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1、馬鈴薯（土豆）去皮機的設計 摘 要 馬鈴薯去皮是馬鈴薯制品加工的重要環(huán)節(jié)。隨著我國馬鈴薯產量的不斷發(fā)展 和擴大，馬鈴薯加工量也在不斷發(fā)展，馬鈴薯產品越來越多。不管最終的成品是 什么土豆，在這兩道工序之前都要經過清洗和去皮。削皮是一個必要的過程，因 為土豆皮會影響后期產品的味道，所以加工前必須先去皮。馬鈴薯去皮是馬鈴薯 制品加工的重要環(huán)節(jié)。本設計項目是馬鈴薯剝皮機的設計。在給定參數(shù)的前提下, 主要完成總體方案論證、削皮機筒體設計、盤形設計、傳動方案論證及電機選型、 皮帶傳動設計等內容。詳細介紹了軸承和軸承座的選擇。最后，對電機的控制和 機器的維護進行了一定的闡述。 關鍵詞：馬

2、鈴薯；去皮機；設計 式中 M為轉盤轉矩(N-m),r|為傳動效率； M = fGR (4) R為摩擦臂矩，r=0.4D (D為轉盤直徑) r| =(0.75?0.85),設計中選 0.80 假設馬鈴薯為球形顆粒，馬鈴薯粒徑<80 mm,設計中取80mm,馬鈴薯密度 p=1.0~1.2g/cm3,設計中取 p= 1.1 g/cm3 則單個馬鈴薯的體積V1 =-x3.14xf->| ?268 (cm3) 3 UJ 3 ⑵ 單個馬鈴薯的質量mi 叫=匕?q = 268x1.1 = 294.8 (g) =0.2498 (kg) 一個圓筒內放入馬鈴薯的個數(shù)為N 泌丫 〃伽丫

3、 ?o ———x30 N = L?w= ——w= X 0.52^37 (個) 的 匕 268 則馬鈴薯去皮機所消耗的總功率P為： 八 Mn JGRn JNmg (0.4D)n 1.1x37 x 0.2948 x 9.8 x 0.4 x 0.4 x 268 r — = = = (W) 〃 〃 4〃 4x0.8 =6302.5W=6.302 (KW) 3 .傳動方案的設計選用 3.1電動機的選用 3.1.1幾種常見電動機的特點 Y系列是我國統(tǒng)一設計的通用全封閉自扇籠式三相異步電動機。防護等級為 IP44O Y系列電動機具有效率高、啟動力矩大、噪聲低、振動小、可靠性高等

4、特 點。適用于一般無易燃、易爆、腐蝕性氣體的場所和無特殊要求的機械，如:金 屬切削機床、泵、風機、運輸機械、農業(yè)機械、食品機械等。額定電壓380V, 頻率50Hzo YCJ系列減速電機是由Y系列(IP44)電機與減速機耦合而成，齒輪 箱與電機已成為一體，可直接輸出低速和高扭矩。適用于礦山、冶金、建材、化 工、食品、造紙、農業(yè)機械等行業(yè)。額定電壓380V,頻率50Hz。YZR、YZ系 列電機具有較高的過載能力和較高的機械強度，適用于短時間或間歇運行、頻繁 啟動、制動、過載及設備振動和沖擊較大的場合。用于起重、冶金機械或類似的 其他設備。YZR系列為繞線轉子電機;,YZ系列為籠形轉

5、子電機。額定電壓380V, 頻率50Hz。⑹ 3.1.2電動機容量的選擇 馬鈴薯去皮機所需要的功率P=6.302KW,因為設計傳動中從電動機到圓筒有 一對軸承，一個帶傳動 所以電動機到圓筒的傳動總效率為 r|o=T| 滾*q 帶 其中,n 滾=0.98,r| 帶=0.95 T|()=r| 滾*r| 帶二0.98*0.95=0.931 Pi=P/r|o=6.3O2/O.931=6.77 KW 3.1.3電動機的選型 根據(jù)上述對幾種常用電動機的分析，綜合考慮到馬鈴薯去皮機屬于無特殊要 求，配用效率高、啟動轉矩大、噪聲低，振動小的Y系列三相異步電動機就可 以了。同一功率的異

