絞肉機(jī)的改良設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、絞肉機(jī)的改良設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄第一章緒論 .11.1肉類加工發(fā)展 .11.2我國(guó)大型絞肉機(jī)的發(fā)展 .2第二章 工作原理及結(jié)構(gòu) .32.1絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu) .32.1.1送料機(jī)構(gòu) .32.1.2切割機(jī)構(gòu) .42.1.3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) .42.2絞肉機(jī)的工作原理 .4第三章 電機(jī)的選擇 .6第四章 螺旋供料器的設(shè)計(jì) .64.1推料螺桿的設(shè)計(jì) .64.1.1推料螺桿的材料 .64.1.2螺旋直徑 .64.1.3螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 .74.1.4螺旋節(jié)距 .74.2絞筒的設(shè)計(jì) .7第五章 聯(lián)軸器的選擇 .95.1聯(lián)軸器類型的選擇 .95.2聯(lián)軸器型號(hào)的選擇 .10第六章 絞刀的設(shè)計(jì) .116.1絞刀的設(shè)計(jì) .116

2、.1.1刀刃的起訖位置 .126.1.2刀刃的前角 . .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。6.1.3刀刃的后角 .166.1.4刀刃的刃傾角 .166.1.5刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 .186.1.6刀片的結(jié)構(gòu) .196.2刀片磨損后的修復(fù) .206.2.1修復(fù)工藝 .216.2.2理論分析 .226.2.3結(jié)論 .25第七章 生產(chǎn)能力分析 .277.1絞刀的切割能力 .277.2絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G.277.3功率消耗 N.28第八章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 .298.1擬定軸上零件的尺寸 .298.1.1根據(jù)軸向定位要求確定軸徑與長(zhǎng)度 .298.1.2軸上零件的周向定位 .308.1.3確定軸上倒角尺

3、寸 .318.1.4求軸上的載荷 .318.2校核軸的強(qiáng)度 .32第九章 絞肉機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng) .339.1絞肉機(jī)生銹去銹的方法 .339.2絞肉機(jī)的使用方法339.3絞肉機(jī)操作規(guī)程34第十章結(jié)論與展望33參考文獻(xiàn)34致錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。第一章緒論1.1 肉類加工發(fā)展肉類機(jī)械加工的水平與整個(gè)肉類行業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)展密切相關(guān)，改革開放 30 多年來，國(guó)家政策的改變使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展，畜禽業(yè)有了很大的進(jìn)步，近些年來，中國(guó)已經(jīng)成了肉類產(chǎn)銷量增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一。 據(jù)中國(guó)肉類協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)， 2003 年達(dá)到 6932.94 萬噸，人均占有量 53.3kg 。到 2011 年，肉類發(fā)展更加迅速了，相應(yīng)的國(guó)家

4、法律法規(guī)也不斷地在更新中。肉類的產(chǎn)量不斷的增加，以及人們對(duì)肉類大量需求，并對(duì)肉類生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求，從 1990 年至今，我國(guó)的肉類產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)居世界第一，人均肉類消費(fèi)量也超出了世界平均消費(fèi)水平，但是我國(guó)肉類產(chǎn)品質(zhì)量大多還是達(dá)不到歐美標(biāo)準(zhǔn)，出口量非常低，特別是最近出現(xiàn)的“瘦肉精”事件，更加影響到我國(guó)肉制品的對(duì)外出口。正因?yàn)檫@個(gè)，在國(guó)家“三農(nóng)”政策的指引下，截至 2005 年底，中國(guó)肉類總產(chǎn)量將會(huì)達(dá)到 7500 萬噸，肉類總產(chǎn)量也將達(dá)到 300 萬噸。食品工業(yè)的發(fā)展離不開設(shè)計(jì)人員的辛苦，讓設(shè)備和工藝共同發(fā)展，起到了重要的角色。應(yīng)該讓工藝和設(shè)備達(dá)到最佳配合，從而使新的設(shè)備不斷革新和創(chuàng)新，有

5、效的促進(jìn)工藝的改善和發(fā)展。要使國(guó)食品工業(yè)邁向現(xiàn)代化的必要條件是它們之間互相促進(jìn)、互相完善。當(dāng)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平的提高和人民對(duì)食品工業(yè)提出了更高的要求。現(xiàn)代食品已經(jīng)向綠色、方便、營(yíng)養(yǎng)、功能食品的方向移動(dòng)，并且功能食品將來估計(jì)要成為我們的主流食品，食品工業(yè)也將成為我國(guó)未來發(fā)展的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，特別是我國(guó)的裝配食品機(jī)械加工工業(yè)發(fā)展將更加迅猛。在肉類的加工流程中，切碎、斬拌、攪拌工序要求的機(jī)械化程度最高，其中絞肉機(jī)、斬拌機(jī)、攪拌機(jī)是最基本的加工生產(chǎn)機(jī)械 . 現(xiàn)在很多肉類加工企業(yè)都要配備這三種設(shè)備。國(guó)一些大型肉制品加工廠先后從國(guó)外進(jìn)口了先進(jìn)的加工設(shè)備，但是它的價(jià)格非常昂貴。目前我國(guó)中、小型肉類加工公司使用的絞

