【正文】 機(jī)械去皮：主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。堿液濃度提高、處理時(shí)間長(zhǎng)和溫度高都會(huì)增加皮層的松離及腐蝕程度。此法原料損失少，色澤好，風(fēng)味好。 （ 7）真空去皮：將成熟的果蔬先行加 熱，使其升溫后果皮和果肉分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室內(nèi)，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動(dòng)去皮。 國(guó)內(nèi)外馬鈴薯去皮設(shè)備簡(jiǎn)介 國(guó)外馬鈴薯去皮方法大致有三種，即機(jī)械去皮、蒸汽去皮和化學(xué)方法去皮。 二、 蒸汽去皮。再將塊莖放人機(jī)械去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁK莖加入機(jī)筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機(jī)筒內(nèi)上、下、左、右翻動(dòng)，表面被砂盤(pán)均勻的摩蝕，去皮結(jié)束時(shí)加入清水，再打開(kāi)側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動(dòng)排出，皮屑隨水流從砂盤(pán)的周圍間隙排出，該機(jī)為間歇生產(chǎn)。 在一個(gè)大型蒸煮容器內(nèi)鋪設(shè)軌道，道軌通到容器大門外切片機(jī)附近。待薯片蒸熟后，打開(kāi)大門，拉出小車和籠屜，取出薯片。加熱溶液， 溫度達(dá)到 87— 95? C，加入塊莖攪拌使溫度保持在 70? C 左右；經(jīng)過(guò) 2— 6分鐘，塊莖的表皮開(kāi)始變松變軟；撈出塊莖，用高壓水反復(fù)沖洗，知道表面無(wú)殘留物為止。 由于去皮方法不同，國(guó)內(nèi)外馬鈴薯、胡蘿卜去皮機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式也各不相同，去皮差異較大，去皮率大致為 7%25%，其中機(jī)械去皮率為最大，蒸汽去皮率為最小 。 7 第二章 馬鈴薯 去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 主要考慮去皮后的馬錯(cuò)薯達(dá)到表面光滑 無(wú)破壞層、去皮過(guò)程無(wú)污染及切屑可利用為目的：同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用。并利用可調(diào)節(jié)式刀片，達(dá)到切屑量可控制的目的。固定著輸送攪戈。 在外罩內(nèi)部裝有由電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)工作盤(pán)。工作盤(pán)下 部裝有同主軸一同旋轉(zhuǎn)的橡腔刮板。并不斷滾動(dòng)：而周圍外罩上分布著幾塊彈板。 摩擦式機(jī)械去皮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 所示。去皮結(jié)束時(shí)加入清水，再打開(kāi)側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水流從磨盤(pán)的周圍間隙排出。 工作圓筒 工作圓筒部分包括圓柱形工作筒和倒梯形集皮槽。出料口和排渣口的方位可根據(jù)接收容器的放置位 置和方便操作來(lái)確定。亦具有一定的去皮作用。電機(jī)安裝在機(jī)架上水，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和相互碰撞 作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動(dòng)，并不斷地滾動(dòng)；而圓筒上的彈板，將塊莖彈回，在磨盤(pán)和彈板共同作用下 馬鈴薯 塊莖被均勻地磨去外皮，實(shí)現(xiàn) 馬鈴薯 去皮的目的。物料不斷的沿工作圓筒壁運(yùn)動(dòng)，上升到頂蓋，又被頂蓋擋回落入工作盤(pán)表面。卸料前應(yīng)停止注水，以防止活門打開(kāi)后從出料口濺出。sin2 202? ,物料的速度為 V。 － 30。 根據(jù)設(shè)計(jì)選定工作轉(zhuǎn)盤(pán)半徑Ｒ＝４００ mm，則物料的堆高，根據(jù)公式 2R? ??＝ m 可以估算出，物料的堆高 值 ? ＝１１０ mm 由（１）式可知，在 ? 小于４５ 。 但由于以上確定的轉(zhuǎn)速僅適用于理想物料情況， 實(shí)際工作中，由于物料之間的相互15 碰撞、摩擦和物料的彈性影響，物料在此轉(zhuǎn)速下達(dá)不到計(jì)算高度，故 n應(yīng)適當(dāng)放大 結(jié)合考慮，故最終選定工作轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 n＝１５０ r/min 馬鈴薯去皮機(jī) 功率的確定 去皮機(jī)的功率消耗包括： 克服物料對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)摩擦力所需要的功率 1N ； 克服物料對(duì)工作圓筒壁摩擦力所需要的功率 2N ； 轉(zhuǎn)盤(pán)拋起物料所作的功率 3N ； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)因摩擦而消耗的功率 4N 以上功率分別以下公式計(jì)算 cpmpMN ??1 （ W） 式中 mpM ———— 處于圓筒內(nèi)物料的摩擦力矩（ N? m） mpM = 2RGf （ N? m） 式中 G——— 物料重力（ N） f——— 摩擦系數(shù)（ — ） 2R ——— 摩擦臂矩（ m） ? CP——— 物料與圓盤(pán)的平均相對(duì)角速度（ 1/s） ,采用最大角速度的 1/2 60)30(21 nncp ??? ?? 故 ?1N 2RGf 12060 nGfRn ?? ?? （ W） cpyMN ??2 式中 yM —————— 在離心力的作用下物料與側(cè)壁的瞬時(shí) 摩擦力矩 （ N? m） RfRmM y ?? 2? （ N? m） 式中 ? ———— 物料圓周速度（ m/s） R? ———— 摩擦臂矩（ R? = 8R ）（ m） RfRmMy ??2? =g fGfmRfRm 888 222 ??? ??? （ N? m） 故g nfGng fGN 4 8 0608 222 ???? ???（ W） 603 GsnkN ? （ W） 式中 s— 工作轉(zhuǎn)盤(pán)表面波紋高度（ m） k— 波紋的數(shù)量 16 4N 即傳動(dòng)損失，可用傳動(dòng)效率 ? 表示（ ? =） 則消耗的總功率為： ?????604801202321G s nkgnfGnG f RNNNN ?????? 