1、 1 毕业设计 开题报告 工业设计 小型豆制机改良设计 一、选题的背景、意义 随着我国经济的发展，各种科学技术也相应的不断快速发展。目前我国大部分都是浆渣自动离心分离磨浆机 1，而该种磨浆机自发明以来一直以追求如何提高机器效率而毫无考虑到操作人员的操作时存在的问题。 人们的客观生活质量不断提高 ，如何愉快的工作 则成为衡量人们生活质量的重要指标 2。 因此，改进现有的磨浆机对于从事该行业的人来说具有非常重要的意义。 总体来说，我国豆制品磨浆机技术和现代化水平还处于较低的水平，与日本和我国台湾地区还有很大的差距。因此，提 升大豆食品生产企业的加工技术水平，改进大豆食品生产设备和相关的设施成为我国
2、大豆食品生产发展急需解决的关键问题 3。 豆腐是举世公认的传统养生美食，已有两千多年历史 4。我国市场上存在着成千上万的豆制品加工作坊，每天在为人们提供各种喜爱的豆制品。作为以豆类制品为主要加工对象的加工机械同样很受关注。因此，关注豆制品磨浆机能改善加工人员的工作环境，也从另外一个方面去改善消费者每天吃的豆制品的卫生情况。 由此可见，磨浆机的改进是关乎到每个豆制品加工者的健康和消费者是否能吃到放心的豆制品。而且，我国现有的豆制品磨浆 机现代化程度较低，如何将现代化技术整合到现有低技术含量的磨浆机中去， 以求进一步发展 5。 二、相关研究的最新成果及动态 (一 ) 追求更加健康的工作 随着人们自
3、我保健意识的不断增强 , 人们已越来越重视自己的身心健康。 2003年，国家统计局在全国十大城市做了一项调查，调查结果表明，在五年前 , 人们最向往的生活是经济富裕 , 而五年后的今天 , 人们最向往的生活转变为更偏重于身体健康、心情舒畅 6。因此，磨浆机也不能一味的去追求机器的效率，转而要去考虑在保2 持机器高效率的同时如何改善工作者工作时保持良好的身体状况和 心理状况。 (二 ) 磨浆机现状 历次国家监督抽查结果显示 ， 磨浆机产品抽样合格率仅为 70%左右 。 另外 ， 在 2004 年进行全国磨浆机产品质量调查工作中 ， 有近 30%的产品性能较差 ， 反映在小时生产率 、 分离度等重
4、要性能指标偏低 。 这主要是由于这些磨浆机对大豆的磨削功能和对豆浆的分离能力差等因素造成的 7。 磨浆机的造型几乎千篇一律（如图 2-1、 2-2），单调古板，且作为食品加工设备外观第一印象不是给人一种干净卫生的形象而是一种机器味道十足的印象，在加工车间存在使人感觉机油味十足。磨浆机造型上存在过多的卫生死角，容易在 豆制品加工工程中造成二次污染，且清洁过程中不容易清洗。因此，磨浆机的造型不仅要给人一种干净清洁的感觉还要避免结构的死角防止二次污染。 图 2-1 磨浆机造型 1 图 2-2 磨浆机造型 2 （三）现有磨浆机 磨浆是将浸泡好的大豆通过磨制使子叶组织破坏，以达到组织中的蛋白质、脂肪及营
5、养物质充分游离出来，以便通过分离进行提取。磨制时需加入适量的水 (最好是添加呈微碱性的软水，水温在 60 80 )，添加量为干大豆重量的 3.5 4 倍。操作时应注意作到喂料 均匀，添加水的入口应尽量靠近磨盘的进料口，同时应避免冲入时夹带空气而增加泡沫。磨制豆糊要求光滑、粗细适当，稀稠合适，先后均匀。使用设备3 有砂轮磨、分离式磨浆机、石磨等。 1. 砂轮磨 砂轮磨（如图 2-3）采用立式旋转辊刀，加砂轮磨及离心式分离机，一次完成粉碎、磨浆 2 道工序。本机由机架、机壳、机盖、料斗、刀辊、砂轮磨、电机架等部分组成 8。优点是磨浆速度快，操作方便。缺点是未能自动分离浆渣。 图 2-3 砂轮磨 图
6、 2-4 分离式磨浆机 2. 分离式磨浆机 分离式磨浆机（如图 2-4），由料斗、磨浆机缸、电机和磨浆装置构成，磨浆装置包括砂轮磨、静磨座和动磨座，静磨座为二体结构，提高了砂轮磨的使用寿命，在磨浆机缸的缸体上端口上设置有缸体密封圈，可防止豆浆外溢，缸体用钢质材料制成 9。其不同处就在于豆糊不直接排出机外，而是落入与动磨盘同步高速旋转的分离锥篮下端，由于高速旋转而产生很大的离心力，使豆浆穿过绢网和筛胆的孔进入贮浆腔后从出浆口排出机外。豆渣在离心力分力 (沿锥篮素线从小端指向大端的上升力，该分力远大于豆渣与绢网间的摩擦力 )作用下，呈螺旋形 上升，最后从锥篮的大端甩出后从排渣口排出机外。优点是磨浆
7、速度快，操作方便，工序较少。缺点是操作完全依靠个人经验，无标准可循。 3. 石磨 石磨（图 2-5）是用于把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种机械。通常由两个圆石做成。 磨是平面的两层，两层的接合处都有纹理，粮食从上方的孔进入两层4 中间，沿着纹理向外运移，在滚动过两层面时被磨碎，形成粉末 10。优点是石磨磨齿均匀运转速度慢，加工过程中使能量达到均衡释放，让外界空气与磨出来的豆浆颗粒很好的接触，在一定的化学作用下，让黄豆充分释放蛋白质，做出来的豆浆既均匀 又细腻，而且味美异常 11。缺点是加 工效率低下。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 （一）研究内容