6、肉機(jī)為國(guó)自己開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，我國(guó)的中、小型肉類加工企業(yè)都比較喜歡使用絞肉機(jī)來絞做各種食品肉餡，例如生產(chǎn)肉食便攜帶的罐頭和各種真空壓縮肉類食品等，絞肉機(jī)可以將肉類進(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿足不同工藝的要求，該機(jī)還可以成為其他原料的擠壓設(shè)備。1.2 我國(guó)大型絞肉機(jī)的發(fā)展在國(guó)，絞肉機(jī)的發(fā)展還要處于初級(jí)階段，沒有形成具體的規(guī)模，但是，隨著改革開放，外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)傳入到了國(guó)，讓國(guó)的絞肉機(jī)得到了很快的發(fā)展。目前來說，大型的肉類加工廠都有大型絞肉機(jī)，并且形成了一定的規(guī)模。但是，先進(jìn)的技術(shù)終究會(huì)被傳播的，傳到國(guó)使企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和效率得到了很大的提高，擺脫了過去老式的絞肉機(jī)絞肉效率低下的程度，然而，目前為止，好多大企

7、業(yè)還在采用電機(jī)帶動(dòng)，皮帶傳輸?shù)姆绞絹斫g肉，但是它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便操作，需要工人去提供物料。后來，又發(fā)明了一種大型的絞肉機(jī)，結(jié)構(gòu)與小型的絞肉機(jī)一樣，但是進(jìn)料的盤增加了一個(gè)輸送螺旋，代替了人工進(jìn)料，這是技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的很大進(jìn)步。但是要求越來越高了，大型的絞肉機(jī)還要有去除筋骨的功能。后來，把絞肉機(jī)和斬拌機(jī)合并在一起，讓他們的能力發(fā)揮到最強(qiáng)。提高了生產(chǎn)工作效率和最大的自動(dòng)化?？傊?，在國(guó)外較先進(jìn)絞肉機(jī)無論刀具結(jié)構(gòu)、斬切方式、輸送螺旋的形狀等方面都有很多變化。一般，彈簧加載刀具可自動(dòng)消除刀具與篩板間隙，使刀具與篩板制筋膜去除。然而它結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制部分比較先進(jìn)，在絞肉裝置中裝有溫控和監(jiān)控系統(tǒng)，絞肉溫度超過預(yù)

8、訂圍或原料在原定時(shí)間供給間斷，機(jī)器會(huì)自動(dòng)停機(jī)。在國(guó)外，絞肉機(jī)得到了翻天覆地的變化，具有很多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低價(jià)，特別是除筋明顯，我們要抓住這個(gè)優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前途，更好的讓絞肉機(jī)在除筋行業(yè)得到廣泛的推廣。第二章工作原理及結(jié)構(gòu)2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)絞肉機(jī)主要是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)等功能機(jī)構(gòu)組成的，如圖2.1 所示。圖 2.1絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)1、旋蓋2 、擠肉樣板7、彈性活銷聯(lián)軸器812、螺柱 13 、螺釘143 、絞刀、電動(dòng)機(jī) 9 、雙頭螺柱4 、推料螺桿5 、絞筒6 、托盤、上外殼10、支架 11 、下外殼15 、擋板 16、氈圈 17、彈簧墊圈2.1.1送料機(jī)構(gòu)它包括托盤 6、絞筒 5 和推

9、料螺桿 4。它的作用是將物料肉運(yùn)送到切割機(jī)構(gòu)，并在絞筒前端對(duì)物料進(jìn)行切割擠壓，排除到機(jī)器外。2.1.2切割機(jī)構(gòu)它主要包括三種零件：旋蓋1，擠肉樣板 2, 絞刀 3。它的主要作用是模板孔將塞滿的肉切成材料和擠肉模板的孔規(guī)格，根據(jù)不同的生產(chǎn)技術(shù)要求，可以隨時(shí)擰開旋蓋更換。2.1.3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī) 8、聯(lián)軸器 7。電機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，是用它來驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備，有些設(shè)備只配一臺(tái)電機(jī)，如單軸鉆床等。而有些機(jī)械設(shè)備配有多個(gè)電機(jī)，如起重機(jī)上配有三臺(tái)電機(jī)。聯(lián)軸器的作用是將主動(dòng)軸和從動(dòng)軸連接起來帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)的一種設(shè)備，它們旋轉(zhuǎn)可以使其達(dá)到傳遞扭矩的作用，有些聯(lián)軸器的功能還包括緩沖作用，減振作用等。2.

