本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告題 目: 甘蔗削皮榨汁機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名: 崔增光 學(xué) 院: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級: 機(jī)制63 學(xué) 號: 3316329 指導(dǎo)教師: 陳光明 職稱: 副教授 2010 年 3月 20 日南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制本課題的意義、國內(nèi)外研究概況、應(yīng)用前景等（列出主要參考文獻(xiàn)）一、本課題意義我國是世界主要產(chǎn)糖國之一。2008/09年度世界原糖產(chǎn)量1.59億噸，其中我國食糖總產(chǎn)量1350萬噸，是世界第三產(chǎn)糖大國。2008/09年度甘蔗種植面積為160萬公頃，甘蔗產(chǎn)量高，收益大，是我國制糖的主要原料。廣西是我國最大的產(chǎn)糖省區(qū)，2007年種植面積占到全國種植面積的61.4，總產(chǎn)量占到全國甘蔗總產(chǎn)量的64.4%。在世界食糖總產(chǎn)量中，蔗糖產(chǎn)量約占65，而我國則占80以上1。甘蔗除了作為制糖的主要原料外，另一個(gè)主要方面是當(dāng)作水果直接食用。甘蔗中除含有豐富的糖分、水分外，還含有對人體新陳代謝非常有益的各種維生素、脂肪、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、鈣、鐵等物質(zhì)。不但能給食物增添甜味，而且還可以提供人體所需的營養(yǎng)和熱量。甘蔗食用有護(hù)牙健齒、健脾、護(hù)肝、防癌之功效，因其味美、甘甜、汁多、營養(yǎng)豐富，深受大眾的喜愛。然而吃甘蔗去皮卻是長期困擾人們的一大難題，甘蔗果皮堅(jiān)韌，且不可食用。一直以來，甘蔗去皮都是用削皮刀手工削皮，不僅削皮速度慢，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又不衛(wèi)生，還可能會劃傷手2?！捌るy削,垃圾多,變質(zhì)快”是甘蔗銷售的重要限制因素。甘蔗皮質(zhì)堅(jiān)硬,食用部分只是其汁液,食用前必須用專用刨刀斬根、去梢、刨皮,食用后又留下大量殘?jiān)?廢棄率高達(dá)65%左右。因此,甘蔗上市會明顯影響市容,增加垃圾,污染環(huán)境。為之,目前大部分城市都限制甘蔗入城銷售。甘蔗去皮后上市銷售則是解決上述問題的有效途徑。果蔗斬根、去梢、刨皮后包裝上市銷售,一方面極大地減少了進(jìn)城的甘蔗垃圾,另一方面也方便了消費(fèi)者的購買、攜帶和食用。但是,去皮甘蔗保鮮難, Sehtiya和Densay3在這方面做過多種研究。去皮的甘蔗3天后就會出現(xiàn)失水干燥、變色和霉?fàn)€。解決去皮甘蔗變質(zhì)快、加工效率低、供應(yīng)期短的技術(shù)難題是實(shí)現(xiàn)去皮甘蔗商品化規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵。二、國內(nèi)外研究概況據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的甘蔗生產(chǎn)成本為140150元t，而在巴西甘蔗生產(chǎn)成本為7080元t，泰國約為6070元t，我國的甘蔗生產(chǎn)成本比巴西、泰國等國家高出約一倍4。收獲手段的落后嚴(yán)重制約著我國甘蔗糖業(yè)的發(fā)展。我國加入WTO后，國外蔗糖生產(chǎn)機(jī)械化程度高、成本低，將對我國目前高成本的制糖業(yè)造成嚴(yán)重的威脅5。國外甘蔗收獲剝?nèi)~機(jī)械的研究應(yīng)用比國內(nèi)要早很多，早在20世紀(jì)六七十年代，澳大利亞、美國等國已完全實(shí)現(xiàn)甘蔗種、管、收全程機(jī)械化作業(yè)，日本、巴西、菲律賓、南非等國也在較大程度上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。甘蔗收獲機(jī)械包括切段式、整稈式及分段式3種6。澳大利亞、巴西的甘蔗收獲大都應(yīng)用高效的大功率切段式聯(lián)合收割機(jī)7。我國甘蔗收獲機(jī)的研制進(jìn)展緩慢，從二十世紀(jì)七十年代起就有許多科研院所研制甘蔗收獲機(jī)械或引進(jìn)國外聯(lián)合收獲機(jī)械進(jìn)行仿制，開發(fā)的機(jī)型主要是仿制國外的大型收獲機(jī)械。在國內(nèi)，目前發(fā)展的大多是與中型輪式拖拉機(jī)配套的側(cè)掛式剝?nèi)~整稈收獲機(jī)型，雖能一次完成打頂、切割、剝?nèi)~、清凈、集堆等工序，工作效率也較高，但機(jī)器龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不能收獲嚴(yán)重倒伏的甘蔗8。甘蔗富含纖維，其形狀細(xì)長多節(jié)且表皮粗厚堅(jiān)韌，植株粗細(xì)不一且都有不同程度的彎曲，這使的使用機(jī)械對甘蔗進(jìn)行削皮作業(yè)變得極為困難。國外對甘蔗去皮進(jìn)行了很多研究，都因削皮效果不理想而沒有應(yīng)用在實(shí)際生活當(dāng)中。當(dāng)人們直接食用甘蔗時(shí)，基本上都是用削皮刀具人工削皮，利用去皮機(jī)械對甘蔗進(jìn)行削皮作業(yè)還鮮有成果顯著的研究。在國內(nèi)目前雖然已有一些種類的去皮、削皮機(jī)械，但對甘蔗進(jìn)行去皮工作效果拙劣、效率低下，仍不具實(shí)用價(jià)值，所以沒有投入市場。由于甘蔗食用主要是吸取其汁液，將甘蔗榨汁后銷售能夠很好地迎合消費(fèi)者的需求。甘蔗榨汁技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)基本成熟，科技人員通過對甘蔗榨汁的實(shí)驗(yàn)和研究，從一次輥壓榨汁逐步發(fā)展為兩次輥壓榨汁?