端安有斜齿轮轴伸,这样就可以与回转篮相配合,达到驱动效果。再者,我们要考虑电机外壳与离心外壳和底座的配合以及盖锁在其上的安装位置,考虑果汁杯和果渣盒的位置,我们将盖锁设计在电机外壳两侧面,与果汁杯和果渣盒位置分开。壁厚仍为2mm,某些局部可能有些变化,但起伏很小,不会影响模具的制造。图6:电机外壳6.2.4底座的设计设计底座主要考虑的就是电机的散热问题,我们将底座的底部网状,直接和外部连通,这样就很好的解决了电机的散热问题。其次是与电机外壳的配合。底座内壁上我们设有螺孔,采用螺母将电机外壳与底座固定在一起,采用了2个螺母进行固定。图7:底座6.2.5料杆的设计 设计推料杆我们主要考虑了与端盖进料口的配合以及当它与进料口配合完全后它与回转篮上切削刀片的距离,他直接决定了切削进行的是否彻底。6.2.6 盖锁的设计盖锁是榨汁机的重要保护措施,当所有榨汁机组件都按好后,需要用盖锁来将这些组件紧压在一起,以防止当榨汁机开启后,电机的高速离心运动将端盖等甩出去,造成伤人事件。设计盖锁的时候我们利用了塑料的弹性,这种盖锁结构简单,操作方便,适合安装在家用榨汁机上。6.2.7果汁杯、果渣盒的设计果汁杯和果渣盒的设计则主要考虑生活中的习惯问题,人在拿果汁杯和果渣盒的时候是否很方便。6.2.8 斜齿轮轴伸的设计电动机的轴伸需要与榨汁机主机的驱动部件相配合,一般我们采用斜齿轮轴伸。斜齿轮轴伸呈圆柱形,外表面均匀分布着6个斜齿槽用来与回转篮底部的斜齿相配合,内部与电机轴伸相配合。7 榨汁机的使用说明书7.1安装说明1)先将不锈钢漏钵放在机身底座上,对准凹口位置(注意:在装机时切勿接通电源以免不小心触到开关发生危险)。2)将漏钵上胶圈对准缝放在不锈钢漏钵上。3)将不锈钢过滤网组件放在漏钵内对准传动离合心轮垂直往下压,直至有喀擦一声,再用手将过滤网旋转向下看一看平衡与否。如果摆动很利害则说明没有装正,需要重新安装。4)将铝合金上盖放置于漏钵上胶圈上,对准槽装。5)将铝合上盖固定手挽提起,置于上盖上两侧的凹槽内,手挽需垂直,以便固定。6)再将料渣桶放在铝金上盖露出部位下方。元器件安装布置图7.2 使用说明1)请将包装用品及不需要之贴纸除掉。2)第一次正常使用时,一开启电机时可能会发出一点小量的烟或臭味,这是正常现象。3)使用前请先确定所有组件已经安装妥当(建议开机前先用一根细小的棒子(如食用筷子)透过入料口轻轻地拨一拨过滤网上刀片让它试运转几圈,看过滤网会不会刮到漏钵上胶圈,如果会刮到请重新再组装过一遍,直至不刮为止,请确认没有插上电源!)4)待电动机起动运转正常后再投入食物。5)将要榨汁的蔬果洗干净,大部份蔬果(如萍果、胡萝卜等)小于75mm的都可直接放入入料口不需切成小块。6)放一个杯子或容器在果汁出口处。7)将电源线插于220V50Hz之电源插座上,然后将开关拔至“1”处。8食物推进后,果汁会自动流入水杯或容器内,而果渣便收集在料渣桶内。7.3 安全警告事项说明1)清洁、维修、移动本机时一定要拔掉电源线插头。2)不可用湿手接触开关、插头。3)本机除不锈钢漏钵以上之组件可以拆下用水冲洗之外,机身底座以下之组件切勿用水冲洗或泡在水中。4)放在干爽平稳的地方使用,切勿把本产品摆放在热气炉上或靠近热炉,或触碰任何会发热的表面。5)若发现本机有损坏或异常现象,请立即停止使用。6)本机采用串励电机,故连续工作时间不可超过30分钟。若需长时间工作,则每运转30分钟后暂停5分钟后再启动。7)机器开启后,要用压料棒推压蔬果,不允许用手或其它物体代替。