一種蔬菜清洗機(jī)的設(shè)計(jì)論文[帶圖紙].doc

南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：一種蔬菜清洗機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)院：南方學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：講師二O一三年5月20日南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II目錄摘要.錯(cuò)誤!未定義書簽。第一章緒論.31.1蔬菜清洗的目的及意義.錯(cuò)誤!未定義書簽。1.2清洗工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)的要求.錯(cuò)誤!未定義書簽。1.3蔬菜清洗機(jī)的工作原理.錯(cuò)誤!未定義書簽。1.4蔬菜清洗機(jī)的研究現(xiàn)狀.41.5我國(guó)蔬菜清洗技術(shù)存在的問題及發(fā)展趨勢(shì).錯(cuò)誤!未定義書簽。第二章方案設(shè)計(jì).錯(cuò)誤!未定義書簽。2.1總體方案的論證.62.2傳動(dòng)方案的論證.6第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).93.1電動(dòng)機(jī)的選用.錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2減速器的選擇.103.3機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算.153.4機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)與計(jì)算.173.4.1鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.183.4.2鏈條的設(shè)計(jì)與計(jì)算.183.4.3鏈傳動(dòng)的主要失效形式.183.4.4滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算.193.5鏈輪的基本參數(shù)和尺寸.203.6滾子鏈傳動(dòng)的故障與維修.213.7摩擦輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算.213.7.1摩擦輪方案的選擇.213.7.2摩擦輪的主要失效形式.213.7.3摩擦輪的材料.213.7.4摩擦輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.213.8軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.233.8.1軸的材料.233.8.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).233.9軸承蓋的設(shè)計(jì)與計(jì)算.243.10軸承的選擇和潤(rùn)滑及其壽命的計(jì)算.錯(cuò)誤!未定義書簽。3.10.1軸承的選擇.錯(cuò)誤!未定義書簽。3.10.2軸承的潤(rùn)滑.26第四章超聲波清洗裝置的運(yùn)用.錯(cuò)誤!未定義書簽。4.1超聲波清洗的原理.284.2超聲波清洗的方式.錯(cuò)誤!未定義書簽。4.3超聲波清洗的特點(diǎn).294.4超聲波清洗的主要技術(shù)參數(shù).29南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III4.5超聲波清洗裝置的設(shè)備組成及特點(diǎn).294.6超聲波清洗裝置的操作流程.30清洗廢水的處理.32結(jié)論.33設(shè)計(jì)感言.34致謝.35參考文獻(xiàn).36南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1頁共39頁摘要蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧闹饕称分?，也是人們必需的維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、食用纖維等的主要來源，這些都是人體不可或缺的營(yíng)養(yǎng)成分，它在人們的日常生活中起著重要的作用。蔬菜清洗主要是為了清除蔬菜表面的泥沙、雜質(zhì)、寄生蟲卵等，為后續(xù)的蔬菜加工提供干凈的菜源，它是蔬菜加工過程中的重要環(huán)節(jié)。凈菜加工是新鮮蔬菜經(jīng)過挑選、清洗、整理、瀝干、包裝等工序處理后，以小包裝的形式上市銷售的潔凈型商品蔬菜，凈菜具有干凈、衛(wèi)生、方便、安全等特點(diǎn)，它的發(fā)展前途和市場(chǎng)前景十分廣闊1。當(dāng)前，我國(guó)的蔬菜清洗仍以手工為主的清洗方式，手工清洗具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺點(diǎn)，而蔬菜加工將朝著保鮮、營(yíng)養(yǎng)、方便的方向發(fā)展，手工清洗自然不能滿足蔬菜加工的需要。因此，采用蔬菜清洗機(jī)或清洗設(shè)備，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。針對(duì)目前狀況設(shè)計(jì)了蔬菜清洗機(jī)械，已有的蔬菜清洗機(jī)械清洗葉類蔬菜時(shí)對(duì)蔬菜損傷較大，不適用。