機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(絕對(duì)經(jīng)典)

1、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文(2000屆論文題目絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完成日期年月目 錄目錄.1 中文摘要.3 ABSTRACT (3第1章 緒論 (3第2章 結(jié)構(gòu)及工作原理 (42.1絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu) (42.2絞肉機(jī)的工作原理 (5第3章 螺旋供料器的設(shè)計(jì) (53.1絞籠的設(shè)計(jì) (53.2絞筒的設(shè)計(jì) (6第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (74.1電機(jī)的選擇 (74.2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) (84.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) (114.4軸的設(shè)計(jì) (17第5章絞刀的設(shè)計(jì) (185.1絞刀的設(shè)計(jì) (18第6章生產(chǎn)能力分析 (256.1絞刀的切割能力 (256.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 (256.3功率消耗 (25

2、設(shè)計(jì)總結(jié) (26鳴謝 (26參考文獻(xiàn) (26中文摘要本文論述了肉類加工機(jī)械絞肉機(jī)的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力分析。關(guān)鍵詞:絞肉機(jī),擠肉樣板,絞刀,絞籠ABSTRACTThe principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting

3、 blade Transfer augerKey words: meat chopper ,reamer第 1 章緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人民對(duì)食品工業(yè)提出了更高的要求。現(xiàn)代食品已朝著營(yíng)養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展,且功能食品將成為新世紀(jì)的主流食品。食品工業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平,在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水,離開(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備,現(xiàn)代食品工業(yè)就無(wú)從談起。食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝共同發(fā)展的結(jié)果,應(yīng)使設(shè)備和工藝達(dá)到最佳配合,以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展,以工藝的發(fā)展進(jìn)一部促進(jìn)設(shè)備

4、的發(fā)展和完善。兩者互相促進(jìn)、互相完善,是使整個(gè)食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件。在肉類加工的過(guò)程中,切碎、斬拌攪拌工序的機(jī)械化程度最高,其中絞肉機(jī)、斬拌機(jī)、攪拌機(jī)是最基本的加工主械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這3種設(shè)備。國(guó)內(nèi)一些大型肉類加工廠先后從西德、丹麥、瑞士、日本等引進(jìn)了先進(jìn)的加工設(shè)備,但其價(jià)格十分昂貴。目前中、小型肉類加工企業(yè)所使用的大部分設(shè)備為我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)絞肉機(jī)是為中、小型肉類加二企業(yè)所設(shè)計(jì)的較為理想的、絞制各種肉餡的機(jī)械,比如生產(chǎn)午餐肉罐頭和制造魚(yú)醬、魚(yú)圓之類的產(chǎn)品,它將肉可進(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿足不同加工工藝的要求,該機(jī)亦可作為其他原料的擠壓設(shè)備。絞肉機(jī)第 2 章結(jié)構(gòu)及工作原

5、理2.1絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)絞肉機(jī)主要由送料機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成,如圖2-1所示。 圖2-1 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)1.機(jī)架2.絞刀3.擠肉樣板4.旋蓋5.紋筒6.絞籠7.料斗8.減速器包括料斗7、絞籠6和絞筒5。其作用是輸送物料前移到切割機(jī)構(gòu),并在前端對(duì)物料進(jìn)行擠壓。包括擠肉樣板3,絞刀2,旋蓋4。其作用是對(duì)擠壓進(jìn)人樣板孔中的物料進(jìn)行切割.樣板孔眼規(guī)格有多種,可根據(jù)不同的工藝要求隨時(shí)旋下旋蓋進(jìn)行更換。包括電機(jī)10、皮帶輪9、12、減速器8、機(jī)架I等2.2絞肉機(jī)的工作原理工作時(shí),先開(kāi)機(jī)后放料,由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn),把物連續(xù)地送往絞刀口進(jìn)行切碎。因?yàn)槁菪┝掀鞯穆菥嗪竺鎽?yīng)比前面小,但螺旋軸

