全日制普通本科生毕业设计 电动菠萝削皮机的设计THE DESIGN OF ELECTRIC PINEAPPLE PARING MACHINE学生姓名： 学 号： 年级专业及班级： 2008级机械设计制造及其自动指导老师及职称：学 部： 理工学部湖南长沙提交日期：2012年06月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要1关键词11 概述21.1 菠萝削皮机研究意义及应用前景21.2 现在菠萝削皮方式及所用工具31.2.1 手动菠萝削皮方式31.2.2 机械菠萝削皮方式42 机械菠萝削皮机的方案的设计与确定52.1 机械菠萝削皮机-方案一52.1.1 工作原理72.2 机械菠萝削皮机-方案二82.2.1基本结构介绍82.2.2 工作原理102.3 机械菠萝削皮机-方案三102.3.1 主要结构介绍102.3.2 工作原理112.4 方案的确定113 菠萝削皮机的总体及部件结构设计与校核123.1 菠萝削皮机的总体结构设计123.1.1 运动的合成123.1.2 总体结构设计123.2 执行结构设计133.2.1 刀具的选择133.2.2 刀具的结构设计133.2.3 刀具大弹簧的设计143.2.4 刀具小弹簧的选择163.3 传动机构的设计173.3.1 螺杆的设计计算173.3.2 传动装置设计193.3.3 螺杆端轴承的选择与校核203.4 电机的选择214 菠萝夹具的设计224.1 夹具的设计224.2 轴承选择与校核计算234.3 链条的设计244.3.1 螺杆间的链传动计算244.3.2 键的校核265 菠萝削皮机的电气控制265.1 电气控制设计265.2 电气控制原理图276 总结27参考文献28致谢29电动菠萝削皮机的设计摘 要:菠萝去皮是所有菠萝制品加工工艺过程的重要环节，目前存在的各种去皮方法都各自有其一定的局限性。随着菠萝产业的发展和我国社会经济的进步，如何寻找一种优质、高效、节能几环保的菠萝剥皮方法己成为菠萝加工工艺过程中迫切需要解决的问题。本文主要介绍了以切削原理为基础的、适合食品加工工厂等场所使用的大型菠萝去皮机的设计要点、工作原理和设备组成。关键词：去皮机；切削；设计；菠萝THE DESIGN OF ELECTRIC PINEAPPLE PARING MACHINEAbstract : skinning pineapple is the most important link in the production chain of pineapple products processing, The existing various skinning methods have their respective limitations. With the development of pineapple industry and the progress of chinas social economy, how to search for a high quality, highly effective method of skinning pineapple which is energy-saving and enviromental has become the problem requires to be solved immdiately. This paper mainly introduces the design features, operating principles and equipments composition of large-scale pineapple paring machine which is appropriate for food processing factories and on the basis of cutting theoryKeywords：paring machine；cutting；design；pineapple1 概述1.1 菠萝去皮机研究意义及应用前景菠萝原名凤梨，原产巴西, 16世纪时传入中国, 有70多个品种, 岭南四大名果之一。菠萝含用大量的果糖，葡萄糖，维生素A、B、C，磷，柠檬酸和蛋白酶等物1。味甘性温，具有解暑止渴、消食止泻之功，为夏令医食兼优的时令佳果。根据联合国粮农组织目前公布一份研究报告显示，全世界销售量的热带水果中菠萝排名第二，销售量为1500万吨（其中中国大陆为40万吨）5。菠萝除了当水果鲜食外，还可以作美味的菜肴。菠萝外观如下图：图1 原材料-菠萝FiguFig.1Raw material-pineapple菠萝虽好吃，但皮难削，由于菠萝的皮为花苞片状的硬皮，并呈现螺旋状的排列，而且每个花苞片上面都有一个较深的“果眼”或“黑芯”。