，F(xiàn)在這種雙輥壓甘蔗榨汁技術(shù)已取得顯著成效，榨汁效果較好，可以說甘蔗榨汁技術(shù)已經(jīng)基本成熟。三、應(yīng)用前景綜上所述，國內(nèi)外在甘蔗削皮技術(shù)方面所進(jìn)行的研究尚存在很大的局限性，研究主要集中在甘蔗收獲和縱向式削皮方面，在軸向削皮方面的研究還很缺乏，各種削皮技術(shù)削皮效果不明顯。另外，對甘蔗削皮與榨汁結(jié)合在一起進(jìn)行研究還很缺乏，有很大的科研空間。利用甘蔗削皮榨汁機(jī)對甘蔗進(jìn)行深加工,會改善甘蔗的衛(wèi)生和食用性,符合現(xiàn)代城鎮(zhèn)居民的生活需求, 甘蔗加工后可銷往集貿(mào)市場、超市、鐵路、旅游點(diǎn)等,擴(kuò)大了傳統(tǒng)甘蔗的銷售范圍,市場潛力巨大。甘蔗在我國的銷量很大，目前國內(nèi)還沒有成熟的甘蔗削皮榨汁一體機(jī)。農(nóng)副產(chǎn)品深加工是中國十五期間重點(diǎn)扶持行業(yè), 隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善和人們對綠色新鮮飲料需求的增加9,該課題市場前景廣闊，具有重要的研究應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：1劉海青.我國甘蔗產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.產(chǎn)業(yè)論壇， 2009.01 2林回.小型甘蔗削皮機(jī). 頁奇思妙想,2009.(20)3Sehtiya HL,Densay J P S.Internodal invertase and stalk maturity in sugarcaneJ.Journal of Agriculture Science.1991，116(7)4呂勇.淺談我國甘蔗收獲機(jī)械的現(xiàn)狀與對策熱帶作物機(jī)械化，19975王光炬.甘蔗剝?nèi)~機(jī)的研究現(xiàn)狀及研發(fā)趨勢.廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化,2007,(4) 6劉文秀.廣西甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及趨勢. 推廣天地,2008.097鄭建榮主編.ADAMS一虛擬樣機(jī)技術(shù)人門與提高.機(jī)械T業(yè)出版社20011l 8劉楚強(qiáng).整桿式甘蔗收獲機(jī)的研發(fā)現(xiàn)狀及展望J.廣西蔗糖，2002，(4)9王明杰,劉守祥. 甘蔗榨汁機(jī)的設(shè)計(jì). 農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2007，(9)研究的目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題一、研究的目標(biāo)：設(shè)計(jì)一臺用于周向切削的甘蔗削皮榨汁機(jī)械，所設(shè)計(jì)的機(jī)械應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1） 設(shè)備穩(wěn)定性能好。（2） 能夠進(jìn)行連續(xù)切削。（3） 較好的削皮效果。（4） 較好的榨汁效果。（5） 安全可靠。二、研究的內(nèi)容：甘蔗削皮榨汁機(jī)總體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，切削運(yùn)動和送料運(yùn)動以及榨汁作業(yè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，根據(jù)甘蔗周向去皮切削原理設(shè)計(jì)合理的切削刀具，根據(jù)榨汁過程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的壓榨軋輥。削皮部分能夠連續(xù)對甘蔗進(jìn)行切削去皮工作，設(shè)計(jì)合理的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)。削皮部分能高效率地進(jìn)行甘蔗去皮作業(yè)，設(shè)計(jì)合理的傳動比。榨汁部分能夠?qū)θテず蟮母收峁膺M(jìn)行連續(xù)榨汁，設(shè)計(jì)合理的傳動比。三、擬解決的關(guān)鍵問題：（1） 刀具結(jié)構(gòu)合理，排屑方便。（2） 切削連續(xù)進(jìn)行，送料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。（3） 削皮和榨汁作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，設(shè)計(jì)合理的連接環(huán)節(jié)。研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析一、研究方法：通過查閱相關(guān)資料，掌握甘蔗削皮和榨汁機(jī)械設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)，充分考慮已有的甘蔗削皮機(jī)和榨汁機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)來確定甘蔗削皮榨汁機(jī)削皮部分和榨汁部分的總體設(shè)計(jì)方案，對現(xiàn)有裝置的不足進(jìn)行分析，對設(shè)計(jì)的甘蔗削皮機(jī)榨汁機(jī)進(jìn)行修改和優(yōu)化。最終設(shè)計(jì)出能滿足使用要求的甘蔗削皮機(jī)榨汁機(jī)。二、技術(shù)路線：根據(jù)甘蔗直線進(jìn)給、刀具旋轉(zhuǎn)切削的形式，進(jìn)行甘蔗削皮機(jī)榨汁機(jī)削皮部分運(yùn)動功能的設(shè)計(jì)，再根據(jù)切削參數(shù)和傳動方式等進(jìn)行削皮部分總體結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計(jì)。