6、的直徑后面比前面大,這樣對(duì)物料產(chǎn)生了一定的擠壓力,這個(gè)力迫使已切碎的肉從格板上的孔眼中排出。用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時(shí),肥肉需要粗絞而瘦肉需要細(xì)絞,以調(diào)換格板的方式來(lái)達(dá)到粗絞與細(xì)絞之需。格板有幾種不同規(guī)格的孔眼,通常粗絞用之直徑為8-10毫米、細(xì)絞用直徑3-5毫米的孔眼。粗絞與細(xì)絞的格板,其厚度都為10-12毫米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大,排料較易,故螺旋供料器的轉(zhuǎn)速可比細(xì)絞時(shí)快些,但最大不超過(guò)400轉(zhuǎn)/分。一般在200-400轉(zhuǎn)/分。因?yàn)楦癜迳系目籽劭偯娣e一定,即排料量一定,當(dāng)供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時(shí),使物料在切刀附近堵塞,造成負(fù)荷突然增加,對(duì)電動(dòng)機(jī)有不良的影響。絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學(xué)安裝的。絞刀用工具

7、鋼制造,刀口要求鋒利,使用一個(gè)時(shí)期后,刀口變鈍,此時(shí)應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨,否則將影響切割效率,甚至使有些無(wú)聊不是切碎后排出,而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出,直接影響成品質(zhì)量,據(jù)有些廠的研究,午餐肉罐頭脂肪嚴(yán)重析出的質(zhì)量事故,往往與此原因有關(guān)。裝配或調(diào)換絞刀后,一定要把緊固螺母旋緊,才能保證格板不動(dòng),否則因格板移動(dòng)和絞刀轉(zhuǎn)動(dòng)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),也會(huì)引起對(duì)物料磨漿的作用。絞刀必須與格板緊密貼和,不然會(huì)影響切割效率。螺旋供料器在機(jī)壁里旋轉(zhuǎn),要防止螺旋外表與機(jī)壁相碰,若稍相碰,馬上損壞機(jī)器。但它們的間隙又不能過(guò)大,過(guò)大會(huì)影響送料效率和擠壓力,甚至使物料從間隙處倒流,因此這部分零部件的加工和安裝的要求較高

8、。絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力不能由螺旋供料器決定,而由切刀的切割能力來(lái)決定。因?yàn)榍懈詈笪锪媳仨殢目籽壑信懦?螺旋供料器才能繼續(xù)送料,否則,送料再多也不行,相反會(huì)產(chǎn)生物料堵塞現(xiàn)象。第3章螺旋供料器的設(shè)計(jì)3.1絞籠的設(shè)計(jì)絞籠的作用是向前輸送物料,并在前端對(duì)肉塊進(jìn)行擠壓。如圖3-1所示,設(shè)計(jì)上采用一根變螺距、變根徑的螺旋,即螺距后大前小,根徑后小前大,這樣使其絞籠與絞筒之間的容積逐漸減小實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的擠壓作用。絞籠前端方形軸處安裝絞刀,后端面上安裝兩個(gè)定位鍵與其主軸前端面上鍵槽配合,以傳遞動(dòng)力。 圖3-1 絞籠絞籠的材料選為HT2005.2CGK D =0.136 m 取D =160mm G -生產(chǎn)能力,由原

9、始條件得G =1T/HK -物料綜合特性系數(shù),查表1-16得K =0.071 -物料得填充系數(shù)查B4表1-16得=0.15 -物料的堆積密度t/m 3豬肉的為1.5t/m 3C -與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù),查B4表1-15得C =1由原始數(shù)據(jù)n =326r/min實(shí)體面型螺旋的節(jié)距t =D3.2絞筒的設(shè)計(jì)由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動(dòng),且受擠壓力的反作用力作用,物料具有向后倒流的趨勢(shì),因此在絞籠的內(nèi)壁上設(shè)計(jì)了8個(gè)止推槽.沿圓周均勻分布,如圖3-2所示絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當(dāng),一般為3-5mm 。間隙太大會(huì)使物料倒流;間隙太小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。絞筒的物料可選用鑄鐵,選HT200 圖3-2 絞

