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湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計說明書 題 目：高速離心式果汁機的結構設計 學 院： 興湘學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 2010963011 姓 名： 何 源 指導教師： 高 偉 完成日期： 2014年6月 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 高速離心式果汁機的結構設計 學號： 2010963011 姓名： 何源 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 高偉 系主任： 劉柏希 一、主要內(nèi)容及基本要求 設計一臺榨汁機，其主要結構包括：主機、刀片、濾刀網(wǎng)、出汁口、推果棒、果汁杯、果渣桶、頂蓋。該榨汁機的設計應滿足以下要求： 1.電機的選擇使用單相異步電動機，功率為250瓦,轉速為19000轉/分。 2.果汁杯容量為500ml。 3.該榨汁機要能渣普通水果，攪拌，打蛋，制奶；投放的食物不能過大、過厚或過硬。 4分析榨汁機機工作原理和技術要求及構思方案（含方案比較）。 5繪制所設計榨汁機的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量2張A0圖紙以上（AutoCAD繪圖）。 6設計說明書一份，電子文檔一份。 7英文文獻翻譯（含原文）。要求：原文5000個單詞以上，中文翻譯要求通順。 二、重點研究的問題 1.榨汁機電機的選擇。 2.榨汁機主機結構的設計。 3.榨汁機殼體結構的設計。 三、進度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 查閱資料、調(diào)研 1~2周 2 開題報告、任務書 3~4周 3 方案，結構原理設計 5~6周 4 總裝配圖，零部件圖的繪制 7~10周 5 寫出初稿 11~12周 6 修改，寫出正式稿 13周 7 答辯 14周 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1]食品機械設備常用的非金屬材料.中國食品產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2006年. [2]張良成.材料力學[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，2003年. [3]北京農(nóng)業(yè)工程大學.農(nóng)業(yè)機械學(下)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,1989. [4]肖振金.食品工廠機械與設備[M].北京：輕工業(yè)出版社,1991年 [5]同濟大學理論力學教研室編.理論力學[M].同濟大學出版社,1990. [6]杜朋.果蔬汁飲料工藝學[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1992.131-157 [7]電機工程手冊[M].1990年. [8]謝衛(wèi)，電工技術雜志，1995年 [9]汪國梁.串激電動機的設計，1990年 [10]中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院.實用機械設計手冊[M].中國農(nóng)業(yè)機械出版社,1985年. [11]沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設備[M].農(nóng)業(yè)出版社,1993年. [12]肖振金.食品工廠機械與設備[M].北京：輕工業(yè)出版社,1991年. [13]食品機械原理與使用.廣東科技出版社，1988年. [14] 中怡康全國市場監(jiān)測數(shù)據(jù)庫[M].2006年. 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 2010963011 姓名 何源 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 高速離心式果汁機的結構設計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。 論文 （設計）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或?qū)嶋H應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該同學所完成的高速離心式果汁機的結構設計基本原理正確，殼體結構以及傳動系統(tǒng)設計合理，電機選擇恰當。畢業(yè)設計說明書的論述合理，設計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達到工程圖的要求。該同學具備了一定的專業(yè)理論的綜合運用能力，正確制定設計方案和解決問題的能力，工程能力，設計能力，計算機制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個畢業(yè)設計工作體現(xiàn)了學科教學計劃的基本要求，所完成的工作達到了本科畢業(yè)設計要求，推薦成績?yōu)椤凹案瘛?，可參與答辯。 評閱人： 2010年5月 日 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 2010963011 姓名： 何源 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計說明書） 26 頁 圖 表 13 張 論文（設計）題目： 高速離心式果汁機的結構設計 內(nèi)容提要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化技術也發(fā)展到了一個新的水平； 隨著農(nóng)業(yè)機械化技術的發(fā)展和人們生活水平的提高，水果榨汁機的改進成為目前 消費者關心的熱點問題。 本文介紹了榨汁機的研究意義、榨汁機的研究現(xiàn)狀，分析了榨汁機的發(fā)展前景， 詳細講述了離心式榨汁機的工作原理。這次和同組人員一起設計的離心式榨汁機 能夠更獨特地更好地滿足消費者的意愿，本著簡單、方便、實用為原則一切從消 費者的利益出發(fā)。而且，該榨汁機祛除了以前榨汁機出汁率底、果汁不清的弊端。 單相串激式電動機充分體現(xiàn)了自動化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；忍攸c。 本次設計的主要內(nèi)容是離心式榨汁機的機械本體設計，主要負責水果榨汁機的殼 體的設計。該設計本著簡單、方便、實用、安全為原則，在材料上采用了PP材料 （聚丙烯）和ABS（工程塑料），設計上彌補了以往各種榨汁機的不足，充分體現(xiàn) 了自動化、高效化、小型化、簡單化、安全化等特點：簡單實用的榨汁機可以讓 老人和孩子輕松操作而且維護修理特別簡單。我相信它在未來的市場上一定很暢 銷倍受消費者的青睞。在系統(tǒng)研究和總結了前人的成果與經(jīng)驗的基礎之上，我采 用帶有鋸齒的切削刀網(wǎng)粉碎，增強切削效果；超細的金屬刀網(wǎng)穩(wěn)定的旋轉保證榨 汁高效，出汁率高，采用單相串激式電動機用以提高轉速、加大扭矩，保證榨汁 機榨取果汁的質(zhì)量，采用蓋鎖安全保護裝置，保證安全，雙保證措施讓消費者更 安全、更省心。 