為此本文綜述了一些新型蔬菜清洗機(jī)。該類清洗機(jī)械能有效去除蔬菜表面的污染物，對(duì)蔬菜（包括葉類蔬菜）結(jié)構(gòu)無損傷且對(duì)蔬菜中的細(xì)菌也有一定的殺滅作用。關(guān)鍵詞：蔬菜；清洗機(jī)械；超聲波；氣泡；滅菌南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2頁共39頁AbstractVegetableisthestablefoodthatpeoplenecessarilyacquireineverydaylife,andthevitalsourceofvitamin,mineralsubstance,dietaryfiberandsoon.Vegetableistheindispensablenutritioninourbodies,andplayaroleindailylife.Vegetablescleaningistoremovethesurfaceofthesediment,impuritiesandparasiteeggs,vegetablesforsubsequentprocessingtoprovideacleansourceoffood,itistheimportantlinkintheprocessofvegetableprocessing.Cleanvegetablesprocessingisafreshvegetableafterpicking,cleaning,sorting,drainwell,packingandsoonprocessafterprocessing,thesaleintheformofsmallpackageofcleanvegetablestypegoods,cleanvegetableshasmanycharacteristics,suchasclean,hygiene,convenience,safety,andthefuturedevelopmentofitmarketprospectisverybroad.Dominatedbyhandatpresent,Chinasvegetablecleaningmethod,manualcleaning,withlargelaborintensity,lowefficiency,highwaterconsumption,andcleandispersion,etc,andvegetableprocessingwilldevelopinthedirectionofthepreservation,nutrition,convenience,manualcleaningcannotmeettheneedsofvegetableprocessing.Therefore,usingvegetablecleanerorcleaningequipment,canimprovelaborproductivity.Accordingtotheresentposition,thevegetablecleaningdevicewasdesigned,theexistingwashenofvegetableispronetodamagetheleaf-vegetableandisunfitforleaf-vegetablecleaning.Therefore,Anew-stylewasherofvegetablewasdeveloped.Themachineswashingforceisultrasonicandairbubble.Whenthewasherisusedtocleanvegetable,thecontaminationofvegetablesurfaceisclearawayeffectivelyandthebacteriumiskilledtoacertainextentandthevegetableorganizationalstructure(includingleaf-vegetable)isnotdamaged.KeyWord:vegetable；washer；ultrasonic；airbubble；killingbacteria南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3頁共39頁第一章緒論1.1蔬菜清洗的目的及意義采摘后的蔬菜表面往往帶有泥土、沙塵、殘余農(nóng)藥、腐殖質(zhì)污染物等，清洗是去除這些污染物，降低細(xì)菌總數(shù)的有效手段。蔬菜表面上的細(xì)菌總數(shù)越少，蔬菜的保存時(shí)間就越長(zhǎng)，故清洗干凈也是延長(zhǎng)蔬菜保存時(shí)間的重要手段。目前，我國(guó)蔬菜的清洗一般用水浸泡和手工清洗來完成。蔬菜清洗的機(jī)械化程度很低，所以對(duì)蔬菜清洗機(jī)的研究勢(shì)在必行。1.2清洗工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)的要求在選擇清洗工藝及設(shè)備，必須考慮清洗要求達(dá)到的洗凈程度。對(duì)不同洗凈程度要求的清洗應(yīng)選擇不同的清洗工藝和設(shè)備。洗凈程度要求越高，清洗成本也越高，而且生產(chǎn)成本是以幾何級(jí)數(shù)遞增的。在設(shè)計(jì)清洗工藝及清洗設(shè)備時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：1.可靠性要求選用的清洗工藝及設(shè)備有穩(wěn)定的清洗質(zhì)量，能達(dá)到所要求的洗凈程度；2.對(duì)待清洗對(duì)象的影響要求在清洗過程中對(duì)待清洗對(duì)象造成的損傷盡可能小，并且不能對(duì)待清洗對(duì)象產(chǎn)生新的二次污染；3.