葡萄果漿雙螺旋壓榨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 葡萄果漿雙螺旋壓榨機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期： 機(jī)械 1 開 題 報(bào) 告 葡萄果漿雙螺旋壓榨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 選題背景及其意義 據(jù)史記載葡萄酒在中國已有兩千多年歷史， 司馬遷著的 >中首次提到了葡萄酒。公元前 138 年，張騫奉漢武帝之命出使西域，見到 “ 宛左右以蒲陶為酒，富人藏酒至萬余石，久者數(shù)十歲不敗。俗嗜酒，馬嗜苜蓿。漢使取其實(shí)來，于是天子始種苜蓿，蒲陶肥饒地。及天馬多，外國使來眾，則離宮別館旁盡種蒲陶，苜蓿極望 ” （《史記 ?大宛列傳》第六十三）。這充分說明在西漢時(shí)期， 我國就 從領(lǐng)國學(xué)習(xí) 到 并掌握了葡萄種植和葡萄 酒的 釀 造 技術(shù)。 到了 清朝，尤其是 在 清末民國初，是我國 的 葡萄酒發(fā)展的 一個(gè) 轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 1892 年，愛國人士張弼士在煙臺(tái)芝罘創(chuàng)辦了我國第一家葡萄釀酒公司， 在煙臺(tái)栽培葡萄。這是我國的 葡萄酒業(yè)經(jīng)過 漫長的 二千多年 發(fā)展后 的第一個(gè)近代 的 新型葡萄酒廠，貯酒容器 同樣也從甕改成了 橡木桶。 并且從西方引進(jìn)了優(yōu)良的葡萄品種 、 機(jī)械化的生產(chǎn)方式，自 此我國的葡萄酒生產(chǎn)技術(shù) 就進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。在此之后在青島、北京、清徐、吉林長白山 、通化先后 建立了葡萄酒廠，這些 葡萄酒廠的規(guī)模雖 不大，但 我國的葡萄酒工業(yè)此時(shí)已經(jīng)形成了雛形 。 但從新中國成立前夕，還有經(jīng)營 的 7 個(gè)酒廠之中 只有兩個(gè)是 我們 中國 人建的，其它 的 都是外國人建的。 由此可見葡萄酒在中國的發(fā)展并沒有西方發(fā)展的好 ， 我國是以白酒 為主的 一個(gè) 國家， 在 新中國成立 的 時(shí) 候 ， 我國的葡萄酒年產(chǎn)量 不足 200 噸， 一直到 了 1966 年 我國的葡萄酒的 產(chǎn)量才超過 1 萬噸， 到了 1980 年 ， 我國的年產(chǎn)量首次超了 5 萬噸。之后，我國 葡萄酒工業(yè) 就 進(jìn)入 了一個(gè) 相對(duì)較快的發(fā)展階段 。 據(jù) 際葡萄與葡萄酒組織 )的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ， 2016 年全球的 葡萄酒產(chǎn)量 (不包括未發(fā)酵 葡萄汁 )約 259 億升， 意大利約以 升的葡萄酒產(chǎn)量位居全球產(chǎn)量第一， 法國的葡萄酒產(chǎn)量 約 為 ， 升 位居第二 ;西班牙 的 葡萄酒產(chǎn)量 約 為 升 ,位居第三，美國 的 葡萄酒產(chǎn)量 約 為 升，我 國的葡萄園 種植 面積 排名世界第二，而 2016 年我國葡萄酒產(chǎn)量僅僅約為 升，產(chǎn)量不到全球 5%， 2015 年全國的葡萄酒消費(fèi)量是16 億升，相對(duì)于 2014 年之下增加 升。 2016 年，我國的葡萄酒產(chǎn)量減少 ， 葡萄酒進(jìn)口量增加，據(jù)海關(guān)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示， 2016 年我國葡萄酒的進(jìn)口總量大約為 升，同比之下增長了 15%， 總額約為 美元，增長 2016 年 1全國葡萄酒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表 機(jī)械 2 開 題 報(bào) 告 月份 葡萄酒產(chǎn)量 _當(dāng)期 值 (萬千升 ) 葡萄酒產(chǎn)量 _累計(jì)值 (萬千升 ) 葡萄酒產(chǎn)量 _同比增長 (%) 葡萄酒產(chǎn)量 _累計(jì)增長 (%) 2016 年 12 月 016 年 11 月 016 年 10 月 15 016 年 9 月 016 年 8 月 9 016 年 7 月 9 0 016 年 6 月 1 016 年 5 月 016 年 4 月 016 年 3 月 016 年 2 月 - - 據(jù)來源：國家統(tǒng)計(jì)局，智研咨詢整理 國際化腳步的加快，葡萄酒的國際化已成定局，人們已經(jīng)開始更多地注重 健康 、高雅的生活， “溫飽 生活 喝白酒，小康 生活 喝啤酒，富裕 生活喝葡萄酒”，人們 消費(fèi)水平的 不斷提高，葡萄酒已經(jīng) 逐漸走上了 現(xiàn)在國人們的餐桌，國內(nèi)葡萄酒需求量增加，加強(qiáng)我國葡萄酒行業(yè)的發(fā)展對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。 