机械设计制造及其自动化专业毕业论文范文(2)

人工去皮的效果较好，但效率低、损失率高，显然不能适应马铃薯工厂化加工的需要。

机械去皮主要依赖马铃薯与马铃薯之间及马铃薯与金刚砂或橡胶之间的磨擦作用而达到去皮的目的。这种方法去皮效果差，且易造成马铃薯表面层的损伤，但其比较经

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济实惠。

化学去皮在耐碱容器内，加入强碱溶液并加温，后加入块茎，经一段时间后块茎的表皮被碱溶液腐蚀，经高压水反复冲洗干净，再将块茎放入机械去皮机中剥去表皮。这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高，且碱液或去皮液消耗量过大，成本较高。

辐射去皮是利用辐射波被马铃薯表皮的水分吸收、蒸发，使入射的辐射波刚刚进入受热体的浅表层即引起强烈的共振，被吸收转化为热量，从而达到去皮效果。这种方法去皮效果较好，但果皮只能废弃，不能被利用。蒸汽去皮是将马铃薯在蒸汽中进行短时间处理。使其皮层熟化变软，然后利用毛刷刷削，利用流水冲洗，达到去皮目的[6]。

目前，国内主要使用摩擦擦皮机，该机由机筒、机座、电机、沙盘、机盖等部分组成。它以电机为动力，通过减速齿轮带动机盘底部的沙盘旋转。块茎加入机筒内，因其离心力和相互碰撞作用，在机筒内上、下、左、右翻动，表面被沙盘均匀的磨蚀。去皮结束时加入清水，再打开侧门，块茎从侧门自动排出，去屑随水流从沙盘的周围间隙流出[8～9]。

以上就是国内外对于马铃薯去皮方法的概述，就我国的实际情况，设计一款适合于我国中小型饭店和食堂的实用型低价位的马铃薯擦皮机是十分重要的。

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1 马铃薯擦皮机机械设计

马铃薯擦皮机的整体设计要求简单，安全，实用，移动方便，尽量节省原材料。 是一种小型间歇式去皮设备，依靠旋转的工作构件驱动物料旋转，使得物料在离心力的作用下，在机器内上下翻转并与机器构件产生摩擦，从而使物料的皮层被擦离。本设计主要考虑去皮后的马铃薯达到表面光滑、无破坏层、去皮过程无污染、及切屑可利用为目的，同时考虑经济实用，达到能以最少的投资获得较好的经济效益。下面是马铃薯擦皮机具体组成构件的设计。

1.1 圆盘的设计

圆盘的直径大小取决于此擦皮机的工作效率，由于此擦皮机是专门为食堂或中小型饭店设计，所以其生产能力设计为每次处理10kg马铃薯，每次耗时3min，其中装料时间为30秒，擦皮时间为120s，卸料时间为30s，即每小时可以处理200kg的马铃薯［10］。

（1）土豆密度的测定

选取大小均匀适中的土豆样品，甲和乙

M甲 140g M乙 160g

V甲 135mL V乙 155mL

由于 M/V

1.037(g/mL) ρ甲=140/135≈1.032(g/mL) 乙 165/155≈

所以 ρ≈1.035g/mL

（2）圆盘的尺寸设计

由于此擦皮机的生产效率为每次处理10kg马铃薯，

所以 V M/ 10 103/1.035≈9661.8mL

土豆平均高度 h 8cm

.8/8 1207.7cm2 S V/h 9661

S 19.6cm 由于 S R2 所以 R

设圆筒的填充度为0.5，设计圆筒高度为 320mm，筒内物料高度设为160mm。

（3） 综上所述：① 取圆盘半径 R 17cm；

② 取物料与剥皮机的摩擦系数 f 1.2；

③ 圆筒内物料的最大高度为 0.16m；

（4）由于考虑到马铃薯擦皮机在圆盘转动的过程中，能够把马铃薯抛起，所以在

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擦皮机圆盘设计上采用了圆盘表面为波纹形的突起，六个条形波纹突起呈均匀，发散分布。这样可以在转动时，使马铃薯有一个向上的分速度，从而把马铃薯抛向侧壁，使马铃薯与侧壁之间进行摩擦，从而达到去皮的目的。圆盘结构图见图 1-1 所