6、步電動機有同步轉速3000、1500、1000、750 r/min等幾種可供選擇，通常選用同步轉速為1500r/min或1000i7min的電動機。根據(jù)去皮機 所需要的功率P=6.3025kw來選型，由于考慮到電動機功率應當比計算的值大一 些，查閱標準表7-2-2⑹，查出有倆個適用的電機型號，因此有下面?zhèn)z個傳動方 案。 表1電動機選型表 Table 1 Motor Selection Table 方案 電動機 型號 額定功 率KW 空載轉 速 r/mim 滿載轉速 r/mim 效率％ 功率 因數(shù) 傳動 比i 1 Y160M-4 7.5 1500

7、 1440 87 0.85 5.37 2 Y160M-6 7.5 1000 970 86 0.78 3.62 普通V帶傳動比為2?4,鏈傳動的傳動比為2?6,齒輪的傳動比為3?40, 由上表可知，方案1的傳動比為5.37,方案2的傳動比為3.62,對比方案，為使 結構緊湊,且的可以選擇的傳動方式多一些，綜合考慮，選擇方案2,所以本設計 選用1000r/min的電動機，滿載轉速為970 r/min,查閱標準表7-2-2,選取Y160M-6 型電動機。這種電動機的數(shù)據(jù)如下： 表2電動機主要性能參數(shù) 型號 額定 功率 kW 滿載時 起動轉 矩 額定

8、轉 矩 起動電 流 額定電 流 最大轉矩 額定轉矩 轉速 r/min 電流 A 效率 % 功率 因數(shù) Y160M-6 7.5 970 17 86 0.78 2.0 6.5 2.0 表3 電動機外形和安裝尺寸 裝鍵部位尺 中心高 外形尺寸 懸掛安裝尺寸軸伸尺寸 寸 H(mm) Lx(AC/2+AD) AxB E FxDxG 160 605x(330/2+265) 254x210 112 12x42x37 圖3電動機結構簡圖 Figure 3 Schematic diagram of motor

9、 3.2傳動方案的論證與設計 3.2.1傳動方案的選擇 剝皮機轉速n=268r/min,所選電機轉速為1000r/min,滿載轉速為970r/min, 故剝皮機總傳動比1=970/268=3.62。由于普通V帶傳動比為2 ~ 4,鏈傳動傳動 比為2~6,圓柱齒輪傳動比為3?8,有三種選擇： 方案:電機一三角滑輪一轉盤； 方案b:電機一鏈傳動一轉盤； 方案c:電機 齒輪傳動 轉盤。 方案a采用帶傳動減速。皮帶傳動比約為3 ~ 5o皮帶傳動使電機與盤座容 易分離，減少了振動的干擾。當超載時，皮帶在滑輪上滑動，可以防止其他部件 的損壞，起到安全保護的作用。皮帶傳動對環(huán)境要求低。一

10、般情況下，在皮帶傳 動中只要沒有與潤滑油接觸，就不會影響其使用壽命。 方案b采用鏈傳動減速。與帶傳動相比，具有非彈性滑動打滑、平均傳動比 恒定、傳動效率高、整體尺寸小、磨損后易跳齒、工作時噪音小等特點。因此, 不適合負荷變化大、速度快、倒車快的場合。 方案c采用齒輪傳動減速。效率高，結構緊湊，工作可靠，使用壽命長，傳 動比穩(wěn)定。該減速機可實現(xiàn)單位時間精確傳動比。作為獨立的傳動裝置，可達到 3000kw。但其安裝精度高，結構緊湊，制造成本大。齒輪傳動對環(huán)境的要求比 較高，當嚙合齒輪時，嚙合過程中存在顆粒夾雜，這就會加速齒輪的磨損，從而 導致齒輪壽命的降低。 上述三種傳動方案均

11、能滿足圓盤給料機的功能要求，但在結構、性能、經濟 性、工作環(huán)境等方面存在差異。根據(jù)設計數(shù)據(jù)，機器的單位重量為0.8t/m3,處 理能力為200kg/h，總傳動比為3.63，綜合考慮選擇a更為合適。 3.2.2安裝形式選擇 帶傳動具體安裝形式有三種方案可以選擇： 方案a:臥式電動機——萬向聯(lián)軸器——帶傳動——轉盤 方案b:立式電動機（傳動軸向上）——帶傳動——轉盤 方案c:立式電動機（傳動軸向下） 帶傳動 轉盤 a方案采用聯(lián)軸器將電動機和主軸連接的，電動機是臥式的，中間需要萬向 聯(lián)軸器實現(xiàn)90度的換向。這個傳動方案結構簡單，工作不平穩(wěn)。 b方案直接采用立式電動機，傳動軸向上，