2 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā) 展趨勢） 葡萄壓榨 在葡萄酒的生產(chǎn)過程中是一個(gè)相當(dāng)重要的工序，紅葡萄酒中壓榨酒約占15%，白葡萄酒中壓榨酒約占 30%，目前 有的壓榨技術(shù)有 框式壓榨 、 水平螺旋壓榨 、氣囊式壓榨 、 罐式壓榨 、 連續(xù)螺旋壓 。 框式壓榨機(jī) 又稱垂直壓榨機(jī)， 是一種 老的 葡萄果汁 壓榨方式 ， 壓榨原理是不斷下壓壓榨機(jī)的蓋子施加壓力， 使 葡萄的細(xì)胞破裂將果汁 擠出 來。這種壓榨機(jī)的壓榨速度不可以過快，如果過快 ，會(huì)導(dǎo)致 壓力過大使得 機(jī)器破損。 這種壓榨方式中的果皮相當(dāng)于很好的濾網(wǎng)， 使得 壓榨過后的果汁 澄清度 很高 。 機(jī)械 3 開 題 報(bào) 告 水平螺旋壓榨機(jī) 相當(dāng)于橫放的 筐式壓榨機(jī)， 在 兩端各加 了一個(gè)活塞，在缸體一側(cè)加有供料口。缸體沿著貫穿兩端活塞的 螺桿水平旋轉(zhuǎn)。 螺桿的一半是右螺旋紋另一半則是左螺旋紋 ， 當(dāng)螺桿朝某一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí) 兩活塞可向相互并攏，當(dāng)朝著相反的 方向 旋轉(zhuǎn)的時(shí)候就可將兩 活塞 彼此分開 ， 這種壓榨機(jī)的物料填充和清空很方便 ，但是 壓榨 出來的果汁相比之下 較 為 粗糙。 氣囊式壓榨機(jī) 這種壓榨機(jī)有更高的壓榨效率，壓力相比之下更小 ， 氣囊式壓榨機(jī)中的圓柱形橡膠氣囊代可通過充 入壓縮空氣 ， 氣囊 在膨脹的過程中使葡萄在氣囊和 缸壁 之間形成薄薄的一層，接觸表面積非常大。使果汁可以在較 低的壓力下滲出， 生產(chǎn)出 優(yōu)質(zhì)的壓榨 果 汁。 這設(shè)備的缺點(diǎn)在于可能存在氧化作用，使 更多細(xì)膩的成份被抹去。 機(jī)械 4 開 題 報(bào) 告 罐式壓榨 機(jī)是通 過氣囊式壓榨機(jī)的改良 ， 把橡膠氣囊換成 一張彈性薄膜，彈性 薄膜將缸體 在 水平 方向 分為 了兩半。填充混合物時(shí)薄膜位于壓榨機(jī)底部。而當(dāng) 壓榨程序開始的 時(shí) 后，充 入 空氣在 薄膜下方的空間，擠壓混合物 果漿 ， 壓榨 出來的果汁會(huì)流進(jìn)缸體頂部的收集管。在 填充 葡萄進(jìn)去之前可充入惰性氣體防止氧化作用。 上面提到的壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)存在著共同的弱點(diǎn) ： 都需要進(jìn)行批次處理 ， 需要反復(fù)的填充果漿和清空缸體，這是很耗費(fèi)人力物力和時(shí)間的過程。 連續(xù)螺旋壓榨機(jī) 為鋼材 制成的管狀結(jié)構(gòu) ， 罐壁 上分布有 孔洞，由螺旋泵推動(dòng)葡萄 果漿穿過管子。在這個(gè)過程之中變距螺紋產(chǎn)生壓力，并旋轉(zhuǎn)著推向終端。越接近終端位置混合物 的 體積 就 越小，所需壓力越大，產(chǎn)生的 壓榨汁質(zhì)量并不很 好。 這種壓榨機(jī)缺點(diǎn)是可能 產(chǎn)生 物料 打轉(zhuǎn)現(xiàn)象 ， 料 可能會(huì)隨螺旋轉(zhuǎn)動(dòng) 不能向前推進(jìn) 。 這種情況在壓榨新鮮葡萄時(shí)更 為明顯 ， 因此 單螺旋壓榨機(jī)不適合 用于 壓榨新鮮 的 葡萄 ， 適合 于 白葡萄酒的生產(chǎn)。 機(jī)械 5 開 題 報(bào) 告 3 研究內(nèi)容 雙螺旋壓榨機(jī)的機(jī)殼是用篩板做成 兩 個(gè)圓筒形交錯(cuò)而成 ， 筒內(nèi)平行安裝 兩 個(gè)螺旋軸 ， 螺旋軸的螺旋導(dǎo)程從進(jìn)料到出料由大變小 ， 螺旋間的容積從進(jìn)料口到出料口逐漸減小， 兩 個(gè)螺旋軸的螺旋葉片相互交叉嚙合。