1、本科毕业论文（20 届）蔬果去皮机的设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 蔬果皮机设计 1设计的主要任务及目标主要任务是设计一种家用蔬果削皮机，旨在让学生掌握分析问题、解决问题的能力，懂得正确查阅资料获取信息的途径。重在能灵活、有效地应用所学习的专业知识，设计的结果不一定要具有很高的应用价值及市场前景。2主要任务1.明确要实现的功能及结构等各项要求（越详细越好） ；2.运用学过的机械设计、机械
2、原理及机械制图等知识构想一种家用蔬果削皮机原理图；3.由粗到细逐渐设计装配图及主要功能零件图；4.撰写论文，绘制相关装配图及零件图。3主要参考文献1) 杨炳南.马铃薯薯条加工及对策。农机与食品机械，1999, 2: 1-2 2）陈芳，邓春岩.基于 SolidWorks 的土豆去皮机的三维设究.2006,11:126-130 3）罗迎社主编材料力学武汉理工大学出版社 4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 进行零件分析，确定数控加工类型及设备 3 月 3 日3 月 23 日2 熟悉并掌握数控系统的指令规定 3 月 24 日4 月 13 日3 制定加工工艺，选择工艺参数及刀具 4 月 14 日
3、5 月 4 日4 编制数控加工程序；进行夹具设计 5 月 5 日6 月 1 日5 完成毕业论文及答辩工作 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 年 月 I蔬果去皮机摘 要 主要介绍了以摩擦原理为基础的、适合食品加工工厂等场所使用的蔬果去皮机的设计要点、工作原理和设备组成。不管任何形式的蔬果加工，去皮都是一项重要的操作环节。因此，根据不同需求，开发了一系列的蔬果去皮机。它们的性能也被不断的评估。去皮用于多种水果和蔬菜的加工中以除去不需要或不可食的物质，并改善成品的外观。主要的考虑因素包括通过尽可能减少去掉的部分以及可能降低能源、劳力和物质成本来降低总成本。这里，介绍摩擦去皮方法：食品被放置在金
4、刚砂滚轴上或内壁排列着金刚砂的转筒中，在磨损力的表面除去食品的表皮后又被大量的水冲洗干净。该方法的优点是由于过程是在温室下进行而具有的能源成本低以及资本成本低、无热损伤，食品外观良好的优点，不规则食品表面（如红薯上的“孔眼” ）会破坏去皮产品的外观，需要手工去除。关键词：蔬果去皮机；摩擦；去皮；传动The Design Of Vegetable friction;peeling;transmissionII目 录1 前言 .11.1 目的意义和国内外现状概况 .11.2 深加工处理流程 .21.2.1 红薯的分级 .21.2.2 红薯的清洗 .21.2.3 红薯的去皮 .21.2.4 红薯的护
5、色 .31.3 国内外典型的去皮设备 .31.3.1 机械去皮装置 .41.3.2 蒸煮去皮装置 .51.3.3 化学去皮装置 .52 红薯去皮机的结构设计 .52.1 基本结构 .52.1.1 工作圆筒 .52.1.2 工作转盘 .62.1.3 传动系统 .62.1.4 其他 .62.2 工作原理 .73 红薯去皮机的参数确定 .73.1 物料在工作圆筒内的受力分析 .73.2 工作转盘转速的确定 .93.3 红薯去皮机功率的确定 .93.4 整机主要参数指标 .114 主要零件的结构设计与计算 .114.1 V 带轮结构设计计算 .114.2 传动主轴的结构设计计算 .134.3 滚动轴承
6、的初步选择 .155 主要零件的校核 .155.1 滚动轴承的寿命计算 .155.2 轴的计算和校核 .166 结论 .19太原工业学院毕业设计11 前言1.1 目的意义和国内外现状概况以下以红薯为例:世界红薯 97.9%的面积集中在发展中国家。日本、美国、韩国等发达国家和地区栽培面积一直呈下降趋势。目前栽培面积仅相当于 60 年代的 5%。据联合国粮农组织统计世界上共有 111 个国家栽培红薯.中国是世界最大的红薯生产国.中国薯类生产相对比较集中，以 2003 年为例，9 个省份的产量就占全国的 74%。红薯消费包括饲料、种子、废料、食物、其他用途等。2002 年， 中国红薯的总消费量是 1