10、筒第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速,則從電機(jī)至絞籠的運(yùn)動(dòng)路線為定比傳動(dòng),其總的傳動(dòng)比可利用帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等構(gòu)機(jī)逐級(jí)減速后得到。絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高,因?yàn)檩斔湍芰Σ⒉皇请S轉(zhuǎn)速增加而增加。當(dāng)速度達(dá)到一定值以后,效率反而下降,且速度過(guò)高,物料磨擦生熱,出口處的壓力升高,易引起物料變性,影響絞肉質(zhì)量,因此絞籠的轉(zhuǎn)速一般在200一400r/min 比較適宜。在本機(jī)選用326r/min 。 14.43261440i i i =總 由傳動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)系列查B2表2-1 初步取=0i 1.76 =1i 2.5根據(jù)選用的電機(jī)和絞籠轉(zhuǎn)速要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線如下: 4.1電機(jī)的選擇N=WG =4(KWG -絞肉

11、機(jī)的生產(chǎn)能力,1000kg/h-傳動(dòng)效率,取0.75所以根據(jù)N =4kw ,n =1500r/min ,查B1表10-4-1選用Y112M-4,再查B1表10-4-2得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖4-1 Y112M-4電動(dòng)機(jī)的外觀圖A K -工況系數(shù),查B1表8-1-22 ,取A K =1.2 P -傳遞的功率根據(jù)d p 和1n 查B1圖8-1-2選取普通V 帶A 型,1n -小帶輪轉(zhuǎn)速,為1440r/min=0i 1.76 2n =in 1=min /81801876.11440由B1表8-1-12和表8-1-14選定 1d d =100mm>m in d d =75r/mincm

12、d i d d d 17610076.112= 由B3表8-7得2d d =180mms m v s m n d v d /3025/54.71000601440100100060max 11-=<=mm d d a d d 280(2210=+=204(2212210a d d d d a L d d d d d -+=280480280228022+=886mm依B1表8-1-8取d L =900mm ,即帶型為A -900mm L L a a d d 287288690028020=-+=-+3.57180121-=ad d d d=3.5728780180- = 164根據(jù)帶型號(hào)

13、、1d d 和1n 普通V 帶查B1表8-1-27(c 取1.32kw根據(jù)帶型號(hào)、1n 和i 查B1表8-1-27(c 取0.15kwZ =49.387.4(11=+=+L a d k k p p Pa k -小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8-1-23,取0.96 L k -帶長(zhǎng)修正系數(shù)查B1表8-1-8,取0.872015.2(500mv Zv.748500+- =134(N m -V 帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量(kg/m 查B1表8-1-24,取0.1k/gm(106182sin 413422sin210N Z F F = (159282sin 413432sin310max N Z F F = m a

14、x帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度,又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好,質(zhì)量分布均勻,重量輕,并避免由于鑄造而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)光滑(表面粗糙度m R a 2.3=以減輕帶的磨損。帶輪的材料為HT200。查B1表8-1-10得基準(zhǔn)寬度制V 帶輪輪槽尺寸,根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查B1表8-1-16確定輪輻 圖4-2小帶輪 圖4-3大帶輪4.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參考B1表8-3-24和表8-3-25選擇兩齒輪材料為:大、小齒輪均為40r C ,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為45-50HRc ;精度等級(jí)為6級(jí)。按硬度下限值,由BI 圖8-3-8(d 中的MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得MPa H H 11202lim 1lim =;由

15、B1圖8-3-9(d 中的MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得MPa FE FE 70021=;MPa F F 3502lim 1lim =。3211(H a a m u KT u A C a + 式中:配對(duì)材料修正系數(shù)Cm =1(由B1表8-3-28查取 螺旋角系數(shù)Aa =476(由B1表8-3-29查取 載荷系數(shù)K =1.6(參考B1表8-3-27推薦值 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩(7.468184954995491M N n P T = 齒寬系數(shù)a =0.4(參考B1表8-3-4推薦值 齒數(shù)比u=i=2.52m=(0.0070.02a=0.561.6, 取m=1.5mm初取螺旋角=13z 1=1(cos 2+m a

