紅棗去核切片機設計（含三維圖SW及CAD圖紙）,紅棗,切片機,設計,三維,SW,CAD,圖紙 機械設計制造及其自動化專業(yè)本科畢業(yè)設計（論文）開題報告書 黑龍江八一農(nóng)墾大學 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 院： 工程學院 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 姓 名： 陳小二 學 號： 20154024 課 題 名 稱： ###### 指 導 教 師： 研究起止日期：2019 年 12月－2020年5月 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 一、論文選題的目的和意義 中國是大棗的原產(chǎn)國,全球98%以上的棗樹資源和大棗產(chǎn)品都在中國。據(jù)國家林業(yè)局統(tǒng)計,我國現(xiàn)有棗樹栽培面積已達150萬hm2,大棗年產(chǎn)量約260萬噸以上,其中河北、山東、山西、河南、映西5省的產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的91%以上。大棗不但營養(yǎng)豐富,而且在醫(yī)療保健方面也有一定的功效,是較好的補品。但由于鮮棗中約含有80%的水分,生理代謝旺盛,采摘后容易腐爛變質,而且新鮮的大棗皮脆,易被機械損傷,造成鮮棗具有不易保存、運輸、貨架時間短等無法克服的缺點。因此,大棗的深加工顯的尤為重要。 干燥是大棗深加工中比較常用的方法,如果采用整棗干燥,不但加工時間長,易褐變、焦化,而且維生素C含量損失較大,破壞了大棗的營養(yǎng)成分。因此,為了提高產(chǎn)品質量,可以采用將大棗進行切片后干燥的方法。這種方法加工時間短,受溫度和氧化影響小,大棗的維C含量損失小,口感、色澤和品質都有較大提高。因此,對于大棗深加工而言，去核、切片是大棗深加工中的一項重要工序。 目前,大棗的去核、切片主要采用的是人工去核、切制，或人工去核機器輔助切片。這種方法生產(chǎn)效率低,棗片厚薄不均,勞動強度大,易對操作者造成傷害；由于衛(wèi)生條件差,使產(chǎn)品質量處于較低水平,難以被海內(nèi)外市場接受。因此,開發(fā)大棗全自動去核切片設備,提高大棗加工的自動化程度,對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量、降低工人勞動強度、節(jié)約能源消耗、降低生產(chǎn)成本等方面具有重要意義。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢： 目前,國內(nèi)很多大棗深加工設備的研究單位已經(jīng)取得了一些實際成果。中國專利ZL01229251.6-23提出半自動硬棗去核劃皮機,但其需手工對大棗排隊、上料和去核,生產(chǎn)效率較低。中國專利200610107231.8提出去核機,采用水平轉位上料,容易將棗擠扁、壓碎,且主要適用于加工半干棗。泊頭市博屹機械有限公司生產(chǎn)規(guī)格為GJDZQH的大棗去核機,該去核機控制核心由PLC和人機界面組成,其中大棗定位由機械手完成。該設備定位好、去核率高,但產(chǎn)品造價高、結構過于復雜。中國專利200920033989.0提出了一種大棗自動切片機,采用鋸齒形動刀機構送料,定刀機構切片。該動刀送料機構為鋸齒形刀具,易對棗肉造成損傷,切片造成的破碎率大。 國外 20世紀60 年代就著手研制水果去核機，至 20世紀 80年代初美國、意大利、荷蘭等國已相繼推出了核桃去核機、橄欖去核機等。去核工序基本上實現(xiàn)了自動化。