薯片动化生产线料系统设计
摘
薯片动化生产线薯片加工厂家里广泛应产品薯片土豆制品专业生产线相工生产动化生产线更加占优势薯片动化生产线更加节高效操作更加简单方便年薯片加工行业应更加广泛薯片年市场潜力巨利润高薯片口感香脆 酥腻土豆制成薯片利高温油炸 高温油炸仅含油率低保持土豆营养成分色泽 薯片制品动化生产线具投资少 技术容易掌握加工工艺简单等优势非常适合中型食品加工企业投资生产
次毕业设计中设计项目土豆清洗机脱皮机土豆清洗机工作原理利喷嘴喷射出加压流水土豆表面进行清洗设备结构简单济土豆脱皮机工作原理利机械摩擦脱皮脱皮机加工程土豆表面呈波纹状波纹角α30°圆盘表面粗糙工作圆筒滚动摩擦金刚砂黏结圆盘圆筒表面增工作表面粗糙度达皮效果圆盘波纹状表面仅抛起土豆加料斗气缸工作时机器会进入加料阶段料斗土豆会落旋转圆盘表面加圆盘旋转土豆离心力作抛起抛起程中会表面粗糙圆筒壁接触摩擦达摩擦脱皮目
关键词：薯片制品加工工艺土豆清洗机喷嘴脱皮机波纹角α30摩擦脱皮圆盘
英文题目
Abstract
The automatic production line of potato chips is widely used in the potato chips processing factory It is a professional production line for potato chips and potato products Compared with the manual production the automatic production line is more advan
tageous the automatic production line of potato chips is more energysaving and efficient and the operation is more simple and convenient So in recent years it has been widely used in the potato chip processing industry In recent years potato chips have huge market potential and high profits The taste of chips is crispy crisp and not greasy From potatoes to chips hightemperature frying is mainly used Hightemperature frying not only has low oil content but also maintains the nutritional composition and color of potatoes The automatic production line of potato chips has the advantages of less investment easy to master technology and simple processing technology which is very suitable for the investment and production of small and mediumsized food processing enterprises
In this graduation project the personal design project is potato washing machine and peeling machine The main working principle of potato washing machine is to clean the potato surface by spraying pressurized water from the nozzle The structure of the equipment is simple and economic The working principle of potato peeling machine is to use mechanical friction to peel The processing process of potato peeling machine is mainly rolling friction between the disk with ripple angle of α 30 ° and the working cylinder with rough surface The wavy surface of the disc is not onl
Key words potato chip products processing technology potato washing machine peelingmachinerippleangleα30frictionpeeling目录
1 前言 7
11研究目标 7
12研究意义 7
13技术路线 7
14清洗机脱皮机国外发展现状 7
15次设计应解决问题 8
2总体方案设计 9
21土豆清洗机设计原理 9
22土豆脱皮机设计原理 9
23设计设备编程 10
24分析存问题 11
3土豆清洗机 12
31清洗总体设计 12
32粗洗水槽设计 12
33粗洗水槽级架设计 13
34土豆水槽手力分析 14
35螺栓选 14
36土豆精洗机设计 14
361输送带电机选择 15
362链选型 16
363减速器选 18
364轴设计 19
3641轴径计算 19
3642初步确定轴结构 19
3644强度校核 21
365轴承 21
3651轴承选 21
3652轴承校核 22
366键 23
3661键选 23
3662键校核 23
367轴承座设计 23
368精洗水槽机架设计 24
4土豆脱皮机 25
41脱皮机总体设计 25
42生产力计算 25
43电机选 26
44选择传动方案 27
45带带轮选 28
451带轮材料选 28
452带选 28
453带轮尺寸设计 29
46轴设计 31
461轴径计算 31
462初步确定轴结构 32
463轴受力分析 32
464强度校核 33
47轴承 34
471轴承选 34
472轴承校核 35
48键选 35
481键参数 35
482键校核 36
49零件设计 36
491螺钉选 36
4911轴承座圆筒连接螺钉 36
4912轴承座轴承套盖连接螺钉 36
492螺栓选 36
493气缸选 36
494圆盘设计 37
495轴承座结构设计 38
496轴承盖设计 38
497轴承密封 39
498轴承润滑选择 39
499密封圈选 39
5仿真 40
6结 42
参考文献 43
谢 辞 44
附 录 45
1 前言
