面筋成型機的設計,面筋,成型,設計 鹽城工學院 本科 畢業(yè)設計說明書 2004 畢業(yè)設計說明書 課題： 面筋成型機 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 學生姓名 周 培 班 級 材機001班 學 號 B0012101 指導教師 倪文龍 完成日期 2004.5.20 目 錄 0 前言 ………………………………………………………………………………………………1 1 結構設計…………………………………………………………………………Y 1.1進料裝置的設計…………………………………………………………………… Y 1.2滾壓裝置的設計…………………………………………………………………… Y 1.3輸送裝置的設計…………………………………………………………………… Y 1.4切割裝置的設計…………………………………………………………………… Y 2 傳動設計………………………………………………………………………………Y 2.1 ×××××× （正文第2章第1條） ………………………………………… Y 2. X ×××××× （正文第2章第X條） ………………………………………… Y 3 尺寸設計 ………………………………………………………………………… Y 3.1進料裝置的設計…………………………………………………………………… Y 3.2滾壓裝置的設計…………………………………………………………………… Y 3.3輸送裝置的設計…………………………………………………………………… Y 3.4切割裝置的設計…………………………………………………………………… Y 7 結論 ………………………………………………………………………………… Y 8致謝………………………………………………………………………………… Y 9參考文獻………………………………………………………………………………Y 10附件清單…………………………………………………………………………… Y 0 前言 面筋成型機是應樓王淀粉廠要求設計，主要為免除手工制作時長期浸泡在鹽水中的苦境，保護勞動者的健康，面筋成形機是一種用機器代替手工來完成面筋繞制的機器。因為面筋繞制成形動作都要在鹽水里進行，由于人的皮膚長期在鹽水里工作會導致嚴重失水，故對人的身體有一定的影響。面筋成形機可以完全讓手脫離鹽水，而讓機器來完成在水里的動作。面筋成形后長度150±15mm，面筋成形每個重60±10g，卷制坯料每個寬50±5mm。面筋的柔軟性，當前手工卷制成形方法和特癥，特別是須在水中成形，并在卷制最后將尾部嵌入前邊已卷部分的以成形自鎖的現(xiàn)狀；手工制作成形的速度為500個/h,機械動作高于600個/h,盡量考慮雙機單傳動或雙機單人。 小麥面粉一般含有9~14%的蛋白質，所以它是人們?nèi)粘Ｊ澄锏鞍踪|的主要來源。1748年意大利科學家比凱里(Becarri)從小麥中分離出面筋。我國生產(chǎn)面筋的歷史亦很早，如烤麩，水面筋等，很早就是我國人民的蛋白質食品之一。雖然面筋蛋白缺乏賴氨酸，但是將其與其它食用蛋白混合，便可保證營養(yǎng)充分，面筋中脂肪、糖類含量低，這符合目前人們膳食結構對低糖、低脂的要求。同時其中鈣、磷、鐵含量很高，面筋中鈣的含量遠遠大于雞蛋、牛肉等食品，因此面筋蛋白在保健食品、嬰兒食品中得到了廣泛利用。面筋蛋白經(jīng)酸或酶水解后，可用于飲料中；面筋蛋白用于油炸食品可降低含油率；面筋蛋白還可作為口香糖制作的基料。小麥面粉中加適量的水，再用手或機械進行揉合,即得到粘聚在一起并具有粘彈性面塊。