12、用電動機的軸直接與小帶輪連接, 電動機的傳動軸向上。這個方案傳動平穩(wěn)，結構簡單，成本低，安裝維護方便。 方案A 方案巳 方案。 圖4安裝方案圖 Figure 4 installation program map (1.電動機2.萬向聯(lián)軸器3.小帶輪4.V帶 5.大帶輪6工作機筒） 在方案c中，垂直電機直接使用，傳動軸向上。電機軸與小滑輪直接連接, 電機驅動軸向上。該方案具有傳動平穩(wěn)、結構簡單、成本低、安裝維護方便等優(yōu) 點。它比b計劃更緊湊。 上述三種傳動方案均能滿足圓盤給料機的功能要求，但在結構、性能、經濟 性、工作環(huán)境等方面存在差異。根據(jù)設計數(shù)據(jù)，該機

13、床的單位重量為0.8t/m3, 加工能力為200kg/h，總傳動比為3.63。綜合考慮后，方案c更合適。電機基本 結構為B3,安裝結構為V5。 3.3 V帶的設計選用 帶傳動是由固聯(lián)與主動軸上的帶輪1、（主動軸）、固聯(lián)與從動軸上的帶輪3 （從動輪）和緊套在兩輪上的傳動帶2組成的（如下圖）。當原動機驅動主動輪 運轉時候，由于帶和帶輪間的摩擦，便拖動從動輪一起轉動，并傳遞一定的動力。 帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖振動等特點。 圖5帶傳動示意圖 Diagram5 take to spread to move diagram 帶傳動一般最常用的有幾種皮帶：

14、平帶，V帶，同步帶。多在相同張緊力和 相同摩擦系數(shù)的條件下,V帶產生的摩擦力要比平帶的摩擦力要大，所以V帶傳動 能力強，結構更緊湊，在機械傳動中應用最廣泛.V帶按其寬度和高度相對尺寸的 不同，又分為普通V帶，窄V帶，寬V帶，汽車V帶，齒形V帶,大楔角V帶等多種 類型.目前，普通V帶應用最廣。同步帶相當于平帶與多根V帶的組合，兼有兩者 的優(yōu)點，多用于結構要求緊湊的大功率傳動中。由于馬鈴薯去皮機采用小功率電 機，綜合考慮，大小帶輪之間采用普通V帶。普通V帶的截型分為Y、Z、A、 B、C、D、E 七種。 3.3.1 V帶的設計計算 確定計算功率 Pd=K*P 查表6-1-11

15、16〕，按每天工作V10小時，載荷變動小，取Ka=1.1 Pd=l.1x7.5=8.25 kw 選帶型 根據(jù) Pd=8.25kw 和 n=970r/min9查圖 6-1-3[6] 選B型帶。 確定帶的基準直徑Di和D2 根據(jù)B型帶截型參考表6-1-22和表6-1-23⑹，選 Di=140 mmZDmin= 125 mm 驗算帶速： T7 7iD\R\ 3.14x140x970 _ 11 (,、 V = = = 7.11 (m/s) 60x1000 60x1000 V在5~25 m/s范圍內，所以Di直徑合適。 計算從動輪的直徑： D2=iDi=3.62x 140=5

16、06.8 (mm) 查《簡明機械設計手冊》表6-1-22, V帶輪的基準系列 圓整為D2=500 mm 傳動比 D2 1= DI _500 "140 = 3.57 960 960 3^7 = 269 (r/min) 帶速 60x1000 2x3.14x200x269 60x1000 = 5.63 (m/s)

17、8 < €/0 < 1280 初定 a（）=600 （mm） 計算基準長度 如=2%+犯皿）+皿? ^2x600+^(140+500)+(5°°-140)2 2' 7 4x600 =2258.8(mm) 根據(jù)頃,查表6-1-19形取和La。相近的V帶基準長度 Ldo=224O (mm) 實際軸間距 Ld — Ld° Ann 2240—2258.8 (、 。a % + = 600 H = 590.6 (mm) ° 2 2 (5)驗算包角 a = 180。一 小中 x57.3° = 180°-河一"。x57.3° = 145° 1 a 590.6 >i2(r

