0006-春卷自動生產(chǎn)線上餡料自動計量定形部分的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計【全套6張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】
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開題報告
春卷自動生產(chǎn)線上餡料自動計量
定形部分的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.題目背景和意義:
春卷是一種深受大眾喜愛,還要經(jīng)歷人為計重、下餡、包制成型等多的美食,每年的需求量巨大,不僅國內(nèi)市場上需求量大,國際市場也不容小覷,新加坡華人改造的春卷皮機一年銷售額就有16億美金。但是春卷的制作卻頗費周章,除了需要制作非常薄的面皮以外道工序,特別是手工包制春卷需要耗費大量人力,且衛(wèi)生條件也非常不好,制作效果不佳。春卷作為一種傳統(tǒng)食品,以往食用多為在家里自包自吃,對春卷餡的大小沒有要求。
隨著食品加工業(yè)的發(fā)展,春卷作為一種速凍便攜食品,已出現(xiàn)將包好的春卷進行銷售。要實現(xiàn)工業(yè)化流水標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),包好的春卷作為銷售產(chǎn)品,其外觀大小、重量及陷料與面皮的比例都有一定的規(guī)格。在國內(nèi)市場上,春卷成型設(shè)備還處在初研階段,還未有一點的市場占有,設(shè)備產(chǎn)品參差不齊。由于春卷成型過程中最重要的注餡工序技術(shù)難度大,注餡定量不準(zhǔn),產(chǎn)品成型不規(guī)范。己有的食品注餡機一般屬于灌腸式設(shè)備,只能用于流質(zhì)或糜狀物物料,且不易走量,不能用于春卷制作,現(xiàn)有的餃子機在實際操作過程中,不能滿足春卷加工對蔬菜長纖維餡料注出、定量準(zhǔn)確、落點位置可控的要求,導(dǎo)致餡料材質(zhì)單一,這些都對生產(chǎn)質(zhì)量、效率、成本造成不利影響。
本設(shè)計基于上述原因,擬創(chuàng)新設(shè)計一種春卷的自動成型裝置,以替代人力,不僅大大提高生產(chǎn)效率,而且還能提高產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)檢索,目前我國內(nèi)地近兩年才檢索到同類產(chǎn)品的設(shè)計專利或是產(chǎn)品銷售,但是產(chǎn)品還未經(jīng)市場檢驗,而且還有很大改進空間。國外雖然有同類產(chǎn)品,但是價格昂貴,一臺春卷成型機的售價就要高達(dá)近200萬人民幣,這對于春卷生產(chǎn)這類本小利薄的小型食品加工企業(yè)來說是屬于望塵莫及的價格,不可能購買用于生產(chǎn),因此,我們的設(shè)計屬于改良產(chǎn)品設(shè)計,它可以替代進口商品,且據(jù)我們估算,如果能制造成功,其價格也就是不超過進口價格的三分之一,將大大減輕企業(yè)成本。從而可以使企業(yè)在市場競爭中輕松勝出。
2.國內(nèi)外研究綜述:
速凍食品源于 1928年的美國,1953年以來美國有關(guān)行業(yè)系統(tǒng)地研究了速凍食品,提出了著名的 T、T 、T概念 ,并制定了 《冷凍食品制造法規(guī)》 , 從此 , 速凍食品實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn) , 并開始進入超級市場 ,深受廣大消費者的青睞。
