【正文】 ............................. 30 致 謝 ............................................................................................................. 31 畢業(yè)設(shè)計 1 第一章 緒論 冰淇淋是從中世紀(jì)早期的普通冰飲料和冰水發(fā)展而成的。 大約在 1920年冰淇淋開始被普遍認(rèn)為是一種有營養(yǎng)的、美味可口的冷飲食品 ,引起了人們的重視 ,成為不平常的冷飲品。我國的冰淇淋生產(chǎn)雖然起步較晚 ,但發(fā)展很快。 冰淇淋產(chǎn)品向天然、保健、功能化發(fā)展 ， 未來食品發(fā)展趨勢總的 是 要適合人們對營養(yǎng)的追求。美國食 品消費有 一 大趨勢 , 即講究風(fēng)味、方便、追求新鮮 , 非常注重健康食品、功能食品、多食果蔬 , 以吃為樂趣等。無脂肪、低熱量、不含糖的冰淇淋發(fā)展很快 , 如不含乳的莎貝特陽和含少量乳制品的雪貝特是當(dāng)今國內(nèi)外較流行的冷凍飲品。 冰淇淋成型機是冰淇淋生產(chǎn)中必不可少的重要設(shè)備，然而成型機的性能不高，制約了我國高檔軟冰淇淋行業(yè)的發(fā)展。國外制造的軟冰淇淋成型機雖然能夠很好地將軟冰淇淋漿料成型，但價格太高，國內(nèi)的客戶很少。 因此，其整體設(shè)計對保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率非常重要。 畢業(yè)設(shè)計 2 本課題目的是針對現(xiàn)有的冰淇淋設(shè)備進 行改良設(shè)計，對其機械機構(gòu)，控制系統(tǒng)進行全面改進設(shè)計。 同時在原有基礎(chǔ)上，加入現(xiàn)有的電子產(chǎn)品，使成型機既具有機械的優(yōu)點，又有現(xiàn)代機電產(chǎn)品的優(yōu)勢，真正成為符合我國實際的冰淇淋成型設(shè)備，從而促進冰淇淋行業(yè)的健康發(fā)展。果醬泵奶酪泵 圖 21 冰淇淋成型機加工過程示意圖 冰淇淋成型機的加工過程如 圖 2 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。傳動氣缸動作帶動棘輪傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而傳動帶移動一個杯子的距離。料斗組件中存放的是冰淇淋料，電磁鐵控制料斗組件的開關(guān)。同時根據(jù)不同的需要，打開料泵組件，注入不同的原料。再利用切料汽缸將花型切開，將加工好的花型放入到杯子中，接著進行人工加蓋、貼標(biāo)簽、速凍等操作。如果對此設(shè)備進一步縮小，可以為家庭使用?？刂葡到y(tǒng)主要有可編程控制器（ PLC）、人機界面 (HMI)、氣缸、各種傳感器等組成。人機界面是在操作人員和機器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。在冰淇淋成型機中引入 PLC 和 HMI，既可以增加設(shè)備的穩(wěn)定性，又可以提高生產(chǎn)效率 ，進一步提高設(shè)備的附加值。首先原有的成型機體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，采用 MCS51 控制系統(tǒng)；其次，控制面板上需要安裝許多按鈕，操作復(fù)雜，功能增加的同時，工作參數(shù)的調(diào)整數(shù)量也相應(yīng)的增加；再者，功能的增加使設(shè)備的工位增多，這樣對故障的排除提出了新的要求。 在這種情況下，我們提出了對成型機進行改造的課題。從而增加了設(shè)備的可靠性，易于排除故障，提高生產(chǎn)率。對于運行參數(shù)的修改和設(shè)定，也可以將其設(shè)計在屏幕上運行顯示和調(diào)整。其次，可以為故障的查找提供相應(yīng)的提示。另外，在設(shè)備調(diào)試期間，調(diào)試人員可根據(jù) 部件 示意圖的動態(tài)效果，在屏上觀察各個 部件 得運行情況，由此來判斷 各 輸入輸出點的接線及狀態(tài)是否正確，給調(diào)試帶來方便。 成型機設(shè)計適應(yīng)了中、小企業(yè)的要求，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟性。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業(yè) 設(shè)計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 畢業(yè)設(shè)計 6 第三章 冰淇淋成型機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 冰淇淋成型機是生產(chǎn)冰淇淋必不可少的設(shè)備 ,它主要由制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)等組成。