开题报告-螺旋式土豆自动加工机设计

毕业设计（论文）开题报告

课题名称 __螺旋式土豆自动加工机设计_

学院机械学院

专业机械设计制造及其自动化

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指导教师

定稿日期： 2015年 03月9日

螺旋式土豆自动加工机设计

1 选题背景

众所周知，土豆、红薯等茎类植物，是国际上流行的新型食品。具有口味好，营养丰富，植物蛋白含量高，老少皆宜，原料丰富，市场广阔等特点。土豆可供烧煮作粮食或蔬菜，但新鲜薯类块茎大，含水量高，运输和长期贮存有很大困难。为此，世界各国十分注意生产土豆的加工食品，如法式冻炸条、炸片、速溶全粉、淀粉以及花样繁多的糕点、蛋卷等，为数达到100多种。但现有制作此类食品的机械，一般均为切丝、切条、切片或切块机械。因土豆外形等条件制约，切片的厚度难以控制，切片后的薄片厚度不均，并且做出的食品形状简单，当人们对土豆的休闲食品要求花式形状时，都需要手工来完成。并且切出的土豆片是重叠在一起的，切完后还需要人工拉开，操作麻烦，无法满足土豆休闲食品日益增长的消费需求。

1.1薯塔的介绍

薯塔是利用“螺旋式土豆加工机”将土豆，红薯等天然食物自动切割成螺旋形片状，并现炸而成。根据调味料不同，可形成数十种风味。其造型独特，绝无仅有,消费者很难不被它的外观和味道而吸引。且全身上下皆为新鲜食材，不添加任何防腐剂及色素等，口感更为香、酥、脆，打破了传统包装薯片的口感与视觉。

2 文献综述

2.1行业现状及发展意义

2.1.1 油炸土豆片食品国内行业现状

适合作为批量生产的土豆原料虽然已经有了产业化基地，但是主要供给外资和合资企业。现国内已有较规范生产企业50多家，目前国内油炸土豆片加工年生产产量约5万吨。进入20世纪90年代，薯片食品在大中城市开始流行，市场消费量日益增大。市场日益成熟并表现出良好的发展前景。

而薯塔螺旋土豆片对土豆原料要求更低，普通土豆就可以满足要求。且不需要包装，运输等费用，加工设备简单方便，现炸现卖无防腐剂等添加，是土豆休闲食品未来非常重要的一个分支。

2.1.2 油炸土豆片食品发展意义

随着中国国民经济的高速发展，人民的消费观念发生了深刻的变化。近年来，伴随着欧美食品及其饮食文化的传入，我国年轻人中喜欢油炸土豆片的人数在迅速增长，存在着庞大的市场消费潜力及良好的市场发展前景。

表1.1欧洲主要消费国油炸土豆片加工量

国别加工量（万吨）

德国英国荷兰法国挪威14.3 52.8

8.0

9.3 29.0

合计132.2

表1列出了欧洲主要消费国油炸土豆片的加工量，如果未来10年我国10%的人年人均消费量达到4Kg，则我国将有52万吨的市场，而目前我国的生产能力只有1/10，所以这是个巨大的市场。值得广大食品研究及食品加工设备制造者为之奋斗。

2.2国内外薯片加工机器简介

国内外主要的土豆片的加工方法主要有3种，即离心式刀片切片，凸轮式刀片切片，螺旋进给式切片。三种切片方法的工作原理如下：

一、离心式刀片切片。切片机工作时，电动机转动，带动输出轴，轴的顶端连接叶轮和刀片，刀片将物料切成片，被切下的物料从刀盘底落下，然后经出料口送出。通过调节刀片与转盘间的垫片厚度来控制切片的厚度。其机械装置简图如图1：

图2-1 离心式切片机结构简图

二、凸轮式刀片切片。土豆的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合从而完成整个切片动作。其机械装置如图2：

图2-2 凸轮式切片机结构简图

三、螺旋进给式切片。切片机工作时，刀片不动，通过齿轮传动带动螺杆螺

旋进给，将螺杆上的土豆切成连续的螺旋形土豆片。或土豆直线运动，旋转刀片将土豆切成连续的螺旋形土豆片。其机械装置如图3：

图2-3 手摇式螺旋进给切片机结构示意图

2.3本设计的螺旋土豆自动加工机特点

本设计的螺旋土豆自动加工机是在手摇式螺旋进给切片机基础上以电机为驱动，将土豆均匀的切割成螺旋形连续片状。该加工机可自动带动土豆等块茎食品同时完成旋转和行进两个动作，并设置空转机构，在旋转行进完成后空转将多余的食材切断，切断后自动进行退回复位动作。在加工机的前端设置切削刀架，计算刀片角度保证切削厚度并设计刀片的自磨锐角度，延长刀片的使用寿命。

3 技术路线

3.1本设计的螺旋式土豆自动加工机的设计目标

螺旋式土豆自动加工机的设计目标是为了自动获得均匀、连续的螺旋形土豆片，并且自动旋转进给、切断、退回。解决现有手摇式切片机操作不便，切片不稳定不均匀，且需要人工切断、拉花、退回等效率低下等问题。

3.2本设计的土豆加工机设计原理

螺旋式土豆自动加工机的设计原理如图3-1所示，用1台电动机驱动齿轮组，齿轮组带动传动轴转动。传动轴具有带有螺纹的空腔，与一螺杆啮合。当传动轴转动时，与螺杆发生螺旋进给运动，螺杆固定，传动轴可带动夹头实现旋转中前进、后退的动作。刀具通过机架固定在夹头所在的旋转传动机构行进的方向上，这样就可以实现土豆等食材在切片的同时利用旋转进给通过刀具，并形成连续稳定的螺旋形切片。

切片完成后通过尾端的空转机构及传感器延时开关，夹头实现在原地空转1-2圈，保证食材多余部分切断。切断完成后传动轴自动反转，实现退回动作，准备下一次作业。

图3-1 螺旋式土豆自动加工机结构简图

3.3切片工艺流程

本设计为实现土豆螺旋切片的自动化，其工艺流程如下：

穿料固定切片切断退回

图3-2 土豆切片工艺流程

3.4 螺旋式土豆自动加工机的设计参数

3.4.1电动机

1）工作方式：重复短时工作制。

2）工作转速：≥160r/min。

3）负载运动方式：旋转运动，进给完成后空转1-2圈，并自动反转退刀。

3.4.2刀片

1）刀片长度：根据土豆尺寸，刀片长度≥50mm。

3.4.3 整机主要参数指标

1）外形尺寸：＜长500mm×宽350mm×高300mm

2）整机功率：≤500W

3）切削转矩：≥2N.m

4参考文献

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