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  目录1.绪论 .绪论选题意义对于一般家庭来说，结构精密、体积小、重量轻、功效高、噪声小、无粉尘、清洁卫生、简单易操作、造型美观、既省电又安全才是家庭使用中理想的粉碎机。因此适用于家庭少人数使用的家用食品粉碎机就很适合现代人对高品质生活的要求。由于粉碎产物的粒度分布直接影响了物料的加工性能,因此粒度分布的影响因素和检测的新方法的研究一直受到关注,这方面的研究也纷纷展开。提高植物原料中有效成分的溶出物料经粉碎处理后,其细胞壁被破碎,胞内有效成分暴露出来,提高了释放速度和释放量。高彦祥等研究了红茶叶和超微茶粉可溶性固形物含量的萃取动力学过程。根据结果得出,茶汤可溶性固形物含量随萃取温度上升而增加,超微茶粉的等级常数是红茶叶的1.22～2.22倍。对比普通粉碎和粉碎前后甘草饮片中甘草酸溶出行为变化规律的研究根据结果得出,粉碎后甘草酸的溶出明显提高,且粉碎时间越长,粒度越细,甘草酸溶出越容易,但也存在最适宜的粒度范围:粉碎至通过300目筛并浸泡30min时,足以保障甘草酸的充分溶出,再延长浸泡时间或增加细度,对甘草酸的溶出而言,已无实际意义。1.1.2提高原料中有效成分的生物利用度对于植物性原料而言,经粉碎后细胞破壁,当物料进入胃部后,有效成分迅速释放,可溶性成分在胃液作用下溶解,进入小肠后溶解的成分开始被吸收;另一方面,这些超细粒子因附着力的影响,易附着在肠壁上,排出体外所需时间比较久,提高了其不溶性成分的吸收率。对于以水不溶性物质为主的物料,提高物料细度即增强了其表面效应、体积效应、量子效应和宏观隧道效应等,利于被肠胃直接吸收,增加了生物利用度。1.1.3赋予产品细腻的口感巧克力细腻润滑的口感特性是由多种因素造成的,但起决定性作用的因素是巧克力配料的粒度。分析表明,配料的平均粒径在25μm左右且其中大部分质粒的粒径在15～20μm之间,产品就有细腻润滑的口感特性;当平均粒径超过40μm时,产品就明显感到粗糙感,巧克力的感观质量也就明显变差。在巧克力整个生产的全部过程中,粉碎操作占据及其重要的地位,粗磨和精磨均属于粉碎操作,特别是精磨对巧克力的质量起着举足轻重的作用。1.1.4改善原料的加工性能粉碎不论对米粉或面粉的理化性质都有很大的影响,进而改变其加工性能。潘思轶等比较了早籼米经超细粉碎后再进行分级的三个不同粒度范围米粉的理化特性,并以普通粉碎米粉为对照。实验根据结果得出,随着米粉颗粒粒径的减小,其粒度分布范围减小,蛋白质含量、糊化温度、化液的透光率和冻融稳定性降低,酶解速度、糊化液耐热性、冲调性能及溶解度提高,米粉的休止角和滑角增大,糊化液沉降性能和对蛋白发泡体系的持泡能力增强,耐酸性基本稳定。陈存社研究之后发现,粉碎有助于麦胚膳食纤维的持水力和膨胀力以及麦胚全粉水溶性的增大,而阳离子交换能力却因超细粉碎而降低。从宏观上看,固体物料的粉碎似乎仅仅是颗粒粒度的变化,而随着粒度细化的量变,伴随着一系列颗粒微观上理化特性的质变,在粉碎阶段表现得更为突出。43国内外研究现状国内外在家用食品粉碎机的研究上已经走过相当长的一段时间，同时也做出了相当优秀的一些产品，确实给人们的日常生活带来了不可忽视的便利。1.2.1国内研究现状从1955年起，我国开始研制食品粉碎机。经过近60年的发展，我国粉碎机械不论是产品品种、产品结构。还是在生产能力及综合性能都有了长足的发展和进步。经历了引进、消化吸收、自主开发、合资合作生产等几个阶段，目前我国粉碎机械工业已具备一定的规模和水平，生产的粉碎机械设备主要技术指标与国际水平基本相当。20世纪90年代以来，我国粉碎机械行业中崛起了数家以江苏牧羊、江苏正昌为代表的公司集团，成为行业中的有突出贡献的公司。目前市面上销量较好的奥克斯家用食品粉碎机HX-PB965采用立体八叶刀头钝刀捶打式破壁法在榨汁、切菜、碎肉、干磨、搅拌、制奶昔、混合、绞肉等各种家庭食品制作时都具有相当大的优势。这一些企业通过引进国外先进的技术和设备，根据我们国家市场需求调整产品结构，先后开发了75—350kW水滴型锤片式粉碎机、立轴式微粉碎机，创出了水滴王、冠军、优胜等品睥，形成了标准化、系列化产品，一些产品已达到国际先进的技术水平。