冲压式芡实去壳机的主体结构设计

合集下载

冲压式芡实剥壳机设计

冲压式芡实剥壳机设计

目录 冲压式芡实剥壳机 .................................................................................. 错误!未定义书签。 摘要 ............................................................................................................................................ 3 ABSTRACT .............................................................................................................................. 4 THE HEAD METAL CLIPPER DESIGN ............................................................................ 4 1 绪论 ......................................................................................................................................... 5 1.1 课题选择的背景和目的 .................................................................................................. 5 1.2 冲压式芡实剥壳机国内外发展现状 .............................................................................. 6 1.3 冲压式芡实剥壳机的现状 .............................................................................................. 7 1.3.1 冲压式芡实剥壳机在车间布置和作用 ................................................................................. 7 1.3.2 冲压式芡实剥壳机的类型和特点 ................................................................................... 7 1.3.3 冲压式芡实剥壳机研究的内容和方法 ................................................................................ 8 2 方案的选择与评述 .............................................................................................................. 10 2.1 方案选择 ........................................................................................................................ 10 2.2 方案评述 ........................................................................................................................ 10 3 电机的选择 .......................................................................................................................... 12 3.1 剥壳力的计算 ................................................................................................................ 12 3.2 剥壳机的扭矩计算 ........................................................................................................ 12 3.3 剥壳时,转股稳定运转转速 nH ...................................................................................... 13 3.4 电机型式及电机容量的选择 ........................................................................................ 13 4 主要零件的强度计算 ........................................................................................................ 16 4.1 减速机的计算 ................................................................................................................ 16 4.1.1 减速机的传动比分配 ................................................................................................................ 16 4.1.2 减速机齿轮设计 .......................................................................................................................... 16 4.1.3 齿轮轴的设计计算..................................................................................................................... 24 4.2 剥壳的设计 .................................................................................................................... 29 4.2.1 材料的选择.................................................................................................................................... 29 4.2.2 剥壳的结构设计 .......................................................................................................................... 29 4.3 转股轴承的选择及校核 ................................................................................................ 29 4.4 侧隙调整机构的设计 .................................................................................................... 31 4.5 电动机的起动力矩的验算 ............................................................................................ 32 4.5.1 系统飞轮力矩的计算 ................................................................................................................ 32 4.5.2 起动时间的计算 .......................................................................................................................... 33 4.5.3 起动转角的校核 .......................................................................................................................... 33 5 润滑方法的选择 .................................................................................................................. 37 5.1 减速机润滑方法及润滑油的选择 ................................................................................ 37

冲压式芡实去壳机的主体结构设计

冲压式芡实去壳机的主体结构设计

X轴等效应力图 Z轴等效应力图
Y轴等效应力图
分析可以看出,沿X轴施加载荷时, 芡实外壳破裂的程度比较明显,并且施 加的载荷相对比较小。沿Y轴施加载荷时, 芡实破裂的程度相对X轴来说较为不明显, 施加的载荷也相对大一点点。而沿Z轴方 向施加载荷时,芡实的破裂程度较为不 明显,因为那个部分的壳相对厚一点, 所以施加的载荷也比较大,破裂程度也 只有一小部分,这样同样也不利于芡实 外壳的破裂。所以沿X方向比较好。
3.芡实的破壳分析
芡实的外形是不规则的,其果壳和果仁的图如下:
其外壳可以大致看作如下图:
3.1 芡实外壳的有限元:
有限元的分析步骤
芡实的建模
wb创建几何体
添加材料库
施加载荷与约束
划分网格
添加模型材料属性
结果后处理
3.2 对芡实的X、Y、Z轴方向进行应力分析
3.2.1 对芡实划分坐标
3.2.2 分析结果:
4.冲压式芡实剥壳机的设计
整体设计图:
冲压件
带刀凹 模
电机
滚筒 槽轮 机架
芡实的去壳过程:
滚压
筛选
输送
自动上料
冲压
果壳分离

冲压机构:
5.电机的选择和圆柱齿轮的计 算
5.1 电机型式及电机容量的选择:
驱动电机:考虑到制造和使用成本问题,采用防护式笼型感应电动 机Y系列,该种电机具有效率高,节能,高转矩,噪声低,振动小, 安全可靠。
电机功率估算:222.2123708 W 根据计算结果,选择三相异步电机Y801,转速1500r/min,功率 0.55kw。
5.2 圆柱齿轮的计算
5.2.1 齿轮类型,齿轮的精度等级、材料及齿数的选定计算 5.2.2 齿面接触强度设计 5.2.3 根据齿根弯曲的强度来设计