16、 =15.2(5.113cos 802+ =29.4 取z 1=30z 2=z 1=2.530=75 取z 2=75 重新確定螺旋角142.108027530(5.1arccos 2(arccos21=+=+=a z z m n 分度圓的直徑 d 1=m z 1/cos =1.530/cos =45.7mm d 2=m z 2/cos =1.5*75/cos =114.3mm 齒頂圓直徑 d 1a = d 1+2h a =45.7+21.5=48.7mm d 2a = d 2+2h a =114.3+21.5=117.3mm端面壓力角 0292.20142.10cos 20cos =tg ar

17、ctg tga arctg n t (查B1表8-3-4 基圓直徑 d 1b = d 1cos t =cos20.2920=40.2mm d 2b = d 2cos t =348cos20.2920=107.2mm 齒頂圓壓力角 1at =arccos11a b d d =34.36502at = arccos22a b d d =23.9510端面重合度 a =21 z 1(tg 1at -tg + z 2(tg 2at -tg =1.9齒寬 b=a .a =0.4*80=32 取b 2=32mm ;b 1=40mm 齒寬系數(shù) d =1d b =7.4532=0.7 縱向重合度 5.1142

18、.10sin 32sin =n m b =1.2 當(dāng)量齒數(shù) 311cos/z z v =31.45322cos/z z v =78.628強(qiáng)度條件:H H 計(jì)算應(yīng)力:1H =Z H Z B Z E Z Z 11+b d F K K K k t H H V A2H =1H BD Z Z式中:名義切向力F t =112000d T =7.457.462000=2044N使用系數(shù) K A =1(由B1表8331查取 動(dòng)載系數(shù) V K =(V A A 200+B-式中 V=sm n d 95.11000608187.4510006011=A=83.6 B=0.4 C=6.57 V K =1.2齒向載荷

19、分布系數(shù) K H =1.35(由B1表8332按硬齒面齒輪,裝配時(shí)檢修調(diào)整,6級(jí)精度K H 34.1非對(duì)稱支稱公式計(jì)算齒間載荷分配系數(shù) 0.1=H K (由B1表8333查取 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) H Z = 1.5(由B1圖8311查取 重合度的系數(shù) 77.0=Z (由B1圖8312查取 螺旋角系數(shù) 80.0=Z (由B1圖8313查取 彈性系數(shù) MPa Z E 8.189=(由B1表8334查取 單對(duì)齒齒合系數(shù) Z B =11H = 2H =327.452044=245.5MPa許用應(yīng)力:H =X W R V L NT H H Z Z Z Z Z Z S limlim式中:極限應(yīng)力lim H =1

20、120MPa最小安全系數(shù)lim H S =1.1(由B1表8335查取 壽命系數(shù)NT Z =0.92(由B1圖8317查取潤(rùn)滑劑系數(shù)L Z =1.05(由B1圖8319查取,按油粘度等于350sm 速度系數(shù)V Z =0.96(按,95.1sm =由B1圖8320查取粗糙度系數(shù)R Z =0.9(由B1圖8321查取齒面工作硬化系數(shù)W Z =1.03(按齒面硬度45HRC ,由B1圖8322查取 尺寸系數(shù)X Z =1(由B1圖8323查取 則: H =.11120=826MPa 滿足H H 強(qiáng)度條件:1F 1F 許用應(yīng)力:1F =F F V A Sa Fa ntK K K K Y Y Y Y bm

21、 F ; 112212S F S F F F Y Y Y Y =式中:齒形系數(shù)1F Y =2.61, 2F Y =2.2(由B1圖8315(a 查取應(yīng)力修正系數(shù)6.11=Sa Y ,77.12=Sa Y (由B1圖8316(a 查取 重合度系數(shù) Y =1.9螺旋角系數(shù)Y =1.0(由B1圖8314查取齒向載荷分布系數(shù)F K =NH K =1.3(其中N=0.94,按B1表8330計(jì)算齒間載荷分配系數(shù)F K =1.0(由B1表8333查取 則 1F =94.8MPa2F =1F 6.161.22.277.1=88.3MPa許用應(yīng)力:F =X lT relT NT ST F F Y Y Y Y Y

