【正文】 塊莖，用高壓水反復(fù)沖洗，知道表面無殘留物為止。 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 無破壞層、去皮過程無污染及切屑可利用為目的：同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用。固定著輸送攪戈。工作盤下 部裝有同主軸一同旋轉(zhuǎn)的橡腔刮板。 摩擦式機(jī)械去皮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 所示。 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。亦具有一定的去皮作用。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，并不斷地滾動；而圓筒上的彈板，將塊莖彈回，在磨盤和彈板共同作用下 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。卸料前應(yīng)停止注水，以防止活門打開后從出料口濺出。 － 30。 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： 克服物料對轉(zhuǎn)盤摩擦力所需要的功率 1N ； 克服物料對工作圓筒壁摩擦力所需要的功率 2N ； 轉(zhuǎn)盤拋起物料所作的功率 3N ； 傳動機(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——— 物料與圓盤的平均相對角速度（ 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)盤表面波紋高度（ m） k— 波紋的數(shù)量 16 4N 即傳動損失，可用傳動效率 ? 表示（ ? =） 則消耗的總功率為： ?????604801202321G s nkgnfGnG f RNNNN ?????? 化簡得 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)盤轉(zhuǎn)矩（ N? M） ,? 為傳動效率 fGRM? R為摩擦臂矩（ m） ，Ｒ＝ （Ｄ為工作轉(zhuǎn)盤直徑 ） 根據(jù)上式則可算出工作轉(zhuǎn)盤轉(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，考慮到電動機(jī)效率及意外情況，取電動機(jī)功率為４ＫＷ 17 整機(jī)主要參數(shù)指標(biāo) 型號 JLⅡ 工作轉(zhuǎn)盤直徑 ８００ mm 轉(zhuǎn)速 １５０ r/min 電動機(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，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為７５０ r/min，額定功率Ｐ＝４ＫＷ，工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為１５０ r/min，傳動比 ? =５，電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n=７２０ r/min，一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間小于１０ h。C 為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。潤滑脂是增稠劑和基礎(chǔ)油的混合物，可分為以下潤滑脂類型： (1)由金屬皂作為增稠劑與潤滑油所構(gòu)成的金屬皂基潤滑脂?？紤]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號鋼， ??T? 值為２５－４５ aMP 之間 。 綜上所述，設(shè)計(jì)的軸滿足工作要求。一方面我國有著巨大的市場需求，另一方面又是嚴(yán)重不足的生產(chǎn)加工能力。 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。世界農(nóng)業(yè)， 1998 4: 2224 [4]王景彬 .試論國內(nèi)外果樹脫皮方法及設(shè)備。 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。 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)，就使用原來的方法。 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。 另一個(gè)重要 問題，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，工程上的更改必須要經(jīng)過設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會要求使用不同的材料。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)該對其中一個(gè)或幾個(gè)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)。這樣對公司是很有好處的。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。在近年來的許多產(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。對這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)指明方向。當(dāng)然，這些新材料可能降低成本、改進(jìn)產(chǎn)品的性能。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。 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)。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。這些事例恰好說明了設(shè)計(jì)是一個(gè)動態(tài)過程。這一般是通過口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。只有這 樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。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。因而，應(yīng)該認(rèn)識到在一個(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。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。其中對果蔬原料去皮機(jī)的關(guān)鍵部件 —— 傳動軸作了詳細(xì)的力學(xué)分析和計(jì)算，并繪 制出彎矩扭矩圖，通過理論以及大量的計(jì)算闡述了傳動軸結(jié)構(gòu)的可行性和性能特點(diǎn)。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 13億人口的國內(nèi)消費(fèi)市場，可見馬鈴薯等果蔬原料的加工將煥發(fā)無窮的魅力也勢在必行。