机械设计制造及自动化毕业论文-冲压式芡实剥壳机的设计

机械设计制造及自动化毕业论文-冲压式芡实剥壳机的设计

毕业设计(论文)机械与汽车工程学院机械设计制造机器自动化专业设计(论文)题目冲压式芡实剥壳机学生姓名1111 学号起迄日期2014 .3.9—— 2014.6.7设计地点福建工程学院指导教师余罗兼2014年3月30日运行开始回归正常增长轨道。

从出口和投资增长可能呈前低后高走势判断,2011年各季度GDP增速也将呈前低后高走势。

预计2011年全年经济增长可保持在9%左右,下半年通胀压力加大。

2011年国家宏观经济政策和对相关领域改革,要求我们应把握好经济发展的周期,剖析国家宏观政策走向,认清行业市场发展形势,抓住机遇,合理预测行业未来走势,制定正确的发展规划、及时调整发展战略、积极开拓新的市场。

芡实梗行业生产分析产业地区分布情况芡实梗行业市场分析市场规模分析及增长速度1.2我国食品机械的现状我国食品机械作为独立的机械行业起始于20世纪80年代。

1985年中国食品工业协会成立了食械专业协会,1986年机械工业部成立了包装机械行业办公室,正式列入机械工业部的机构,1989年又组建了中国食品和包装机械工业。

食品机械和包装机械被机械工业部作为机械的十二大行业之一。

我国农产品深加工食品机械主要存在的问题品种少、质量差、效率低、能耗高、可靠性差、成套性不高。

换句话说,就是自主创新能力差,发达国家相比,还有着较大的差距。

有人说有年的差距,或者更长;也有人说,随着现代科技术发展速度的加快,差距越拉越大。

我认为不这么看。

应该承认,近20年来我国在装备制造业方面有了比较大的进步。

据不完全统计,我国有150多条生产线成套设备满足市场要求,还有部分出口,不少产品正在接近发达国家的水平,只在某些方面有差距。

随着我国装备制造业整体水平的提高,差距将不断缩小。

1.3芡实加工的缺陷现有芡实的制作,主要是以小规模的人工制作为主,人工干预模式影响了食品卫生,制作过程也较为繁琐,这样就决定了其生产量不高,无法满足市场上对芡实的需求量,浪费大量人力。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