18、 確定帶的根數(shù)：z 單根V帶的基本額定功率P1 由 Di=140 mm 和 m=970 r/min,普通 V 帶，查⑹表 6-1-37,得 Pi=2.13 kw , AP = 0.30 kw 查表 6-1-33⑹，以1=145。時,Ka=0.91 查表 6-l-19"],Ld=2240 mm,B 帶,取 Kl=1.00 Z = = ^25 = 3.73 Q 4 (根) S + Ap)KaKL (2.13 + 0.3) x 0.91 x 1.00 (7)確定單根V帶的預緊力Fo 查表 6-l-34l6J,B 型帶，m=0.17 Fq= 50()f芍-1]也+ * x0.

19、9 L U. Jzv J =5Oof^--l| 825 +0.17x7.112 x0.9 <0.91 J4x7.ll =235.82 N 計算作用在軸上的力Fq(或壓軸力) Fn = 2KZsin色=2x235.82x4xsin竺^ = 1799 N Q ° 2 2 Fo =3入Z sin 冬= 2699 N Nmax u 2 V帶的安裝要求 (1) 普通V帶和窄V帶不得混用； (2) 各帶輪軸線應相互平行，各帶輪相對應的V形槽對稱平面應重合，誤 差不得超過20°; (3) 帶嵌入輪槽前，應先調小中心距，不得強行撬入； (4) 中心距調定應使帶的張緊適度，應控制

20、好初張緊力； (5) V帶傳動的安裝及張緊 圖6V帶的定期張緊裝置 V帶的張緊方法有定期張緊和自動張緊兩種方法。所設計的傳動V帶用于 電動機和圓筒之間的傳動，結合馬鈴薯去皮機的具體工作情況(如傳遞的功率比 較小)，采用張緊軸的定期張緊的方法，通過電動機與支撐板之間的螺栓連接， 可以臨時調試v帶的張緊程度。如圖8所示。 3.4 V帶輪的設計選用 對于V帶輪的設計應滿足的要求有：質量小，結構工藝性好；無過大的鑄 造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以 減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 3.4.1

21、帶輪的材料的選擇 帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號為HT150或HT200；轉速較高 的宜采用鑄鋼；小功率的可采用鑄鋁或塑料。對于本擦皮機我們選用V帶輪的 材料為：鑄鐵HT150； 3.4.2帶輪結構的確定 鑄鐵制V帶輪的典型結構有以下幾種形式：實心式，腹板式，孔板式，橢 圓輪輻式。 帶輪的結構設計，主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結構形式； 根據(jù)V帶輪的槽型和帶輪的基準直徑，查［6］表6-1-27 小帶輪的基準直徑Di=140 mm, B型槽，做成實心輪； 大帶輪的基準直徑Di=500 mm>300 mm, B型槽，做成六橢圓輻輪結構； 根據(jù)帶的截面類型確定輪槽的尺寸

22、；確定了帶輪的各部分尺寸后，即可以繪 制出零件圖，并按照工藝要求標注出相應的技術條件。 帶輪一般放在軸的端部，可以先求出軸的最小直徑： 軸的基本直徑尺寸公式如下： P—驅動擦皮機所需要的功率，KW,P=6.3025KW； n 一 軸的轉速,r/min, n=269r/min； A（）, ［tt!—與軸材料有關的系數(shù)，在此處軸的材料為45號鋼 此次小型馬鈴薯擦皮機的軸一般選用45鋼就能滿足要求，45鋼的［弓］可以 查下表：表表5軸常用幾種材料的及Ao值 軸的材料 Q235-A Q275、35 45 40Cr、35SiMn (!Crl8Ni9Ti) 38SiMo、3Crl3

23、 [tT] /MPa 15 ?25 20 ?35 25 ?45 35 ?55 149?126 135?112 126?103 112?97  ABSTRACT Peeling potato is an important step in processing potato products. Along with our country potato output unceasing development and the expansion, the potato processing quantity also unceasingly develop

24、s, the potato product is more and more. No matter what the final product is, potatoes are washed and peeled before both steps. Peeling is a necessary process, because potato skins can affect the taste of later products, so the skin must be removed before processing. Peeling potato is an importan