靜置之后，面團在水中搓洗時，淀粉，麩皮漸漸離開，面團而懸浮于水中，最后只剩下一塊具有粘性(cohesive)，延伸性(extensible)和橡膠狀(rubbery)的物質，這就是所謂的濕面筋（wet gluten）；濕面筋烘去部分水分為干面筋(dry gluten)，我們平常所說的面筋，也就是市場上賣的面筋是工作人員將上述的面筋原料做成一定大小，用一只手握住面筋原料，另一只手拿著筷子，將面筋繞在筷子上，最后將末端插進兩根筷子中間形成自鎖，最后放入水中煮，將筷子取出后就是面筋成品了，但因為繞制時離不開鹽水，嚴重時將導致操作者脫水。 需要解決的問題有：1.總體方案設計 2.卷制機構設計 3.切料機構設計 4.坯料軋制及上料機構設計 5.面筋生產(chǎn)線的設計。 面筋成形機可以完全讓手脫離鹽水，而讓機器來完成在水里的動作。所以非常有市場價值。 1結構設計 基于我的設計主要任務為設計面筋成型機的輔助部分，先研究該機的輔助部分。 1.1進料裝置的設計 根據(jù)預先的概念設計，先設計進料裝置根據(jù)生活的常識，選用常見的漏斗式進料裝置。 工作原理：將大團的面筋原料放入此漏斗裝置中，由于自身的重力和自身柔軟性的特點，一部分面筋將從出料口伸出，為下一步滾壓面筋提供基本條件。 1.2滾壓裝置的設計 伸出的面筋將被兩道滾壓軸滾壓，滾壓達到所需的厚度和寬度。 如直接使用一道滾壓裝置，將有可能達不到所需的10mm厚度，所以采用兩道滾壓裝置。第一道滾壓裝置滾壓出來的面筋厚度為30mm，寬度為40mm。第二道滾壓裝置滾壓出來的面筋厚度為10mm，寬度為40mm。兩滾壓軸采用兩相同大小的齒輪進行嚙合傳動。 1.3輸送裝置的設計 第一次滾壓后的面筋需輸送到第二道滾壓裝置內(nèi)，中間必須有輸送機構，選擇皮帶輸送機。由兩個皮帶輪軸構成，調節(jié)兩軸之間的距離來張緊皮帶。 1.4切割裝置的設計 面筋在被卷軋之前還需被切割成150mm的長度，所以需在下一步機構設計中加入切割裝置 2傳動設計 面筋成型機的傳動設計應包括電動機，齒輪，凸輪，軸承等部件，為達到設計目的，按前面的結構設計，該機在第一道滾壓裝置，輸送裝置，第二道裝置，切割裝置四處需動力傳動，本著機構簡單，降低成本等多方面因素，應減少電動機的個數(shù)。 2.1第一道滾壓裝置的傳動由兩個相同大小的齒輪嚙合傳動，由一個電動機傳動。 2.2皮帶輪傳動裝置中，皮帶輪軸2是主動輪，將輸送裝置的皮帶輪軸2由第二道滾壓裝置的電動機帶動的軸1加一個輔助齒輪來傳動動。如圖： 圖1 傳動示意圖 2.3將切割裝置的偏心輪傳動也由第二道滾壓裝置的第二道滾壓軸2傳動。 2.4為保證面筋在輸送及加工過程終的連貫性，在保證角速度相等的基礎上，使它們的直徑相等，則即可獲得相同的線速度。 3尺寸設計 已知條件：卷制坯料寬50±15mm，成型長度150±15mm, 機械動作600個／h，即6s／個。 根據(jù)實際情況，應指定電動機的大小，轉速，齒輪的個數(shù)，齒輪的傳動比等 3.1第二道滾壓裝置的設計 由于采用兩道滾壓設計，滾壓出來的面筋厚度不一樣，這將導致兩道壓滾的角速度不可能相等，因為第一道壓滾的間距為30mm，第二道壓滾為10mm，所以最終的150mm面筋長度應以第二道壓滾的轉速為準。 在第二道滾壓裝置滾壓的坯料長度s≥150mm／6s=25mm／s, 假定壓滾半徑r1=25mm，l=2r=2×3.14×25=157mm，即滾壓1s應轉過的角度w=25／157×2=1r／s。 兩齒輪的大小相等，轉向相反，分度圓直徑d2＝2×(25+10／2)=60mm，取m=2.5，由p=zp／=mz得z=p／m=60／2.5=24 齒頂高ha=ha*×m=2.5mm，齒根高hf=(ha*+c*)m = (2.5+1)=3.125mm，壓滾的轉速為1r／s，即1×60／2＝9.55轉／分。 3.1.1第二道滾壓軸1的尺寸設計 圖2 第二道滾壓軸1 確定滾壓軸的直徑50后，可按零件的安裝順序，從滾壓軸處開始確定直徑，軸段①由于安裝軸承，本題選用，軸段①的直徑d2=15mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑥的直徑d6=15mm，軸段②安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝18mm，軸③是過渡軸，d4＝26mm，軸段⑤的作用與軸③相同，所以取d5=26mm。 