10、2絞肉機(jī)的工作原理當(dāng)絞肉機(jī)正常工作時(shí)，首先打開電源，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)起來，然后放下物料，物料本身的重量可以讓它進(jìn)入到螺旋供料器，并且旋轉(zhuǎn)到前端絞刀處，連續(xù)地把物料送往絞刀口進(jìn)行絞碎。由于螺旋供料器的螺距前面比后面要大，但螺旋軸的直徑前面比后面小，就這樣對(duì)物料有一定的擠壓力，這個(gè)擠壓力將強(qiáng)迫已切碎的肉從擠肉樣板上的孔眼里排出。如果我們有一整塊肥肉加瘦肉的話，我們需要將它們分離，制作我們的罐頭時(shí)，肥肉和瘦肉的結(jié)構(gòu)和口感都不一樣，肥肉用粗絞，瘦肉用細(xì)絞，這樣可以來調(diào)換前端的擠肉樣板來實(shí)現(xiàn)，這樣可以滿足不同人群對(duì)肉顆粒粗細(xì)的要求。擠肉樣板配置有幾種不同型號(hào)規(guī)格的孔眼，通常直徑為810 毫米是用來粗絞的，要細(xì)

11、絞的話就選用直徑 35 毫米的孔眼。粗絞與細(xì)絞的格板，它們的厚度都要根據(jù)實(shí)際的加工條件來算出來，一般選用 10 12 毫米普通鋼材。因?yàn)闃影宸执纸g和細(xì)絞，細(xì)絞的孔比較小，肉不容易排出去，它的轉(zhuǎn)速就要低點(diǎn)，選用600-1500 轉(zhuǎn) /分。那粗絞的就要旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)速度大些。但最大不能超過3000 轉(zhuǎn)/ 分。由于擠肉樣板上的孔眼的總面積不變，當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)速太快時(shí)，肉不能很好的排出，使肉類在絞刀旁堵塞，造成絞刀負(fù)荷突然增加，這樣使用會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不利的影響。絞刀刃口是順著切刀安裝的。絞肉機(jī)的絞刀用工具鋼制造，刀口鋒利，使用一段時(shí)間后，刀口會(huì)變鈍，現(xiàn)在就應(yīng)該更換新刀片或重新打磨，否則有些物料不是切碎后排出來的，

12、而是由擠壓、磨碎后成漿糊出來的，直接影響肉制品質(zhì)量。推料螺桿在絞筒里旋轉(zhuǎn)，必須要防止螺旋與絞筒的壁相碰，若稍稍相碰，就會(huì)有鐵屑產(chǎn)生，影響到食品安全，同時(shí)也使機(jī)器損壞。但是它們的間隙又不能太大，太大會(huì)影響推桿的工作效率和它的擠壓力，更可能使肉類磨成漿狀從間隙流出來，所以這就要求更高的裝配零部件的加工等。第三章電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)主要分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩類，我們需要根據(jù)實(shí)際情況去選擇電動(dòng)機(jī)，具體選擇電動(dòng)機(jī)的基本原則是：a、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)及其它控制性能應(yīng)該滿足機(jī)械特性和生產(chǎn)加工工藝過程的要求，電機(jī)工作過程中會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生不利的影響（如電壓波動(dòng)、電波干擾等），也應(yīng)該控制在一定圍；

13、b、按預(yù)定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動(dòng)機(jī)功率，電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)控制住一定圍；c、根據(jù)環(huán)境條件、運(yùn)行條件、傳動(dòng)方式、安裝方式，選定電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、安裝、防護(hù)形式，都要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用條件去逐個(gè)驗(yàn)證，保證電機(jī)可靠工作；d、設(shè)計(jì)一臺(tái)絞肉機(jī)需要考慮很多因素，比如絞肉機(jī)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制，需要花費(fèi)的成本，對(duì)環(huán)境造成的污染程度，能將污染控制到最低。使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、合理、節(jié)能和安全。N=GW 0.68(KW)取 N=750WG 絞肉機(jī)生產(chǎn)能力， 1000kg/hW 切割 1kg 物料需要耗用能量，它的產(chǎn)值與孔眼大小有關(guān)，使w大就要讓 d 小，當(dāng) d3mm，取 w1.3 10J/kg 。伊塔傳動(dòng)效率，取

14、0.8所以根據(jù) N750W，選用 Y80M2-4，所選 Y 系列電機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下： （附圖）電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y80M2-4額定功率：0.75KW滿載轉(zhuǎn)速：1390r/min同步轉(zhuǎn)速：1500r/min 4級(jí)重量：17Kg附圖 Y80M2-4 電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第四章螺旋供料器的設(shè)計(jì)4.1 推料螺桿的設(shè)計(jì)推料螺桿的作用是將物料輸送到前端，并且在前對(duì)物料擠壓。如圖4.1 所示，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了一個(gè)變螺距、變根徑的螺旋，即螺距采用后大前小設(shè)計(jì)，根徑前大后小，這樣推料螺桿與絞筒之間的空間逐漸變小就完成了對(duì)肉類的擠壓作用。絞刀安裝在推料螺桿的前端方形軸處，它的后端上設(shè)計(jì)了一個(gè)定位鍵與其主軸前端鍵槽相配合，更好的