8)本产品只作榨生果或蔬菜果汁用途,请勿用以搅拌、切碎、磨蓉、刨丝等用途,也不能用于肉类或硬壳果类。7.4 清洁、保养说明1)请将开关拔至“0”,然后将电源线拔掉。2)将所有组件拆下,注意:拆下不锈钢筛网时,要连不锈钢漏钵一同垂直往上端,让筛网固定座与传动离心轮脱开,然后把筛网倒出(本机采用离心式设计,拆装简便)。3)除机身底坐组件外,其余组件皆可浸入水或其它液体中。4)用温暖的肥皂水清洗,然后用清水冲洗干净,再用干软布抹干或风干,清洁剂必须使用无毒、无腐蚀性的种类,切勿使用研磨情清洁剂。5)清洗不锈钢筛网时,请放于流水下,用尼龙刷清除附在上面的果渣,请小心处理此筛网,以免损坏。6)使用微湿的抹布或海绵抹干机身底座。7)所有组件皆不宜放于洗碗碟机清洗。8)本产品如要收藏包装,要让所有组件完全干透才可以。7.5 易发故障处理说明榨汁机常见故障有:电机不转,电机转动乏力,电机转动一会就自停,榨汁出液慢和部分功能失效等几种,下面简单说明.注意:以下所述均以220V市电正常为前提,检修时应先检查室内插座上的市电电源电压,排除其出故障的可能性.7.5.1电机不转造成这种故障的主要原因不外乎是榨汁机电路断路,接触不良和电机本身损坏.维修时,可先查看电源插头两端的电阻,合上电源开关时正常电阻为5060.如果实测无穷大,说明电源电路断路,可拆开主机座底盖,检查F1、S1、S2是否正常,通常以电源开关S1和安全开关S2损坏或者错位较多,可以重换个或者拆卸后重新校正或修理触动簧片即可.如果保险丝管被熔断找出原因重新换上规格相同的保险丝.如果换上仍旧被烧断,可能是电机绕组或引线短路7.5.2 电动机转动乏力榨汁效果差 造成榨汁机电机、刀具转动乏力、榨汁效果差的主要原因是电机过载或接触不良,具体原因及维修方法如下:1)果渣槽或果渣盘内的残渣过多,应该断电后取出果渣槽,然后进行彻底清除.2)投放的果蔬过大,质地过硬或量过大,压力用力太大等,避免这些不当操作就能解决问题.3)电机电刷和换向器间的接触不良,应该在清洗换向器后换上同规格的新件.7.5.2 发出异常声响或噪音大榨汁机工作时发出有别于正常噪音的异常声响,通常有以下几种情况.1)当电机转子与定子碰触,电机轴承损坏时,会发出异常声响.对此应拆开电机,仔细查出原因,然后进行校正便可.2)投放的果蔬过大、过厚、过硬、量过大、压力用力太大或果蔬槽饱满等,榨汁机工作时会发出变调的噪音或沉闷的“呜”声.对此应立即关机,排除故障,否则可能损伤电机或其他零部件,也可能引起温控器开关动作,自动停机.7.5.3 接通电源电机转动一会就自停大多是电机运转温升过高导致温控器开关ST动作,从而造成自动停机.此外,电机中存在局部短路现象也会造成这种故障.这主要是指电机转子、定子绕组部分短路换向器短路.还有,榨汁机连续工作时间过长也会导致电机温升过高,尤其是功率较小或质量较差的电机发热更严重,所以每次使用时间一般以不超过1分钟为宜.7.5.4 榨汁出液慢这种故障主要是刀具滤网组件被果蔬残渣堵塞所致,可拆卸该组件,然后进行清洗,并且仔细清除掉滤网和刀具上的残渣即可.顺便指出,要经常保持榨汁机体内外的清洁,每次使用后都要清洗,可用洗洁精清洗滤网、果渣槽等部件.但切不可用水或洗洁精冲洗主机座,或将机体放在水里,以免损坏机内的电器零部件.主机座应用湿布搽拭,但也要切实防止水滴流入机内.7.5.5 部分功能失效这种故障是指“点动、降速”等功能失效,但榨汁机还是能工作.