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已日趨完善、成熟。目前，正向著節(jié)能型和機電一體化方向發(fā)展，以電腦自控作業(yè)為主。 美國FMC公司80年代初向市場推出了一種自動轉矩式粘核桃去核機。每分鐘可加工80個桃子,其生產(chǎn)率約80kg/h左右。如圖1所示。該機采用14個小杯對桃子進行定位和輸送。每個杯子底部有一帶凸起的小轉軸所示。小軸在鏈條帶動下始終旋轉著,只要杯內(nèi)桃子的凹部不在小凸起的上方,桃子外圓就會與凸起接觸并被其帶動旋轉著,直到圖示正確位置為止。這時,桃子保持直立狀態(tài),劈刀將果肉劈成兩半后,夾持桃子的兩個橡膠夾板相向轉動150°,使果肉與桃核分離。該機可以整個加工季節(jié)連續(xù)工作而不必停機潤滑,調節(jié)和清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性,因此比較適合于罐頭、果脯和果干加工廠使用.由于該機結構較復雜,成本較高,而國內(nèi)罐頭、果脯等食品均屬微利產(chǎn)品,因此,在我國推廣起來存在一些難度。 圖1沖刺穿透去核理論簡圖 1-沖針；2-棗核；3-紅 圖2破碎原理去核簡圖 1-紅棗；2-主動輥；3-從動輥 意大利BERTUZZI公司推出了一種滾子去核機,其原理如圖2所示。它適合于離核型桃、杏、李等核果的果肉與果核的分離。圖中滾子2心部材料為碳鋼,外面覆蓋一層彈性適中的橡膠層,輥子3由數(shù)個齒狀圓盤組成。各盤間有一定間隔,在兩輥子上方有一推壓裝置,當它將物料推入兩輥子之間時,物料1在兩輥子的擠壓下,果肉被擠入齒輥中的齒間間隔,而果核則使?jié)L子2的橡膠層變形而凹入橡膠層中。當轉過一定角度后,橡膠的彈性作用使果核脫離滾子2而進入果核收集斗。在輥子下方有一可調的分離裝置使肉核有效分離,在齒輥下方還有一個類似梳子的裝置將嵌在滾子3齒盤間的果肉梳出,落入果肉收集斗。從而達到核肉分離的目的。它適用于帶肉果汁飲料、果漿、果醬、果汁飲料等品種的去核工序,具有生產(chǎn)效率高等特點,有較高的推廣價值。 三、研究內(nèi)容的方案設計及可行性分析 3.1 研究目標及方案設計 本設計在對國內(nèi)外相關文獻與資料分析和對中國現(xiàn)有去核、切片設備存在問題研究的基礎上,綜合考慮中國大棗本身結構特點及大棗加工工藝,提出了如圖3所示設計方案。 該設備主要由一個傳動機構,兩對自動上料排序機構、定位夾緊機構、去核機構和切片機構組成。上料排序機構主要由料斗1、輥子3、定向傳送鏈5和毛刷2組成。定位夾緊機構由分別帶有輥子3的定向傳送鏈5和夾緊傳送鏈6組成。去核機構主要由曲柄輪22、沖頭13組成。其中沖頭13部分由插桿27、頂桿28和導向桿30組成。切片機構主要由可調護板8、刀槽式送料輪9和刀片10組成。傳動機構主要由減速電機12、主帶輪20、錐齒輪19、槽輪機構14、增速齒輪傳動15、主動軸21、從動軸25構成。如圖3減速電機12將動力傳送給主皮帶輪20、錐齒輪19、槽輪機構14、增速齒輪傳動15等傳動機構,傳動機構又將動力分別傳遞給上料排序機構、定位夾緊機構、去核機構和切片機構。槽輪機構14的間歇運動,帶動上料、夾緊、切片三大機構實現(xiàn)間歇式運動。 1.料斗2.毛刷3.輥子4.摩擦板5.定向傳送鏈6.夾緊傳送鏈7.鏈輪8.可調護板9.刀槽式送料輪10.刀片11.機架12.減速電機13.沖頭14.槽輪機構15.增速齒輪傳動16.傳動鏈齒輪17.送料軸18.送料軸齒輪19.錐齒輪20.主帶傳動21.主動軸22.曲柄輪23.中間軸24.毛刷軸25.從動軸26.