80年代末起国欧美发达国家先引进30余条土豆制品生产线国初土豆制品生产线全国土豆制品年生产总销量达4~5万t目前止采生产设备生产土豆制品企业数量
发达国家高技术水设备相国产设备技术显较落质量较差产量较低原料磨损量较市场土豆制品需求量需生产先进土豆品动化生产线已达满足市场需求
11研究目标
薯片动化生产线研究目标薯片生产效力更加高功更加强投资更加节省设备设备更加智化生产成更加低设备操作更加简单方便减少力资源浪费提高劳动效率时提高生产动化程度缩发达国家薯片加工设备差距实现设备生产
12研究意义
着国民购买力急剧增强土豆制品年始终保持良增长势头中国快成土豆制品具吸引力消费市场巨消费市场商家纷沓薯片占中国土豆制品市场半江山国产业升级动化技术应发展中国土豆制行业提供新发展机遇
国产薯片生产设备相发达国家引进薯片生产设备然生产技术水相较高价格相较高数企业会选择购买先进设备解决面困难应加力度研发国产薯片生产设备马铃薯生产国说发展豆制食品加工设备没掌握先进加工技术生产先进加工设备行
13技术路线
根课程学课外学工厂参观等学知识应薯片动化生产线研究技术路线生产效力更加高设备功更加强投资更加节省设备设备更加智化设备操作更加简单方便仅提高薯片生产效率时改善工作条件节省源降低土豆损耗量生产成更加低增加利润提高济效益
14清洗机脱皮机国外发展现状
美国首发达国家土豆清洗机脱皮机研究起步较早研发设备投入资金较高清洗成品薯片生产加工流程早已实现动化生产统计发达国家土豆清洗脱皮加工生产磨损量超
5拥完善加工工艺较高生产效率设备操作安全方便
目前国出现生产土豆清洗机土豆清洗脱皮机厂家土豆清洗机版式清洗机滚筒清洗机毛刷清洗机通式清洗机等土豆脱皮机滚筒式脱皮机卧式摩擦脱皮机磨皮清洗机等脱皮机工作原理机械摩擦脱皮化学脱皮蒸汽脱皮等中机械摩擦脱皮应较广泛然生产设备定技术水存问题中突出缺点设备动化程度够高设备结构复杂设计尺寸较操作方便土豆磨损严重消耗源较排污达标功率求设备价格较高清洗完全等
15次设计应解决问题
（1）土豆料
（2）土豆清洗机结构设计
（3）清洗设备操作简便清洗效率高残留杂质清洗连续洗完呈现土豆色
（4）降低生产成
（5）减少生产程污染
（6）操作更加简单速度更快效率更高
（7）达缩设备尺寸结构简单耗水量少降低土豆破损率
（8）土豆脱皮机结构设计薯
（9）土豆脱皮完全彻底原料损耗少
2总体方案设计
21土豆清洗机设计原理
土豆清洗机功清洗掉土豆表面沾带泥沙硬质杂
土豆粗洗求达泥土等杂质泡软水流带动动杂质洗掉
土豆精洗传送带带动土豆进行传送翻转带压力水传送带面喷翻转土豆达土豆孔杂质实现清洗目
22土豆脱皮机设计原理
土豆脱皮机原理机械摩擦脱皮机械摩擦皮土豆表面质量完脱皮死角较碎皮尺寸脱皮完全彻底原料损耗少机械摩擦皮原理增原料工作表面接触面积达增摩擦数目土豆圆筒圆盘摩擦作土豆表皮发生撕裂破坏
土豆表面呈波纹状波纹角α30°圆盘表面粗糙工作圆筒滚动摩擦金刚砂黏结圆盘圆筒表面增工作表面粗糙度达皮效果圆盘波纹状表面仅抛起土豆兼擦皮功加料斗气缸工作加料土豆落旋转圆盘波纹状表面土豆离心力作抛起抛起程中会表面粗糙圆筒壁接触摩擦达摩擦脱皮目圆筒土豆填充般选物料充满系数
05~065
脱皮机工作时通进水口水送入圆筒部进料口闸门气缸锁紧进料口气缸工作时间30s卸料口闸门气缸锁紧卸料口气缸工作时间70s气缸电机采PLC控制目实现动化生产摩擦皮杂质排污口排脱皮完成土豆圆盘提供离心力开闸门卸料口动排
圆筒土豆填充般选物料充满系数05~065
图21总体二维图
图22总体三维图
23设计设备编程
次设计控制系统PLC编程PLC拥应面广功强方便等优点综合工作环境寿命济性成问题考虑选三菱PLC编程
次设计PLC土豆脱皮机储料料工作出料排污配合
次设计PLC控制功：启动钮X1生产线工作传送带电机Yo装料口气缸Y1工作开始装料30s电机Y3开始带动圆盘工作卸料口气缸Y2工作开始卸料70s装料口气缸Y1工作复位钮X2复位电路
根控制功知I＼O分配：输入X1X2输出Y001Y2Y3定时器T0定时器T1定时器T2
已知生产数800公斤时
24分析存问题
（1）土豆水流作起浸泡杂质效果
（2）土豆水流作翻转洗掉污渍
（3）土豆传送工位时确保土豆污水正常分离
（4）土豆压力水洗进行翻转掉土豆孔污渍工位没洗掉污渍
（5）脱皮完全彻底原料损耗少
（6）土豆够完全抛起圆筒壁呈接触翻滚状态
（7）土豆凹凸表面损伤皮屑水等废物处理
（8）求土豆部位表面均匀脱皮
3土豆清洗机
31清洗总体设计
土豆原材料进身重力水流作30度粗洗水槽流达泥土等杂质泡软目水流带动动杂质洗掉然传送带输送精洗水槽流时利高压喷嘴喷出压力水流土豆进行清洗达土豆孔杂质实现清洗目
水槽机械结构简单满足生产条件减少动化生产线建设成减少生产成产品市场更加竞争优势
图31总体设计图
1机架2粗洗水槽3高压喷嘴4精洗水槽
32粗洗水槽设计
考虑粗洗水槽承受定重量精度求高综合考虑减少生产成济性水槽材料45号钢
粗洗水槽水面夹角样土豆身重量流节省运输成水槽目水流作泥土等杂质泡软目动附着杂质洗掉水槽长度2000mm综合考虑土豆脱皮机机体设计水槽宽度600mm高度200mm水槽需排污水杂质水槽尾部4排污口螺栓水槽机架连接起螺栓间距离78mm水槽厚度20mm
水槽结构设计
图32水槽三维零件图
图33水槽零件图
33粗洗水槽级架设计
水槽机架水槽确定水槽参数工作求机架设计
图34机架三维图
34土豆水槽手力分析
图35 土豆身重力作受力分析图
中选角度30度土豆身重量流节省运输成降低生产成水里里作洗土豆减少土豆运输时摩擦
土豆受力
土豆水槽运动方加速度
土豆通水槽时间
35螺栓选
螺栓选举水槽机架决定次设计粗洗水槽精洗水槽选种规格螺栓目降低安装成减少设计支出
查表5259知水槽机架连接螺栓选螺栓规格C级M24
输送带轴承座精洗水槽连接螺栓选规格C级M10螺栓
精洗水槽盖板连接螺栓选规格C级M10螺栓
36土豆精洗机设计
考虑粗洗水槽承受定重量精度求高求高压喷嘴设计进留足够位置装传送带综合考虑减少生产成济性水槽材料45号钢高压清洗机直接市面买
精洗水槽里面传送带传送带低速运转水槽正方高度400mm方根高压喷嘴长度1790mm土豆传送带受高压水清洗洗孔里泥土附着性强杂质避免水喷洒水槽高度500mm宽度600mm效工作长度1790mm总长2000mm留安装传送带位置水槽末端5排污口
精洗水槽结构设计
图36土豆精洗水槽零件图
图37精洗水槽三维图
361输送带电机选择
根时加工800公斤
假设土豆外形球形土豆半径r1≤4cm土豆密度蟻（10~12gcm）
单土豆体积V1
v143π∙（d2）343×314×（82）3268（cm3）
中单土豆质量m1
m1v1∙ρ268×112948(g)03kg
时加工次数t
300s加工土豆重量G1
喷嘴喷射出水土豆清洗传送带速度宜快取v01ms
传送带需工作拉力F需拖动土豆网带F2KN传送带功率
电机输送带效率
中减速器传动效率轴承传动效率
电机需功率
电机选型号90S功率075kw步转速1000rmin满载转矩
表31电机性参数
型号
功率KW
转速rmin