22、 S Re limlim (按lim F 值較小齒輪校核式中:極限應(yīng)力lim F =350MPa安全系數(shù)lim F S =1.25(按B1表8335查取 應(yīng)力修正系數(shù)ST Y =2(按B1表8330查取 壽命系數(shù)ST Y =0.9(按B1圖8318查取齒根圓角敏感系數(shù)relT Y =0.97(按B1圖8325查取 齒根表面狀況系數(shù)lT Y Re =1(按B1圖8326查取 尺寸系數(shù)X Y =1(按B1圖8324查取 則 F =.1350= 滿足,2F 1F F 驗(yàn)算結(jié)果安全5.1確定齒厚偏差代號(hào)確定齒厚偏差代號(hào)為:6KL GB1009588(參考B1表8354查取4.3.5.2確定齒輪的三個(gè)公

23、差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值(參考B1表8358查取第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差1i F ,1i F =f P F F +=0.063+0.009=0.072mm,(按B1表8369計(jì)算,由B1表8360,表8359查取;第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差1i f ,1i f =0.6(t pt f f +=0.6(0.009+0.011=0.012mm ,(按B1表8369計(jì)算,由B1表8359查取;第公差組檢驗(yàn)齒向公差F =0.012(由B1表8361查取。4.3.5.3確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值(參考B1表8358選擇對(duì)齒輪,檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差w E 。按齒厚偏差的代號(hào)KL ,根據(jù)表8353的計(jì)算式求

24、得齒厚的上偏差ssE =-12pt f =-120.009=-0.108mm ,齒厚下偏差si E =-16pt f =-160.009=-0.144mm ;公法線的平均長(zhǎng)度上偏差WS E =ss E *cos -0.72T F sin =-0.108cos 020-0.72 020sin 36.0a =-0.110mm,下偏差wi E =si E cos +0.72T F sin =-0.144cos 020+0.720.036sin 020=-0.126mm ;按表8319及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度kn W =87.652,跨K=10,則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為:110.0126.0652.

25、87-對(duì)齒輪傳動(dòng),檢驗(yàn)中心距極限偏差f ,根據(jù)中心距a=80mm ,由表查得8365查得f =023.0±檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn),由表8364查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于40%,沿齒長(zhǎng)不小于70%;檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差ic F =0.05+0.072=0.125mm (根據(jù)B1表8358的表注3,由B1表8369,B1表8359及B1表8360計(jì)算與查取;檢驗(yàn)齒切向綜合公差ic f =0.0228mm (根據(jù)B1表8358的表注3,由B1表8369,B1表8359計(jì)算與查取。 對(duì)箱體,檢驗(yàn)軸線的平行度公差,x f =0.012mm ,y f =0.006mm (由B1表8363查取根據(jù)大齒輪的

26、功率,確定大輪的孔徑為33mm ,其尺寸和形狀公差均為6級(jí),即0.016mm ,齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為0.014mm 。(如圖4-4 圖4-4 大齒輪簡(jiǎn)圖4.4軸的設(shè)計(jì)用實(shí)心軸335nP A T d = 式中:d -軸的直徑,mmT -軸傳遞的轉(zhuǎn)矩,N.mm P -軸傳遞的額定功率,kw n -軸的轉(zhuǎn)速,r/min-軸材料的許用切應(yīng)力,Mpa30A -系數(shù),見(jiàn)【1】表4-1-8,這里取120根據(jù)上面公式計(jì)算,齒輪軸的最小直徑d =20mm ;大齒輪軸的最小直徑d =20mm 依據(jù)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)如圖 圖4-5齒輪軸 圖4-6低速軸第5章 絞 刀 設(shè) 計(jì)絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形,安裝在