帶傳動 圖3 機構運動簡圖 其主要工作過程:大棗由料斗1上料,經(jīng)毛刷2成單排排列,位于兩輥子3間；輥子在摩擦板4作用下,產(chǎn)生自轉,并帶動大棗一同旋轉使大棗軸線與輥子軸線一致,實現(xiàn)大棗自動定向排序；重疊棗則被毛刷2掃回料斗1重新排序。然后大棗由定位夾緊機構的輥子3定位夾緊。在傳送鏈停歇間歇,去核機構的插桿27由曲柄輪22帶動沖核,再由固定于導向桿30上的頂桿28將棗核頂出,實現(xiàn)棗與核的分離并保證果肉盡可能完整。去核后棗在可調護板8和輥子3夾持下輸送到刀槽式送料輪9完成快速橫向切片,并保證切片薄厚均勻,造碎率不大于5%。 3.2 可行性分析 本設計采用滾鏈式輸送,完成大棗的定向和輸送,即大棗沿軸線水平放置,相互平行進料；滾子上部的毛刷只能讓一排棗通過:滾子下部的摩擦板可實現(xiàn)滾子的自轉；棗去核時的定位、夾緊由兩排鏈4個滾子完成,為沖頭去核提供條件；輸送、去核、切片由一臺電機驅動,同步性好,去核機構采用對心曲柄滑塊機構；去核的大棗移動到傳送鏈末端后,通過可調護板引導大棗下移到一個刀槽式的送料輪,由刀片進行切片,形成一個個同心環(huán)狀片，實現(xiàn)了定向、去核、切片的一體化。 四、研究方法及技術路線 4.1 研究方法 1）利用學校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料,了解紅棗的基本性質,受力分析、原理等,了解各種類型的去核機的特點。 2）關鍵問題可請求老師指導或通過同學討論。 3）利用AutoCAD, Soliwork等繪圖軟件繪制出紅棗去核切片機的零件圖,裝配圖和三維圖,反復對設計內(nèi)容進行檢驗、校核。 4.2 技術路線 1）針對大棗精深加工過程勞動強度大、自動化程度低、造碎率大等技術難題,設計雙排滾鏈式大棗去核切片集成設備方案,可一次性完成大棗自動定向排序、夾緊、去核、切片等工序。 2）采用槽輪機構實現(xiàn)間歇上料、夾緊、切片。 3）采用定向傳送鏈、毛刷、摩擦板相互作用實現(xiàn)定向排序。 4）采用兩排平行放置的鏈實現(xiàn)定位夾緊。 5）采用對心曲柄滑塊機構實現(xiàn)去核。 6）采用刀具固定,刀槽式送料輪旋轉實現(xiàn)切片。 五、預期進展 第一階段（2019年12月5日-2020年1月30日）材料的搜集整理、查閱相關資料、方案確定 本階段需要完成與課題相關的調研工作，并對相關的文章進行搜集、整理，選出與設計有關的資料備用，并且找出自己設計的產(chǎn)品與國內(nèi)外的不同之處，說明其優(yōu)點所在，擬定設計草圖，選出最佳方案。 第二階段（2020年2月1日-2020年4月31日）方案設計，總體結構設計，設計計算、裝配圖繪制 第三階段 (2020年5月1日-2020年5月30) 完成裝配圖及零部件圖繪制、撰寫設計說明書、畢業(yè)設計答辯 本階段主要完成與方案相符合的文章的撰寫，包括目錄、摘要、前言、設計步驟、內(nèi)容、參考文獻、附件（任務書、開題報告、中期檢查表）等，完成畢業(yè)設計答辯及總結。 六、預期結論 (1)本設計方案成功實現(xiàn)了去核、切片動作的集成,自動化程度高。其自動排序、去核、切片性能良好,切片厚度均勻。 (2)本設計僅適用于長圓形棗。加工前,最好將大棗按大小提前分級,再根據(jù)棗大小調節(jié)托板與護板位置,確保去核、切片效果。 (3)本方案預計生產(chǎn)率可達200kg/h,與現(xiàn)有先去核再切片設備相比優(yōu)勢明顯。 七、參考文獻 [1] 王群，邵長發(fā).水果去核（去芯）機械的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].包裝與食品機械，1993,11（3):24-27. 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