1973 年北京、青島、上海3 個速凍食品廠同時從日本引進螺旋式速凍機 , 開始了我國速凍食品的新發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年代,隨著引進設(shè)備的不斷增加和各種國產(chǎn)設(shè)備的研制成功 , 我國的速凍食品加工工藝逐漸向國際水平靠攏 ,目前我國 速凍方便食品的出口量已躍居全球第一位。
但應(yīng)當(dāng)看到 , 目前我國速凍食品無論是數(shù)量上還是品種上都遠(yuǎn)不能滿足市場需要。我國速凍食品的加工技術(shù)和國外差距仍較大 , 產(chǎn)品的保質(zhì)期較短 , 前處理技術(shù)和解凍技術(shù)較落后 , 冷藏鏈不健全。另外我國大多數(shù)速凍食品機械主要依賴進口 , 不能適應(yīng)我國速凍食品的發(fā)展需要。
尤其是我們的名族品牌傳統(tǒng)食品春卷的速凍工業(yè)化生產(chǎn)更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際社會,早幾年間,新加坡華人生產(chǎn)的春卷皮已行銷世界,國外各項技術(shù)已經(jīng)成熟,但是由于機器成本非常昂貴,國內(nèi)企業(yè)負(fù)擔(dān)不起。特別是我們鄰國日本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在我們前頭。
據(jù)中國食品報報道,2012年國內(nèi)才首次實現(xiàn)春卷注餡自動化生產(chǎn),這一生產(chǎn)線至少能節(jié)約 20個工人是國內(nèi)自動化程度最高的春卷設(shè)備線。這套設(shè)備主要
解決了人工注餡的問題。它通過餡料自動輸入、自動控制、自動輸出和帶有面皮切刀的面皮傳送帶,實現(xiàn)了自動注餡的全過程。當(dāng)春卷皮通過制皮機進入注餡程序時,餡料在電子屏幕的控制下,將設(shè)置好的量自動落入剛好傳送過來的春卷皮上,而春卷皮也同時被切刀切出部分?jǐn)嗪?,帶著注好的餡料進入下一個傳送帶。由于每一排只有三個,工人們可在十秒左右完成包制,并將包好的春卷放入春卷盒。
該設(shè)備不僅首次實現(xiàn)春卷注餡的自動化,它不僅性能穩(wěn)定,在很大程度上提高了春卷的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì),而且在春卷制作過程中減少了人工對餡料的接觸,提高了春卷生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全系數(shù)。
同時我們經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)內(nèi)地市場上春卷成型機在國內(nèi)有多家企業(yè)在售,說明國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)感覺到春卷走向工業(yè)化生產(chǎn)的必然,也都在積極解決春卷生產(chǎn)中的問題,我們也希望能夠通過自己的研究給國內(nèi)春卷生產(chǎn)帶來更好的技術(shù)和產(chǎn)品。
3.主要內(nèi)容與待解決的問題:
該題目屬于食品自動化生產(chǎn)專用機械,根據(jù)它將餡料用面皮自動包裹成型的實際工作狀況。通過市場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)目前大部分的餡料食品(主要是春卷)生產(chǎn)廠家都是使用人工在進行生產(chǎn),效率低、質(zhì)量差,衛(wèi)生條件不佳,其主要原因是春卷成型機主要是國外進口,價格昂貴,企業(yè)無法承受,鑒于此,我們擬設(shè)計生產(chǎn)一款價格比較低廉,效果好,效率高的自動化生產(chǎn)機械,本設(shè)計就是針對這種機械裝備中的自動成型部分進行的設(shè)計,用機械來完成其間的各種動作。