27、絞籠前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn),刀刃的安裝方向應(yīng)與絞籠旋向相同。絞刀的規(guī)格有2刃、3刃、4刃、6刃、8刃。絞刀用ZG65 Mn 材料制造,淬火硬度為HRC55 - 60,刃口要鋒利,與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。5.1絞刀的設(shè)計(jì)絞刀的幾何參數(shù)對(duì)所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響,現(xiàn)對(duì)十字刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。十字刀片如圖(5-1所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的線速度 分布亦如該圖所示。從圖上可以看出其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度v。 圖5-1 絞肉機(jī)絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布其值為:=30000nv p (R r 式中:p v -刀片刃部任一點(diǎn)的線速度m /s ; n -

28、刀片的旋轉(zhuǎn)速度rpm ;-刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的距離mm ; r -刀刃起始點(diǎn)半徑m m ;R 刀刃終止點(diǎn)半徑mm ;再?gòu)娜我蝗~刀片的橫截面上來(lái)看 圖(5-1A A 截面,其刃部后角較大,而前角及刃傾角都為零。因此,該刀片的幾何參數(shù)(角度不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的一條刀刃為對(duì)象,分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響,設(shè)計(jì)各參數(shù)。絞肉時(shí),絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從式I可以看出,在轉(zhuǎn)速一定的條件下,刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)越遠(yuǎn),則絞肉(指切割肉的線速度越快。并且在螺桿進(jìn)科速度也一定的條件下,假定絞肉時(shí)刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能,則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃,在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為:V

29、 F Q =式中:Q -單位時(shí)間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量(J /s F -鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力(N (參見(jiàn)第二部分刀刃的前角式4-任一刀刃切割肉的線速度(m /s 所以,絞肉(切割肉的線速度越快,則所產(chǎn)生的熱量也越大,因此絞肉的線速度不能很高。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們知道一般絞肉時(shí)刀刃切割肉的錢速度處在30一90m /min 之間最為理想,因此由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置,即刃的起點(diǎn)半徑和終點(diǎn)半徑R 。根據(jù)式1得:=n300003 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n =326r/min 當(dāng)min 時(shí),=,/= 當(dāng)min 時(shí),R =,/= 圓整后取:r=15mm R=4

30、5mm當(dāng)十字刀片絞肉時(shí),其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖(5-2所示。 圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析根據(jù)圖5-2可知:f n f n F F F F F F +=其值為:sin cos sin cos f n f n f n F F F F F F F F +=+因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為:=n f F F肉與前刀面的摩擦力為:=n f F F整理得:cos 1(2+=n n F F F F 4式中:F -鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力(N F 刀片絞肉時(shí)肉的剪切抗力(N -刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) -肉被剪切時(shí)與前刀面的摩擦系數(shù) -刀片的前角(900 n F -

31、網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力(N n F -肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力(N 由于 A F =式中:-肉的抗剪應(yīng)力,與肉的質(zhì)地有關(guān)A -肉被剪切的面積,與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān)所以F 與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān),故選定網(wǎng)眼板之后,F 可以看成為常量,故令1C F = 。 由于n F 是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力,可以看為刀片的預(yù)緊壓力,是常量,故令2C F n =。F 是刀片切割肉時(shí),肉對(duì)前刀面的壓力與速度v 有關(guān),故令v n F F =。簡(jiǎn)化式4得:cos 1(221+=v F C C F 5從式5和式2可知,刀刃前角的大小,直接影響著絞肉過(guò)程中的切割力,以及切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度。在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及

32、螺桿進(jìn)料速度都一定的情況下,前角大,切割肉所需的力和切割肉所產(chǎn)生的熱都小;反之,則大。但前角很大時(shí),則因刀具散熱體積小而使切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度不能很快冷卻。因此,在一定的條件下,前角有一合理的數(shù)值范圍:一般取:4025-=(肉質(zhì)軟取大值,反之取小值刀刃后角的目的:一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板表面的摩擦;二是在前角不變的情況下,增大后角能使刀刃鋒利。刀片磨損后將使刀刃變鈍,使肉在絞肉(切割過(guò)程中變形能增加,同時(shí)由于磨損后刀片的后角基本為零,加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦,兩者都使絞肉過(guò)程中產(chǎn)生的熱量增多。另外,在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)V B 下,后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大如圖5-3所示。