江苏牧羊集团至今已形成了以“水滴王968”系列粉碎机为代表的粗粉碎机，SWFP“超越”系列微粉碎机为代表的微粉碎机，SWFLB型“超乐”系列超微粉碎机为代表的超微粉碎机等多种品类的粉碎机设备群。牧羊968水滴王系列粉碎机，其粗粉碎性能指标和稳定能力处于领头羊，在结构方面，采用了有利于提高粉碎效率的水滴型筛片，一步到位的联动式压筛机构，不停机换筛技术，可调整的锤筛矧隙．实现普通粉碎与微粉碎的转换，提高了生产效率。上海春谷实业有限公司研制开发的横宽彤多层振动筛锤片式粉碎机，它是由电动机、多层筛体(常分为内外两层筛)、振动器、机体等组成。内层筛起抗磨防破作用。外层筛起分缄筛选作用。工作时，外层筛上物料在振动条件下会回到内层筛上继续粉碎，合格粉粒在振动条件下从外层筛筛孔排出。由于增加内层筛，使得外层筛的常规使用的寿命成倍延长，筛破漏料事故下降。这种粉碎机对食品的粗粉碎和超细粉碎都适用，效率高，粉粒比较均匀，对水分较高的原料和纤维含量高的原料有较好的适应性，易损件筛片寿命长，锤片更换周期长。1.2.2国外研究现状目前在国外，锤片式粉碎机是最常用的粉碎设备。如北美地区配备的锤片粉碎机，但在近几年中，辊式粉碎机由于其适于粗粉生产及低噪音、低能耗、粒度均匀这些优点而越来越受欢迎。下面介绍几种国外很典型的食品粉碎机械。美国RoskampChampion(CPM)公司生产的HM系列水滴型卧式粉碎机采用全宽度顶部双向进料方式，使筛片有效利用面积最大化，减少了换锤片次数，水滴型筛可以阻止物料环流层的形成，大幅度的提升了粉碎效率。意大利GBS公司(GOLFETIO/BERGA/SANTATI)最新生产的MSVl20/25型立式粉碎机，在增大锤片与物料撞击区的同时，尽可能减少了粗粉与筛片的摩擦以降低温升；机体内部涂覆耐磨材料明显降低了噪声。荷兰HeemHo硌t公司生产的HEMILL和HEMOS系列粉碎机，采用n型半圆筛，双侧面大冲击板，双向双速电动机。HEMOS系列配有电子控制的变速喂料机，可根据主电机负荷自动调整喂料量。这种大转子低转速设计，还有助于减少振动和噪音。日本细川密克朗(HosokawaMicron)公司生产的ACM型立式无筛馓粉碎机，通过不同形式的转子体与定子对套的优化配置，可获得最佳粉碎效果。利用高教分级涡轮可及时排出细粉，避免过度粉碎，能耗较低，同时产品细度调节较为方便。HosokawaMi—croll公司生产的卧式多级微粉碎机，采用两级串联粉碎和内分级、粉碎效率高、能耗低。在食品粉碎机械方面，典型的设备有GBS公司的SYN.THESIS系列和布勒公司的NewtronieMDDM系列辊式磨粉机。SYNTHESIS系列又称全能智能型八辊式磨粉机，主要特征有：喂料系统无级变速，采用红外多点式料位传感器判断料位，从而自动调节喂料辊转速，可有效利用工时和磨辊的长度，同时可防止磨辊空运转；传动改用一根多楔带传动可使物理运动更平稳。51.3研究目的虽然已经有了这么多优秀的产品，但是随着生活水平的提高，人们已经不能够满足于各种粉碎机仅仅实现单一的食材粉碎任务，在其他各方面更是对家用食品粉碎机提出了更高的要求。根据调查不难发现一些问题如下：不能根据食物种类区别粉碎：目前市面上相关的食品粉碎机区别不同食品粉碎时多采用改变刀片旋转速度来实现，不利于不同食物的区别处理。粉碎噪音过大：大量粉碎时没办法避免的声音过大影响使用体验。清洗困难：大多需要拆卸清洗，费时费力效果差。1.4章末小结在绪论里，着重介绍了家庭食品粉碎的意义，从四个方面做了简略的描述。同时介绍了家庭食品粉碎机在国内外的发展现状，更为清楚的勾勒出该产品的市场价值。最后总结了研究该产品预期要达到的一个目标，明确了方向，为后续研究打下基础。结构与控制管理系统设计6结构与控制系统模块设计根据资料可查得粉碎机主轴的转速在，按《机械设计指导书》中表一所推荐的传动比合理取值范围，取V带的传动比2～4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：。