25、t step in processing potato products. This design project is the design of potato peeling machine. On the premise of the given parameters, it mainly completes the overall program demonstration, peeling machine cylinder design, disk design, transmission program demonstration and motor selection, b

26、elt transmission design and other contents. The choice of bearing and bearing seat is introduced in detail. Finally, the control of the motor and the maintenance of the machine are described. Key words: potato; Peeling machine; design 對于d< 100mm的軸，有一個鍵槽時候，軸徑要增大5%—7%,有兩個鍵槽 時候應該增大10%—15%。因為軸上有1處鍵

27、槽，所以 d Z 31.9 x 1.05 = 33.5 mm 又由于擦皮機的主軸承受的是沖擊動載荷，故在設計時，軸的最小處直徑應 比理論計算的要大一些，然后，再綜合考慮，暫時選取dmin=48mm。所以取 di=50mm。 大小帶輪示意圖如下圖所示: 圖7小帶輪結構圖 圖8大帶輪結構圖 3.4.2 V帶輪的設計要求 對于V帶輪的設計應滿足的要求有：質量小，結構工藝性好；無過大的鑄 造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以 減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 帶輪的材料主要采用鑄鐵

28、，常用的材料牌號為HT150或HT200；轉速較高 的宜采用鑄鋼；小功率的可采用鑄鋁或塑料。對于本擦皮機我們選用V帶輪的 材料為：鑄鐵HT150； 帶輪的技術要求： （1） 帶輪各部位不允許有裂縫、砂眼、縮孔和氣泡； （2） 帶輪輪槽工作面表面要光滑，輪槽棱邊要倒圓或倒鈍，以減少V帶輪 的磨損； （3） 輪槽對稱平面與帶輪軸線垂直度允差±30°； （4） 帶輪輪轂孔公差為H7或H8,輪轂長度上偏差為IT14,下偏差為0； （5） 設計帶輪時，結構要便于制造，質量分布均勻。當v>5m/s時要進行靜 平衡試驗，當v>25m/s時則應進行動平衡試驗。 3.4.3 V帶傳動的鍵的

29、選擇 在本設計中，選用圓頭普通平鍵連接。由于圓頭普通平鍵（A型）應放在軸上, 在指形說刀上銃出鍵槽，使鍵在鍵槽內軸向固定良好。這把鑰匙有許多用途。缺 點是最后的關鍵并不接觸中心和不能參與傳遞的扭矩，所以關鍵的圓頭部分不能 被充分利用，而應力集中在軸上的鍵槽很大。平頭平頭鑰匙（B型）是用圓盤刀在鍵 槽內伏削出來的，因此避免了上述缺點，但對于較大的鑰匙，建議使用固定螺絲 固定在鍵槽上的軸上，防止松動。單圓頭扁鍵（C型）常用于連接軸端與輪轂部件。 考慮到鍵槽的結構簡單，安裝方便，且同一軸應與鍵槽使用要統(tǒng)一，設計的加工 鍵槽采用端銖刀加工，可以選擇一種鍵槽。 表4鍵的尺寸選擇

30、6?8 >8 ?10 >10 ?12 >12 ?17 >17 ?22 >22 ?30 >30 ?38 >38 ?44 bxh 2x2 3x3 4x4 5x5 6x6 8x7 10x8 12x8 軸的直徑 >44 >50 >58 >65 >75 >85 >95 >110 ?50 ?58 ?65 ?75 ?85 ?95 ?110 ?130 bxh 14x 16x10 18x11 20x 22x 25 x 28x 32x 9 12 14 14 16 18 鍵長系列 6, 8

31、, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 180, 200 根據(jù)上表來選擇 由上述可知電動機的輸出軸的伸出長度為：L=112mm；軸徑為d=42mm；選 用平鍵來進行V帶傳動的徑向定位。 （經查表得：小帶輪上的為：鍵12x90 GB1096—79；表示為：圓頭普通 平鍵（A 型）；b=14mm, h=8mm； l=90mm； 大帶輪上的為：鍵14x28 GB1096—79；表示為：圓頭普通平鍵（A型）； b=14mm, h