效率
90S
075KW
950rmin
86
图38电机外形图
362链选型
网带传动方式采链轮驱动起切割碰撞耐油耐水易蛇行跑偏带模块网带克服皮带撕裂刺破腐蚀缺点提供种安全快捷维护简单输送方式
次设计链轮齿数z18传动i1链轮效齿数9
计算中心距
链轮工作转速
计算节数
计算链条功率
中式中工作情况系数Kz链轮齿数≠25时修正系数称齿数系数Km采排链时修正系数P传递功率kW
图39参数图
Kz14
Pc062kw
Pc062kw查机械设计手册GBT 12432006
次设计选链条链号16A链节距选254
图310 链条
图 311链轮参数图
次设计选效齿数z9
减速i
图 312链轮
综合数链轮分度圆1114mm第链轮中心精洗水槽壁距离L70mm网带宽度400mm链轮孔直径60mm
363减速器选
图313 蜗杆置式图
速度较慢传动次设计选减速器蜗杆置式减速器购买NMRV130蜗杆减速器输出孔直径45mm输入孔直径24mm减速30
图314 减速器图
表32
型号
输入孔
输出孔
长度
宽度
高度
RV130
45mm
24mm
295mm
162mm
335mm
364轴设计
3641轴径计算
土豆清洗机设计轴般途轴材料45号钢
抗拉强度 屈服强度
扭转疲劳强度 许疲劳应力
查机械设计手册45号钢
轴受转矩弯矩
P—功率 n—轴转速
轴两键槽轴增d32mm
次设计轴径42mm满足设计求
3642初步确定轴结构
传动轴
第段轴长度减速器决定直径45
第二段 第六段轴长度轴承决定直径55
第三段 第五段轴长度链轮决定直径60mm
第四段轴长度网带决定直径70mm
总长
图 315 轴
动轴
第段轴第五段轴长度轴承决定直径55mm
第二段轴第四段轴长度链轮决定直径60mm
第三段轴长度网带决定直径70mm
总长
3643轴受力分析
轴传递扭矩：
轴受圆周力：
轴受径力：
受轴力：
知
垂直面：
水面：
水面轴承截面处弯矩：
垂直面轴承截面处弯矩：
合成弯矩
轴传递转矩
图316受力分析图
3644强度校核
1截
中
面弯矩转矩合成弯矩危险截面轴单旋转扭转切应力脉动循环变应力
弯扭合成应力校核轴强度公式
σ1 ——45钢调质处理弯曲疲劳极限查表270MPa
M——截面1处弯矩
α ——根转矩性质定折合系数脉动循环时06
T——转矩
d——轴颈直径
出：满足求
365轴承
3651轴承选
次设计选 6000—2RZ型深沟球轴承（GBT 2761994）
轴承参数：径d55mm
外径D72mm
宽度B9mm
径基额定动载荷Cr91kN
径基额定静载荷C0r84kN
预计寿命L20000时
图 317轴承
图 318轴承
3652轴承校核
知深沟球轴承时承受FrFa作中Fr437NFa197N
查表知公式
PXFr+YFa
Lh10660nftCrPε
中
ft ——温度系数里取10
fp ——载荷系数里取15
FrFa——分轴承承受径载荷轴载荷
XY——分轴承径载荷系数轴载荷系数查表X056Y199
Cr ——径基额定动载荷
P——量动载荷
ε——寿命指数球轴承ε3
计算：
P056×437+199×19763675
Lh10660×31810×91×100015×636753450661h>20000h
深沟球轴承符合设计需求
366键
3661键选
次设计选普通键A型
第段轴键设计参数：l100mmb12mmh8mmt5mm
第三第五段轴键设计参数：l30mmb18mmh11mmt7mm
3662键校核
次设计键材料钢查机械设计手册知许挤压应力次设计选键工作长度Llb
第段键工作长度Llb1001288mm
<100MP
367轴承座设计
轴承座设计轴承装配位置精洗水槽配合决定
图319轴承座
368精洗水槽机架设计
支架结构简单满足工作需求条件量保证济性
图320机架图
4土豆脱皮机
41脱皮机总体设计
图41总体设计图
1键2 螺栓M243带轮4轴承5出料口6 螺钉M207轴承套8轴9气缸10圆筒11圆盘12电机13排污口14机架
42生产力计算
G3600i1+i2+i3×πD2H4ρφ
公式中
i1—装料时间（s）次设计取30s
i2—卸料时间（s）次设计取70s
i3—摩擦脱皮时间（s）次设计取300s
H—圆筒效高度（m）次设计取08
D—圆筒径（m）次设计取06m
ρ—圆筒物料容积密度
φ—圆筒物料填充系数
G360030+70+300×π×036×084×05×800814（公斤时）
物料层厚度δ34H34×800600mm
脱皮机圆盘转速N1≥60√2δRSin2α253rmin
圆盘转速V速2πDN4×602×314×06×25224039ms
43电机选
土豆脱皮机工作时消耗总功率进行粗略计算
PMnγ MfGR
公式中M圆盘转矩（Nm）传动效率R圆盘半径
f摩擦系数取值范围（11~13）
f12
取值范围（075~085）
γ075
次物料层厚度
δ34H60cm
假设次进入圆筒土豆数量N
Nvv1∙φπ2（D2）2δv1φ46
土豆脱皮机圆盘工作时总功率
PMnγfGRnγfNmg（04D）v4γ3294w
电机功率计算
γ0γ滚+γ带
公式中γ滚098γ带095γ0总功率
γ0γ滚+γ带098×095093
P1Pγ0329409335（KW）
土豆脱皮程中考虑电机没特殊求应选效率高启动转矩噪声低振动选Y系列三相异步电动机
根脱皮机功率计算知电机功率P1315KW考虑电机功率计算查阅机械设计手册知电机选型号Y132M—2步转速1000rmin功率55kw
电机外形参数
表41电机性参数
型号
功率KW
转速rmin
效率
Y1322
55KW
950rmin
86
图42电机外形图
44选择传动方案
方案：电机——带轮——转盘
方案二：电机——齿轮——转盘
方案三：电机——链传动——转盘
方案均土豆脱皮机实现传动减速目时三种方案满足土豆脱皮机工作需求结构性济性工作环境求
方案采带轮传动达减速目带传动优点带轮带滑载时防止零件损坏起保护作带电机安装成低传动稳结构简单便安装方便维护带轮工作环境求较低般情况带轮接触润滑油会影响带轮工作寿命
方案二采齿轮传动实现减速目齿轮优点效率高传动精确结构紧凑工作整体尺寸较传动稳齿轮工作环境求较高齿轮工作程中会存较明显磨损夹杂硬度较颗粒状物质会导致齿轮寿命减短
方案三采链传动达减速目链传动优点均传动恒定传动效率高链传动缺点整体尺寸磨损易发生跳齿工作时噪声宜载荷变化高速急速反场合带传动相链传动弹性滑动滑现象
综合济性实性工作环境安装期维护等方面考虑土豆脱皮机选择方案较合适
45带带轮选
图43带轮减速图
1带轮2传送带3带轮
451带轮材料选
带轮铸造时应力质量分布均匀次设计土豆脱皮机选V带轮材料铸铁HT150
452带选
带轮功率PdKaP12×5566kw 中载荷变动天工作10~16时查表6113ka12
综合Pd66kwn950rmin查表613知选普通V带B型
125≤dd≤140
dd140查表6118d知单根v带功率208
V带根数zpdkakl（p1+∆p1）288