冲压式芡实去壳机的主体结构设计
芡实,又叫:鸡头米、鸡头荷、湖南根、鸡头莲、假莲藕。

是一种富有地方特色的优质农副产品。

具有较高的营养、保健和经济价值。

芡实的外壳坚硬、颗粒小。

长期以来只能靠纯手工去壳,这样花费了太多的人力,影响了芡实产业的发展。

研究芡实剥壳机将有助于芡实产业的发展,进而提高芡实的种植面积,增加农民的收入,给芡实生产地带来较大的经济发展和社会收益。

对芡实的有限元分析分析,有助于机器的结构设计。

芡实可分为嫩芡实、中芡实和老芡实。

嫩芡实果壳的厚度范围在2.00~3.50mm之间,占总粒数的86%。

中芡实果壳的厚度范围在1.50~3.00mm 之间,占总粒数的88%。

老芡实厚度的范围在2.00~3.00mm之间,占总粒数的88%。

本文通过分析芡实的结构和芡实的可脱壳性。

冲压式芡实剥壳机是为满足生产要求制造的,本文设计冲压式:加料滚压—筛选—输送—间歇送料—冲压—顶出—拨离—搅拌—分离。

构思工艺动作过程要满足工作可靠、工序合理、工效提高等多种要求。

并通过实验验证了设计的可行性,提高了剥壳质量。

在设计过程中,进行剥壳力的计算,选择电机的容量,进行轴、齿轮的设计计算,进行剥壳机构的改进设计,对主要冲压件优化,取得较好的效果,有一定的经济效益。

1 绪论
芡实的种植面积虽然不小,但是其单产量很低,导致芡实的总体产量也比较低。

虽然芡实的营养价值很高,但是弄出其果实比较难,因为芡实的外壳很硬,加上加工手段比较落后,交通运输不方便,导致芡实的产量上不去。

很多芡实种植者基本上都是自产自销的状态。

数千年以来,芡实去壳的方法都是以手工去壳的比较多,现代技术设计的机械脱壳设备很少。

芡实脱壳的方案有:化学法、生物化学法、能量法、真空法、激光切割法、火烧法、机械法。

对于其他坚果吸纳在至少有相应的剥壳机器用于工业生产,而对于芡实剥壳机
器的基本上还是比较少的,而且每个坚果类的机器,因为它们的外形都不一样,所以机器也不能用同一机器,也就是没有通用性。

因此要设计一款芡实剥壳机器来应对现在的芡实产业的发展。

芡实的外形可以看作为不规则的球体,通过芡实的外形分析及截面分析,大式可以得到其几何特征:1)芡实沿厚度方向有凸起一个小部分,除了那个小部分其余芡实的厚度比较均匀;2)芡实的表面比较光滑,就是有些小部分会有小颗粒存在;3)芡实的内部果仁与外面的芡实果壳有较小的间隙,还有一层薄薄的膜,但是间隙比较均匀;这种不规则的芡实加工起来不好定位,整体强度较低。

芡实的外壳坚硬,里面的果仁强度比较低。

而且干芡实果壳与果仁间存在间隙,湿芡实果壳与果仁间隙之间被一层膜填充,所以干芡实比湿芡实更易脱壳。

对芡实果壳的基本物理特征的分析有助于芡实剥壳机的结构设计,该文使用了有限元对芡实破壳力的分析。

在这种情况下,设计出一台机械式冲压芡实剥壳机,有利于提高芡实的剥壳效率,减轻人类劳动力,扩大芡实的种植面积,提高芡实的产量。

冲压式芡实剥壳机的机构简单,工作原理较为明确。

快速芡实剥壳,剥净率可达98%以上,整仁率可达90%以上,根据自动化设计,芡实剥壳机比同类的设备速度更快,更为稳定。

快速分类装置,脱粒机和仁壳分离装置的开发与设计。

适合家庭式加工作业,操作简单,芡实的去壳速度大大提高了,解决了芡实的去壳难,去壳慢的问题,节省了大量的加工时间
1.1 研究的目的及意义
先研究芡实的整体结构,找出最佳的芡实剥壳的方向,然后设计出符合要求的机器。

该机械一旦设计制造成功,将解决传统生产效率过低的缺点,且能将芡实米较完整剥出,解放了农民的劳动力,为芡实的产业化发展提供了基础保障。

从大方面讲就能带动苏州市的经济更快更好的发展。

1.2 芡实种植及其加工在国内的现状
1.2.1 芡实种植的前景
芡实种植在中国历史悠久,分布也比较广泛,其主要的产值地区有:河北、河南、江西、广西、四川、湖南、湖北、江苏贵州以及沿海地区。