32、=9mm； l=70mm；） 鍵的材料采用抗拉強度不小于600Mpa的鋼，常用45號鋼。鍵槽的表面粗 糙度：軸槽，鍵槽寬度b兩側的表面粗糙度參數(shù)Ra值推薦1.6?3.2um;由軸的 長度系列L確定鍵的長度為90mmo 平鍵強度的校核，選擇好的鍵，便是校核其強度是否滿足實際工作的需要， 根據(jù)強度校核公式： 2T P奇 XI。*] 2T 戶"。撲] T—傳遞的轉矩N m ； d一軸的直徑mm ； 1—鍵的工作長度mm ； k一鍵與輪轂的接觸高度mm, k=0.5h,此處h為鍵的高度； b一鍵的寬度mm； 查表5-3-17⑻動連接，輕微連接，知，[P]=40 MPa,

33、[t]=990 MPa 校核鍵12x90 帶輪直接放在電動機軸上 9550 9550 xP_ 9550 x7.5 970 = 73.9 N.m 27^ 2x73 g p = = xl()3 = xio3 =9.77( MPa)<[P] dkl 42x4x90 2T 2 x 73 9 丁 =二 x 1 O' = x 1 O' = 3.25( MPa) < [r] dbl 42x12x90 校核鍵14x70 9550 x R 9550 x Px〃帶 9550 x7.5x0.98 x3.62 970 _ _ = = 2o2 〃]/ i (5) N.m

34、 p = jZLxl()3 = 2x262 Xi。' =33.26( MPa)<[P] dkl 50x4.5x70 了 = jZkxl()3 = 262x2 xl°3 =10.69( MPa) < [r] dbl 50x14x70 總結 本設計的任務是完成馬鈴薯脫皮機的設計設計。這是我們在大學有一個非常 全面的設計，他們的研究在大學四年的全面總結和鞏固知識，使我們的設計初步了 解和掌握的基本步驟和基本方法，通過這個鏈接我們學到在大學課程設計的理論 知識的綜合運用實踐，大學四年學到的知識形式，密切理論與生產實踐相結合的教 學方式，為以后的工作打下堅實的基礎。 這是一個非常全面

35、系統(tǒng)的設計課題，非常鍛煉人。從方案論證到最終設計， 涉及的領域包括:機械制圖、機械原理、電工、工程材料、材料力學、機械設計 等。通過設計實踐提高自己的計算和繪圖能力;能夠熟練運用相關參考資料、計 算圖表、手冊、圖冊、說明書，熟悉相關國家標準。系統(tǒng)地鞏固和提高了機械知 識。在畢業(yè)設計中，我也學到了很多新的知識，比如pro-e的使用，CAD 2004 以及WORD, POWERPOINT等軟件的應用。通過這個設計，我知道了團隊的重 要性。 我深深地意識到這對我來說遠遠不夠只能成為一個合格的工程設計師掌握 專業(yè)知識,我應該更深刻的知識，如計算機應用的能力,農產品的特點，農業(yè)經濟和

36、其他方面的發(fā)展現(xiàn)狀。 在設計過程中遇到了很多問題，但都通過查閱相關書籍、手冊和老師的細心 指導得以解決，設計過程基本順利完成。 參考文獻 ［1］ 張聰.機械式除皮設備的設計及其在果蔬汁加工中的應用［JL包裝與食品 機械:2017 ［2］ 劉守江等,JL-II型馬鈴薯切屑去皮機的研制.［J］農機化研究:205. ［3］ 沈再春，農產品加工機械與設備［M］儂業(yè)出版社:2016 ［4］ 食品工廠機械與設備［M］.輕工業(yè)出版社:2017. ［5］ 張慧玲.馬鈴薯去皮機的設計［J］.河套大學學報:2015 ［6］ 鄭重慶，洪鐘德.簡明機械設計手冊［M］.上海:同濟大學出版社,2017

37、 ［7］ 陳定國等，機械設計［M］.高等教育出版社:2016 ［8］ 成大先，機械設計手冊［M］,化學工業(yè)出版社：2015 ［9］ 李振清等.袖珍機械設計師手冊.［M］機械工業(yè)出版社，2016.9 摘要 錯誤!未定義書簽。 1馬鈴薯去皮機的概述 1 1.1國內、外研究情況 1 1.2現(xiàn)狀分析 1 2馬鈴薯去皮機總體設計 2 2.1馬鈴薯去皮機的構造及工作原理 2 2.2馬鈴薯擦皮機的相關計算 3 2.2.1本設計的主要內容： 3 2.2.2生產能力的校核 3 2.2.3擦皮機的主軸轉速的理論計算 4 2.2.4擦皮機所消耗的功率的計算 5 3.傳動方案的設計選用