v带根数3
计算单根V带预紧力F0
机械设计手册公式：
F050025Ka1PdZV+mV2
中mV带米长质量查表m006 kgm
代入：
计算作带轮轴力Fr
机械设计手册公式：
Fr2F0Zsinα12
代入：
453带轮尺寸设计
带轮速度V速πddn60×1000621（ms）
Ddidd525mm
公式中传动
查表6122知
Dd500mm
中心距a1
07（Dd+dd）≤a1≤2（Dd+dd）
a1600
基准长度计算
L12a+π2dd+Dd+dd+Dd24a22588mm
查表6119取L2240
实际中心距aa1+L+L125906mm
包角计算
α180Dd+dda×573°145°
根带轮基准直径选择结构形式带轮基准直径查表6127知
带轮分度圆直径D140mm做成实心轮
带轮分度圆直径D500mm做成六椭圆辐轮结构
带轮连接电机带轮径d38mm
带轮连接轴带轮径dd轴
d≥A0×3pn120×∛3294253
公式中p脱皮机功率p3294kwn脱皮机转速n253rmin
根轴设计准轴2处键槽d≥319×110335外土豆脱皮机轴承受击动载荷设计轴时处轴径应理轴径综合考虑取d50mm
查表6121带轮厚度61
图44带轮资料图
图45带轮
图46带轮
46轴设计
碳钢合金钢轴材料中45钢常见轴工作力计算指轴强度刚度等方面计算防止工作产生弹性变形次设计考虑选材料强度硬度热处理状态
综合考虑45号钢作材料
461轴径计算
土豆脱皮机设计轴般途轴材料45号钢
抗拉强度 屈服强度
扭转疲劳强度 许疲劳应力
查机械设计手册45号钢
轴受转矩弯矩
查公式知
P—功率 n—轴转速
轴两键槽轴增d29mm
次设计轴径40mm
462初步确定轴结构
图47轴零件图
带轮径知第段轴直径d150mm保证轴带轮配合轴适长点长度
第二段轴直径轴承决定查表14619轴承参数d55D80da61db60第二段轴直径d255mm保证轴轴承配合加轴承盖厚度轴长度
第三段轴直径轴确定d361mm长度L3100mm
第四段轴直径轴承确定d455mm保证轴轴承配合加轴承盖厚度轴长度L425 mm
第五段轴直径机械设计验知d550mm长度L595mm
第六段轴直径机械设计验知d545mm长度圆盘厚度确定L640mm
轴长
463轴受力分析
轴传递扭矩：
轴受圆周力：
轴受径力：
受轴力：
Q280 N带初次装带轮时需初拉力正常工作时计算轴轴承时扩50Q560 N
知
水面：
垂直面：
轴承总支撑反力
竖直面轴承I截面处弯矩：
水面轴承II截面处：
轴承I截面处：
合成弯矩
传递转矩
图 48 力分析图
464强度校核
1截面
中
面弯矩转矩合成弯矩危险截面轴单旋转扭转切应力脉动循环变应力
弯扭合成应力校核轴强度公式
σ1 ——45钢调质处理弯曲疲劳极限查表270MPa
M——截面1处弯矩
α ——根转矩性质定折合系数脉动循环时06
T——转矩
d——轴颈直径
出：满足求
47轴承
471轴承选
次设计轴承时承受径载荷轴载荷查机械设计手册知圆锥滚子轴承满足求轴承采润滑脂润滑次设计轴承选择圆锥滚子轴承根带轮轴选定轴承∅55mm选圆锥滚子轴承32911型外圈宽端面相安装
轴承参数：径d55mm
外径D80mm
宽度B17mm
径基额定动载荷Cr415kN
径基额定静载荷C0r668kN
预计寿命L20000时
图49轴承零件图
图410轴承三维图
472轴承校核
根圆锥滚子轴承寿命计算公式知
PFr
Lh10660nftCrfpPε
中
ft ——温度系数里取10
fp ——载荷系数里取12
径载荷Fr4974
Cr ——径基额定动载荷
P——量动载荷
ε——寿命指数球轴承ε3
计算：
P4974
Lh10660×25310×415×100012×497432212307h>20000h
圆锥滚子轴承符合设计需求
48键选
普通A型键优点结构简单装拆方便中性键连接键键槽侧面挤压传递转矩两侧面工作面
综合济性安装维护等考虑次设计选普通键A型
481键参数
次设计选普通键A型
第段轴键参数：∅45b14h9r05l36t55t138
第六段轴键参数：∅50b16h10r05l50t60t143
带轮键参数：
482键校核
次设计键材料钢查机械设计手册知许挤压应力次设计选键工作长度Llb
带轮键工作长度Llb501634mm
<100MP
圆盘键工作长度Llb361422mm
<100MP
键连接满足求
49零件设计
491螺钉选
4911轴承座圆筒连接螺钉
次设计查表52132知选螺钉型号GBT 26711六角花形圆柱头螺钉M20a5b48l68
果需固定牢需选择耐落螺钉者带垫片螺钉防止螺纹零件松动退出骑缝处钻紧定螺钉
4912轴承座轴承套盖连接螺钉
次设计查表52126知选螺钉型号GBT 652000开槽圆柱头螺钉M8k48n25b2l20
492螺栓选
查表5259知选螺栓规格C级M24*2
493气缸选
次设计气缸伸缩性气缸进料口气缸承受580N力次设计气缸选国产CAT基型气缸出料口气缸缸径8050进料口气缸缸径10063
图 411CAT气缸
494圆盘设计
圆盘表面呈波纹状波纹角α30°圆盘旋转土豆抛起土豆离心力作圆筒壁产生摩擦土豆表面
图412圆盘零件图
图413土豆圆筒受力分析图
波纹角α30°圆盘转动时会推动土豆AB运动速度V分解
中
495轴承座结构设计
轴承座做单独零件时具安装拆卸结构紧凑传动稳振动噪声等优点综合转轴尺寸圆锥滚子球轴承外径具体尺寸考虑轴承座设计
图414轴承座
496轴承盖设计
综合济性安装拆卸调整轴承间隙润滑脂泄漏物料污染考虑次设计轴承盖选凸缘式轴承端盖结合转轴尺寸圆锥滚子球轴承外径具体尺寸轴承盖尺寸进行设计
图415轴承端盖
497轴承密封
毡圈油封脂润滑场合工作原理轴承盖开出梯形槽毛毡标准制成环行带状放置梯形槽中轴密接触
综合济性成安装维护考虑次轴承密封装置选取毡圈油封
498轴承润滑选择
马铃薯脱皮机转速较低承受定载荷般连续工作次设计选轴承圆锥滚子轴承减少摩擦磨损防止烧伤锈蚀选复合钙基润滑脂（SHT 0371995)
499密封圈选
次设计选密封圈功防水机器食品加工污染食品达密封轴承座圆筒间间隙次选o型橡胶圈密封直径50
5仿真
图51粗洗仿真
图52精洗仿真
图53脱皮机仿真
6结
着国济发展国民购买力增强薯片动化生产线加工已越越土豆制品公司重视薯片等休闲食品消费快速增长促果蔬加工行业机械动化加工行业迅速发展起国土豆种植面积然位居世界第巨薯片市场需求国然需巨额进口薯片形成巨反差生产加工力严重足导致解决困境需广泛进行加工生产设备研发
次设计针土豆料进行设计中包括土豆清洗机土豆脱皮机参数选择确定零件校核分析说明保证生产效率产品质量工作条件提高源损耗降低生产成更加低增加利润提高济效益附量装配零件图加证明利机械制造机械设计理力学材料力学工程材料基础等种学科知识土豆料进行设计综述设计实现土豆料目设计方案切实行
参考文献
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薯片动化生产线料系统设计