軸段①安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l1＝l6＝9mm，軸②的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝38mm，軸段③取15mm，軸段⑤為23mm。 3.1.2第二道滾壓軸2的尺寸設計 圖3 第二道滾壓軸2 確定滾壓軸的直徑50后，可按零件的安裝順序，從滾壓軸處開始確定直徑，軸段①的直徑由于安裝聯(lián)軸器，因此軸段①的直徑要與聯(lián)軸器的型號同時確定，本題選用，故軸段①的直徑d1＝12mm，軸段②由于安裝軸承，本題選用，軸段②的直徑d2=15mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑦的直徑d7=15mm，軸段③安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝18mm，軸④是過渡軸，d4＝26mm，軸段⑥的作用與軸④相同，所以取d6=26mm。 軸段①的長度應與半聯(lián)軸器轂長短些，已知半聯(lián)軸器轂長為mm，故取l1＝55mm（包含退刀槽2mm），軸②安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l2＝l7＝9mm，軸③的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝38mm，軸段④取15mm，軸段⑥為23mm。 3.2第一道滾壓裝置的設計 在保證線速度和壓滾軸直徑相等的情況下，第一道壓滾的角速度應為第二道壓滾的三分之一，為0.333r／s。 兩齒輪大小相等，轉向相反，分度圓直徑d1＝2×(25+30／2)=80mm，取m=2.5，p=zp／=mz得z=p／m=80／2.5=32，ha=2.5mm， hf=3.125mm，d=60mm，壓滾的轉速為0.333r／s，即0.333×60／2＝3.18轉／分。 3.2.1第一道滾壓軸1的尺寸設計 圖4 第一道滾壓軸1 確定滾壓軸的直徑50后，可按零件的安裝順序，從滾壓軸處開始確定直徑，軸段①由于安裝軸承，本題選用，軸段①的直徑d2=20mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑥的直徑d6=20mm，軸段②安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝24mm，軸③是過渡軸，d4＝26mm，軸段⑤的作用與軸③相同，所以取d6=26mm。 軸段①安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l1＝l6＝12mm，軸②的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝35mm，軸段③取15mm，軸段⑤為20mm。 3.2.2第一道滾壓軸2的尺寸設計 圖5 第一道滾壓軸2 確定滾壓軸的直徑50后，可按零件的安裝順序，從滾壓軸處開始確定直徑，軸段①的直徑由于安裝聯(lián)軸器，因此軸段①的直徑要與聯(lián)軸器的型號同時確定，本題選用，故軸段①的直徑d1＝18mm，軸段②由于安裝軸承，本題選用，軸段②的直徑d2=20mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑦的直徑d7=20mm，軸段③安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝24mm，軸④是過渡軸，d4＝26mm，軸段⑥的作用與軸③相同，所以取d6=26mm。 