芡实有南、北芡实之分。

其中江苏省的芡实种植区域最广,主要分布在湖边以及沿岸区域。

芡实是一种水生草本植物,生产在湖泊中,适合生长在温暖、湿润、阳关充足、水位比较稳定的淤泥池塘和湖边。

芡实的营养价值很高,少量的淀粉,少量的脂肪油,还富含钙、磷、铁、维生素C、蛋白质、氨基酸等大量对人体十分有益的成分,更是被誉为“水中人参”。

因此,芡实的营养价值很高、保健。

芡实也是一种药材,治遗精,淋浊,益肾玆阴,健碑止泻。

是一种长期可以服用的绿色产品。

芡实还可以帮助肠胃的吸收,提高尿木糖的排泄以及提高血清胡萝卜素的浓度。

这样可以大大减少癌症的发病率。

所以芡实的果仁作为药物被我国药店以及制药大量使用。

每年芡实用在制药上大约占我国芡实总量的40%。

芡实的经济价值很大程度上比一般的农作物高很多。

在同一的一块地上,芡实每公顷可以产出约350kg的果仁,水稻在每公顷的产量为10500kg。

芡实种植不需要施加肥料和药物,水稻则需要农药和化肥。

芡实的市场价大约每公斤为200元,而水稻的市场价大约只有2元。

经过比较可以知道每公顷芡实的收入约为70000元,水稻每公顷的收入为21000元。

因此,大力发展芡实产业有助于当地农民的收入提高当地居民的生活水平,带动当地的经济发展。

1.2.2 芡实破壳加工的现状
现在芡实的剥壳方法可以分为:传统剥壳法、机械剥壳法、化学法、生物化学法、能量法、真空法、激光切割法、火烧法、机械法。

传统芡实破壳的方法有三种:第一种是相对于嫩芡实的破壳,用手指甲将芡实的外壳剥开。

第二种是相对于中芡实的破壳方法,用牙齿将芡实的外壳咬破取出芡实果仁。

第三种是相对于老芡实的破壳方法,用如图1.1(铁剪的示意图)将老芡实的外壳剪开。

图1.1 铁剪
机械的加工方法有:挤压式芡实剥壳、重击式芡实剥壳、剪切式芡实剥壳、摩擦式芡实剥壳、辗搓式芡实剥壳。

芡实果仁有外壳、假种皮、和果皮三层皮包裹着。

由于芡实的外壳比较坚硬,果仁比较嫩,不易机械加工,这给芡实剥壳机的机械加工提高了难度。

虽然现在国内也出现了一些剥壳机,但是其脱壳率、整仁率以及机械的成本都不是很理想,很大程度上不能满足芡实农的需求。

由于其加工方法是老套,劳动力强度非常大。

芡实脱壳加工成谦米,到目前为止一直这种机器很少!仍然采用比较老化的人工剥壳。

据保守估计,一个当地的芡实农民剥芡实果仁每天(10h计)仅能剥46个左右,变成干芡米就只有1.1-1.3kg,每687㎡剥果仁的用人要求可以达到31-35个;如果剥嫩鸡头米,一天只能被剥成果仁到2.0-2.5公斤,可以想见。

因此,工人劳动强度大大限制芡农业的进一步发展壮大的规模,一般自己种植然后自己剥壳的芡农(夫妻)二人只能种植3335-4002㎡.
看到这些情况,能不能设计出一种机械帮农民朋友们从纷繁复杂的劳动中解脱出来?而且这种机械的剥壳效率要比传统手工剥壳效率要有很大的提高?于是在老师的指导带领下我们设计改进一种”冲压”机械,原因是这种机器操作方便,自动化程度高,且工作效率满足要求。

1.3 芡实剥壳机研究存在的问题及发展趋势
芡实剥壳效率低是芡实深加工所面临的主要障碍,还有芡实剥壳机加工出来的芡实果仁的完整性和整仁率偏低是主要问题。

要大规模生产这些产品,必须摆脱传统手工剥壳的缺点,提高生产率。

芡实剥壳机朝着机械化以及全自动化的方向发展,减少人工劳动力。

这样有助于芡实产业的发展,提高当地的经济收入。

2 芡实的破壳分析
ANSYS作为全球知名的大型CAE分析软件,ANSYS自20世纪70年代诞生以来,随着世界信息技术和有限元理论的高速发展,在各个领域得到了高度的评价和广泛的应用。

随着计算机技术的飞速发展,各种工程软件也得到以广泛应用。

ANSYS软件以及成为主流的软件,应用很广泛。

2.1有限元分析的简介
ANSYS提供广泛的工程仿真解决方案,这些方案可以对设计过程要求的任何场进行工程虚拟仿真。

软件主要包括3个部分:前处理模板,分析计算模块和后处理模块。

2.2 ANSYS的特色功能
ANSYS 的特色功能如下
(1)前后处理。

1)双向参数互动的CAD接口:
2)智能网格生成器;
3)各种结果的数据处理:
4)各种结果的图形及动画显示;
5)全自动生成计算报告。

(2)结构静力分析(线性/非线性)
1)非线性分析;
2)几何非线性分析能力;(大变形、大应力、应力强化、旋转软化、压力载荷强化);3)材料非线性(近70种非线性材料本构模型,含弹塑性、超弹性、非性弹性、岩土和混凝土、膨胀材料、垫片材料、铸铁材料等);
4)单元(或称边界/状态)非线性;
(5)动力学分析能力;
(6)屈曲分析(线性屈曲,非线性屈曲,圆对称屈曲分析);
(7)高级对称分析(循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称);。

相关文档
最新文档