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、可編程工業(yè)控制器技術(shù)的發(fā)展 ,電子電控系統(tǒng)取代繼電器控制方式。如今，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了很多有關(guān) PLC 控制的冰淇淋機，而國外電子計算機應(yīng)用于冰淇淋生產(chǎn)已很普遍 ,不僅用于配方設(shè)計 ,而且用于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化控制。其次要改變 “國產(chǎn)設(shè)備價廉質(zhì)次 ”的觀念 ,在提高產(chǎn)品科技含量的同時 ,重視產(chǎn)品的加工質(zhì)量 ,精益求精。機架及傳動部件是立體花式冰淇淋成型機的主要部件之一，而冰淇淋就是在傳動部件帶動下經(jīng)過不同工位的操作在機架上成型的，這就要求機架的操作部分必須保持清潔衛(wèi)生。在導(dǎo)軌護養(yǎng)中使用食用油也是這個原因。 我們所設(shè)計的機架式封閉式結(jié)構(gòu)，體積為 1500x1000x1000。前后面板、側(cè)面板及蓋板均采用 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼材料；橫梁、立柱、支承板等結(jié)構(gòu)件多采用 Q235。既美觀漂亮，給人清潔感，又能降低成本及機床重量，同時保證了機床所需的剛度及強度。 機架整體結(jié)構(gòu)緊湊，外形整潔光亮，給人一種清新的感受。齒輪向履帶傳遞運動是通過雙排 鏈傳動實現(xiàn)的，該機構(gòu)有機地結(jié)合了微機、氣動及機械結(jié)構(gòu)配合控制的方法。上氣后，驅(qū)動氣缸無桿腔通氣，活塞桿上升，齒條軸在導(dǎo)向座導(dǎo)向作用下也上升，帶動齒輪正向旋轉(zhuǎn)，因離合器是正向結(jié)合的，所以鏈輪也正向旋轉(zhuǎn)，鏈條在水平方向上移動一段距離，杯座有一個工作位置移到下一個工作位置。其中關(guān)鍵的是齒輪齒條的傳動，如圖 31。 棘輪機構(gòu) 棘輪機構(gòu)由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構(gòu)。棘輪輪齒通常用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，當(dāng) 搖桿逆時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉(zhuǎn)動；當(dāng)搖桿順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉(zhuǎn)動。搖桿的往復(fù)擺動可由曲柄搖桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和擺動油缸等實現(xiàn)，在傳遞很小動力時，也有用電磁鐵直接驅(qū)動棘爪的。動程的大小可利用改變驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)或遮齒罩的位置等方法調(diào)節(jié)，也可以在運轉(zhuǎn)過程中加以調(diào)節(jié)。棘輪機構(gòu)工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高 。在自行車中棘輪機構(gòu)用于單向驅(qū)動，在手動絞車中棘輪機構(gòu)常用以防止逆轉(zhuǎn)。主動桿空套在與棘輪固連的從動軸上，驅(qū)動棘爪與主動桿用轉(zhuǎn)動副相連， 當(dāng) 主動桿逆時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪的齒槽，使棘輪跟著轉(zhuǎn)過某一角度，這時止回棘爪在棘輪的齒 背畢業(yè)設(shè)計 9 上滑過。棘輪每次步進的角度轉(zhuǎn)化為排鏈的步進距離，即為相鄰兩杯座之間的距離。齒輪的尺寸，棘輪的位置及杯座間距的關(guān)系公式如式31： L= (1/4) πR （ 31） 其中： L——相鄰杯座間距； R——齒輪半徑。 1. 間歇送進 為了切削工件，帶輪需作連續(xù)往復(fù)直線運動，工作臺作間歇移動。若改變驅(qū)動棘爪的擺角，可以調(diào)節(jié)進給量；改變驅(qū)動棘爪的位置（繞自身軸線轉(zhuǎn)過 180176。 圖示 32 為杠桿控制的帶式制動器，制動輪與外棘輪 2 固結(jié)，棘爪 3 鉸接于制動輪 4 上 A 點，制 動輪上圍繞著由杠桿 5 控制的鋼帶 6。 