8、当今社会，在劳动力不断老龄化的前提下，关注普通劳动者的工作状况是全社会的责任，也是作为一个设计师的责任。 本次设计的目的就是为了给豆制品加工者带来一款适合他们劳动需要的，符合其生理特征，改善他们作业环境和工作状态的人性化的磨浆机。关注劳动者，关注他们的工作生活，是我国现代化建设必须要做的事情。劳动者是社会发展的推动力，豆制品加工行业的劳动者的生产 生活，关系到消费者的食品保障和安全，如何让他们健康的生产就是一个值得关注的问题。 为设计出符合现状下豆制品加工者合适的磨浆机，为他们营造一个良好的磨浆工作状态，在设计豆制品磨浆机的思路上主要考虑一下几点： 安全性：作为食品加工行业的工作者，他们的健康
9、安全关系着无数消费者的食品卫生与安全，因此，在设计中要注意他们的生产安全。在设计中，尽量减少风险的存在，改进他们的工作方式， 据美国劳工部最新研究表明 ,单调的重复性工作对人体所造成的伤害 ,已占美国所有职工伤害的 65 ,重复性工作压力并发症的受害者每年高达 33万人以 上 12。 因此，设计中要尽量的减少重复性工作方式，保障他们的健康与安全，最大限度地实现人体工程学和安全性的改进 13。 造型：磨浆机作为食品加工器械，要保证它的卫生和清洁，且给人一种干净卫生的感觉。在造型上要保证它不存在任何的卫生死角，并且防止食品加工的二次污染。图 2-5 石磨 5 清洗时，要注意改善磨浆机的清洗容易程度
10、，做到一次性清理干净。克服功能主义与理性主义 14，设计出一款造型简洁，功能丰富的新式磨浆机。 此外，本设计将采用系统设计的方法，这样不仅可以实现磨浆机的优化，改善操作者的工作方式和从业环境，更可以让企业 降低开发成本，但又不影响其销售的利润，并且最大程度的保证豆制品的卫生与安全。 （二）设计思路、方法 磨浆机设计的一般过程如下： (1)选定课题，制定设计计划； (2)进行市场调研，搞清现有产品的特点和优缺点和特定用户的需求， 如分类及技术特点、操作特点、产品优缺点等，分析人、产品、环境等关系，确定产品的设计定位，完成可行性论证报告； (3) 进行概念设计，草图设计、初步确定造型方案、完成草模
11、制作； (4) 完成产品设计，了解现有的生产工艺，完成产品的数字模型和工程图、产品效果图、 模型制作、版面制作和 设计说明书。 （三）设计难点 如何真正的实现 同时考虑能力和考虑到人的限制 ,使人机系统最优，效率最高 15，这将是本次设计的重点，同时也是本次设计的难点。我国市场上存在的豆制品加工多以作坊形式存在，客观条件约束了要控制磨浆机的成本，且要尽量的减少磨浆机的占地面积，在以上条件下，考虑如何改善磨浆机与人的相互关系，改进工作方式，以最小的体力付出获取更大的劳动效率。因此，要从现有磨浆机的工作方式入手，深入了解操作者的各种操作方式和目的，从而使本次设计实现其最初的设计目的。 （四）预期达
12、到目标 1.文献检索、开题报 告和论文综述 各一份； 2.磨浆机草图若干； 3.磨浆机效果图若干； 4.设计展板和模型制作； 5.毕业论文一篇。 6 四、论文详细工作进度和安排 1.在 2010 年 12 月 13 日前完成文献综述初稿。 2.在 2010 年 12 月 27 日前完成相关外文资料的翻译、开题报告初稿。 3.在 2011 年 1 月 9 日前完成外文资料翻译、文献综述、开题报告。 4.在 2011 年 2 月 28 日前完成设计草图。 5.在 2011 年 3 月 14 日前优化并确定设计方案。 6.在 2011 年 3 月 28 日前完成计算机辅助设计效果图初稿。 7.在 2
13、011 年 4 月 11 日前完成计算机辅助设计效果图定稿。 8.在 2011 年 4 月 18 日前完成产品工程图。 9.在 2011 年 5 月 9 日前完成设计报告书初稿、模型制作。 10.在 2011 年 5 月 16 日前完成设计报告书定稿、毕业设计展版制作。 11.在 2011 年 5 月 19 日前完成毕业设计答辩幻灯资料。 五、主要参考文献 1毛礼中，毛昊 .大豆和豆制品的营养价值与豆腐的新品种 J.中国烹饪研究，1997(4):40-43 2任娜 .生活质量主观指标研究 一项关于城市居民生活质量的调查 D.湖北：武汉大学社会学专业， 2005 3帅周余 .中国豆制品行业亟须技
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