示。

图 1-1 圆盘结构图

1.1.1 圆盘上物料的受力分析

物料在圆盘的旋转式的受力情况见图 1-2。

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图 1-2 物料受力分析图

（1） 设波纹角为 ，当圆盘转动时，推动物料A运动，方向为垂直于波纹切线，设其速度为 V，V 可分解为 V水平 和 V垂直 两个分速度。BC与圆盘平面平行，

［10］可以看作圆盘的圆周速度，而 ABC ，所以 V Rsin （m/s）

—角速度（1/s）

R—圆盘半径（m）

因为 CAD ABC ，所以V垂直 Vcos cos Rsin

又因为sin2 2sin cos

所以 V垂直 Rsin2 （m/s） 2

（2） 综上：1. V垂直 R sin

2. V水平 Rsin2

3. V垂直 Rsin2 2

1.1.2 擦皮机正常工作转速的条件

（1）物料在圆盘转动时由于离心力和波纹角被圆盘抛起，该物料所具有垂直方向的动能为 ： E垂直11 Rsin2 2m 2R2sin22 2 V垂直 m() 2228

此动能应该等于势能：

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E垂直m 2R2sin22 mgh mgh， 8

（2） 为了正常运转，抛高 h 一定要超过物料在圆桶内的厚度 ，否则，最底层的物料就不能抛起与圆筒壁摩擦，所以

又因为 2R2sin22 8 g n1

30

所以代入得 n1 602 Rsin2

（3）为了正常运转，仅把物料抛起还不行，还要保证物料能抛向侧壁，抛向侧壁的力靠离心力 C mv=R2G( C=πRn22)GRn22= （N） ( 1.1 ) gR900

此离心力应能克服物料对波纹的摩擦力，才能使物料离开波纹抛向侧壁，摩擦力为：

T Gf （N） f—摩擦系数

使C t，即

GRn2 Gf 9002 n2 2900f R

n2 30

综上： n1 60

n2 代入计算得：

n1 60f R2 （1.2） Rsin2 f （1.3） R2 2 0.16 60 229.5r/min Rsin2 0.17 0.87

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n2 f12 30 79.7r/min R0.17

在计算中，取其中较大的值为设计所选用的n值。所以，圆盘的转速要达到229.5r/min以上才能使马铃薯擦皮机正常工作。

1.1.3 擦皮机功率的计算

（1）擦皮机的功率消耗包括：

① 克服物料对圆盘的摩擦力所需的功率 N1；

② 克服物料对圆筒的摩擦力所需的功率 N2；

③ 圆盘抛起物料所做的功率 N3；

④ 传动机构因摩擦而消耗的功率 N4［10］；

（2）下面对以上公式分别计算：

N1 Mmp cp（W）

Mcp—处于圆筒内物料的摩擦力矩（N·m）

G—物料重力（N）

f—摩擦系数（1.1～1.3）

R—摩擦壁矩（m） 2

，采用最大角速度的。 cp—物料圆盘的平均相对速度（1/s）

cp 所以 N1 Gf

代入数据得： N1 1 n1 n() 2306012R nGfR n 26012010 10 1.2 0.2 3.14 229.5 144.1 （W） 120

N2 My cp (W)

My—在离心力的作用下物料与侧壁的瞬时摩擦力矩（N·m）

mv2

fR （N·m） My R

V—物料圆周速度（m/s）

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R′—摩擦力矩（R′＝R） （m） 8

mv2RGv2f My （N·m） f R88g

Gv2f n 所以 …… 此处隐藏：2764字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……