根據(jù)對去皮后的甘蔗果肉進(jìn)行連續(xù)榨汁的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的壓榨輥筒以及輥筒與送料部分的傳動比。設(shè)計(jì)合理的削皮和榨汁部分連接環(huán)節(jié)。在總體方案設(shè)計(jì)階段，對其各種方案進(jìn)行綜合評價(jià)，從中選擇較好的方案，對所選擇的方案做進(jìn)一步的修改或優(yōu)化，確定最終方案，對最終方案進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括確定結(jié)構(gòu)原理方案、裝配圖設(shè)計(jì)、零件圖設(shè)計(jì)等。三、可行性分析：機(jī)械設(shè)計(jì)制造、刀具和金屬切削等技術(shù)已經(jīng)成熟，有很多相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)可供參考，而且本人經(jīng)過了機(jī)械設(shè)計(jì)制造、切削原理等相關(guān)知識專業(yè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了設(shè)計(jì)機(jī)械的能力。經(jīng)過動手對甘蔗進(jìn)行削皮切削，已經(jīng)了解了甘蔗削皮中存在的主要問題。榨汁技術(shù)已經(jīng)基本成熟，可以借鑒相關(guān)知識進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對現(xiàn)有甘蔗削皮機(jī)的不足進(jìn)行細(xì)致的分析，對甘蔗榨汁機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，詳盡研究連接環(huán)節(jié)，完全可以設(shè)計(jì)出滿足加工要求集削皮榨汁于一體的加工裝置。特色或創(chuàng)新之處本課題充分考慮了甘蔗果皮堅(jiān)韌、難以切削的特點(diǎn)，刀具采用螺旋銑刀，甘蔗原料直線進(jìn)給、刀具繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)繞甘蔗軸線旋轉(zhuǎn)對甘蔗果皮進(jìn)行層層切削，使得削皮簡易、衛(wèi)生、快速、安全、實(shí)用。另外，本機(jī)械設(shè)計(jì)的刀具離甘蔗中心的距離可以調(diào)節(jié)，可對不同直徑的甘蔗進(jìn)行切削。集削皮和榨汁于一體，更加方便人們對甘蔗的食用。該課題具有重要應(yīng)用價(jià)值。研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展1、 2010.12010.2查閱國內(nèi)外資料，了解國內(nèi)外甘蔗去皮機(jī)和榨汁機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展，完成專業(yè)文獻(xiàn)綜述、翻譯一篇英文材料、完成開題報(bào)告；2、 2010.3 完成甘蔗削皮榨汁機(jī)設(shè)計(jì)總體方案初步設(shè)計(jì)；3、 2010.4 完成甘蔗削皮榨汁機(jī)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)；4、 2010.4 完成甘蔗削皮榨汁機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5、 2010.5 完成甘蔗削皮榨汁機(jī)設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)；6、 2010.5 完成對甘蔗削皮榨汁機(jī)市場應(yīng)用前景進(jìn)行研究。7、 2010.5.26 撰寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文初稿；8、 2010.5.28 6.2 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）并準(zhǔn)備答辯；9、 2010.6.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。已具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑（包括利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、科研實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計(jì)劃與落實(shí)情況）（1） 通過四年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，本人已經(jīng)掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識，圖書館相關(guān)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)資料充足，而且有指導(dǎo)教師的幫助，可以完成總體方案設(shè)計(jì)。（2） 學(xué)院金工實(shí)習(xí)中心具有各種機(jī)床和設(shè)備，可以制造出研究課題的關(guān)鍵部件，通過對關(guān)鍵部件的實(shí)驗(yàn)分析可以完成詳細(xì)設(shè)計(jì)。本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告評定表指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯小組意見 答辯小組負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日系審核意見 系主任簽名： 年 月 日備注教務(wù)處制表