軸段①的長度應與半聯(lián)軸器轂長短些，已知半聯(lián)軸器轂長為mm，故取l1＝55mm（包含退刀槽2mm），軸②安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l2＝l7＝12mm，軸③的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝35mm，軸段④l4取15mm，軸段⑥l6為20mm。 3.3皮帶輪的設計 設定帶輪的半徑r=25mm，因主動輪與第一道滾壓角速度均為0.333r／s，而滾軸的直徑相等，可保證他們的線速度相等，考慮其轉向，由一個輔助齒數(shù)傳遞，達到所需的轉速和轉向，即皮帶輪齒輪m=2.5，i=3，z=72，ha=2.5mm， hf=3.125mm，d=60mm，轉速為0.333r／s，即0.333×60／2＝3.18轉／分。 3.3.1皮帶輪軸的設計 圖6 皮帶輪軸 確定皮帶輪軸的直徑50后，可按零件的安裝順序，從皮帶輪軸處開始確定直徑，軸段①由于安裝軸承，本題選用，軸段①的直徑d2=20mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑥的直徑d6=20mm，軸段②安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝24mm，軸③是過渡軸，d4＝26mm，同理，軸段⑤的作用與軸③相同，所以取d6=26mm。 皮帶輪軸④的長度應大于40mm，皮帶軸的長度取60mm，段①安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l1＝l6＝12mm，軸②的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝35mm，軸段③取5mm，軸段⑤為10mm。一共有兩根皮帶輪軸，唯一不同的是沒有裝齒輪的皮帶輪軸1不要鍵槽。 3.4輔助傳動的設計 輔助傳動軸的作用是保證皮帶輪2由第二道滾壓軸1來傳動，并保證兩軸的轉速轉向相等，所以輔助傳動齒輪m=2.5，ha=2.5mm， hf=3.125mm，圓心位置確定，皮帶輪軸2和第二道滾壓軸1兩中心線的垂直平分線向左55mm，與皮帶輪齒輪的分度圓相切，所得的圓直徑為60mm，，z=p／m=60／2.5=24，齒數(shù)取24。 圖6 輔助傳動軸 軸段④的直徑取30mm，軸段①由于安裝軸承，本題選用，軸段①的直徑d2=20mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑥的直徑d6=20mm，軸段②安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝24mm，軸③是過渡軸，d4＝26mm，同理，軸段⑤的作用與軸③相同，所以取d6=26mm。 軸段①安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l1＝l6＝12mm，軸②的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝，故確定l3＝35mm，軸段③取15mm，軸段⑤為20mm。 3.4切割裝置的設計 3.4.1切割刀的設計 采用偏心輪的方式應保證6s時切斷坯料，其切割刀具體尺寸如圖： 圖 7 切割刀 3.4.2偏心輪的設計 圖8 偏心輪 3.4.3偏心軸的設計： 圖 9 偏心軸 軸段④的直徑取54mm，軸段①由于安裝軸承，本題選用，軸段①的直徑d2=20mm，通常同一根軸上的兩個軸承取相同型號，故軸⑥的直徑d6=20mm，軸段②安裝齒輪，因為其外端安裝軸承，為避免接觸軸承的外圈，其直徑應便于軸承的安裝，取d3＝24mm，軸③安裝偏心軸，d4＝26mm，同理，軸段⑤是過渡軸，取d6=26mm。 