38、 7 3.1電動機的選用 7 3.1.1幾種常見電動機的特點 7 3.1.2電動機容量的選擇 7 3.1.3電動機的選型 7 3.2傳動方案的論證與設計 9 3.2.1傳動方案的選擇 9 3.2.2安裝形式選擇 10 5.大帶輪6工作機筒） 11 3.3 V帶的設計選用 11 3.3.1 V帶的設計計算 12 3.4 V帶輪的設計選用 14 3.4.1帶輪的材料的選擇 15 3.4.2帶輪結構的確定 15 3.4.2 V帶輪的設計要求 16 3.4.3 V帶傳動的鍵的選擇 17 總結 20 參考文獻 21 1馬鈴薯去皮機的概述 1.1國內、外研究情況

39、馬鈴薯去皮是馬鈴薯制品加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，國內外馬鈴薯 脫皮的主要方法有:人工脫皮、機械脫皮、化學脫皮、輻射脫皮和蒸汽脫皮。 目前，國內馬鈴薯脫皮機主要有機械脫皮的形式,機械脫皮的應用范圍很廣, 種類最多，既有簡單的手工脫皮機又有專用脫皮機。江蘇科德威爾機械有限公司 毛刷清洗脫皮機刷清洗去皮機的生產,由北京QJGL 2000型蔬菜食品機械廠生產 清洗脫皮機、山東諸城開泰食品機械工廠部的額頂聯(lián)合區(qū)的系列土豆去皮機，清 洗興華金余機械廠生產的司法院-T500 土豆去死皮清潔劑,白天肇慶市機械有限 公司有限公司設計生產TP- 500型馬鈴薯剝皮機、上海豐縣食品飲料設定廠砂輻

40、 式馬鈴薯剝皮機等⑴。 1.2現(xiàn)狀分析 日前國內馬鈴薯去皮機主要采用機械去皮，機械去皮方法具有以下優(yōu)點：1） 降低生產成本。2）減少環(huán)境污染。3）操作簡單，速度快，可一人操作，效率高4） 皮屑可使用5）操作簡單，去皮后含有淀粉和較多的纖維素，也是很好的動物飼料; 缺點:土豆的形狀有一定的要求，齒形橢圓形淺，無疤痕。其他剝皮方法的優(yōu)點, 如蒸汽去皮:1）降低生產成本,2）更少的環(huán)境污染,3）的產品提供更高的收益率,4）的 產品提供更高的收益率，完整和統(tǒng)一剝落，并且可以更好的保持土豆的物理和化學 性質，皮去除含有淀粉和纖維素，是一個很好的動物飼料。缺點:如果蒸汽溫度和加 熱時間

41、控制不當，會出現(xiàn)過熟現(xiàn)象和表面成熟層過厚⑵。 2馬鈴薯去皮機總體設計 2.1馬鈴薯去皮機的構造及工作原理 去皮機是一種小型間歇式去皮機械。擦皮機由工作圓筒4,旋轉圓盤5,加 料斗1,卸料口 7,排污口 8,傳動裝置6及電動機3等部分組成。 圖1馬鈴薯去皮機 Figure 1 potato peeling machine 電動機為動力，通過減速器與動機砂管底部的旋轉，依靠旋轉工作驅動組件材 料，使材料在離心力的作用下，內桶，下，左，右轉和摩擦和機械部件，材料表面砂磨損 均勻，去結束時皮膚與水，然后打開側門,塊莖從側門自動放電，毛屑由沙盤與周圍 空氣之間流動而成。 工

42、作缸內表面粗糙，圓盤表面呈波紋狀，波紋角alpha = 20。?30。，多采用碳 化硅粘結劑表面，均為橡皮擦工作表面。圓盤的波紋面除具有削皮功能外，主要 用于提升馬鈴薯的起重量。當馬鈴薯從給料漏斗掉到旋轉盤的波紋表面時，由于 離心力的作用被拋出到氣缸壁上，對氣缸壁上粗糙的表面進行摩擦，達到剝去[3] 的目的。 效應，以保證正常工作，機器在工作中,不僅需要土豆完全可以嘔吐，在清潔皮 革內部滾動狀態(tài)，改變關系的工作位置的組件和方向之間的關系，促進各種材料的 不同部分的表面均勻地清潔肌膚，并確保馬鈴薯可以投射在墻上。因此，圓盤的轉速必須保持足夠高。根據(jù)經驗數(shù)據(jù)，當摩擦片Vmax線性速

