土豆去皮机毕业论文
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土豆去皮机设计
摘要：本次设计的项目是土豆去皮机的设计。在给定参数的前提下，主要完成了总体方案论证，去皮机筒设计，圆盘的设计，传动方案的论证以及电动机的选型，带传动设计等内容。对轴承，轴承座的选用情况也做了详细的介绍。最后，对电动机的控制以及擦皮机的维修保养等也作了一定程度上的叙述。
关键词：土豆 去皮机 带传动 控制电路
Abstract: The design of the main issues is potato peeling machine design. Given parameters, the main argument to complete the overall program, peeled barrel design, disc design, demonstration and motor drive program selection, belt drive design and so on. Bearing, bearing also made the choice of the situation in detail. Finally, motor control and maintenance of clean paper machine, also to a certain degree of narrative.
Keywords: potato peeling machine belt drive control circuit
前言
随着我国土豆产量的的不断发展和壮大，土豆的加工数量也不断的发展起来了，土豆的产品也越来越多。不论土豆最终做出什么样的成品，它的之前都会有清洗、去皮这两道工序。去皮是一道必需的工艺，因为土豆皮会影响后来的成品的口感，所以在加工前，必须将其皮去除。土豆去皮是所有土豆制品加工工艺过程的重要环节。
1.土豆去皮机的概述
1.1 国内、外研究情况
土豆去皮是所有土豆制品加工工艺过程的重要环节，目前国内外土豆去皮的方法主要有：人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等。
目前，国内土豆去皮机形式主要有机械去皮，其中机械去皮的应用范围很广，种类最多，
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既有简易的手工去皮又有特种去皮机。有毛刷清洗去皮机江苏科威机械有限公司生产的毛刷清洗去皮机，由北京市某某食品机械厂生产的QJGL一2000型清洗去皮机，山东省诸城市某某食品机械厂TPJ系列土豆清洗去皮机，由兴化市某某机械厂生产的JY-T500型薯类磨皮清洗机，由肇庆市某某机械有限设计制作的TP-500型薯类脱皮机，上海某某食品饮料成套设备总厂的砂辊式土豆去皮机等等[1]。 1.2现状分析
目前，国内土豆去皮机主要是机械去皮的，机械去皮的方法的主要优点有以下方面：1）降低了生产成本。2）减少了环境污染。由于不采用碱液，因而避免了废弃物污染3）操作简单，速度快，可一人操作，效率高4）皮屑可利用5）操作简单，，被去除的果皮含有淀粉和较多的纤维素，又是很好的动物饲料；缺点：对土豆的外形有一定的要求，卵圆形牙眼浅，无伤痕。其它去皮方式，如蒸汽去皮的优点：1) 生产成本降低2）环境污染减轻3)产品得率提高4)产品得率提高，去皮完整、均匀 ,且能较好保持土豆的理化性能 ,被去除的果皮含有淀粉和较多的纤维素 ,又是很好的动物饲料。缺点：如果蒸汽温度，和加热时间把握不当，出现了因蒸煮过度使表面熟化层过厚的现象等等[2]。 1.3 今后的发展方向
1）降低了生产成本； 2）减少了环境污染；
3）操作简单，速度快，可一人操作，效率高；
4）皮屑可利用，被去除的果皮含有淀粉和较多的纤维素，又是很好的动物饲料； 5）可加工任意外形的土豆。如凹凸表面，表面有损伤的等。
2. 土豆去皮机总体设计
2.1 土豆去皮机的构造及工作原理
去皮机是一种小型间歇式去皮机械。擦皮机由工作圆筒4，旋转圆盘5，加料斗1，卸料口7，排污口8，传动装置6及电动机3等部分组成。
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图1 土豆去皮机