摘
薯片动化生产线薯片加工厂家里广泛应产品薯片土豆制品专业生产线相工生产动化生产线更加占优势薯片动化生产线更加节高效操作更加简单方便年薯片加工行业应更加广泛薯片年市场潜力巨利润高薯片口感香脆 酥腻土豆制成薯片利高温油炸 高温油炸仅含油率低保持土豆营养成分色泽 薯片制品动化生产线具投资少 技术容易掌握加工工艺简单等优势非常适合中型食品加工企业投资生产
次毕业设计中设计项目土豆清洗机脱皮机土豆清洗机工作原理利喷嘴喷射出加压流水土豆表面进行清洗设备结构简单济土豆脱皮机工作原理利机械摩擦脱皮脱皮机加工程土豆表面呈波纹状波纹角α30°圆盘表面粗糙工作圆筒滚动摩擦金刚砂黏结圆盘圆筒表面增工作表面粗糙度达皮效果圆盘波纹状表面仅抛起土豆加料斗气缸工作时机器会进入加料阶段料斗土豆会落旋转圆盘表面加圆盘旋转土豆离心力作抛起抛起程中会表面粗糙圆筒壁接触摩擦达摩擦脱皮目
关键词：薯片制品加工工艺土豆清洗机喷嘴脱皮机波纹角α30摩擦脱皮圆盘
英文题目
Abstract
The automatic production line of potato chips is widely used in the potato chips processing factory It is a professional production line for potato chips and potato products Compared with the manual production the automatic production line is more advan
tageous the automatic production line of potato chips is more energysaving and efficient and the operation is more simple and convenient So in recent years it has been widely used in the potato chip processing industry In recent years potato chips have huge market potential and high profits The taste of chips is crispy crisp and not greasy From potatoes to chips hightemperature frying is mainly used Hightemperature frying not only has low oil content but also maintains the nutritional composition and color of potatoes The automatic production line of potato chips has the advantages of less investment easy to master technology and simple processing technology which is very suitable for the investment and production of small and mediumsized food processing enterprises
In this graduation project the personal design project is potato washing machine and peeling machine The main working principle of potato washing machine is to clean the potato surface by spraying pressurized water from the nozzle The structure of the equipment is simple and economic The working principle of potato peeling machine is to use mechanical friction to peel The processing process of potato peeling machine is mainly rolling friction between the disk with ripple angle of α 30 ° and the working cylinder with rough surface The wavy surface of the disc is not onl
Key words potato chip products processing technology potato washing machine peelingmachinerippleangleα30frictionpeeling目录
1 前言 7
11研究目标 7
12研究意义 7
13技术路线 7
14清洗机脱皮机国外发展现状 7
15次设计应解决问题 8
2总体方案设计 9
21土豆清洗机设计原理 9
22土豆脱皮机设计原理 9
23设计设备编程 10
24分析存问题 11
3土豆清洗机 12
31清洗总体设计 12
32粗洗水槽设计 12
33粗洗水槽级架设计 13
34土豆水槽手力分析 14
35螺栓选 14
36土豆精洗机设计 14
361输送带电机选择 15
362链选型 16
363减速器选 18
364轴设计 19
3641轴径计算 19
3642初步确定轴结构 19
3644强度校核 21
365轴承 21
3651轴承选 21
3652轴承校核 22
366键 23
3661键选 23
3662键校核 23
367轴承座设计 23
368精洗水槽机架设计 24
4土豆脱皮机 25
41脱皮机总体设计 25
42生产力计算 25
43电机选 26
44选择传动方案 27
45带带轮选 28
451带轮材料选 28
452带选 28
453带轮尺寸设计 29
46轴设计 31
461轴径计算 31
462初步确定轴结构 32
463轴受力分析 32
464强度校核 33
47轴承 34
471轴承选 34
472轴承校核 35
48键选 35
481键参数 35
482键校核 36
49零件设计 36
491螺钉选 36
4911轴承座圆筒连接螺钉 36
4912轴承座轴承套盖连接螺钉 36
492螺栓选 36
493气缸选 36
494圆盘设计 37
495轴承座结构设计 38
496轴承盖设计 38
497轴承密封 39
498轴承润滑选择 39
499密封圈选 39
5仿真 40
6结 42
参考文献 43
谢 辞 44
附 录 45
1 前言