7、1693.9 万吨，用作饲料的有 5510.8 万吨 ，用作种子的有 0.03 万吨，,成为废料的有 584.5 万吨 ，用作食物的 5598.6 万吨，其他用途有 0.07 万吨，其中直接食物占总消费的比重为 47.9% ，饲料占消费的比重为 47.1% ，总消费占当年总产量的比重为 94.9%。食物消费一直高于其他的消费。随着食品工业的发展，食品深加工已经越来越被世界重视，特别是便餐和方便食品的诞生，促使保鲜脱水蔬菜工业迅速发展起来，这更要求原料的深加工伴随着发展。其中红薯原料的深加工就是受到人们高度重视且发展较快的产业之一。我国是世界最大的红薯生产国。但在我国绝大部分红薯被直接用作饲料和
8、食用。由于每年仅有百分之几用于深加工，致使鲜薯过剩，增加了越冬保鲜难度，也降低了它的营养价值。究其原因主要是缺少加工设备，特别是去皮机械。而从国外引进设备价格昂贵，生产成本高，致使国内该产业发展缓慢。红薯的食品深加工及其产品发酵类食品主要有： 酱油 、食醋 、果啤饮料乳酸发酵红薯饮料 、红薯格瓦斯。非发酵类食品主要有 ：粉条、 粉丝类、 蜜饯类 （连城红心薯干） 、 红薯果脯、红薯果酱 、小食品类 （如： 香酥薯片 、油炸红薯片 、虾味脆片） 、 糕点类（红薯点心、薯蓉） 、糖果类（软糖 、饴糖） 、 饮料类 （红薯乳） 、 雪糕等。红薯可以广泛应用于食品、医药、化工、造纸等 10 多个行业，
9、利用红薯可以制成数百种工业产品和数百种食品。在鲜红薯加工中，用于淀粉加工的比例最大，淀粉太原工业学院毕业设计2可以进一步加工成粉条、粉丝、粉皮等粉制品。另外用红薯淀粉还可以制成变性淀粉、柠檬酸、酒精等，在医药上可以用来生产医药用的包装塑料、药片填剂和青霉素及核苷类物质。红薯每加工一次就可以增值一次。加工成普通淀粉可以增值 0.75 倍，精制淀粉可以增值 1 倍，加工成粉条可以增值 1.52 倍，加工薯脯可增值 3 倍（但量有限） 。另外加工后的薯渣可以造糖、酒精，综合利用后可以增值 5-6 倍，如果加工成方便粉丝、或精制粉丝、保健淀粉出售，可以增值 10-15 倍不等。还有红薯的茎尖、叶柄等制
10、成蔬菜进行综合加工效益更高。总之，红薯是不耐存放的作物，只有深加工才可以增值。1.2 深加工处理流程1.2.1 红薯的分级果蔬的分级可按照不同的加工品的要求，采用不同的分级方式分级，包括大小分级、成熟度分级和色泽分级等几种。在我国成熟度分级常用目视估测的方法进行，而大小分级是分级的主要内容，几乎所有的加工果蔬均需大小分级，分级的方法有手工分级和机械分级 1。1.2.2 红薯的清洗果蔬原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附着的尘土、泥沙和大量的微生物以及部分的化学农药，保证产品的清洁卫生，从而保证产品品质。对于农药残留的果蔬，洗涤时常在水中加化学洗涤剂，常用的有盐碱地酸、醋酸，有时也用氢氧化钠等强碱及
11、漂白粉、高锰酸钾等强氧化剂。果蔬清洗的方法须根据果蔬形状、质地、表面状态、污染程度、夹带泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和机械清洗。后者需配置滚筒式、喷淋式、压气式、浆叶式等设备。1.2.3 红薯的去皮凡是果蔬原料果皮粗糙、坚硬，具有不良风味的均应去皮，以利于提高品质，只有在加工某些果脯、蜜饯、果汁和果酒时，因要打浆和压榨，才不用去皮，果蔬去皮太原工业学院毕业设计3方法如下：（1）手工去皮 用特别的刀、刨等工具人工削皮，去皮干净、损失少，但劳动效率低。 （2）机械去皮 主要用于比较常规的红薯。（3）碱液去皮 利用碱液的强腐蚀性来使蔬菜表面中胶层溶解，从而使果皮分离。碱液去皮常使用氢氧化钠
12、，腐蚀性强且廉价。碱液去皮时碱液的浓度、处理时间和碱液温度，应视不同红薯种类、成熟度、大小而定。碱液浓度提高、处理时间长和温度高都会增加皮层的松离及腐蚀程度。经碱液处理后的果蔬必须立即在冷水中浸泡、清洗、反复换水直至表面无腻感，口感无碱味为止。（4）热力去皮 果蔬用短时间高温处理后，使表皮迅速升温，果皮膨胀破裂，与内部果肉组织分离，然后迅速冷却去皮，适合于成熟度高的桃、李、杏等。热去皮的热源主要有蒸汽和热水。此法原料损失少，色泽好，风味好。（5）酶法去皮 在果胶酶的作用下，达到去皮目的。需要控制酶的最佳作用条件如温度、时间、PH 值等。（6）冷冻去皮 将果蔬在冷冻装置中冷至达到轻度表面冷冻，然