Figure 1 potato peeling machine
它以电机为原动力，通过减速装置带动机筒底部的砂盘旋转，依靠旋转的工作构件驱动原料进行旋转，使得物料在离心力作用下，在机筒内上、下、左、右翻动并与机器构件产生摩擦，物料表面被砂盘均匀地磨蚀，去皮结束时加人清水 再打开侧门，块茎从侧门自动排出，皮屑随水流从砂盘的周围间晾排出。
工作圆筒内表面是粗糙的，圆盘表面呈波纹状，波纹角α=20°～30°，两者大多采用金刚砂黏结表面，均为擦皮工作表面。圆盘波纹状表面除兼有擦皮功能外，主要用来抛起土豆，当土豆从加料斗落到旋转圆盘波纹状表面时，因离心力作用被抛至圆筒壁，与圆筒壁粗糙表面摩擦而达到去皮的目的[3]。
为了保证正常的工作效果，擦皮机在工作时，不仅要求土豆能够被完全抛起，在擦皮室内呈翻滚状态，不断改变与工作构件间的位置关系和方向关系，便于各种物料的不同部位的表面被均匀擦皮，并且要保证土豆能被抛至筒壁。因此，必须保持足够高的圆盘转速，根据经验数据，摩擦圆盘线速度Vmax=5.67m/s时，对土豆的去皮效果最好，土豆果肉损失最少；同时擦皮机内土豆不得填充过多，一般选用物料料充填系数为0.50～0.65,依此进行生产能力计算[4]。
2.2 土豆擦皮机的相关计算 2.2.1本设计的主要内容：
原始参数
1）称料名称：土豆； 2）容重0.8吨/米3； 3）间歇生产 ；
4）处理能力200公斤/小时；
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5）物料粒径<80㎜。 2.2.2生产能力的校核 生产能力
3600?D2HG???? ????????????????????（1）
?1??2??34式中，
τ1—装料时间（秒），设计中取30秒 τ2—擦皮时间（秒），设计中取240秒 τ3—卸料时间（秒），设计中取90秒 D —圆筒内径（米），假设取0.4米
H —圆筒有效高度（米），假设取0.4米
ρ—物料的容积密度（接近容重，取200公斤/米3）
ψ—圆筒内物料充填系数（一般取0.50～0.65），设计中选0.52
则带入数据得
3600??0.42?0.4G???0.52?800?209?200公斤/小时（公斤/小时）
30?240?904 =209 >200 (公斤/小时)
2.2.3擦皮机的主轴转速的理论计算
假设土豆为球形颗粒，且以单个土豆为研究对象，其质量为m，工作时它必须相对工作盘移动。物料在转盘旋转时受力情况如图1所示。
垂直A水平
图2 物料受力分析图
Figure 2 Force diagram of materials
设波纹角为?，物料的速度为v。当转盘旋转时推动 物料A运动，其运动方向垂直于波纹切线。v可分解为V垂直和V水平，CB与转盘平面平行，可以看作是转盘的圆周速度ωR， 故
V??RSin? (ms)
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式中ω为角速度1/s； R为转盘半径（m）
Sin?(ms) 2根据动力学，物料从垂直方向抛起的动能为
112E垂直?mV垂直?m?2R2Sin22? (N?m)
28此动能应等于物料抛起后的势能mhg。为了正常运转，抛高h一定要超过物料在圆筒内
V垂直?VCosx??RSin?Cos???R的厚度，才能使最低层的物料抛起与筒壁进行摩擦，所以用?代替h，又因为
?n??
30可得
1?D222()RSin2??g? 830化简得：
n1?602? (rmin)??????????????????(2)
RSin2?α角一般取20??30?[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进行摩擦，抛向侧壁的力靠离心力C
m(?R)2GRn2C?? （N）
R900此离心力应大于波纹对物料的摩擦力T,才能使物料抛向侧壁。
T?Gf （N） f为摩擦系数
使C>T，则有
n2?30f （rmin）???????????????? （3） R取物料层厚度δ
33??H??400?300 (mm)
44摩擦系数f为1.1～1.3，设计中取1.1， 波纹角??20?代入（2），（3）得：
n1?602?2?0.3?60?268 （rmin）
RSin2?0.2?Sin(2?30?)f1.1?30?70.35 （rmin） R0.2- 5 -
n2?30