切片机

本科课程论文

题目小型切片机

学院工程技术学院

专业机械设计制造及其自动化年级2011

学号

姓名王振豪，张恒，彭梓洋，何潘指导教师

成绩

2014年04月12 日

小型切片机

西南大学工程技术学院，重庆400715

摘要：本文对切片机的种类进行了分析,并对切片机现状进行了初步讨论和发现问题,为解决这些问题提出了浅显的方案,原来家用切片机效率低可靠性差,设计了直线往复式的,达到设计目的。并以曲柄滑块式切片机做主要参考,进行了对比,找出了其优劣。

关键词:切片机,直线往复式,设计

一、前言

我国很多地方主产玉米和土豆，但是由于偏僻多山，冬天菜少，所以夏天多把土豆切片晒干储备，就有了设计一个切片机的想法。我们就可用于切片的农作物有土豆、地瓜、萝卜、莲藕、大蒜等，所以要有不同尺寸的进了口。在对市场调研，可见以前市场上的切片机多结构简单，功能单一。基于对机械创新设计这门课程的学习及以前三年关于机械方面的系统学习和有关资料的搜索查找写了这篇论文。

二、切片机的主要分类

切片机的式样很多,性能也不一样,一般分为滑行式切片机和旋转式切片机两大类。无论哪一种类型,它们的结构都可分为以下三部分: ①控制切片厚薄的微动装置; ②供装置切片刀的夹刀部分; ③供装置组织块的夹物部分。

（1）滑行式切片机

滑行式切片机的夹刀部分是滑动的,而夹物部分是固定不动的,但可上下升降。夹物部分的下面连接着控制切片厚度的微动装置,当夹刀部分在轨道上向后滑行一次,夹物部分上的组织块就被切去一片,当夹刀部分退回原处时,微动装置就自动地将夹物部分上升一片的厚度切片的厚度可由微动装置上的厚度计来调节。

（2）旋转式切片机

旋转式切片机的待切物可上下移动前后推进,而夹刀部分则固定不动。在待切物的后面连接着控制切片厚度的微动装置。夹刀部分在切片机的前面,其刀口与待切物上的组织块垂直,当旋转轮用手摇转一次, 待切物的水平圆柱体也随着上下来回移动一次。向下移动经过刀口, 待切物即被切去一片,然后向上移动,经过刀口后,微动装置就按所调节好的切片厚度,以水平方向自动将待切物向前推进一片的厚度。

上述切片机械以其产能大、效率高等优点被广泛应用于工业生产。一种多功能切片机，可以将长条状或根茎、种子、果实类待切物切制成极薄片或薄片，因其切制片形薄、美观而被广泛应用于工厂、作坊、家庭等。这些切片机械完成切片工作的三大基本功能和前提条件包括：待切物与切刀的相对运动，待切物的进给即送料，切片厚度的控制。

三、参考方案

以莲藕为例说明，曲柄滑块式切片机主要由曲柄滑块机构、物料导筒、风管、切刀及工作台等组成，如图所示。

其工作过程为：首先把待切物（荷藕）放入物料导筒(3)内，物料导筒内1 次可以叠放待切物（几段莲藕）依靠上部待切物（莲藕）的自身质量压住下部的待切物（莲藕），使其下表面抵在工作台(5)面上；电动机带动曲柄滑块机构水平安装在滑块上的切刀(4)运动到待切物（莲藕）处，开始对待切物（莲藕）进行切削；切削行程末了，挡板(7)碰到行程开关(6)，高速风管(1)开始吹风，切出的藕片经风管的风吹落到落料槽内。

四、切削机构设计

由于最大物料导筒的直径为100mm，切刀起始位置距料筒20mm ，切割行程末了刀片伸出料筒100mm，可以推算出切削行程为H =150mm，位置关系如图所示。

图2 切割行程示意图为了提高切片的效率，本机采用偏置式曲柄滑块

机构如图3 所示。

图3 偏置曲柄滑块机构图3 中，连杆长为B ，曲柄长为a ，偏置距离为e ，等视角圆半径为R ，极位夹角为θ，最小传动角为γ min ，滑块的两个极限位置为W 和W′。根据资料[ 7 ]，在最小传动角γ min ≥40°的要求条件下，行程速比系数K 取

1.25，极位夹角为θ =20°，偏置距离为 e =75mm。经过计算得出：连架杆长为 b

=291mm；曲柄长为a =120mm。

五、提出问题

上面方案可有效对待切物进行切片，但待切物形状大小尺寸不一，所以导筒要有多样更换型号，

以适应对不同农作物和大小不一的农作物进行切片，还有就是上述方案对切片的厚度没有控制，不能适应不同厚度的要求，所以下料机构采用自动升降式下料机构，导筒设计三种型号，可以自愿更换。

六、解决方案的设计

1、导筒的设计

根据各种待切物的几何尺寸统计数据，直径的尺寸分布范围为40～90mm，待切物高为40～270mm。为了适应不同尺寸待切物的装夹需要，所设计的3 个料筒相对于切刀刀刃线方向呈直线分布，分别对准切刀的3 组透气孔的位置。料筒尺寸如下，料筒数量3 个，高度为600mm，内圆直径分别为50mm～80mm 和100mm。

2、下料机构的设计

下料机构由下料台、机械手、料盘机械手和料盘抬升机构组成，实现对生瓷带和料盘的拾取放置： 1、下料台：主要由一个旋转摆台组成，切片时下料台与设备台面成45°，切片完成切片滑到下料台，然后下料台旋转到水平位置。2、机械手：主要由精密线性模组、气缸和吸盘组成，下料台旋转到水平位置后，气缸带动吸盘向下运动吸切片然后再水平运动把切片放入空料盘。3、料盘机械手：主要由精密线性模组和吸嘴组成，当空料盘中放入切片后，料盘机械手通过运动吸起料盘再回到放切片的料盘工位。4、料盘上升机构：主要由伺服电机和导轨丝杆组成，当空料盘被吸走一层，就会自动升起一层到工作位。

七、优化方案原理设计

1) 切刀机构：采用直线往复式垂直运动机构, 通过刀架调整切刀的上、下止点, 以得到准确的切刀终切点。

2)动力部件: 依据最大切削力和传动系统效率, 选用220/ 380V 三相异步电动机。

3)调速装置: 采用变频无级调速器调节电机输出转速以获得需要的切刀往复频率。

4）运动转换机构: 采用曲轴箱使电机输出回转运动转换成切刀的往复直线运动。

5) 切片厚度调整部件: 该部件由回转半径可调的偏心机构、棘轮机构和齿轮变速箱组成, 使压送机构的压送步长由几十丝到几十毫之间实现有级可调, 从而满足获得各种切片厚度的需要。同时,通过对偏心机构偏心块的相位控制, 可方便地保证物料压送和切刀往复运动异步以避免运动干涉。