15、傳遞動(dòng)力。圖 4.1推料螺桿4.1.1推料螺桿的材料由于推料螺桿是直接接觸到我們的食品，所以選用的金屬材料必須符合國(guó)際食品標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)身體安全沒有影響的。參照各種參數(shù)，綜合推理而來，推料螺桿的材料選為不銹鋼 1Cr134.1.2螺旋直徑D K2.5G 0.06 m取 D60mmCG生產(chǎn)能力 , 由原始條件，得G 0.15T/HK物料綜合特性系數(shù) , 得 K0.071- 填充系數(shù)，得 0.15堆積密度 t/m 3 豬肉的為 1.5t/m 3C 與推料螺桿傾角相關(guān)系數(shù)，查 2 表 14 得 C 1 4.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速螺旋供料器的轉(zhuǎn)速必須和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速一樣，綜合考慮參考資料選擇轉(zhuǎn)速為n 13

16、90r/min4.1.4螺旋節(jié)距根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)考慮，查得螺旋節(jié)距為t D=60 mm4.2 絞筒的設(shè)計(jì)目前的市面上的絞肉機(jī)設(shè)計(jì)上存在著許多的不足之處，經(jīng)常出現(xiàn)絞肉機(jī)傷人事件，每年都有幾十起傷人事件。其中，操作不當(dāng)是造成事件的一個(gè)因素，但機(jī)器設(shè)計(jì)不合理造成事件頻發(fā)的比例更大。使用者為什么稍不注意就會(huì)被絞肉機(jī)絞進(jìn)手。原因有三 ，其一，絞肉機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，里面又塞滿了物料（肉） ，使絞肉機(jī)不能正常的工作，需要人為的按壓，導(dǎo)致手不慎被卷了進(jìn)去。其二，肉類都具有粘附性，使肉緊貼機(jī)器壁，使用者為了能讓肉充分的絞碎，不慎用手去刮，導(dǎo)致悲劇降臨。其三，就是絞肉機(jī)本身的設(shè)計(jì)有很大的缺陷，沒有制定出合理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。綜上

17、所述，我根據(jù)絞肉機(jī)的不足對(duì)它做出了一些改變，絞肉機(jī)傷人的本質(zhì)是機(jī)器跟人體有直接的接觸，而我所做出的改變就是讓推料螺桿避免和手接觸，設(shè)置障礙，設(shè)計(jì)一個(gè)彎曲的進(jìn)料口，也就是絞筒連接的進(jìn)料口設(shè)置一定的彎曲度，可以避免絞肉機(jī)的轉(zhuǎn)子直接和手接觸。如圖, 但是，這種設(shè)計(jì)只能減少絞肉機(jī)傷人的概率，不能徹底的排除危險(xiǎn)。關(guān)鍵還是操作者在使用過程中謹(jǐn)慎小心。圖 4.2絞筒彎曲部分圖由于物料在絞筒受到高速的旋轉(zhuǎn)，且受擠壓力的反作用力作用，物料就流向了后端，然后在流到絞刀處進(jìn)行絞切，所以在絞筒壁上開了 8 個(gè)止推槽 . 沿壁均勻分布，如圖 4.3 所示根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)絞筒壁與推料螺桿之間的要有合適的間隙， 常選 3-5m

18、m。間隙太大會(huì)使物料倒流 ; 間隙太小易碰撞。 并且產(chǎn)生一定的摩擦力， 產(chǎn)生鐵屑，使肉變質(zhì)。絞筒金屬材料可選用鑄鐵，選 HT200圖 4.3絞筒第五章聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器主要是用來連接兩軸（或軸與回轉(zhuǎn)零件）以傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩，也可以作為安全裝置或定向裝置。用聯(lián)軸器連接兩軸，只有在機(jī)器停止后，經(jīng)過拆卸后才能使兩軸完全結(jié)合或分離，如聯(lián)軸器連接的電機(jī)和減速器；聯(lián)軸器的種類很多，其中常用的已標(biāo)準(zhǔn)化。用聯(lián)軸器連接兩軸，由于制造及安裝的誤差、承載后形變以及溫度波動(dòng)的影響等原因，常常很難保證被連接的兩軸嚴(yán)格對(duì)中，兩軸間會(huì)產(chǎn)生一定程度的相對(duì)位移或偏斜，因此聯(lián)軸器除了能傳遞所需要的轉(zhuǎn)矩外，本身還因具有在補(bǔ)償兩軸間偏