設(shè)計主要是對春卷皮中所包餡料自動計量、定型、定位下料,并能依據(jù)傳感器判定春卷皮是否已經(jīng)到位。該過程主要由如下部分:餡料的供應(yīng)部分,粘稠餡料的抽取部分,餡料的計量部分,餡料的定型及切斷部分組成。本設(shè)計根據(jù)上述過程用機器完成獨立操作,配合采用汽缸系統(tǒng)來做執(zhí)行機構(gòu),并配以自動電控系統(tǒng)。該設(shè)計不僅要求要設(shè)計出全套的傳動和執(zhí)行機構(gòu)的裝配圖,并拆出其中的重要零件或部件圖,同時還要求設(shè)計初步的電控系統(tǒng)圖和氣動系統(tǒng)圖。
主要設(shè)計要求:
1、 繪制完成春卷計量定型部分機構(gòu)傳動總圖
2、 繪制完成氣動圖
3、 依據(jù)傳動總圖繪制完成其中重要零部件工作圖
4、 完成設(shè)計說明書一份。
待解決的問題主要如下:
1、 餡料的定型與定量實現(xiàn)人為控制;
2、 實現(xiàn)落點位置可控;
3、克服傳統(tǒng)注餡機的缺點,可以完成長纖維餡料的輸送注餡工作;
4、工藝流程順暢,效率高,成本低;
5、整機價格低廉、性價比高。
4.設(shè)計方法與實施方案
本設(shè)計在基于機械設(shè)計及其自動化、力學(xué)、材料學(xué)、工業(yè)設(shè)計等相關(guān)專業(yè)學(xué)科的知識體系的前提下完成產(chǎn)品發(fā)明和制作,應(yīng)用機械專業(yè)的相關(guān)知識完成產(chǎn)品的總體設(shè)計,應(yīng)用力學(xué),材料學(xué)的相關(guān)知識完成對產(chǎn)品的受力、壽命,成本等方面的檢測。
該春卷注餡機,其特征在于它包括餡料輸入機構(gòu)、控制機構(gòu)、餡料輸出機
構(gòu)、帶有面皮切刀的面皮傳送帶和機架;餡料輸入機構(gòu)是由攪盤推進器和餡斗構(gòu)成,攪盤推進器置于餡斗內(nèi);餡料輸出機構(gòu)是由與餡斗輸出端相連接的定量餡缸、與定量餡缸輸出端連接的餡料傳送通道、與餡料傳送通道相連接的注餡盒及注粗糊裝置所構(gòu)成。控制機構(gòu)包括通過鏈輪與電機相連接的主軸、離合控制機構(gòu)及依各傳動構(gòu)件與主軸相連接的各輸出端,依各傳動構(gòu)件與主軸相連接的各輸出端是攪盤推進器、餡料控制機構(gòu)、注餡控制機構(gòu)、面皮步進傳送帶、面皮傳送帶上的切刀、面皮快速傳送帶及注粗糊裝置;離合控制機構(gòu)的離合工作面一端與餡料控制機構(gòu)的輸入端相連接,由依傳動構(gòu)件控制的注粗糊裝置與注餡盒注出口工作同步。
使用方法與工作過程為:
將餡料放進餡斗,經(jīng)過螺旋絞盤的擠壓后進入定量餡缸,在餡料控制機構(gòu)控制下的推進餡桿I 的作用下將餡料推進到餡料傳送通道,再經(jīng)過餡料控制機構(gòu)控制下的推進餡桿II 的作用將餡料推進到注餡盒,進入注餡盒后,餡料控制機構(gòu)中的注餡桿向下推動將餡料完全注出,無溢餡現(xiàn)象產(chǎn)生,餡料通過注餡盒口注出準(zhǔn)確落在下方傳送帶上的春卷皮相對應(yīng)的位置,切刀與面皮的步進是同步的,面皮向前前進一步,切刀切一刀,然后面皮再通過快速傳送帶進入工人的操作空間。其中,定量餡缸的出餡量是通過調(diào)節(jié)作用于餡料推進活塞的推進餡桿I 的凸輪結(jié)構(gòu)的行程,導(dǎo)致作用于上述推進餡桿I 推進度的改變,達(dá)到調(diào)節(jié)出餡量的目的。在注餡過程中會有注餡桿回帶餡料的現(xiàn)象,注餡桿底端均勻分布有多個氣孔,氣動控制開關(guān)控制空氣通過氣孔排出,將回帶的餡料推凈,克服了回帶餡料的現(xiàn)象。注餡桿與注漿裝置同步工作,在面皮上呈對角線位置同時注出餡料和粗糊,由操作工完成春卷成型。
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