軸段①安裝軸承，根據(jù)軸承型號，l1＝l6＝12mm，軸②的長度（安裝齒輪），齒輪設計寬度為30mm，由于安裝偏心輪，故確定l3＝45mm，軸段⑤為20mm。 偏心軸上安裝的齒輪與第二道滾壓軸上的齒輪大小相等，轉向相反，分度圓直徑d2＝2×(25+10／2)=60mm，取m=2.5，由p=zp／=mz得z=p／m=60／2.5=24。 齒頂高ha=ha*×m=2.5mm，齒根高hf=(ha*+c*)m = (2.5+1)=3.125mm，壓滾的轉速為1r／s，即1×60／2＝9.55轉／分。 4殼體設計 為降低制造費用，殼體應最大限度的減少厚度，主體采用3mm的鋼板，在安裝軸承及軸承蓋的的地方，通過焊接一塊14mm的鋼板，底座采用角鋼固定。 4.1殼體1的結構 在170×180×3的鋼板上，在如圖所示的中心線交點處，打孔，直徑42mm。 圖 殼體1 4.2殼體2的結構 在230×195×3的鋼板上，在如圖所示的中心線交點處，打孔，直徑32mm。 圖 殼體2 5其他零件設計 5.1進料漏斗的設計 進料漏斗采用鋼板焊接，為保證面筋的順利落下，角度為600，為保證落下的面筋能完全的被卷制，將漏斗的下部分進入擋板5mm。其具體尺寸為： 下端邊長為40mm，高度為25mm，上端高160mm，坡度為600。 5.2 擋板的設計 圖 進料漏斗 為能將面筋完全卷制成40mm，必須將面筋固定在這40mm的寬度里，擋板也采用 焊接件，大小如圖： 圖 擋板 在第二道滾壓裝置中，擋板的長度為114mm，其他尺寸和上圖一樣。 5.3厚蓋的設計 為減低生產(chǎn)費用，殼體采用3mm的鋼板，但在裝軸承的地方必須有17mm的厚度，采取焊接一塊厚板的方法，其具體尺寸如圖： 5.4封油環(huán)的設計 5.4.1 封油環(huán)起到軸向固定的作用，為鑄造，第一道滾壓裝置的封油環(huán)其具體尺寸為： 圖 封油環(huán) 5.4.1第二道滾壓裝置的封油環(huán)其具體尺寸為： 圖 封油環(huán) 5.4.1第二道滾壓裝置中有封油環(huán)為偏心輪起軸向固定的作用，其具體尺寸為： 圖 封油環(huán) 5.5軸承蓋的設計 5.6角邊的設計 5.6.1通過焊接一塊角邊在殼體1下部，以便和角鋼進行螺栓來聯(lián)接，其具體尺寸如圖， 在170×14×5的鋼板上，在離左邊10mm ，80mm，160mm的地方打孔，直徑8mm。 圖 角邊 5.6.2通過焊接一塊角邊在殼體2下部，以便和角鋼進行螺栓來聯(lián)接，其具體尺寸如圖:在230×14×5的鋼板上，在離左邊50mm ，125mm的地方打孔，直徑8mm。 圖 角邊 5.7加強筋的設計 為加強殼體與角邊之間的強度，通過焊接一塊加強筋，具體尺寸大小如圖： 圖 加強筋 5.8電動機的設計 因為本設計中齒輪的轉速都很低，所受沖擊也較小，最大轉距較小，所以選擇同步轉速為750r/min的Y132SB3。 5.9減速機的設計 電動機的轉速是750r/min，第一道滾壓裝置的滾壓軸的轉速是9.55 r/min， 第二道滾壓裝置的滾壓軸的轉速是3.18r/min，第一個減速機的傳動比為78.534， 第二個減速機的傳動比為235.849， 5.10聯(lián)軸器的設計 第一道滾壓裝置中的滾壓軸伸出的部分直徑為18mm，選用YL型的聯(lián)軸器，軸孔直徑為d(H7)18mm，軸孔長度L為30mm，D＝71mm，D1=53mm，螺栓數(shù)量為3個，直徑M6，L0=64mm。 第二道滾壓裝置中的滾壓軸伸出的部分直徑為12mm，選用YL型的聯(lián)軸器，軸孔直徑為d(H7)12mm，軸孔長度L為27mm，D＝71mm，D1=53mm，螺栓數(shù)量為3個，直徑M6，L0=58mm。 