葡萄從進(jìn)料口進(jìn)入 ,在雙螺旋的推動(dòng)下向出料口運(yùn)動(dòng) ， 在運(yùn)動(dòng)的過程中 ,由于螺旋間的容積逐漸減小 ， 葡萄受到擠壓 ,葡萄汁被擠壓出來從機(jī)筒的篩孔中流出 ， 而壓榨后的皮渣則由螺旋推動(dòng)到出料口中出來。 整個(gè)設(shè)備包括：支撐機(jī)構(gòu)、 動(dòng)力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)料 機(jī)構(gòu)、壓榨機(jī)構(gòu)、篩筒 機(jī)構(gòu)、排渣 機(jī)構(gòu)。 4 研究方案 隨著人們生活水平的提升，人們對(duì)葡萄酒的興趣越來越多，葡萄果汁壓榨在葡萄酒釀造過程中至關(guān)重要，本次設(shè)計(jì)通過 利用雙螺旋機(jī)構(gòu)提高葡萄果漿的壓榨效率和葡萄果汁的壓榨質(zhì)量 。 （ 1）支撐機(jī)構(gòu) 支撐機(jī)構(gòu)采用 鑄鐵 鑄造成型，去應(yīng)力之后再進(jìn)行相關(guān)精加工。 （ 2）動(dòng)力機(jī)構(gòu) 采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng) 具有高效、節(jié)能、清潔 、 噪聲低、振動(dòng)小、壽命長、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn) 。 機(jī)械 6 開 題 報(bào) 告 （ 3）減速機(jī)構(gòu) 考慮機(jī)架的尺寸空間和位置設(shè)計(jì)，減速器擬定采用多級(jí)圓柱齒輪減速，達(dá)到 將電機(jī)速度 降低和 增 大 扭 矩的目的。 （ 4）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 采用一對(duì)相同齒輪通過聯(lián)軸器與減速器連接，使得兩螺旋軸能夠有相同的轉(zhuǎn)速和相反的轉(zhuǎn)向從而達(dá)到壓榨和物料傳送效果。 （ 5）進(jìn)料 機(jī)構(gòu) 進(jìn)料口 采用錐形結(jié)構(gòu)，上大下 小，可以有效 加強(qiáng)物料的 輸入效率和防止溢出。 （ 6）壓榨機(jī)構(gòu) 壓榨機(jī)構(gòu) 采用斷開式 雙螺旋 向外反向旋轉(zhuǎn) 壓榨， 同時(shí)起到物料運(yùn)輸排除效果， 螺旋軸的螺旋導(dǎo)程從進(jìn)料到出料由大變小 ， 螺旋間的容積從進(jìn)料口到出料口逐漸減小， 兩 個(gè)螺旋軸的螺旋葉片相互交叉嚙合。葡萄從進(jìn)料口進(jìn)入 ， 在雙螺旋的推動(dòng)下向出料口運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)的過程中 ， 由于螺旋間的容積逐漸減小 ， 葡萄受到擠壓 ， 葡萄汁被擠壓出來從機(jī)筒的篩孔中流出 ， 而壓榨后的皮渣則由螺旋推動(dòng)到出料口中出來。 （ 7）篩筒 機(jī)構(gòu) 采用雙圓筒交錯(cuò)形式 ，由篩板焊接而成 。 1 上 下機(jī)筒連接螺栓 ;2 機(jī)筒加強(qiáng)法蘭 ;3 上半機(jī)筒 ;4 下半機(jī)筒 機(jī)械 7 開 題 報(bào) 告 （ 8） 排渣機(jī)構(gòu) 通過壓力調(diào)節(jié)手機(jī)輪調(diào)節(jié) 出口大小，從而 控制排出量 達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的效果。 5 進(jìn)度 計(jì)劃 2016 年 12 月 ：收集資料， 研究資料 2016 年 12 月： 開題，擬定總體設(shè)計(jì)方案 2017 年 1 月 017 年 2 月： 修改完善開題報(bào)告 2017 年 2 月 13 日 017 年 3 月 31 日：系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制總裝配圖 2017 年 4 月 1 日 017 年 4 月 15 日 ： 主要零件的零件計(jì)算分析、校核 2017 年 4 月 16 日 017 年 4 月 28 日 ： 繪制主要零件的零件圖 2017 年 5 月 1 日 5 月 20 日 ： 撰寫設(shè)計(jì)使用說明書 2017 年 5 月 21 日 5 月 25 日：修改及準(zhǔn)備答辯 參考文獻(xiàn) [1] 司馬遷 . 史記 西安 :西安出版社 2005. 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