33、這說(shuō)明增大后角可提高刀片的耐用度,但同時(shí)也帶來(lái)的問(wèn)題是刀片的N B 磨損值大(反映在刀體材料的磨損過(guò)大這一方面,并且刀刃極度也有所削弱,故后角也有一合理的數(shù)值范圍:一般取:53-=(肉質(zhì)軟取大值反之取小值 圖5-3 后角與VB 、NB 的關(guān)系從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來(lái)得知刀傾角對(duì)刀片性能的影響情況。 在任一葉刀片的法剖面內(nèi),當(dāng)把刀刃放大看時(shí),可以把刀刃看成是一段半徑為r 的圓弧圖5-4,由于刀刃有刃傾角,故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所得 圖5-4 刃傾角與刀刃鋒利度橢圓的長(zhǎng)半徑處的曲率半徑,即為刀刃實(shí)際純圓半徑e r 0。其關(guān)系為:cos 0n e r r =

34、 6由此可見(jiàn),增大刀傾角的絕對(duì)值,可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑e r 0,這就說(shuō)明增大刃傾角就可使刀刃變得較為鋒利。一旦刀刃的起訖半徑r 及R 確定后,其最大初始刃傾角max 0就可確定了參見(jiàn)圖5-5: 圖5-5R r /arcsin max 0= 7初始刃傾角按下式計(jì)算: 見(jiàn)圖5-6 圖5-6 初始刃傾角計(jì)算用示意圖/(220b R b r arctg -= 8式中:r -刀刃起始點(diǎn)半徑(mm;R -刀刃終止點(diǎn)半徑(mm; b -葉刀片外端寬度(mm ;0-初始刃傾角;由于有了刃傾角,故刀刃上任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度v,將可以分解為垂直于刃的法向速度分量n v 和平行于刃的切向速度 分量r v。

35、參見(jiàn)圖5-7即:v v v n+= 其值為:(30000R p r p nv =cos v v n = sin v v r = 圖5-7 刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖又因?yàn)?/sin '=sin 'R =所以:30000sin cos 222R -=整理得30000/sin 222 R n v n -=30000/sin nR v = (R p r v-刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度m/s;式中:nv-刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量m/s;-刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離mm;-刀刃的初始刃傾角;'-與刀刃相切的圓計(jì)算半徑mm;R-刀刃的終點(diǎn)半徑mm;r-刀刃的起點(diǎn)半徑mm

36、;根據(jù)以上對(duì)絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析,得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖(圖5-8,此絞刀的特點(diǎn):1、后角取4 ,刀片的壽命較長(zhǎng);2、前角取30 ,以減小絞肉所需的力及功率;3、增加刃傾角,以提高刀刃的鋒利度;4、采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu),以改善刀刃的強(qiáng)度;5、采用可換式刀片結(jié)構(gòu),以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。 圖5-8 2刃、4刃、8刃絞刀絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 第6章 6.1 絞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式計(jì)算： F = 60 n h D 4 2 生產(chǎn)能力分析 j Z ( cm 2 / h 式中：F絞刀切割能力（ cm 2 /h） ； n絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/min D擠肉樣板外徑（m

37、m） ；168mm j 孔眼總面積與樣板面積之比，一般取 0.30.4；取 0.4 Z絞刀刃數(shù)；取 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G 生產(chǎn)能力 G（kg/h） ： G = F F1 A 式中： F1 被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（ cm A絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.70.75； 2 /h） ； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式計(jì)算： N = G ´W h (kw 式中：W切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw · h/kg） ； h 傳動(dòng)效率； 由生產(chǎn)能力計(jì)算可知，在 N、D 一定的條件下，絞刀的刃數(shù)越多，生產(chǎn)能力越大。但是不同 刃數(shù)的絞刀應(yīng)與不同孔徑的擠肉樣板相匹配，才能得到較為合理的生產(chǎn)量和功率消耗。在使用能 過(guò)程中，可根據(jù)附表中推薦的值來(lái)選用。 樣板孔徑 mm 絞刀刃數(shù) 生產(chǎn)能力 kg/h f 3 f 8、