通常是功能开关S1及其相应电路不良或损坏所致.功能开关S1常见的故障是触点被烧毛、烧黑或簧片变形等.修理时,可先用小锉刀或细砂布修平磨光触点,再用钳子校正变形的簧片,若开关触头烧坏程度严重,则应更换触头,可从别的开关上拆出类似触头经修正后代替,当然换新件更好.拆装开关时可将簧片、弹簧等小零件放在一个小瓶子或小杯子里,这样可防止因丢失所带来的烦恼.7.6 技术参数额定输出功率250W工作效率45%48%额定电压220V额定频率50Hz入料口直径48mm净重5kg防水星级IPX1机身尺寸180*234*247(mm)结论鉴于当前国内生产的榨汁机的各种不足,我们在此基础上设计了离心式榨汁机,相比较其他种类的榨汁机,该榨汁机具有良好榨汁效果,出汁高,果汁和果渣的分离效果好,榨汁部件和壳体设计简单,便于拆装清洗维修,并且安有保护装置,榨汁主要部件回转篮的设计相比较其它种类的榨汁机而言,有了很大的改进;切削刀片我们采用了带有锯齿的切削刀片,加强了切削效果;金属滤网更为精密,则使得果汁更加精纯。榨汁机的壳体等部件主要包含了端盖、离心外壳、电机外壳、底座等,设计这些零件的时候,我们主要考虑了模具的制造问题和结构问题,使得制造上更加简便,结构上更加简单紧凑,材料上我们选用了工程塑料ABS和聚碳酸酯PC,不仅节省成本而且环保,这样相比较其他种类榨汁机而言就做到了小型化,自动化、环保化,安全化,更好地满足了广大消费者的消费需求。致谢经过一个多月的忙碌,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于我经验的匮乏和知识积累的不足,难免有许多考虑不周全的地方,希望各位老师批评指正!本次设计的整个过程都得到了左月明教授的悉心指导在此表示衷心的感谢。左老师多次询问研究进程,并为我指点迷津,帮组我开拓思路、精心点拨、热忱鼓励。左老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度一直是我工作、学习中的榜样;他循循善诱的教导和不拘一格的思路都给予我无尽的启迪。在这次毕业设计过程中非常感谢桑晓波、李学亮和高纬耶同学的无私帮助。同时还要感谢所有老师对我的教育培养,你们的谆谆教导我会牢记于心。最后,我祝愿所有的老师都身体健康,工作顺利;祝所有的同学都能事有所成。 2007年6月 杨伟志参考文献1 食品机械设备常用的非金属材料.中国食品产业网,2006年. 2 工程技术学院编.毕业设计论文指导书M.山西: 山西农大工程技术学院,2006.33 张良成.材料力学M.北京:中国农业出版社,2003.74 北京农业工程大学.农业机械学(下)M.中国农业出版社,1989.5 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册M.北京:中国农业机械出版社,1985.76 肖振金.食品工厂机械与设备M.北京:轻工业出版社,1991年.7 电机工程手册M.1990年.8 谢卫,电工技术杂志,1995年.9 汪国梁.串激电动机的设计,1990年.10 沈再春.农产品加工机械与设备M.农业出版社,1993年. 11 食品机械原理与使用.广东科技出版社,1988年.12 中怡康全国市场监测数据库M.2006年. 13 吴宗泽.机械设计师手册M.北京:机械工业出版社,2002.123
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