0006-春卷自動生產(chǎn)線上餡料自動計量定形部分的機械結構設計【全套6張CAD圖+文獻翻譯+說明書】
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開題報告
春卷自動生產(chǎn)線上餡料自動計量
定形部分的機械結構設計
1.題目背景和意義:
春卷是一種深受大眾喜愛,還要經(jīng)歷人為計重、下餡、包制成型等多的美食,每年的需求量巨大,不僅國內(nèi)市場上需求量大,國際市場也不容小覷,新加坡華人改造的春卷皮機一年銷售額就有16億美金。但是春卷的制作卻頗費周章,除了需要制作非常薄的面皮以外道工序,特別是手工包制春卷需要耗費大量人力,且衛(wèi)生條件也非常不好,制作效果不佳。春卷作為一種傳統(tǒng)食品,以往食用多為在家里自包自吃,對春卷餡的大小沒有要求。
隨著食品加工業(yè)的發(fā)展,春卷作為一種速凍便攜食品,已出現(xiàn)將包好的春卷進行銷售。要實現(xiàn)工業(yè)化流水標準生產(chǎn),包好的春卷作為銷售產(chǎn)品,其外觀大小、重量及陷料與面皮的比例都有一定的規(guī)格。在國內(nèi)市場上,春卷成型設備還處在初研階段,還未有一點的市場占有,設備產(chǎn)品參差不齊。由于春卷成型過程中最重要的注餡工序技術難度大,注餡定量不準,產(chǎn)品成型不規(guī)范。己有的食品注餡機一般屬于灌腸式設備,只能用于流質或糜狀物物料,且不易走量,不能用于春卷制作,現(xiàn)有的餃子機在實際操作過程中,不能滿足春卷加工對蔬菜長纖維餡料注出、定量準確、落點位置可控的要求,導致餡料材質單一,這些都對生產(chǎn)質量、效率、成本造成不利影響。
本設計基于上述原因,擬創(chuàng)新設計一種春卷的自動成型裝置,以替代人力,不僅大大提高生產(chǎn)效率,而且還能提高產(chǎn)品的衛(wèi)生質量標準。經(jīng)檢索,目前我國內(nèi)地近兩年才檢索到同類產(chǎn)品的設計專利或是產(chǎn)品銷售,但是產(chǎn)品還未經(jīng)市場檢驗,而且還有很大改進空間。國外雖然有同類產(chǎn)品,但是價格昂貴,一臺春卷成型機的售價就要高達近200萬人民幣,這對于春卷生產(chǎn)這類本小利薄的小型食品加工企業(yè)來說是屬于望塵莫及的價格,不可能購買用于生產(chǎn),因此,我們的設計屬于改良產(chǎn)品設計,它可以替代進口商品,且據(jù)我們估算,如果能制造成功,其價格也就是不超過進口價格的三分之一,將大大減輕企業(yè)成本。從而可以使企業(yè)在市場競爭中輕松勝出。
2.國內(nèi)外研究綜述:
速凍食品源于 1928年的美國,1953年以來美國有關行業(yè)系統(tǒng)地研究了速凍食品,提出了著名的 T、T 、T概念 ,并制定了 《冷凍食品制造法規(guī)》 , 從此 , 速凍食品實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) , 并開始進入超級市場 ,深受廣大消費者的青睞。
1973 年北京、青島、上海3 個速凍食品廠同時從日本引進螺旋式速凍機 , 開始了我國速凍食品的新發(fā)展。20 世紀 80 年代,隨著引進設備的不斷增加和各種國產(chǎn)設備的研制成功 , 我國的速凍食品加工工藝逐漸向國際水平靠攏 ,目前我國 速凍方便食品的出口量已躍居全球第一位。
但應當看到 , 目前我國速凍食品無論是數(shù)量上還是品種上都遠不能滿足市場需要。我國速凍食品的加工技術和國外差距仍較大 , 產(chǎn)品的保質期較短 , 前處理技術和解凍技術較落后 , 冷藏鏈不健全。另外我國大多數(shù)速凍食品機械主要依賴進口 , 不能適應我國速凍食品的發(fā)展需要。
尤其是我們的名族品牌傳統(tǒng)食品春卷的速凍工業(yè)化生產(chǎn)更是遠遠落后于國際社會,早幾年間,新加坡華人生產(chǎn)的春卷皮已行銷世界,國外各項技術已經(jīng)成熟,但是由于機器成本非常昂貴,國內(nèi)企業(yè)負擔不起。特別是我們鄰國日本已經(jīng)遠遠走在我們前頭。
據(jù)中國食品報報道,2012年國內(nèi)才首次實現(xiàn)春卷注餡自動化生產(chǎn),這一生產(chǎn)線至少能節(jié)約 20個工人是國內(nèi)自動化程度最高的春卷設備線。這套設備主要
解決了人工注餡的問題。它通過餡料自動輸入、自動控制、自動輸出和帶有面皮切刀的面皮傳送帶,實現(xiàn)了自動注餡的全過程。當春卷皮通過制皮機進入注餡程序時,餡料在電子屏幕的控制下,將設置好的量自動落入剛好傳送過來的春卷皮上,而春卷皮也同時被切刀切出部分斷痕,帶著注好的餡料進入下一個傳送帶。由于每一排只有三個,工人們可在十秒左右完成包制,并將包好的春卷放入春卷盒。