圖示 32 的棘輪機構(gòu)可以用來實現(xiàn)快速超越運動。當(dāng)需要軸快速轉(zhuǎn)動時，可按輸出軸的方向快速轉(zhuǎn)動輸出軸上的手柄，這時由于手動轉(zhuǎn)速大于蝸輪轉(zhuǎn)速，所以棘爪在棘輪齒背滑過，從而在蝸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，可用快速手動來實現(xiàn)輸出軸超越蝸輪的運動。 1．棘輪齒形的選擇 圖示 32 為常用齒形，不對稱梯形用于承受載荷較大的場合；當(dāng)棘輪機構(gòu)承受的載荷較小時，可采用三角形或圓弧形齒形；矩形和對稱梯形用于雙向式棘輪機構(gòu)。對于一般進給和分度所用的棘輪機構(gòu)，可根據(jù)所要求的棘輪最小轉(zhuǎn)角來確定棘輪的齒數(shù)（ z ≤250，一般取 z = 8～ 30），然后選定模數(shù)。棘爪軸心與輪齒頂點的連線與過 A點的齒面法線 nn 的夾角 β 稱為棘爪軸心位置角。 輸送帶 輸送帶是帶動杯座實現(xiàn)步進運動，移動杯座到不同工位進行操作的傳送裝置。 畢業(yè)設(shè)計 11 輸送帶采用了雙排鏈傳動。鏈條及輸送導(dǎo)軌的潤滑均采用使用油脂。 其中尼龍輸送帶的價格為： ? 尼龍 100（ NN100 輸送帶）： 20 元 /平米。 ? 尼龍 200（ NN200 輸送帶）： 24 元 /平米。從表 31 和表 32中比較后我們選擇的輸送帶是普通耐熱輸送帶 Ⅱ 型，溫度條件滿足要求，并且價格也適中。 畢業(yè)設(shè)計 12 料 斗組件的設(shè)計 送料機構(gòu)采用的是以 V型儲料，經(jīng)偏心輪導(dǎo)向的方式運動的，偏心輪固定在 V型料槽右下側(cè)，偏心輪高低可調(diào)，在調(diào)整部位安裝一個強力彈簧，可根據(jù)工件直徑的大小，調(diào)整偏心輪向 V型料槽的挺進的尺寸。料斗 V型槽兩側(cè)斜板可調(diào)，調(diào)整范圍各 30mm。 機體結(jié)構(gòu)全采用鋼板焊接而成，整體穩(wěn)固，可以承受更大負(fù)荷的運動，使用高剛性線性滑軌，能達到運動速度快、高效能、震動小、使用壽命長的要求。 料斗組件示意圖如圖 34： 畢業(yè)設(shè)計 13 圖 34 料斗組件示意圖 畢業(yè)設(shè)計 14 圖 35 調(diào)整板示意圖 圖 36 支承板示意圖畢業(yè)設(shè)計 15 圖 37 接料槽示意圖 圖 38 蓋板示意圖 畢業(yè)設(shè)計 16 模具頭組件 所設(shè)計 的模具頭是立體花式冰淇淋成型機的一個十分重要的結(jié)構(gòu)部件，其設(shè)計的好壞關(guān)系到冰淇淋產(chǎn)品的花型完美與否、品種數(shù)量多少以及灌注質(zhì)量的好壞。該部件結(jié)構(gòu)合理、布局緊湊、外形簡潔，整體協(xié)調(diào)，給人一種賞心悅目的清新之感。模具造型頭要求與立軸固連，更換方便靈活，在結(jié)構(gòu)和尺寸上具有一定的互換性。 材料選擇及熱處理、公差配合、潤滑及其它 造型頭材料大多選用鑄鋁合金，大件選用 ZAL102，如固定板、活動板、支腳架等，這是因為鑄鋁合金具有鑄造性能好、密度較小，質(zhì)量較輕、外觀漂亮等優(yōu)點。而活 動板由于要有導(dǎo)柱，導(dǎo)套裝置，其下面必畢業(yè)設(shè)計 17 須有凸臺部分，用于安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套。在導(dǎo)柱加工時，只要保證加工軸肩端面的進刀方向與導(dǎo)柱的軸心線相垂直就能保證加工出來的導(dǎo)柱安裝后與固定板的垂直度。 對于不同的立體花式冰淇淋產(chǎn)品，在模具造型頭中執(zhí)行缸的形成范圍也是不同的。對于直行升降氣缸，只要松開支撐柱的上、下檔塊，調(diào)整移動到所需位置，再擰緊檔塊上螺釘，即可實現(xiàn)模具造型頭上、下動作的行程。為使在安裝過程中調(diào)整固定板與活動板之間的距離，在導(dǎo)柱上方螺母與固定板之間墊一塊調(diào)整墊片，這樣 還可以調(diào)整固定板與活動板平行，從而更進一步地保證導(dǎo)柱與兩板間的垂直度，導(dǎo)向性提高，導(dǎo)套磨損減少。 畢業(yè)設(shè)計 18 果醬加注機組件 圖 310 果醬加注機組件示意圖 圖 310 所示為果醬加注機。成型機主要機架及傳動部件、灌注造型頭、料泵組件、分接盒等幾部分組成。 氣壓傳動控制系統(tǒng)是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)，實現(xiàn)動力傳遞和工程控制的系統(tǒng)。氣壓傳動以空氣為傳動介質(zhì) ,取之不盡 ,用之不 竭 。工作介質(zhì)是空氣，來源方便，使用后可直接排至大氣，不污染環(huán)境。 2）在易燃、易爆、粉塵大、強磁、潮濕、溫度變化大、存在腐蝕性氣體等