利于自然環(huán)境的保護(hù)要求清洗工藝及設(shè)備能夠防止或盡可能減少清洗廢液、噪聲、廢氣等對(duì)自然環(huán)境造成的破壞；4.效率要求清洗工藝及設(shè)備具有效率高、節(jié)約勞動(dòng)力的特點(diǎn)；5.良好的作業(yè)環(huán)境要求所用的清洗工藝及設(shè)備能保持良好的作業(yè)環(huán)境，使工人的健康和安全得到保證；6.經(jīng)濟(jì)性要求采用既能達(dá)到洗凈程度要求，成本又低的清洗工藝及要求。食品加工原料在其成熟階段以及運(yùn)輸、貯藏過程中常常受塵埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必須認(rèn)真清洗，并清除雜物及不合格部分，以便后道工序加工。1.3蔬菜清洗機(jī)的工作原理滾筒式清洗機(jī)是借圓形滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，使原料在其中不斷地翻轉(zhuǎn)，同時(shí)用水管噴射高壓水來沖洗翻動(dòng)的原料，以達(dá)到清洗目的。污水和泥沙由滾筒的網(wǎng)孔經(jīng)底部集水斗排出。該機(jī)適合清洗柑橘，橙，馬鈴薯等質(zhì)地較硬的物料。本滾筒式清洗機(jī)，是一種比較實(shí)用的食品初加工機(jī)械，它是由機(jī)架、電機(jī)、皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)、減速器、聯(lián)軸器、鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)、軸承、螺旋式滾筒、沖洗水管、擋料板、出料機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)、減速器固定在機(jī)架上，電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)與減速機(jī)相連，減速機(jī)通過聯(lián)軸器與小鏈輪相連，大鏈輪帶動(dòng)滾筒上的摩擦輪而使得滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒內(nèi)部有螺旋導(dǎo)板，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，帶動(dòng)食品排出，本新型滾筒式清洗機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、工作可靠、制造成本低和節(jié)約用水的優(yōu)點(diǎn)。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第4頁共39頁1.4蔬菜清洗機(jī)的研究現(xiàn)狀隨著生物技術(shù)、蔬菜加工技術(shù)的迅速發(fā)展，使人們獲得干凈衛(wèi)生、無公害、無污染的新鮮蔬菜將成為當(dāng)前的主流。在蔬菜消耗量較大的學(xué)校、酒店、工廠食堂以及各種蔬菜加工廠等，手工清洗顯然不能滿足其需要。我國(guó)對(duì)蔬菜清洗技術(shù)的研究于20世紀(jì)90年代中后期開始興起的，科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力研究終于取得了一定的成就3。1.4.1國(guó)內(nèi)蔬菜清洗機(jī)的發(fā)展情況1996年袁巧霞等研制的GL-I型根莖類蔬菜清洗機(jī),其回轉(zhuǎn)滾筒的截面為六邊形，由橫向板條焊接而成，利用滾筒回轉(zhuǎn)時(shí)與物料的撞擊作用達(dá)到清洗的目的,同時(shí)在沿滾筒長(zhǎng)度方向設(shè)有噴水管，使進(jìn)料口至出料口以同樣大小的水量噴洗。但此種方法不斷換水，耗水量大4。2000年高英武等研制的震動(dòng)噴淋式清洗機(jī)，分析了蔬菜在清洗過程中的運(yùn)動(dòng)與受力情況并建立了運(yùn)動(dòng)、速度與加速度方程，同時(shí)分析了葉類蔬菜的損傷機(jī)理。但運(yùn)動(dòng)參數(shù)有待進(jìn)一步優(yōu)化5。2001年李云飛等論述了蔬菜清洗中氣流的強(qiáng)化對(duì)洗凈率的作用機(jī)理，研究了氣流對(duì)蔬菜與水的擾動(dòng)狀況對(duì)蔬菜清洗效果的影響。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，大量的氣泡聚集在水的上部并且使清洗槽的液面膨脹30mm。但僅靠氣泡帶動(dòng)水流的運(yùn)動(dòng)對(duì)蔬菜進(jìn)行清洗，于是水流對(duì)蔬菜的作用力影響有限，從而導(dǎo)致清洗時(shí)間過長(zhǎng)，效率不高6。2003年高翔等利用超聲波氣泡清洗鮮切的西洋芹進(jìn)行保險(xiǎn)處理，通過實(shí)驗(yàn)得出超聲波氣泡清洗鮮切蔬菜10min，有利于除菌滅酶與保險(xiǎn)，延長(zhǎng)貨架期。該清洗方式只對(duì)清洗或半清洗以后的蔬菜實(shí)行第二次清洗有較大效果，不適合對(duì)蔬菜的初次清洗7。陳玉凡從理論上分析了高壓水射流清洗機(jī)的兩個(gè)主要參數(shù)(壓力與流量)對(duì)清洗效果的影響，該射流束以噴嘴中心軸呈對(duì)稱分布并且為錐形發(fā)散分布。