80年代末起国欧美发达国家先引进30余条土豆制品生产线国初土豆制品生产线全国土豆制品年生产总销量达4~5万t目前止采生产设备生产土豆制品企业数量
发达国家高技术水设备相国产设备技术显较落质量较差产量较低原料磨损量较市场土豆制品需求量需生产先进土豆品动化生产线已达满足市场需求
11研究目标
薯片动化生产线研究目标薯片生产效力更加高功更加强投资更加节省设备设备更加智化生产成更加低设备操作更加简单方便减少力资源浪费提高劳动效率时提高生产动化程度缩发达国家薯片加工设备差距实现设备生产
12研究意义
着国民购买力急剧增强土豆制品年始终保持良增长势头中国快成土豆制品具吸引力消费市场巨消费市场商家纷沓薯片占中国土豆制品市场半江山国产业升级动化技术应发展中国土豆制行业提供新发展机遇
国产薯片生产设备相发达国家引进薯片生产设备然生产技术水相较高价格相较高数企业会选择购买先进设备解决面困难应加力度研发国产薯片生产设备马铃薯生产国说发展豆制食品加工设备没掌握先进加工技术生产先进加工设备行
13技术路线
根课程学课外学工厂参观等学知识应薯片动化生产线研究技术路线生产效力更加高设备功更加强投资更加节省设备设备更加智化设备操作更加简单方便仅提高薯片生产效率时改善工作条件节省源降低土豆损耗量生产成更加低增加利润提高济效益
14清洗机脱皮机国外发展现状
美国首发达国家土豆清洗机脱皮机研究起步较早研发设备投入资金较高清洗成品薯片生产加工流程早已实现动化生产统计发达国家土豆清洗脱皮加工生产磨损量超
5拥完善加工工艺较高生产效率设备操作安全方便
目前国出现生产土豆清洗机土豆清洗脱皮机厂家土豆清洗机版式清洗机滚筒清洗机毛刷清洗机通式清洗机等土豆脱皮机滚筒式脱皮机卧式摩擦脱皮机磨皮清洗机等脱皮机工作原理机械摩擦脱皮化学脱皮蒸汽脱皮等中机械摩擦脱皮应较广泛然生产设备定技术水存问题中突出缺点设备动化程度够高设备结构复杂设计尺寸较操作方便土豆磨损严重消耗源较排污达标功率求设备价格较高清洗完全等
15次设计应解决问题
（1）土豆料
（2）土豆清洗机结构设计
（3）清洗设备操作简便清洗效率高残留杂质清洗连续洗完呈现土豆色
（4）降低生产成
（5）减少生产程污染
（6）操作更加简单速度更快效率更高
（7）达缩设备尺寸结构简单耗水量少降低土豆破损率
（8）土豆脱皮机结构设计薯
（9）土豆脱皮完全彻底原料损耗少
2总体方案设计
21土豆清洗机设计原理
土豆清洗机功清洗掉土豆表面沾带泥沙硬质杂
土豆粗洗求达泥土等杂质泡软水流带动动杂质洗掉
土豆精洗传送带带动土豆进行传送翻转带压力水传送带面喷翻转土豆达土豆孔杂质实现清洗目
22土豆脱皮机设计原理
土豆脱皮机原理机械摩擦脱皮机械摩擦皮土豆表面质量完脱皮死角较碎皮尺寸脱皮完全彻底原料损耗少机械摩擦皮原理增原料工作表面接触面积达增摩擦数目土豆圆筒圆盘摩擦作土豆表皮发生撕裂破坏
土豆表面呈波纹状波纹角α30°圆盘表面粗糙工作圆筒滚动摩擦金刚砂黏结圆盘圆筒表面增工作表面粗糙度达皮效果圆盘波纹状表面仅抛起土豆兼擦皮功加料斗气缸工作加料土豆落旋转圆盘波纹状表面土豆离心力作抛起抛起程中会表面粗糙圆筒壁接触摩擦达摩擦脱皮目圆筒土豆填充般选物料充满系数
05~065
脱皮机工作时通进水口水送入圆筒部进料口闸门气缸锁紧进料口气缸工作时间30s卸料口闸门气缸锁紧卸料口气缸工作时间70s气缸电机采PLC控制目实现动化生产摩擦皮杂质排污口排脱皮完成土豆圆盘提供离心力开闸门卸料口动排
圆筒土豆填充般选物料充满系数05~065
图21总体二维图
图22总体三维图
23设计设备编程
次设计控制系统PLC编程PLC拥应面广功强方便等优点综合工作环境寿命济性成问题考虑选三菱PLC编程
次设计PLC土豆脱皮机储料料工作出料排污配合
次设计PLC控制功：启动钮X1生产线工作传送带电机Yo装料口气缸Y1工作开始装料30s电机Y3开始带动圆盘工作卸料口气缸Y2工作开始卸料70s装料口气缸Y1工作复位钮X2复位电路
根控制功知I＼O分配：输入X1X2输出Y001Y2Y3定时器T0定时器T1定时器T2
已知生产数800公斤时
24分析存问题
（1）土豆水流作起浸泡杂质效果
（2）土豆水流作翻转洗掉污渍
（3）土豆传送工位时确保土豆污水正常分离
（4）土豆压力水洗进行翻转掉土豆孔污渍工位没洗掉污渍
（5）脱皮完全彻底原料损耗少
（6）土豆够完全抛起圆筒壁呈接触翻滚状态
（7）土豆凹凸表面损伤皮屑水等废物处理
（8）求土豆部位表面均匀脱皮
3土豆清洗机
31清洗总体设计
土豆原材料进身重力水流作30度粗洗水槽流达泥土等杂质泡软目水流带动动杂质洗掉然传送带输送精洗水槽流时利高压喷嘴喷出压力水流土豆进行清洗达土豆孔杂质实现清洗目
水槽机械结构简单满足生产条件减少动化生产线建设成减少生产成产品市场更加竞争优势
图31总体设计图
1机架2粗洗水槽3高压喷嘴4精洗水槽
32粗洗水槽设计
考虑粗洗水槽承受定重量精度求高综合考虑减少生产成济性水槽材料45号钢
粗洗水槽水面夹角样土豆身重量流节省运输成水槽目水流作泥土等杂质泡软目动附着杂质洗掉水槽长度2000mm综合考虑土豆脱皮机机体设计水槽宽度600mm高度200mm水槽需排污水杂质水槽尾部4排污口螺栓水槽机架连接起螺栓间距离78mm水槽厚度20mm
水槽结构设计
图32水槽三维零件图
图33水槽零件图
33粗洗水槽级架设计
水槽机架水槽确定水槽参数工作求机架设计
图34机架三维图
34土豆水槽手力分析
图35 土豆身重力作受力分析图
中选角度30度土豆身重量流节省运输成降低生产成水里里作洗土豆减少土豆运输时摩擦
土豆受力
土豆水槽运动方加速度
土豆通水槽时间
35螺栓选
螺栓选举水槽机架决定次设计粗洗水槽精洗水槽选种规格螺栓目降低安装成减少设计支出
查表5259知水槽机架连接螺栓选螺栓规格C级M24
输送带轴承座精洗水槽连接螺栓选规格C级M10螺栓
精洗水槽盖板连接螺栓选规格C级M10螺栓
36土豆精洗机设计
考虑粗洗水槽承受定重量精度求高求高压喷嘴设计进留足够位置装传送带综合考虑减少生产成济性水槽材料45号钢高压清洗机直接市面买
精洗水槽里面传送带传送带低速运转水槽正方高度400mm方根高压喷嘴长度1790mm土豆传送带受高压水清洗洗孔里泥土附着性强杂质避免水喷洒水槽高度500mm宽度600mm效工作长度1790mm总长2000mm留安装传送带位置水槽末端5排污口
精洗水槽结构设计
图36土豆精洗水槽零件图
图37精洗水槽三维图
361输送带电机选择
根时加工800公斤
假设土豆外形球形土豆半径r1≤4cm土豆密度蟻（10~12gcm）
单土豆体积V1
v143π∙（d2）343×314×（82）3268（cm3）
中单土豆质量m1
m1v1∙ρ268×112948(g)03kg
时加工次数t
300s加工土豆重量G1
喷嘴喷射出水土豆清洗传送带速度宜快取v01ms
传送带需工作拉力F需拖动土豆网带F2KN传送带功率
电机输送带效率
中减速器传动效率轴承传动效率
电机需功率
电机选型号90S功率075kw步转速1000rmin满载转矩
表31电机性参数
型号
功率KW
转速rmin