符合这一范围的同步电动机转速的有910，1390，2825，根据容量和相关转速，由《机械设计通用手册》查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表1：表1电动机型号及技术参数方案电动机型号额定功率电动机转速重量1Y801-20.752825162Y802-40.751390183Y90S-60.7591023综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及转速，可知方案1比较适合。因此选定电动机型号为Y801-2。所选电动机的额定功率Pd=0.75kw，满载转速=2825r／min，总传动比适中，传动装置结构合适。表2电动机的主要外型和安装尺寸中心高外形尺寸地脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸80285×165×170165×1251019×408×7结构与控制管理系统设计872.1传动装置的设计由选定的电动机满载转速2825r/min和工作轴转速810r/min可得传动装置总传动比各轴功率、转速和转矩的计算：2825r/min；r/min；2.2V带的设计 2.2.1选择V带型号查《机械设计》图8-11选用z型带2.2.2选择带轮直径、参考《机械设计课程设计手册》带传动设计部分，初选小带轮直径，由且5m/sv25m/s所以小带轮直径选择合适大带轮直径mm由《机械设计课程设计手册》查得标准值=400mm2.2.3确定中心距a和带的基准长度根据即283.5910初定中心距=700mm根据查《机械设计课程设计手册》取带的基准长度实际中心距mm2.2.4确定V带根数Z图2-1带轮结构示意图单根V带的额定功率为：=（9带的根数Z=取2根带其中带的结构如上图2-1。表3轮槽截面尺寸槽型eZ8.52.07.0120.37总结：V带尺寸Z型=112mm=400mma=718mm=2240Z=23.3轴的设计计算根据轴的扭转强度条件式中：————扭转切应力，MPa；T—————轴所受的扭矩，N·mm；————轴的抗扭截面系数，；N—————轴的转速，r/min;P—————轴传递的功率，KW;d—————计算截面处的直径，mm————需用扭转切应力，MPa，见下表4表4轴常用的几种材料的及值轴的材料Q235-A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti）4540Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13/MPa15--5-11-971011由上式可得轴的直径式中，，带入数据可计算出d=34mm3.4轴的校核表5V带单位长度的质量带型YZABC0.020.060.100.180.30计算V带所受拉力的最小值有上表5可知道Z型带的单位长度质量===31.14N应使带的实际初拉力计算压轴力的最小值=2Z其中所以能计算出=122N所受到的支反力为弯矩扭矩扭矩图如下2-2图。图2-2轴的扭矩图各部分结构设计123各部分结构设计该机主要有入料口、钉齿凸板和钉齿滚筒及传动部件等组成。以电动机为动力源，动力有电动机输出轴输出，在通过传动带传递到钉齿滚筒上，钉齿滚筒转动配合钉齿凸板将食物粉碎，粉碎后的食品从下方的网格式漏斗中流出，大颗粒的继续进行粉碎。直到全部粉碎为止。整体结构组成如下图3-1所示：11234671钉齿滚筒2机体3入料口4钉齿凸板5出料口6带轮7电动机图3-1家用食品粉碎机结构图5133.1入料部分入料口与粉碎机设计的门盖部分相连，入料部位与钉齿凸板的钉齿部位相切，将干净的食物从入料口进入，下滑到粉碎机中心部位，即钉齿滚筒和钉齿凹板之间，进行粉碎。如下图3-2。图3-2入料口14153.2粉碎部分粉碎部分主要是由钉齿凸板和钉齿滚筒组成的，食物从入料口进入粉碎机主体后，钉齿滚筒通过电动机传动带来的动力转动，利用钉齿凸板和钉齿滚筒的间隙配合，对食物做挤压，使之粉碎。粉碎部分结构如下图3-3所示。图3-3粉碎机的粉碎部分结构示意图3.3出料部分该食品粉碎机的出料口是和机体连在一起的，粉碎的食物经漏斗从出料口流出。