化簡(jiǎn)得 4 8 0 )814( 2 sn kgffRGnN ??? ??? （ W） 結(jié)合上式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，總功率可用以下式子進(jìn)行估算 Ｎ＝??M（Ｗ） 式中Ｍ為轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)矩（ N? M） ,? 為傳動(dòng)效率 fGRM? R為摩擦臂矩（ m） ，Ｒ＝ （Ｄ為工作轉(zhuǎn)盤(pán)直徑 ） 根據(jù)上式則可算出工作轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)矩Ｍ＝１９２Ｎ ? Ｍ 用近似值進(jìn)行估算，達(dá)到生產(chǎn)要求所需的功率Ｎ＝３ .５ＫＷ，考慮到電動(dòng)機(jī)效率及意外情況，取電動(dòng)機(jī)功率為４ＫＷ 17 整機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) 型號(hào) JLⅡ 工作轉(zhuǎn)盤(pán)直徑 ８００ mm 轉(zhuǎn)速 １５０ r/min 電動(dòng)機(jī) Ｙ１６０Ｍ１－８ ４ＫＷ（同步轉(zhuǎn)速７５０ r/min） 生產(chǎn)能力 ２５００ kg/h 每次投料量 ５０ kg 每次去皮時(shí)間 約為７０ 秒 去皮得率 ９５％ 去皮損耗率 ? ５％ 清洗水耗量 ３ t/h 重量 ５００ kg18 第四章 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 V 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由上述可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為７５０ r/min，額定功率Ｐ＝４ＫＷ，工作轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速為１５０ r/min，傳動(dòng)比 ? =５，電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n=７２０ r/min，一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小于１０ h。帶輪的材料選?。龋裕玻埃暗幕诣T鐵，結(jié)構(gòu)為腹板式。C 為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)，表 152，取軸端倒角為 2 45? 。潤(rùn)滑脂是增稠劑和基礎(chǔ)油的混合物，可分為以下潤(rùn)滑脂類型： (1)由金屬皂作為增稠劑與潤(rùn)滑油所構(gòu)成的金屬皂基潤(rùn)滑脂。該軸承為長(zhǎng)壽命潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑間隔為一年。考慮還受有不大的彎矩，則用降低許用扭矩切應(yīng)力的方法予以考慮 軸的扭矩強(qiáng)度條件為： ? ?TTT dnPWT ?? ??? 5 5 0 0 0 0 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 aMP ； Ｔ — 軸所受的扭矩，單位為 mmN? ； TW— 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 mm3 ； n — 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； Ｐ — 軸傳遞的功率，單位為ＫＷ； d— 計(jì)算截面處軸的直徑，單位為 mm ??T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 aMP 此軸選用４５號(hào)鋼， ??T? 值為２５－４５ aMP 之間 。故安全。 綜上所述，設(shè)計(jì)的軸滿足工作要求。 美國(guó)是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。一方面我國(guó)有著巨大的市場(chǎng)需求，另一方面又是嚴(yán)重不足的生產(chǎn)加工能力。去皮效率的高低和安全衛(wèi)生性將直接影響 馬鈴薯 原料加工的效益。 本課題的設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料基礎(chǔ)等多種學(xué)科的知識(shí)。由上可知，本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了 馬鈴薯 原料去皮機(jī)的去皮要求，是一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。世界農(nóng)業(yè)， 1998 4: 2224 [4]王景彬 .試論國(guó)內(nèi)外果樹(shù)脫皮方法及設(shè)備。它涉及工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問(wèn)題。 如前所訴，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。 一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)新的方法不適用時(shí)，就使用原來(lái)的方法。一位機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。 在設(shè)計(jì)的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。28 很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 另一個(gè)重要 問(wèn)題，設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。但是， 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷售只能在對(duì)上述問(wèn)題的初步肯定答 案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。但是，工程上的更改必須要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會(huì)損傷產(chǎn)品的功能。 近些年來(lái)，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會(huì)要求使用不同的材料。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿意的結(jié)果，設(shè)計(jì)工 程師的制造工程師都必須認(rèn)真仔細(xì)地選擇、確定和使用材料。通常要設(shè)想和考慮幾個(gè)方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對(duì)其中一個(gè)或幾個(gè)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)。