效率
90S
075KW
950rmin
86
图38电机外形图
362链选型
网带传动方式采链轮驱动起切割碰撞耐油耐水易蛇行跑偏带模块网带克服皮带撕裂刺破腐蚀缺点提供种安全快捷维护简单输送方式
次设计链轮齿数z18传动i1链轮效齿数9
计算中心距
链轮工作转速
计算节数
计算链条功率
中式中工作情况系数Kz链轮齿数≠25时修正系数称齿数系数Km采排链时修正系数P传递功率kW
图39参数图
Kz14
Pc062kw
Pc062kw查机械设计手册GBT 12432006
次设计选链条链号16A链节距选254
图310 链条
图 311链轮参数图
次设计选效齿数z9
减速i
图 312链轮
综合数链轮分度圆1114mm第链轮中心精洗水槽壁距离L70mm网带宽度400mm链轮孔直径60mm
363减速器选
图313 蜗杆置式图
速度较慢传动次设计选减速器蜗杆置式减速器购买NMRV130蜗杆减速器输出孔直径45mm输入孔直径24mm减速30
图314 减速器图
表32
型号
输入孔
输出孔
长度
宽度
高度
RV130
45mm
24mm
295mm
162mm
335mm
364轴设计
3641轴径计算
土豆清洗机设计轴般途轴材料45号钢
抗拉强度 屈服强度
扭转疲劳强度 许疲劳应力
查机械设计手册45号钢
轴受转矩弯矩
P—功率 n—轴转速
轴两键槽轴增d32mm
次设计轴径42mm满足设计求
3642初步确定轴结构
传动轴
第段轴长度减速器决定直径45
第二段 第六段轴长度轴承决定直径55
第三段 第五段轴长度链轮决定直径60mm
第四段轴长度网带决定直径70mm
总长
图 315 轴
动轴
第段轴第五段轴长度轴承决定直径55mm
第二段轴第四段轴长度链轮决定直径60mm
第三段轴长度网带决定直径70mm
总长
3643轴受力分析
轴传递扭矩：
轴受圆周力：
轴受径力：
受轴力：
知
垂直面：
水面：
水面轴承截面处弯矩：
垂直面轴承截面处弯矩：
合成弯矩
轴传递转矩
图316受力分析图
3644强度校核
1截
中
面弯矩转矩合成弯矩危险截面轴单旋转扭转切应力脉动循环变应力
弯扭合成应力校核轴强度公式
σ1 ——45钢调质处理弯曲疲劳极限查表270MPa
M——截面1处弯矩
α ——根转矩性质定折合系数脉动循环时06
T——转矩
d——轴颈直径
出：满足求
365轴承
3651轴承选
次设计选 6000—2RZ型深沟球轴承（GBT 2761994）
轴承参数：径d55mm
外径D72mm
宽度B9mm
径基额定动载荷Cr91kN
径基额定静载荷C0r84kN
预计寿命L20000时
图 317轴承
图 318轴承
3652轴承校核
知深沟球轴承时承受FrFa作中Fr437NFa197N
查表知公式
PXFr+YFa
Lh10660nftCrPε
中
ft ——温度系数里取10
fp ——载荷系数里取15
FrFa——分轴承承受径载荷轴载荷
XY——分轴承径载荷系数轴载荷系数查表X056Y199
Cr ——径基额定动载荷
P——量动载荷
ε——寿命指数球轴承ε3
计算：
P056×437+199×19763675
Lh10660×31810×91×100015×636753450661h>20000h
深沟球轴承符合设计需求
366键
3661键选
次设计选普通键A型
第段轴键设计参数：l100mmb12mmh8mmt5mm
第三第五段轴键设计参数：l30mmb18mmh11mmt7mm
3662键校核
次设计键材料钢查机械设计手册知许挤压应力次设计选键工作长度Llb
第段键工作长度Llb1001288mm
<100MP
367轴承座设计
轴承座设计轴承装配位置精洗水槽配合决定
图319轴承座
368精洗水槽机架设计
支架结构简单满足工作需求条件量保证济性
图320机架图
4土豆脱皮机
41脱皮机总体设计
图41总体设计图
1键2 螺栓M243带轮4轴承5出料口6 螺钉M207轴承套8轴9气缸10圆筒11圆盘12电机13排污口14机架
42生产力计算
G3600i1+i2+i3×πD2H4ρφ
公式中
i1—装料时间（s）次设计取30s
i2—卸料时间（s）次设计取70s
i3—摩擦脱皮时间（s）次设计取300s
H—圆筒效高度（m）次设计取08
D—圆筒径（m）次设计取06m
ρ—圆筒物料容积密度
φ—圆筒物料填充系数
G360030+70+300×π×036×084×05×800814（公斤时）
物料层厚度δ34H34×800600mm
脱皮机圆盘转速N1≥60√2δRSin2α253rmin
圆盘转速V速2πDN4×602×314×06×25224039ms
43电机选
土豆脱皮机工作时消耗总功率进行粗略计算
PMnγ MfGR
公式中M圆盘转矩（Nm）传动效率R圆盘半径
f摩擦系数取值范围（11~13）
f12
取值范围（075~085）
γ075
次物料层厚度
δ34H60cm
假设次进入圆筒土豆数量N
Nvv1∙φπ2（D2）2δv1φ46
土豆脱皮机圆盘工作时总功率
PMnγfGRnγfNmg（04D）v4γ3294w
电机功率计算
γ0γ滚+γ带
公式中γ滚098γ带095γ0总功率
γ0γ滚+γ带098×095093
P1Pγ0329409335（KW）
土豆脱皮程中考虑电机没特殊求应选效率高启动转矩噪声低振动选Y系列三相异步电动机
根脱皮机功率计算知电机功率P1315KW考虑电机功率计算查阅机械设计手册知电机选型号Y132M—2步转速1000rmin功率55kw
电机外形参数
表41电机性参数
型号
功率KW
转速rmin
效率
Y1322
55KW
950rmin
86
图42电机外形图
44选择传动方案
方案：电机——带轮——转盘
方案二：电机——齿轮——转盘
方案三：电机——链传动——转盘
方案均土豆脱皮机实现传动减速目时三种方案满足土豆脱皮机工作需求结构性济性工作环境求
方案采带轮传动达减速目带传动优点带轮带滑载时防止零件损坏起保护作带电机安装成低传动稳结构简单便安装方便维护带轮工作环境求较低般情况带轮接触润滑油会影响带轮工作寿命
方案二采齿轮传动实现减速目齿轮优点效率高传动精确结构紧凑工作整体尺寸较传动稳齿轮工作环境求较高齿轮工作程中会存较明显磨损夹杂硬度较颗粒状物质会导致齿轮寿命减短
方案三采链传动达减速目链传动优点均传动恒定传动效率高链传动缺点整体尺寸磨损易发生跳齿工作时噪声宜载荷变化高速急速反场合带传动相链传动弹性滑动滑现象
综合济性实性工作环境安装期维护等方面考虑土豆脱皮机选择方案较合适
45带带轮选
图43带轮减速图
1带轮2传送带3带轮
451带轮材料选
带轮铸造时应力质量分布均匀次设计土豆脱皮机选V带轮材料铸铁HT150
452带选
带轮功率PdKaP12×5566kw 中载荷变动天工作10~16时查表6113ka12
综合Pd66kwn950rmin查表613知选普通V带B型
125≤dd≤140
dd140查表6118d知单根v带功率208
V带根数zpdkakl（p1+∆p1）288