19、移的能力，否則就會(huì)在聯(lián)軸器、軸和軸承中產(chǎn)生附加載荷，甚至引起強(qiáng)烈振動(dòng)，進(jìn)而影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。聯(lián)軸器的類型繁多。看其是否包含彈性元件，可以劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器是根據(jù)正常工作時(shí)是否允許兩個(gè)半聯(lián)軸器產(chǎn)生相對(duì)位移又分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。固定式剛性聯(lián)軸器必須對(duì)中被連接的兩軸軸線，因?yàn)樗荒苎a(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。其常用類型有套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等?？梢剖絼傂月?lián)軸器可以通過兩半聯(lián)軸器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來補(bǔ)償被連接兩軸的相對(duì)位移。其通常用的類型有十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器等。彈性聯(lián)軸器包含有彈性元件，不僅具有吸收振動(dòng)和緩解沖擊的能力，而且能夠通過

20、彈性元件的變形來補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。其常用類型有彈性銷聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器和胎式聯(lián)軸器等。5.1 聯(lián)軸器類型的選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)備工作的特點(diǎn)和使用具體的要求，結(jié)合各種聯(lián)軸器的各個(gè)特點(diǎn)來選擇聯(lián)軸器型號(hào)。大致來講對(duì)兩軸的對(duì)中要求比較高，軸的剛度比較大時(shí)，可選用套筒聯(lián)軸器或凸緣聯(lián)軸器；如果兩軸的對(duì)中困難或軸的剛度較小時(shí)，則就該考慮對(duì)軸的偏移具有補(bǔ)償能力的彈性聯(lián)軸器；如果傳遞轉(zhuǎn)矩比較大時(shí)，應(yīng)考慮凸緣聯(lián)軸器。5.2 聯(lián)軸器型號(hào)的選擇不同的聯(lián)軸器有不同的功能，要選擇符合自己設(shè)計(jì)要求的聯(lián)軸器，需要考慮下面的許多因素，根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和軸的直徑選擇聯(lián)軸器的型號(hào)，從聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中查閱資料選用。所選用型號(hào)必須滿足

21、以下條件：a、計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩 Tc 應(yīng)小于或等于所選型號(hào)的公稱轉(zhuǎn)矩 Tn:Tc Tn b、轉(zhuǎn)速 n 應(yīng)小于或等于所選型號(hào)的許用轉(zhuǎn)速 n:n nc 、軸的直徑應(yīng)在所選型號(hào)的孔徑圍之： dminddmax已知電機(jī)功率 P=0.75KW,轉(zhuǎn)速 n 1390r/min ，電機(jī)伸出端直徑為19mm,推料螺桿直徑為 17mm,可計(jì)算得其名義轉(zhuǎn)矩為：Tc=KAT=9550KAP/n=8.76N? mKA工作情況系數(shù)，查書機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-10，KA取 1.7n工作轉(zhuǎn)速（ r/min ）P 傳遞功率（ KW）查資料 4P283 ，選 LF1 型彈性活銷聯(lián)軸器，它的通用性好，適用圍廣，拆卸方便，適合于軸線對(duì)中安

22、裝困難、盡量減少輔助工時(shí)的工況環(huán)境。其公稱轉(zhuǎn)矩 Tn 16Nm ，所以 TcTn，滿足條件。許用轉(zhuǎn)速為 13640 r / min（聯(lián)軸器材料為鋼）； 10230r/ min （聯(lián)軸器材料為鐵） 。軸孔直徑 d=12 19mm第六章絞刀的設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是空間角度很難計(jì)算，形狀復(fù)雜和繪圖難，形狀相似尺寸繁多。隨著、模具制造的技術(shù)、五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控刃磨技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以加工非常復(fù)雜的形狀的金屬切削刀具。所以，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)人員要不斷地創(chuàng)新，利用自己的社會(huì)閱歷和所學(xué)知識(shí)在軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)新功能的刀具。那樣，國(guó)家才會(huì)發(fā)展，社會(huì)才會(huì)進(jìn)步。在生產(chǎn)加工中會(huì)遇到各種各樣的刀具，形狀復(fù)雜，為了方便刀

23、具工作，設(shè)計(jì)人員還要考慮到刀具的可換性，還要考慮它的排屑能力。設(shè)計(jì)人員要充分利用現(xiàn)在先進(jìn)的三維軟件，更能有效的完成刀具的設(shè)計(jì)及改裝，當(dāng)前，我們接觸到的軟件有 CAD二維、 UG、Pro/E 、solidworks 等幾種，有些企業(yè)自己在 CAD軟件的基礎(chǔ)上自己開發(fā)，讓它能更好的為企業(yè)服務(wù)。這些軟件集三維實(shí)造型、平面繪圖、工程分析、數(shù)控加工、零件組裝等模塊于一體，形成了很完善的刀具設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，有比較強(qiáng)的自己更改與設(shè)計(jì)及編程的強(qiáng)大功能。免去了在圖紙上手繪的麻煩，充分的提高了效率，讓企業(yè)能快速的進(jìn)入到生產(chǎn)模式化。絞刀的作用是切割物料。它的孔為方形，安裝在推料螺桿前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)，不容易脫離