13、后解冻，使皮松弛后去皮，此法质量好但费用高。（7）真空去皮 将成熟的果蔬先行加热，使其升温后果皮和果肉分离，接着进入有一定真空度的真空室内，适当处理，使果皮下的液体迅速“沸腾” ，皮与肉分离，然后破除真空，冲洗或搅动去皮。1.2.4 红薯的护色果品在加工过程中，将原料去皮、切分、破碎和空气接触及高温处理，都可能促进化学变化，生成有色粉质。其中包括酶褐变和非酶褐变。都要经过相应的方式来对果品进行护色保护。1.3 国内外典型的去皮设备国内外红薯原料去皮方法大致有三种，即机械去皮、蒸汽去皮和化学去皮，三种去皮方法的工作原理为：(1)机械去皮是利用摩擦因数大、接触面积大的工作构件而产生的摩擦作用使表皮
14、发生撕裂破太原工业学院毕业设计4坏而被去除。所得产品表面质量好，碎皮尺寸大，去皮死角少，但作用强度差，一般需要首先对果蔬进行必要的预处理来弱化皮下组织。常见到的机械摩擦去皮机如采用橡胶板作为工作构件的干法去皮机。在圆筒形容器中，依靠带有磨料的圆盘、滚轮或依靠特制的橡胶辊在中速或高速旋转中摩擦块茎的表面而达到去皮目的。(2)蒸汽去皮在高压容器内，通入高压蒸汽使块茎表面受热，然后打开容器盖，突然释放压力，块茎的表皮和果肉即自行分离。(3)化学去皮又称碱液去皮，即将果蔬在一定温度的碱液中处理适当的时间，果皮即被腐蚀，取出后，立即用清水冲洗或搓擦，外皮即脱落，并洗去碱液。此法适用于桃、李、杏、梨、苹果
15、等的去皮及橘瓣脱囊衣。桃、李、苹果等的果皮由角质、半纤维素等组成，果肉由薄壁细胞组成，果皮与果肉之间为中胶层，富含原果胶及果胶，将果皮与果肉连接。当果蔬与碱液接触时，果皮的角质、半纤维素被碱腐蚀而变薄乃至溶解，果胶被碱水溶解而失去胶凝性，果肉薄壁细胞膜较能抗碱。因此，用碱液处理后的果实，不仅果皮容易去除，而且果肉的损伤较少，可以提高原料的利用率。但是，化学去皮用水量较大，去皮过程产生的废水多，尤其是产生大量含有碱液的废水。1.3.1 机械去皮装置如图 1 所示，该机由机盖、机筒、机座、电机、砂盘等部分组成。以电机为动力，通过减速齿轮带动机筒底部的砂盘旋转。块茎加入机筒内，因其离心力和相互碰撞作
16、用，在机筒内上、下、左、右翻动，表面被砂盘均匀的摩蚀，去皮结束时加入清水，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隙排出，该机为间歇生产 2。图 1 机械式摩擦去皮机太原工业学院毕业设计51.3.2 蒸煮去皮装置国内食品加工业使用的连续式链带蒸煮机和高压蒸煮锅，机体庞大，结构复杂，造价昂贵，小型红薯食品加工厂引进使用有一定困难。在实际生产中，对红薯片的蒸煮要求并不高，使用自制的蒸煮装置完全可以满足要求。在一个大型蒸煮容器内铺设轨道，道轨通到容器大门外切片机附近。道轨上置放平板小车，小车上装有方形笼屉若干层。块茎切片后，依次放入笼屉。待所有的笼屉子都装满薯片后，将小车连同笼屉推入
17、容器中，密封大门，再通入蒸汽蒸煮。待薯片蒸熟后，打开大门，拉出小车和笼屉，取出薯片。蒸煮容器为长方形，下部设有进气管道和阀们，上部有排气管。容器框架由角钢制作，外壁由钢板制造，并用隔热材料涂抹保温。1.3.3 化学去皮装置在由防碱材料制成的容器中注入氢氧化钠溶液，溶液浓度为 15%25%。加热溶液，温度达到 8795 C，加入块茎搅拌使温度保持在 70 C 左右；经过 26 分钟，块茎 的表皮开始变松变软；捞出块茎，用高压水反复冲洗，知道表面无残留物为止。捞出的块茎也可放入机械式去皮机中剥去表皮。本法的优点是对不同大小、不同形状的块茎适合性好，去皮快，不需要结构复杂的专门设备。缺点是冲洗块茎需要大量清水，皮屑不能利用，排出的废液污染环境。由于去皮方法不同，国内外红薯去皮机械的结构形式也各不相同，去皮差异较大，去皮率大致为 7%-25%，其中机械去皮率为最大，蒸汽去皮率为最小。2 红薯去皮机的结构设计2.1 基本结构该机采用立式机型，主要包括工作圆筒，工作转盘，机架，送料机构和传动部分，见装配图2.1.1 工作圆筒