v带根数3
计算单根V带预紧力F0
机械设计手册公式：
F050025Ka1PdZV+mV2
中mV带米长质量查表m006 kgm
代入：
计算作带轮轴力Fr
机械设计手册公式：
Fr2F0Zsinα12
代入：
453带轮尺寸设计
带轮速度V速πddn60×1000621（ms）
Ddidd525mm
公式中传动
查表6122知
Dd500mm
中心距a1
07（Dd+dd）≤a1≤2（Dd+dd）
a1600
基准长度计算
L12a+π2dd+Dd+dd+Dd24a22588mm
查表6119取L2240
实际中心距aa1+L+L125906mm
包角计算
α180Dd+dda×573°145°
根带轮基准直径选择结构形式带轮基准直径查表6127知
带轮分度圆直径D140mm做成实心轮
带轮分度圆直径D500mm做成六椭圆辐轮结构
带轮连接电机带轮径d38mm
带轮连接轴带轮径dd轴
d≥A0×3pn120×∛3294253
公式中p脱皮机功率p3294kwn脱皮机转速n253rmin
根轴设计准轴2处键槽d≥319×110335外土豆脱皮机轴承受击动载荷设计轴时处轴径应理轴径综合考虑取d50mm
查表6121带轮厚度61
图44带轮资料图
图45带轮
图46带轮
46轴设计
碳钢合金钢轴材料中45钢常见轴工作力计算指轴强度刚度等方面计算防止工作产生弹性变形次设计考虑选材料强度硬度热处理状态
综合考虑45号钢作材料
461轴径计算
土豆脱皮机设计轴般途轴材料45号钢
抗拉强度 屈服强度
扭转疲劳强度 许疲劳应力
查机械设计手册45号钢
轴受转矩弯矩
查公式知
P—功率 n—轴转速
轴两键槽轴增d29mm
次设计轴径40mm
462初步确定轴结构
图47轴零件图
带轮径知第段轴直径d150mm保证轴带轮配合轴适长点长度
第二段轴直径轴承决定查表14619轴承参数d55D80da61db60第二段轴直径d255mm保证轴轴承配合加轴承盖厚度轴长度
第三段轴直径轴确定d361mm长度L3100mm
第四段轴直径轴承确定d455mm保证轴轴承配合加轴承盖厚度轴长度L425 mm
第五段轴直径机械设计验知d550mm长度L595mm
第六段轴直径机械设计验知d545mm长度圆盘厚度确定L640mm
轴长
463轴受力分析
轴传递扭矩：
轴受圆周力：
轴受径力：
受轴力：
Q280 N带初次装带轮时需初拉力正常工作时计算轴轴承时扩50Q560 N
知
水面：
垂直面：
轴承总支撑反力
竖直面轴承I截面处弯矩：
水面轴承II截面处：
轴承I截面处：
合成弯矩
传递转矩
图 48 力分析图
464强度校核
1截面
中
面弯矩转矩合成弯矩危险截面轴单旋转扭转切应力脉动循环变应力
弯扭合成应力校核轴强度公式
σ1 ——45钢调质处理弯曲疲劳极限查表270MPa
M——截面1处弯矩
α ——根转矩性质定折合系数脉动循环时06
T——转矩
d——轴颈直径
出：满足求
47轴承
471轴承选
次设计轴承时承受径载荷轴载荷查机械设计手册知圆锥滚子轴承满足求轴承采润滑脂润滑次设计轴承选择圆锥滚子轴承根带轮轴选定轴承∅55mm选圆锥滚子轴承32911型外圈宽端面相安装
轴承参数：径d55mm
外径D80mm
宽度B17mm
径基额定动载荷Cr415kN
径基额定静载荷C0r668kN
预计寿命L20000时
图49轴承零件图
图410轴承三维图
472轴承校核
根圆锥滚子轴承寿命计算公式知
PFr
Lh10660nftCrfpPε
中
ft ——温度系数里取10
fp ——载荷系数里取12
径载荷Fr4974
Cr ——径基额定动载荷
P——量动载荷
ε——寿命指数球轴承ε3
计算：
P4974
Lh10660×25310×415×100012×497432212307h>20000h
圆锥滚子轴承符合设计需求
48键选
普通A型键优点结构简单装拆方便中性键连接键键槽侧面挤压传递转矩两侧面工作面
综合济性安装维护等考虑次设计选普通键A型
481键参数
次设计选普通键A型
第段轴键参数：∅45b14h9r05l36t55t138
第六段轴键参数：∅50b16h10r05l50t60t143
带轮键参数：
482键校核
次设计键材料钢查机械设计手册知许挤压应力次设计选键工作长度Llb
带轮键工作长度Llb501634mm
<100MP
圆盘键工作长度Llb361422mm
<100MP
键连接满足求
49零件设计
491螺钉选
4911轴承座圆筒连接螺钉
次设计查表52132知选螺钉型号GBT 26711六角花形圆柱头螺钉M20a5b48l68
果需固定牢需选择耐落螺钉者带垫片螺钉防止螺纹零件松动退出骑缝处钻紧定螺钉
4912轴承座轴承套盖连接螺钉
次设计查表52126知选螺钉型号GBT 652000开槽圆柱头螺钉M8k48n25b2l20
492螺栓选
查表5259知选螺栓规格C级M24*2
493气缸选
次设计气缸伸缩性气缸进料口气缸承受580N力次设计气缸选国产CAT基型气缸出料口气缸缸径8050进料口气缸缸径10063
图 411CAT气缸
494圆盘设计
圆盘表面呈波纹状波纹角α30°圆盘旋转土豆抛起土豆离心力作圆筒壁产生摩擦土豆表面
图412圆盘零件图
图413土豆圆筒受力分析图
波纹角α30°圆盘转动时会推动土豆AB运动速度V分解
中
495轴承座结构设计
轴承座做单独零件时具安装拆卸结构紧凑传动稳振动噪声等优点综合转轴尺寸圆锥滚子球轴承外径具体尺寸考虑轴承座设计
图414轴承座
496轴承盖设计
综合济性安装拆卸调整轴承间隙润滑脂泄漏物料污染考虑次设计轴承盖选凸缘式轴承端盖结合转轴尺寸圆锥滚子球轴承外径具体尺寸轴承盖尺寸进行设计
图415轴承端盖
497轴承密封
毡圈油封脂润滑场合工作原理轴承盖开出梯形槽毛毡标准制成环行带状放置梯形槽中轴密接触
综合济性成安装维护考虑次轴承密封装置选取毡圈油封
498轴承润滑选择
马铃薯脱皮机转速较低承受定载荷般连续工作次设计选轴承圆锥滚子轴承减少摩擦磨损防止烧伤锈蚀选复合钙基润滑脂（SHT 0371995)
499密封圈选
次设计选密封圈功防水机器食品加工污染食品达密封轴承座圆筒间间隙次选o型橡胶圈密封直径50
5仿真
图51粗洗仿真
图52精洗仿真
图53脱皮机仿真
6结
着国济发展国民购买力增强薯片动化生产线加工已越越土豆制品公司重视薯片等休闲食品消费快速增长促果蔬加工行业机械动化加工行业迅速发展起国土豆种植面积然位居世界第巨薯片市场需求国然需巨额进口薯片形成巨反差生产加工力严重足导致解决困境需广泛进行加工生产设备研发
次设计针土豆料进行设计中包括土豆清洗机土豆脱皮机参数选择确定零件校核分析说明保证生产效率产品质量工作条件提高源损耗降低生产成更加低增加利润提高济效益附量装配零件图加证明利机械制造机械设计理力学材料力学工程材料基础等种学科知识土豆料进行设计综述设计实现土豆料目设计方案切实行
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