24、，可以很好的切割物料，刀刃的安裝方向應(yīng)與推料螺桿旋向相同。兩者同時(shí)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)同步，絞刀的規(guī)格有 2 刃、 3 刃、 4 刃、 6 刃、8 刃。由于是食品類切割，食品與人體直接接觸，所以絞刀材料需要耐腐蝕，安全可靠。絞刀用W18Cr4V材料制造，淬火硬度為HRC55，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。避免發(fā)生摩擦。6.1 絞刀的設(shè)計(jì)絞刀的幾何參數(shù)對(duì)所絞出肉的顆粒大小以及產(chǎn)品質(zhì)量有非常大的關(guān)系，現(xiàn)對(duì)十字刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。十字刀片如圖 (6.1) 所示。其中每一個(gè)刀刃部的絞肉線速度分布可以從下面的圖形看出。從圖行中不難發(fā)現(xiàn)刀刃部任一個(gè)點(diǎn)位置上有且只有法向速度v 。圖 6.1

25、絞肉機(jī)絞刀片示意圖其值為：v pn（ rR ）（1）30000式中： vp 刃部任一點(diǎn)線速度ms；刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心距離mm；n 刀片旋轉(zhuǎn)速度 rmin ；r 刀刃起始點(diǎn)半徑 mm；R刀刃終止點(diǎn)半徑mm；我們從任何一葉刀片的橫截面上不難發(fā)現(xiàn) 圖(6.1)A A 截面 ，它的刃部后角較大，其前角及刃傾角都為零。因此，該刀片的幾何參數(shù)( 角度 ) 不是很合理。故選擇網(wǎng)眼扳和刀刃為對(duì)象，在充分了解各個(gè)參數(shù)后，比較的作用，能產(chǎn)生什么樣的影響，都要我們具體去分析。6.1.1刀刃的起訖位置當(dāng)絞肉機(jī)在正常工作時(shí)，刀具正常做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從（1）式中能得出，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，刀刃離中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，那時(shí)的絞肉線速度

26、就越大。并且在聯(lián)軸器帶動(dòng)的推料螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)中，速度一定，那么絞肉時(shí)刀片會(huì)產(chǎn)生的大量的熱能，會(huì)影響到肉的質(zhì)量，所以計(jì)算出與網(wǎng)眼板接觸單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量為：Q F V（2）式中： Q單位時(shí)間刀刃切肉所產(chǎn)生的熱量（Js）任一刀刃切割肉的線速度（ms）F絞肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參照刀刃的前角式4)因此，絞肉線速度越快，所產(chǎn)生的熱量也就越大，那樣就會(huì)使肉類在機(jī)器變質(zhì)，達(dá)不到預(yù)期的生產(chǎn)加工的目的。所以絞肉的線速度不能過高。根據(jù)實(shí)踐中可知，我們知道一般絞肉時(shí)刀刃切割肉的線速度處在440 一 1760mmin 之間最為理想，故由這些計(jì)算數(shù)據(jù)可大致算出刀刃的起訖位置，即刀刃的起點(diǎn)半徑和終點(diǎn)半

27、徑 R。根據(jù)式 1 得：30000（3）n我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速 n 1390r/min當(dāng) min 時(shí)，r 440m/min=7.3m/s30000/7.350.2mm1390當(dāng)min 時(shí)，R ，R1760 m / min29.3m / s30000R/ R29.3mm1390圓整后取 :r=15mmR=45mm6.1.2刀刃的前角每當(dāng)十字絞刀絞肉時(shí)，與任一網(wǎng)眼板接觸，刀刃上受到的力如圖(6.2) 所示。圖6.2與網(wǎng)眼板接觸的刀刃受力分析根據(jù)圖 6.2 可知：FFnF fFFnF f其值為：FnF f cosFn sinFFF fFn cosF f sin因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為：F fFn

28、肉與前刀面的摩擦力為：F fFn整理得：FFFn ()Fn (12 ) cos（4）式中： F絞肉時(shí)與網(wǎng)眼板接觸的刀刃的切割力（N）F 刀片絞肉時(shí)肉的剪切抗力（N）肉被剪切時(shí)與前刀面摩擦系數(shù)刀刃與網(wǎng)眼板摩擦系數(shù)刀片的前角（090 ）Fn肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N）Fn網(wǎng)眼作用刀刃上壓力（N）由于FA式中：肉抗剪應(yīng)力，與肉質(zhì)有關(guān)A 肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼直徑有關(guān)所以 F 與肉質(zhì)地及網(wǎng)眼直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板后，F(xiàn) 可看成常量，所以令FC1 。Fn 是網(wǎng)眼板作用刀刃的壓力，因可當(dāng)成刀片的預(yù)緊壓力，是常量，所以令FnC 2。F是刀片切割肉時(shí)， 肉對(duì)前刀面壓力與速度 v相關(guān)，所以令FnF v。簡(jiǎn)