該設備不僅首次實現(xiàn)春卷注餡的自動化,它不僅性能穩(wěn)定,在很大程度上提高了春卷的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質,而且在春卷制作過程中減少了人工對餡料的接觸,提高了春卷生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全系數(shù)。
同時我們經(jīng)過調研發(fā)現(xiàn)內(nèi)地市場上春卷成型機在國內(nèi)有多家企業(yè)在售,說明國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)感覺到春卷走向工業(yè)化生產(chǎn)的必然,也都在積極解決春卷生產(chǎn)中的問題,我們也希望能夠通過自己的研究給國內(nèi)春卷生產(chǎn)帶來更好的技術和產(chǎn)品。
3.主要內(nèi)容與待解決的問題:
該題目屬于食品自動化生產(chǎn)專用機械,根據(jù)它將餡料用面皮自動包裹成型的實際工作狀況。通過市場調研,發(fā)現(xiàn)目前大部分的餡料食品(主要是春卷)生產(chǎn)廠家都是使用人工在進行生產(chǎn),效率低、質量差,衛(wèi)生條件不佳,其主要原因是春卷成型機主要是國外進口,價格昂貴,企業(yè)無法承受,鑒于此,我們擬設計生產(chǎn)一款價格比較低廉,效果好,效率高的自動化生產(chǎn)機械,本設計就是針對這種機械裝備中的自動成型部分進行的設計,用機械來完成其間的各種動作。
設計主要是對春卷皮中所包餡料自動計量、定型、定位下料,并能依據(jù)傳感器判定春卷皮是否已經(jīng)到位。該過程主要由如下部分:餡料的供應部分,粘稠餡料的抽取部分,餡料的計量部分,餡料的定型及切斷部分組成。本設計根據(jù)上述過程用機器完成獨立操作,配合采用汽缸系統(tǒng)來做執(zhí)行機構,并配以自動電控系統(tǒng)。該設計不僅要求要設計出全套的傳動和執(zhí)行機構的裝配圖,并拆出其中的重要零件或部件圖,同時還要求設計初步的電控系統(tǒng)圖和氣動系統(tǒng)圖。
主要設計要求:
1、 繪制完成春卷計量定型部分機構傳動總圖
2、 繪制完成氣動圖
3、 依據(jù)傳動總圖繪制完成其中重要零部件工作圖
4、 完成設計說明書一份。
待解決的問題主要如下:
1、 餡料的定型與定量實現(xiàn)人為控制;
2、 實現(xiàn)落點位置可控;
3、克服傳統(tǒng)注餡機的缺點,可以完成長纖維餡料的輸送注餡工作;
4、工藝流程順暢,效率高,成本低;
5、整機價格低廉、性價比高。
4.設計方法與實施方案
本設計在基于機械設計及其自動化、力學、材料學、工業(yè)設計等相關專業(yè)學科的知識體系的前提下完成產(chǎn)品發(fā)明和制作,應用機械專業(yè)的相關知識完成產(chǎn)品的總體設計,應用力學,材料學的相關知識完成對產(chǎn)品的受力、壽命,成本等方面的檢測。
該春卷注餡機,其特征在于它包括餡料輸入機構、控制機構、餡料輸出機
構、帶有面皮切刀的面皮傳送帶和機架;餡料輸入機構是由攪盤推進器和餡斗構成,攪盤推進器置于餡斗內(nèi);餡料輸出機構是由與餡斗輸出端相連接的定量餡缸、與定量餡缸輸出端連接的餡料傳送通道、與餡料傳送通道相連接的注餡盒及注粗糊裝置所構成??刂茩C構包括通過鏈輪與電機相連接的主軸、離合控制機構及依各傳動構件與主軸相連接的各輸出端,依各傳動構件與主軸相連接的各輸出端是攪盤推進器、餡料控制機構、注餡控制機構、面皮步進傳送帶、面皮傳送帶上的切刀、面皮快速傳送帶及注粗糊裝置;離合控制機構的離合工作面一端與餡料控制機構的輸入端相連接,由依傳動構件控制的注粗糊裝置與注餡盒注出口工作同步。
使用方法與工作過程為:
將餡料放進餡斗,經(jīng)過螺旋絞盤的擠壓后進入定量餡缸,在餡料控制機構控制下的推進餡桿I 的作用下將餡料推進到餡料傳送通道,再經(jīng)過餡料控制機構控制下的推進餡桿II 的作用將餡料推進到注餡盒,進入注餡盒后,餡料控制機構中的注餡桿向下推動將餡料完全注出,無溢餡現(xiàn)象產(chǎn)生,餡料通過注餡盒口注出準確落在下方傳送帶上的春卷皮相對應的位置,切刀與面皮的步進是同步的,面皮向前前進一步,切刀切一刀,然后面皮再通過快速傳送帶進入工人的操作空間。其中,定量餡缸的出餡量是通過調節(jié)作用于餡料推進活塞的推進餡桿I 的凸輪結構的行程,導致作用于上述推進餡桿I 推進度的改變,達到調節(jié)出餡量的目的。在注餡過程中會有注餡桿回帶餡料的現(xiàn)象,注餡桿底端均勻分布有多個氣孔,氣動控制開關控制空氣通過氣孔排出,將回帶的餡料推凈,克服了回帶餡料的現(xiàn)象。注餡桿與注漿裝置同步工作,在面皮上呈對角線位置同時注出餡料和粗糊,由操作工完成春卷成型。
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