而綜觀國內(nèi)食品加工產(chǎn)業(yè)相對落后。 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號鋼，調(diào)制處理。 (3)由有機(jī)式無機(jī)增稠劑與合成油構(gòu)成的合成潤滑脂。 則經(jīng)過計(jì)算 mind=32mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪２的直徑，由于此傳動主軸開有兩個(gè)鍵槽，考慮到鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱 ，則 mind ＝ 32+32 15% ?? 考慮到車螺紋，故取最小軸徑 d=55mm b擬定軸上零件的裝配方案 本軸的零件的裝配方案見裝配圖 ； 軸的結(jié)構(gòu)圖見零件附圖 。 d確定普通Ｖ帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 根據(jù) (d1d + d2d )a0 2(d1d + d2d )初步確定中心距 a0 ＝５００ mm 根據(jù)式（ 820） 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度 L/ d ＝ 2a0 +2? (d1d + d2d )+02)124( add dd ?= 由表 82選帶的基準(zhǔn)長度 Ld=2240mm 按式（ 821） 計(jì)算實(shí)際中心距 a a= a0 + 2 /dLLd? =(500+ 2 25552500? )=489mm e驗(yàn)算主動輪上的包角 1? 由式 (86)得 19 1? ＝ 180? ?55712 ???a dd dd =180 ?? 55748 910 050 0 ???? =133? 120? (至少需要達(dá)到 90? ) 故可知主動輪的包角合適。 工作轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的確定 收購馬鈴薯、胡蘿卜等物料時(shí)，其包裝以編織袋居多 ，每袋２５ＫＧ－３０ＫＧ，工作時(shí)每次倒入兩袋（以袋的整數(shù)倍為一次計(jì)量），下面以此確定整機(jī)的尺寸和轉(zhuǎn)速。利用土豆相對于工作磨盤間的相對速度差，將 土豆的皮去掉。該機(jī)為間歇生產(chǎn)。 圖 軸上零件的11 裝配分析。筒內(nèi)壁為粗糙表面，以棕剛玉摻環(huán)氧樹脂澆注、烘干而成。磨盤上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。工作盤按一定速度旋轉(zhuǎn)。在攪龍上部有噴水裝置．塊莖進(jìn)入洗槽浸泡在水里，由于在被攪龍?zhí)嵘^程中 塊莖相互問以及與攪龍葉間摩擦而逐漸去皮；同時(shí)清水不斷從攪龍面部噴淋下來，沖洗塊莖，故塊莖越接近頂部越干凈。從而為推廣 該產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。 本法的優(yōu)點(diǎn)是對不同大小、不同形狀的塊莖適合性好，去皮快，不需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專門設(shè)備。塊莖切片后，依次放入籠屜。如圖 所示，該機(jī)由機(jī)蓋、機(jī)筒、機(jī)座、電機(jī)、砂盤等部分組成。在圓筒形容器中。需要控制酶的最佳作用條件如溫度、時(shí)間、 PH值等。堿液去皮常使用氫氧化鈉，腐蝕性強(qiáng)且廉價(jià)。 馬鈴薯 的清洗 原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附著的塵土、泥沙和大量的微生物以及部分的化學(xué)農(nóng)藥，保證產(chǎn)品的清潔衛(wèi)生，從而保證產(chǎn)品品質(zhì)。機(jī)械去皮有離心去皮和磨擦去皮兩種形式，主 依賴2 馬鈴薯與馬鈴薯之間及馬鈴薯與金剛砂或橡膠之間的磨擦作 用而達(dá)到去皮的目的。馬鈴薯制品的質(zhì)量趕不上國外水平，產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場要求，因而加快我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高馬鈴薯的附加值，不但能滿足消費(fèi)者需求，而且是加快我國貧困地區(qū)，尤其是西部馬鈴薯產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條重要途徑。日本通產(chǎn)省北海道工業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)廠開發(fā)出一種用馬鈴薯作原料生產(chǎn)塑料的技術(shù)。 馬鈴薯屬于茄科、塊莖類作物，是珍貴的食物，它既是糧又是菜，營養(yǎng)豐富。隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，如何尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能幾環(huán)保的馬鈴薯剝皮方法己成為馬鈴薯加工工藝過程中迫切需要解決的問題 。 friction。屬于低熱量、高蛋白、多種維生素和礦物質(zhì)食品 [2]。美國有 75%的鮮薯用于加工，法國為 60%，荷蘭為 40%，英國為 40%，而我國馬鈴薯主要以蔬菜的形式進(jìn)行鮮食，用于加工的比例不足 10%。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)將大有可為。這種方法對去皮前后的沖洗工藝要求較高，且堿液或去皮液消耗量過大，成本較高。主要有手工清洗和機(jī)械清洗。經(jīng)堿液處理后的 果蔬必須立即在冷水中浸泡、清洗、反復(fù)換水直至表面無膩感，口感無堿味為止。 馬鈴薯 的護(hù)色 馬鈴薯 在加工過程中，將原料去皮、切分、破碎和空氣接觸及高溫處理，都可能促進(jìn)化學(xué)變化，生成有色粉質(zhì)。在高壓容器內(nèi)，通 ^高壓蒸汽使塊莖表面受熱，然后打開容器盞，突然釋放壓力．塊莖的表皮和果肉即自行分離。 4 圖 機(jī)械式摩擦去皮機(jī) 蒸煮裝置 國內(nèi)食品加工業(yè)使用的連續(xù)式鏈帶蒸煮機(jī)和高壓蒸煮鍋，機(jī)體龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，小型果蔬原料食品加工廠引進(jìn)使用有一定困難。 蒸煮容器為長方形，下部設(shè)有進(jìn)氣管道和閥們，上部有排氣管。 國內(nèi)外幾種去皮設(shè)備的去皮性能比較表 機(jī)型 L 離心式切屑去皮機(jī) 機(jī)械去皮機(jī) 蒸汽式去皮機(jī) 化學(xué)法去皮機(jī) 結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 復(fù)雜 簡單 對塊莖原料的要求 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 卵 卵圓形，芽眼淺，無傷痕 無要求 無要求 產(chǎn)品質(zhì)量 表面光滑 ，無污染，無蒸煮層 表面光滑，無污 染，淀粉損失大 表 表面光滑，有