29、化式 4 得：FC1C2 ()F v (12 ) cos（5）從上面公式（ 2）和（5）知道，刀刃前角的大小，直接關(guān)系著絞肉過程中的切割力，以及切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度。在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進(jìn)料速度呈定值的狀況下，前角大，切割肉的力和切割肉的產(chǎn)熱都小；反之，則大。但前角很大時(shí)，則因?yàn)榈毒呱狍w積小而使切割肉時(shí)所產(chǎn)溫度不能很快散發(fā)。因此，在一定的特定條件下，前角應(yīng)當(dāng)有合理的數(shù)值圍：一般取：2540 ( 肉質(zhì)軟取大值，反之取小值 )6.1.3刀刃的后角刀刃后角的目的：一、減小后刀面與網(wǎng)眼板 ( 包括三眼板 ) 表面摩擦，進(jìn)而可以減少摩擦產(chǎn)生的熱量；二、在前角定值的情況下，其他因素不具有影響，增大后角

30、能使刀刃比較鋒利。而更加有利于切割肉類。此外，在磨鈍標(biāo)準(zhǔn) VB下，后角大的刀片磨去的金屬體積較大 如圖 6.3 所示 。這就說增大后角可提高刀片的耐用度，但是刀片的 NB被磨損了，刀刃的極度也會(huì)減弱，因此，我們要合理的完善這個(gè)控制數(shù)值圍。一般?。?5 ( 肉質(zhì)軟取大值反之取小值)圖6.3后角與 VB、 NB的關(guān)系6.1.4刀刃的刃傾角經(jīng)過種種分析計(jì)算得出， 前刀面和后刀面形成的刀刃可知刀傾角對(duì)刀片性能有所影響。在任一片刀片的法剖面， 當(dāng)把刀刃放大時(shí)， 可把刀刃看成是， 半徑為 r的圓弧片段 圖 6.4 ，由于刀刃有刃傾角，所以在線速度方向的刀刃將變成橢圓弧( 斜剖刀刃圓柱所得 )圖 6.4刃傾

31、角與刀刃鋒利度橢圓的長(zhǎng)半徑處的曲率半徑，即是刀刃實(shí)際純圓半徑r0e 。其關(guān)系為：r0e rn cos（6）綜上所述，增大刀傾角的絕對(duì)值，就可以減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑r0e ，這就是說增大了刃傾角就能使刀刃變得鋒利。如果當(dāng)?shù)度衅鹩櫚霃?r 及 R 確定后，它的最大初始刃傾角0 max 就能定下來了 參見圖 6.5 ：圖 6.50 max arcsin r / R（ 7）初始刃傾角計(jì)算公式： 見圖 6.60arctgr 2b 2 /( Rb)（8）公式中： r 刀刃起始點(diǎn)的半徑 (mm)；R刀刃終止點(diǎn)的半徑 (mm)；b 葉刀片外端的寬度（ mm）;0 初始刃傾角；圖 6.6初始刃傾角計(jì)算示意圖6

32、.1.5刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度當(dāng)計(jì)算出了刀刃傾角，那任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度v ，將其分解為垂直于刃的法向速度分量vn和平行于刃的切向速度分量vr。 參見圖 6.7即： v vnv其值為： vnp(r p R)30000vnv cosvrv sin圖 6.7刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖又因?yàn)椋?sin /R sin所以： cos2R2 sin 230000整理得： vnn2R2 sin 2/ 30000vnRsin/ 30000（ rp R ）mm；式中： 與刀刃相切的圓計(jì)算半徑vn 刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度ms；v 刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量 ms；刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離

33、mm；刀刃的初始刃傾角；r 刀刃的起點(diǎn)半徑 mm；R刀刃的終點(diǎn)半徑mm；6.1.6刀片的結(jié)構(gòu)根據(jù)以上對(duì)絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，每個(gè)參數(shù)都是嚴(yán)格的計(jì)算出來的，所以得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖6.8 ），此絞刀的特點(diǎn)：a、絞刀后角取4 ，刀片的壽命較長(zhǎng)；b、絞刀的前角取30 ，就可減小絞肉時(shí)的力及功率；c、增加了刃傾角，就能增加刀刃的鋒利度；d、采用全圓弧形前刀面結(jié)構(gòu)，就能改善刀刃的強(qiáng)度；e、采用可換式刀片的結(jié)構(gòu)，以便節(jié)約刀體的源材料并可選用不同的幾何參數(shù)刀片。?4040?AA151588R 65R 65? 40? 30R6 55.6n圖 6.8 2刃、4 刃、 8 刃絞刀6.2 刀片磨損后的修復(fù)如圖 6