通常，人们手工削菠萝皮的做法：一种是用锋利的水果刀先削去菠萝上的全部花苞片硬皮，然后再逐个挖去菠萝上残留的全部“果眼”；另一种是利用特制的U型刀沿着菠萝花苞片和“果眼”排列的螺旋方向挖出一条深“沟”，连皮带“眼”一块去掉，需逐条螺旋线方向挖“沟”才能完成。所以手工削皮不仅费时费力，不安全，不卫生，而且对菠萝果肉的浪费也较大。而随着人民生活水平的提高，使得菠萝的的需求量越来越大，上述手工去皮的方式已经不能满足如工厂、大酒店、零售商人的大批量快速去菠萝皮的需要，因此，如设计一种快速、安全、方便、卫生的菠萝去皮机，应用前景十分广阔。1.2 现在菠萝去皮方式及所用工具1.2.1 手动菠萝去皮方式手动菠萝去皮方式为目前比较常用的一种菠萝去皮方式，也是传统的菠萝去皮方式，首先通过削刀或者刮刀去除外皮，然后再用深V字形刀去除钉扣。常用的手动去除菠萝外皮的刀具如下： 图2 菠萝刀 Fig.2 Pineapple knife刮除外皮以后，再用去钉刀把果眼内清除干净，就是我们常吃的菠萝啦。图3 菠萝去钉刀 Fig.3 Pineapple nail-off knife近年来也出现一种从菠萝内部取肉的便捷快速去皮刀。其原理是通过一把螺旋刀具旋紧菠萝内部，把菠萝肉切削成螺旋状一起提出来，但是此种方法浪费较大，一般在出售菠萝饭的饭店才采取此种做法，因为剩下的果壳可以用来做菠萝饭。其切削过程如下：此种刀具款式新颖，效率较快，比传统方式速度要快3-5倍，但是缺点也较多，图4 菠萝快速去皮刀Fig.4 Pineapple paring knife一是浪费的果肉太多，二是还是要采取人工操作，卫生难以控制，所以此类刀具在市面上，一般以卖菠萝饭的饭店内使用较多。1.2.2 机械菠萝去皮方式由于手动去皮存在耗时、费工、卫生难以控制等缺点，针对工厂、商家等需求快速卫生去皮的要求，现在市面上已经生产出了快速菠萝去皮机。下图为广州达桥食品设备有限公司生产的全自动菠萝快速去皮机机去皮效果图：此种产品采用PLC控制，机器由削皮刀、削眼刀、机械手、定果叉、PLC等组成。动作电脑程序控制。由于削刀能自动跟踪菠萝外形变化，因而去皮和去果眼带肉少，菠萝利用率高。机器去果眼能大幅降低成本。开机前先测量果皮厚度和果眼深度，更换削刀，在触摸屏上设定程序和参数，把菠萝放进料斗，机器就能同时将外皮、果眼削下并且分离开来。处理能力：400-600个/时 效果：同时除外皮和毛眼，削皮厚度：2-6毫米可调 削毛眼层厚度：5-7毫米可调菠萝外形：粗、细、高、矮、弯、直均可功率：1.5千瓦 电压：220/380伏重量：150公斤 外形尺寸：12007001900 图5 全自动菠萝快速去皮机Fig.5 Full-automatic pineapple peeling paring machine经过了解，此类产品因为使用许多传感器及需要PLC控制等，造价较贵，最便宜的需要1万余元，对于投资者来说，投入太大，所以一般在大型食品工厂才使用，对于一般售卖点，不是很划算，因此，我们将研究开发一种成本较低的菠萝削皮机。2 机械菠萝去皮机的方案的设计与确定本章主要内容是确定机械式菠萝去皮机的几种设计方案，然后通过论证选取一种最优的方案。2.1 机械菠萝去皮机-方案一本方案采用摩擦原理用于菠萝去皮，简图如下：该机采用立式机型，主要包括工作圆筒，工作转盘，机架和传动部分。1.工作圆筒：工作圆筒部分包括圆柱形工作筒和倒梯形集皮槽。它由不锈钢薄钢板卷焊而成（采用不锈钢是因为它具有良好的耐腐蚀性能承受一定的冲击载荷，具有较高的硬度和耐摩性，特别是对于此类食品加工设备，食品安全卫生状况最佳）。筒内壁为粗糙表面，以棕刚玉掺环氧树脂浇注、烘干而成。圆筒的侧壁开有带活门的出料口，物料块茎在离心力的作用下甩出来，碰在出料门的内壁上并改变方向，以便于物料的收集。出料口和排渣口的方位可根据接收容器的放置位置和方便操作来确定。2.工作转盘：工作转盘是物料去皮过程中产生机械作用的主要部件。根据菠萝的生物学特性及物理特性，吸收手工去皮的基本原理，确定转盘的基本形状为圆盘形，转盘表面为中心向四周辐射的凸起波纹状。为增大物料和转盘的摩擦，用棕刚1 菠萝入口 2 简盖 3 插板 4 圆筒 5 出料口 6 底座 7 机槊 8 联轴器 9 电机 10 变速机构11 橡胶挡板 12 磨盘1 pineapple entrance 2 simple lid 3 spile 4 cylinder 5 outlet 6 pedestal7 machine spear 8 coupler 9 electrical machine 10 speed shifting machanism 11 rubber baffle 12 millstone图6 摩擦式菠萝去皮机Fig.6 Friction-type pineapple paring machine玉掺环氧树脂通过模型浇注在盘的顶面上，大概20mm厚，经烘干制成。亦具有一定的去皮作用。转盘下方设有随盘一起转动的挡水环，以防止清洗水进入轴承。3.传动系统：该传动系统采用V带一级传动。电机安装在机架上水，整机结构简单、紧凑。工作