通常要制造出樣機(jī)或者實(shí)物模型，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。這樣對(duì)公司是很有好處的。 在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段中，與材料有關(guān)的主要問(wèn)題是應(yīng)該把材料完全確定下來(lái)，使它們與現(xiàn)有的設(shè)備相適應(yīng)，能夠利用現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行加工，而且材料的數(shù)量能夠比較容易保證供應(yīng)。在設(shè)計(jì)階段做好材料選擇工作，可以避免多數(shù)這樣的情況。應(yīng)當(dāng)30 記住，新材料的性能和可靠性很少像現(xiàn)有材料那樣為人們所了解。在近年來(lái)的許多產(chǎn)品責(zé)任訴訟案件中，由于錯(cuò)誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）； (c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當(dāng)其長(zhǎng)期性能數(shù)據(jù)是如此的時(shí)候； (d)質(zhì)量控制方法不適當(dāng)和未經(jīng)驗(yàn)證； (e)由一 些完全不稱職的人員選擇材料。 從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對(duì)材料的性質(zhì)，特點(diǎn)和加工方法有一個(gè)全面而基本的了解。對(duì)這些問(wèn)題的研究分析可以為避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)指明方向。 產(chǎn)品的責(zé)任訴訟迫使設(shè)計(jì)人員和公司在選擇材料時(shí)，采用最好的程序。當(dāng)然，這些新材料可能降低成本、改進(jìn)產(chǎn)品的性能。 經(jīng)驗(yàn)表明，可采用某些便宜材料作為替代品。設(shè)計(jì)工程師最好能在這一階段完全完成材料的分析、選擇和確定工作，而不是將其留到生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段去做。應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的功能，認(rèn)真仔細(xì)地考慮產(chǎn)品的外觀、成本和可靠性。 在功能設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)階段，要做出一個(gè) 切實(shí)可行的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)通?？梢苑譃閹讉€(gè)明確的階段：（ a）初步設(shè)計(jì)；（ b）功能設(shè)計(jì)；（ c）生產(chǎn)設(shè)計(jì)。由于材料選用不當(dāng)造成的產(chǎn)品責(zé)任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的能夠獲得的數(shù)量可能會(huì)減少。這些事例恰好說(shuō)明了設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。 通常 ，在制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)某個(gè)問(wèn)題。這一般是通過(guò)口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。設(shè)計(jì)人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來(lái)適應(yīng)人們。只有這 樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。因此，一個(gè)性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時(shí)，也伴隨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。農(nóng)業(yè)科技通訊， 1998, 12: 2830 [6]陳紹光 .馬鈴薯化學(xué)去皮技術(shù)研究。農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械， 1999, 2: 12 [2]王健 .馬鈴薯加工利用前景廣闊。其中對(duì)果蔬原料去皮機(jī)的關(guān)鍵部件 —— 傳動(dòng)軸作了詳細(xì)的力學(xué)分析和計(jì)算，并繪 制出彎矩扭矩圖，通過(guò)理論以及大量的計(jì)算闡述了傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)利用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，物料在圓筒形容器中，通過(guò)傳動(dòng)軸的作用，依靠帶有磨料的工作轉(zhuǎn)盤(pán)在中速或高 速旋轉(zhuǎn)中形成與工作轉(zhuǎn)盤(pán)、筒壁及物料顆粒之間的翻轉(zhuǎn)、揉搓摩擦為主，撞擊為輔的綜合機(jī)械作用效果從而達(dá)到去皮的目的。從宏觀上看，一方面加入 WTO 提供了巨大的發(fā)展機(jī)遇，另一方面還有著 13億人口的國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)，可見(jiàn)馬鈴薯等果蔬原料的加工將煥發(fā)無(wú)窮的魅力也勢(shì)在必行。近二十年來(lái)，繼美國(guó)之后，德、法、荷蘭、英、瑞士、丹麥、加拿大、日本等國(guó)家，也在致力于發(fā)展馬鈴薯食品加工業(yè)，從而使世界馬鈴薯食品加工業(yè)進(jìn)入到當(dāng)今興旺發(fā)達(dá)的階段。而綜觀國(guó)內(nèi)食品加工產(chǎn)業(yè)相對(duì)落后。對(duì)于精度要求不高的軸， ??? 可大于 m/)(1? 。 24 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，由此軸的彎扭圖可知，其危險(xiǎn)截面為軸承一所在支點(diǎn)處截面，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)中式（ 155） 及上表中的數(shù)值，并取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 22()ca MTW?? ??＝ 2231 8 1 7 0 0 ( 0 .3 1 9 2 0 0 0 )0 .1 6 5??? 7?aMP aMP 60? aMP 以選定的軸的材料是４５號(hào)鋼，調(diào)制處理。 軸的計(jì)算和校核 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 結(jié)合 7213