34、.8所示為修復(fù)后的刀片平面圖，絞肉機(jī)刀片的切削刃因強(qiáng)烈的磨料磨損導(dǎo)致耐用度很低。因此我們需要研究一種相對(duì)更好的刀片修復(fù)方法。其中有一種工藝是將磨損的刀片預(yù)加熱到塑性變形的程度，然后將模具多余金屬?gòu)?qiáng)移到磨損的切削刃上去，目的是能補(bǔ)償磨損余量。6.2.1修復(fù)工藝一般絞肉機(jī)刀片需要用熱塑性變形的方法來修復(fù)，但它是由兩個(gè)階段配合使用的，第一階段 , 毛坯平面可以變形過程，金屬將向厚端流動(dòng)（如圖6.9.a ）。第二階段 , 就要向楔形凸模平鐓一樣的方法去研究，金屬流進(jìn)端面的縫隙。圖 6.8 修復(fù)后的刀片平面圖圖 6.9修復(fù)絞刀刀片的成形圖a 第一變形階段； b 第二（最終）變形階段；1 凸模上的凸臺(tái)；

35、2 凹模上的凸臺(tái)； 3,4 凹口模具的結(jié)構(gòu)如下圖6.10 所示，這樣不僅僅可以保證金屬的最佳分布，并且能達(dá)到所需的表面質(zhì)量。圖 6.10 修復(fù)刀片的磨具圖1 凸模； 2 凹模； 3 下凹模；4刀片；5心棒；6頂桿6.2.2理論分析第一階段的變形分析可以充分利用滑移線發(fā)和工程計(jì)算法。平鐓楔形毛坯如圖 6.11.a 所示。根據(jù)該圖所示，有假定中性層，金屬相對(duì)這中性層流到對(duì)側(cè)的毛坯厚端和薄端上。 鑒于上面的平鐓圖， 法向應(yīng)力圖是在滑移線基礎(chǔ)上繪制的 （如圖 6.11.b ） 。法向應(yīng)力值在中性層上是最大的值。 但是就那我們的自己意愿來說只希望金屬能夠向厚端的一方流動(dòng)， 因此，假定采用，毛坯薄端線上的

36、中性層位置。在這種狀況下，法向應(yīng)力圖僅代表左面的“分支”圖。如圖 6.11.b 所示，其距 y 軸的距離為 LHO，若熱鍛模對(duì)金屬流動(dòng)，取模具壁上最大摩擦情況（對(duì)于圖中我們可以充分利用資料查詢得到的摩擦系數(shù)等于0.5 ） ，則為了描述法向應(yīng)力用下列方程：y = s 1+ 1 ln h （1） hr式中 s 變形溫度時(shí)金屬屈服極限：一楔形毛坯的楔角度。h 被研究截面的毛坯高度，hr在中性層線上的毛坯高度。圖 6.11 平鐓楔形毛坯圖（A）和法向應(yīng)力圖； 1 剛性區(qū)； 2 塑性區(qū)對(duì)于設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)狀況，若取圖6.8和圖 6.9中的特殊符號(hào)，方程（ 1）可寫成下式：y = s1+ 1 lnH (2)H1

37、沿整個(gè)刀片變形表面的體積，根據(jù)方程（2）的積分求得：式中 n刀片數(shù)， n=4；L 刀片切削部分的長(zhǎng)度（見圖 6.8 ）L0中間截面刀片的寬度， L0 =( a + b） / 2；刀片的楔角度，=2arctg H - H1 2L0H， H1 - 刀片的厚端和薄端的高度（見圖6.9 ） 。第二個(gè)變形階段是利用為確定封閉模鍛力且金屬流入縫隙的方法進(jìn)行的。在最大摩擦的情況下，金屬沿邊壁NM 移動(dòng)法向應(yīng)力（見圖6.9 ）可使用下式確定：yA=s（ 0.578+h/s ）(4)式中 h- 邊刃高度（在被研究的情況這是修復(fù)后的刀片切削刃的所需高度）；s- 刀片工作刃的厚度。當(dāng)金屬流進(jìn)縫隙時(shí)，金屬正處于塑性變形狀態(tài)，所以滑移點(diǎn)從 A 點(diǎn)沿模具的傾斜表面通過到 B 點(diǎn)是滑移線的回轉(zhuǎn)角 1將等于 - ( /2 ） , 因?yàn)楫?dāng)摩擦達(dá)到最大時(shí)， A 點(diǎn)的滑在移線相切于 0 角下的垂直壁，且對(duì)斜壁應(yīng)位于 90 度。于是，在 C 點(diǎn)將等于 : 平均按公式（ 2）確定應(yīng)力。在C 點(diǎn)的法向應(yīng)力可按以下公式求得：總力積分求得：公式（ 7）分析得，最大變形力值是在變形過程的上達(dá)到的。從推算公式中同樣可以看出，隨著刀片楔角的減小，變形力逐漸的變大。例如，當(dāng)十字絞刀后