6強度校核 選一根軸做強度校核，由于第二道滾壓裝置中軸2的變化幅度最大，故對此軸進行強度校核，如果此軸強度符合要求，則其他軸也滿足。7 結論 對本設計的設計情況和價值進行歸納和綜合，總結其優(yōu)點、特色、創(chuàng)新點和性能達到的水平。要實事求是，切忌言過其實。并應指出其中存在的重要問題、后繼工作和研究改進的建議?！敖Y論”要寫得準確、簡短。 本次畢業(yè)設計是在校期間最后一次設計，作為一次大學四年學習的總結，也是走上工作崗位前的一次演練，我本者對自己負責，對系部負責的態(tài)度，認真的進行設計，我們的設計任務是面筋成型機，面筋是一種可以制作多種美食的食物原料，而制作面筋都是采用手工制作，因為面筋繞制成形動作都要在鹽水里進行，由于人的皮膚長期在鹽水里工作會導致嚴重失水，故對人的身體有一定的影響。主要為免除手工制作時長期浸泡在鹽水中的苦境，保護勞動者的健康，面筋成形機是一種用機器代替手工來完成面筋繞制的機器。因為面筋繞制成形動作都要在鹽水里進行，由于人的皮膚長期在鹽水里工作會導致嚴重失水，故對人的身體有一定的影響。面筋成形機可以完全讓手脫離鹽水，而讓機器來完成在水里的動作。所以非常由市場價值。 在指導老師倪教授的嚴格要求下，在最低限度的降低其制作費用的前提下，我對其方案進行了數(shù)次修改，可以說現(xiàn)在的方案不是最好的，但是卻是我這樣的笨腦袋所能想到的最好的。 本次設計中由于自己能力的有限，肯定存在不少錯誤，一旦用于制造，肯定有不少問題，好多東西都是憑自己的想象，可能在現(xiàn)實生產(chǎn)中卻是行不通的，倪教授為了能豐富我的社會實踐，解決書本和現(xiàn)實的距離，叫我到小海路看看市場上的機械零件，我在《機械設計手冊》上軸承座最小只查到了205，其內(nèi)徑為25mm，而市場上還有大量的204，其內(nèi)徑為20mm，還有地方有少量的203，給我深深的上了一堂課。 8 參考文獻 1.徐灝.機械設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1991.09 2.機械設計手冊編寫組. 機械設計手冊. 北京:化學工業(yè)出版社,1991.09 3.機械加工技術手冊編寫組. 機械加工技術手冊. 北京: 北京出版社,1989.09 4.機械設計手冊<安裝光盤> 5.機械焊接手冊編寫組. 金屬焊接手冊. 北京：機械工業(yè)出版社 6.機械設計手冊. 軸承設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社 9 設計工作小結 （對本人的畢業(yè)設計工作進行總結，扼要說明自己完成本設計過程中在學術以外的收獲、體會和不足。另外，對指導教師和協(xié)助完成設計的有關人員表示謝意，這不僅是一種禮貌，也是設計者對他人勞動的尊重。） 本次設計中由于自己能力的有限，肯定存在不少錯誤，一旦用于制造，肯定有不少問題，好多東西都是憑自己的想象，可能在現(xiàn)實生產(chǎn)中卻是行不通的，倪教授為了能豐富我的社會實踐，解決書本和現(xiàn)實的距離，叫我到小海路看看市場上的機械零件，我在《機械設計手冊》上軸承座最小只查到了205，其內(nèi)徑為25mm，而市場上還有大量的204，其內(nèi)徑為20mm，還有地方有少量的203，這給我深深的上了一堂課，使我深深的體會到書本上不一定就是全部，只有深入到實踐，才能讓設計出的產(chǎn)品更貼近生活，在這里，我再一次的感謝倪教授三個多月對我們的指導。 10 附件清單 1 ××××××（小4號宋體，行距1.25倍行距，下同） 2 ×××××× 3 ××××× “附件清單”列出與設計說明書直接相關的且有必要與設計說明書一起歸檔的圖樣、數(shù)據(jù)表格、程序清單、計算書等資料的目錄。 附件應當一一編寫順序號，與附件清單相對應，并在設計說明書相關內(nèi)容處注明。 裝訂順序為封面、摘要、目錄、正文、附件清單等 21