出料口结构示意图如下图3-4。图3-4出料口结构示意图3.4机架部分机架是由出料口、机体和稳定结实的主机梁组成，机架是粉碎机设计的主要支撑，他承担着粉碎机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计是许强不弱的部分。机架的部分要稳定，而且要相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此，家用食品粉碎机应进行紧固。图3-5机架结构示意图163.5粉碎机的总体设计为了更优化食品粉碎机的机型和结构设计，此粉碎机设计采用电力拖动，而且电动机也同样采取节能式，电动机安装在粉碎机设计的下部，与粉碎机的机架的下机梁固定连接，这样做才能够节省电动机所占用的空间。粉碎机设计的从入料到粉碎，最后将粉碎的食物排出机体之外，是粉碎机设计一体完成的。此粉碎机结构相对比较简单，安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管。实效图如下图3-6。图3-6家用食品粉碎机实效图红河学院本科毕业论文（设计）2117操作规程及需要注意的几点4.1操作规程（1）运行前，应检查设备各部分装配是否完整准确，进料斗及粉碎机腔内是否有铁屑等杂物，如有需除去，保持检查粉碎机内干净整洁；（2）检查传动皮带松紧度是不是正常；检查机架、主机仓门锁定螺丝、电机底脚等紧固件是否牢固；（3）检查接料构件安装是不是正确、牢固；（4）用手转动传动轴时，观察传动轴活动是否灵活、无阻碍，如有明显卡滞现象，应查明原因，清除阻碍物。4.2适合使用的范围（1）本机适用于粉碎干燥的食品；（2）不适用粉碎软化点低，黏度大的食品。4.3需要注意的几点（1）保持适当的供料进给量；（2）粉碎机内钉齿滚筒和钉齿凸板的磨损程度；（3）成品由粉碎室经筛网过筛后的调节；（4）成品收集器通道是否畅通良好；（5）操作完毕后按清洁规程对设备做清洁；（6）物料粉碎前一定要经过检查，不允许有金属杂物进入粉碎室内。推广应用前景185.推广应用前景该家庭食品粉碎机提供了一种健康安全舒心的生活选择，为人们的生活带来了极大的便利，可以明显提高现代人的幸福感。今后随着家庭饮食以健康食品为中心，必须提高消化吸收性和溶解性，这时就需要对更多食品进行微粉碎与超微粉,因此不仅使食品变细,可生产性,还需要保证食品风味等综合性能。最近最令人注目的粉碎机，其超微粒水平已达到(600~1000)nm，单位消耗能量达到(0.2~0.3)kwh/kg,而对于(50~100)nm粒子单位消耗能量则高达(2~5)kwh/kg。19参考文献[1]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1984[2]纪名刚，吴立言等机械设计[M].8版.北京：高等教育出版社，2005[3]孙桓，陈作模等机械原理[M].8版.北京：高等教育出版社，2005[4]董怀武，刘传慧.画法几何及机械制图[M].武汉理工大学出版社，2002.9[5]周健.AutoCAD2007中文版应用教程工程[M].机械工业出版社，2007.1[6]李忠平，朱江，韩邦华.粉碎技术探讨研究新进展[J].2002,23(11)：3—6[7]邛洁红.曹乐平锤式粉碎机的优化设计[J]．粮油食品科技，2005．13(3)：14—21[8]庄志发.食品中场技术的研究进展[J]，山东食品发醉，2000,118（3）：37[9]庞声海.超徽粉碎技术，食品与机械[M]，1996,1:9[10]孙桓，陈作模等．机械原理[M]．6版．北京：高等教育出版社，2001[11]庞启淮．小功率电动机应用技术手册[M]．北京：机械工业出版社，1996[12]王世刚，王树才等．机械设计实践与创新[M]．北京：国防工业出版社,20092021致谢附录附录A总装图二维图附录B大带轮_孔板轮二维图2221附录C钉齿滚轮二维图附录D钉齿凸板二维图2223附录E驱动轴二维图附录F小带轮_实心轮二维图2423附录G轴套二维图

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