43、度=5.67m/s時，馬 鈴薯的剝落效果最好，馬鈴薯果肉的損失最小。同時，削皮機內的土豆不宜填充 過多。一般情況下，所選材料的填充系數(shù)為0.50 ~ 0.65,根據(jù)填充系數(shù)可以計算 出生產能力⑷。 2.2馬鈴薯擦皮機的相關計算 2.2.1本設計的主要內容： 原始參數(shù) （1） 稱料名稱：馬鈴薯； （2） 容重0.8噸/米3； （3） 間歇生產； （4） 處理能力200公斤/小時； （5） 物料粒徑<80 mm。 2.2.2生產能力的校核 生產能力 - 3600 tiDtH G = x pw 們+丁2+丁3 4 式中， 口一裝料時間（秒），設計中取30秒

44、 丁2—擦皮時間（秒），設計中取240秒 T3—卸料時間（秒），設計中取90秒 D一圓筒內徑（米），假設取0.4米 H一圓筒有效高度（米），假設取0.4米 P一物料的容積密度（接近容重，取200公斤/米3） W一圓筒內物料充填系數(shù)（一般取0.50-0.65）,設計中選0.52 則帶入數(shù)據(jù)得 G =茹蓋商、把1x0.52 x 800 = 209 >200公斤/小時（公斤/ 小時） =209>200 （公斤/小時） 2.2.3擦皮機的主軸轉速的理論計算 假設馬鈴薯為球形顆粒，且以單個馬鈴薯為研究對象，其質量為m,工作時 它必須相對工作盤移動。物料在轉盤旋轉時受力情況如圖1

45、所示。 3 圖2物料受力分析圖 Figure 2 Force diagram of materials 設波紋角為。，物料的速度為v。當轉盤旋轉時推動 物料A運動，其運動 方向垂直于波紋切線。v可分解為V垂直和V水平，CB與轉盤平面平行，可以看作 是轉盤的圓周速度coR,故 V = coRSina (mJ s) 式中co為角速度1/s； R為轉盤半徑（m） Since V垂直=VCosx - coRSinaCosa - coR (m/s) 根據(jù)動力學，物料從垂直方向拋起的動能為 = -mV^直=-mco2R2Sin22a （N ? m） 2 8 此動能

46、應等于物料拋起后的勢能mhg。為了正常運轉，拋高h一定要超過物 料在圓筒內的厚度，才能使最低層的物料拋起與筒壁進行摩擦，所以用$代替h, 又因為 jm CD = 一 30 可得 !（等）2心標=於 化簡得: 勺=6°W RSin2a (r/min)  (I 角一般取 20° - 30°[3] 為了正常運轉，僅把物料拋起還不行，還要保證物料能拋向側壁進行摩擦, m(coR)2 GRn2 (N) 拋向側壁的力靠離心力C 900 此離心力應大于波紋對物料的摩擦力T,才能使物料拋向側壁。 T = Gf (N) f為摩擦系數(shù) 使C〉T,則有 n2 > 30

47、^^- ( r/min ) (3) 取物料層厚度6 3 3 $ = —H= —x400 = 300 (mm) 4 4 摩擦系數(shù)f為1.1?1.3,設計中取1.1, 波紋角a = 20°代入(2), (3)得： n, > 60 應 =60——'2x03——=268 ( r/min ) RSinla 0.2 xS瀝(2x30。) n2 > 30 = 70.35 (r/min ) 擦皮機圓盤的轉速應在ni及ni中取最大者，n=268 (r/min ) f4] 驗算圓盤轉速n _. -Dn 2x3.14x0.4x268 / ,、 V = = (m/s) 4x60 4x60 =5.61 < Vmax=5.67(m/s) 根據(jù)經驗數(shù)據(jù)，摩擦圓盤線速度Vmax=5.67m/s時⑸，對馬鈴薯的去皮效果最 好，馬鈴薯果肉損失最少。 2.2.4擦皮機所消耗的功率的計算 馬鈴薯去皮機所消耗的總功率，可用下式進行粗略估算 尸=劉(W)