其工作原理為:將普通水經(jīng)過高壓水泵加壓到數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)大氣壓以后，通過噴嘴的細(xì)孔噴射出來的一股或多股能量高度集中的高壓水流(亦稱水彈)，其速度通常在亞音速與超音速之間，它與子彈具有相似的能量，對(duì)污物進(jìn)行打擊沖洗，它對(duì)結(jié)垢物與堵塞物具有極大的打擊力和破壞力。此種方法能對(duì)雜質(zhì)、污垢等清除更徹底，而且方便快潔、清洗效率高。但較大的射流能量容易破壞蔬菜組織，不適合于蔬菜清洗，但高壓水射流技術(shù)對(duì)蔬菜清洗的研究具有一定的參考價(jià)值8。2004年吳玉發(fā)等研究了水氣浴葉猜清洗機(jī)，該清洗機(jī)利用氣泵在水下產(chǎn)生的氣體，使氣體在向上冒的過程中沖擊葉菜，并將其振蕩翻滾，氣體擁動(dòng)的水浪以及氣泡爆裂以后濺開的水花進(jìn)入菜葉表面凹凸縫隙和莖桿夾縫處，沖擊泥沙雜物達(dá)到清洗目的。但水流的運(yùn)動(dòng)主要來源于噴淋水管的作用，從而使得遠(yuǎn)離噴淋水管的蔬菜清洗作用下降，并且耗水量較大9。2008年趙長(zhǎng)兵等研制了爆氣擾水式蔬菜清洗機(jī)。該清洗機(jī)為了防止清洗時(shí)水流的運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)態(tài)或者出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)死區(qū)，采用了兩組氣孔間歇工作的方式，利用氣泡與水面或者蔬菜相碰撞，使得氣泡潰滅產(chǎn)生高速微射流和沖擊力，從而清除蔬菜表面的污質(zhì)。但在底部氣南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第5頁共39頁泡對(duì)蔬菜向上的沖擊力的雙重作用下，使得蔬菜表面的受力減少，削弱了蔬菜的翻轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)了清洗時(shí)間，于是降低了蔬菜表面的清洗作用10。1.4.2對(duì)國(guó)內(nèi)蔬菜清洗技術(shù)的展望我國(guó)自2001年加入WTO以后，已有8年的時(shí)間，特別自2008年世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)危機(jī)以來，世界工業(yè)的步伐開始放緩，甚至出現(xiàn)倒退現(xiàn)象11。在這種新形勢(shì)、新情況下，我國(guó)的蔬菜清洗技術(shù)12需努力向以下方向發(fā)展：（1）建立產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的運(yùn)行模式，提高產(chǎn)品的研發(fā)水平與科技創(chuàng)新能力。目前的蔬菜清洗機(jī)對(duì)根莖類蔬菜（如土豆、馬鈴薯、番茄等）的清洗效果較好，而對(duì)葉類蔬菜（如菠菜、小白菜等）的清洗效果不夠理想，由于葉類蔬菜在清洗時(shí)受力過大或者運(yùn)動(dòng)無規(guī)律，則莖、葉容易損傷，使得營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降。故對(duì)于葉類蔬菜來說，需綜合考慮運(yùn)動(dòng)方式與速度、蔬菜的受力大小、清洗裝置的安裝位置與高度等因素，不僅滿足清洗率的要求，還要滿足蔬菜不受損傷以保持營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的要求。（2）加大對(duì)蔬菜清洗技術(shù)的研究投入力度，同時(shí)注重對(duì)節(jié)水、節(jié)電的研究。由于蔬菜清洗裝置消耗了整個(gè)清洗機(jī)的大部分能量以及清洗時(shí)消耗大量的生活用水，故在保證蔬菜清洗效果的同時(shí)，如何降低能源消耗、充分利用水資源等方面還需科研工作者不斷研究與改進(jìn)。（3）注重高新技術(shù)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，不斷地將電氣化、自動(dòng)化、智能化、計(jì)算機(jī)技術(shù)等融入對(duì)蔬菜清洗技術(shù)的研究，提高產(chǎn)品的科技含量水平，從而獲得科學(xué)利用價(jià)值，又可產(chǎn)生產(chǎn)生較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.5我國(guó)蔬菜清洗技術(shù)存在的問題與發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)對(duì)蔬菜清洗技術(shù)的研究經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然取得了一定的成績(jī)13但縱觀各類蔬菜清洗機(jī)可知，還存在許多有待解決的問題：（1）蔬菜清洗機(jī)的種類少，品種單一14。目前的蔬菜清洗機(jī)主要有回轉(zhuǎn)滾筒式蔬菜清洗機(jī)、震動(dòng)噴淋式蔬菜清洗機(jī)、水氣浴葉菜清洗機(jī)、以超聲波和氣泡為動(dòng)力的蔬菜清洗機(jī)。（2）機(jī)電一體化程度不高。目前研制的蔬菜清洗機(jī)大多是以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜的清洗，而機(jī)電一體化與自動(dòng)化程度水平應(yīng)用較少，幾乎沒有應(yīng)用智能化。（3）技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)。因此科技含量不高。（4）清洗結(jié)構(gòu)單一