指導教師評語 該同學所完成的高速離心式果汁機的結構設計基本原理正確，殼體結構以及傳動系統(tǒng)設計合理，電機選擇恰當。畢業(yè)設計說明書的論述合理，設計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達到工程圖的要求。該同學具備了一定的專業(yè)理論的綜合運用能力，正確制定設計方案和解決問題的能力，工程能力，設計能力，計算機制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個畢業(yè)設計工作體現(xiàn)了學科教學計劃的基本要求，所完成的工作達到了本科畢業(yè)設計要求，推薦成績?yōu)椤凹案瘛?，可參與答辯。 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 目 錄 摘 要 2 第一章 榨汁機設計前期調(diào)查 3 1.2論文的主要內(nèi)容、研究方法和榨汁機的現(xiàn)狀 4 1.2.1論文的主要內(nèi)容 4 1.2.2論文的研究方法 4 1.2.3我國榨汁機的現(xiàn)狀與發(fā)達國家的差距 5 1.2.4我國榨汁機的市場調(diào)查 6 1.3 榨汁機的設計 8 1.3 .1榨汁機的類型 8 1.3.2 榨汁機的現(xiàn)狀分析 8 1.3 .3對新型榨汁機設計的一般要求 9 1.3.4 榨汁機的發(fā)展前景 9 第二章 離心式榨汁機的總體設計方案 10 2.1 榨汁機方案的比較 10 2.1.1高速離心式果汁機 10 2.1.2 低速擠壓式果汁機 11 第三章 電機的選擇與校核 15 3.1 電動機的選擇要求 15 3.2 電動機類型的選擇 16 3.3 電動機額定功率的確定 18 3.4 鍵的強度校核 19 第四章 榨汁部件的設計 21 4.1 回轉籃的設計 21 4.2榨汁機殼體的設計 22 4.2.1 榨汁機殼體材料的選擇 22 4.2.2榨汁機殼體結構的設計 23 第五章 榨汁機的使用和保養(yǎng) 26 - 摘 要 隨著科學技術的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化技術也發(fā)展到了一個新的水平；隨著農(nóng)業(yè)機械化技術的發(fā)展和人們生活水平的提高，水果榨汁機的改進成為目前消費者關心的熱點問題。 本文介紹了榨汁機的研究意義、榨汁機的研究現(xiàn)狀，分析了榨汁機的發(fā)展前景，詳細講述了離心式榨汁機的工作原理。這次和同組人員一起設計的離心式榨汁機能夠更獨特地更好地滿足消費者的意愿，本著簡單、方便、實用為原則一切從消費者的利益出發(fā)。而且，該榨汁機祛除了以前榨汁機出汁率底、果汁不清的弊端。單相串激式電動機充分體現(xiàn)了自動化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；忍攸c。 最后，我相信我們所設計的這臺集專業(yè)化、智能化，自動化、，高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；?、安全性為一體的榨汁機能夠早日走進消費者的家庭。 關鍵詞 離心式榨汁機、電機選配、殼體設計、榨汁部件設計 Abstract In recent years, the rotary digging pile driver has obtained the fast development of our country "but compared with rotary digging pile driver in a foreign country for decades, the development history of domestic rotating drill in key components and core technology, there is still a gap compared with abroad, the development of rotary digging pile driver in China is still a long way to go. This paper studied the power head as an important item of the rotary digging pile driver host, has been the key components of the host research "the performance is good or not directly affect drilling efficiency" the development of the driver in a foreign country has several ten years of history, the development of the power head has a superior performance!Unique technology and new design concept of "the development of the current domestic power head can meet the construction work of rotary digging pile driver basic reliability and function extension but still need further development. It is difficult to retrieve the rotary digging pile driver power head system design and development of related literature, no literature at home and abroad and use for reference ", therefore, this topic for power system analysis and research, as important item in the rotary digging pile driver development projects, hope will bring the rotary digging pile driver product development as a reference. Keywords: rotary digging pile driver, power head, drive way, the driver, the speed reducer 1 - 第一章 榨汁機設計前期調(diào)查及現(xiàn)狀 1.1 論文選題的依據(jù)和研究意義 春夏秋冬，任何一個季節(jié)都有它的獨特性，但對于熱愛生活的人來說，無論是初夏季節(jié)還是如今的嚴寒冬日，“補水“都變得格外重要?？晌覀儾荒芤粋€勁地喝水，而水果天天吃也會膩。何不嘗試用榨汁機來榨取一杯新鮮的果蔬汁，既能及時補充水分又自然健康。 不知道有多少人注意到，市面販售的所謂“果汁飲料”，往往有小字標注“濃縮還原”一水果濃縮液+水+糖+其他元素(防腐劑、色素、增稠 劑等)的勾兌品。此類飲料，原果汁的含量大多在10%到30%左右，不但有大量的糖分和添加劑，而且在加工過程中往往伴隨反復的高溫殺菌，營養(yǎng) 成分很難真正“保鮮”。 自己動手，用榨汁機調(diào)制的蔬菜果汁，好處起碼有三點:安全，自由，均衡。無添加劑，隨時隨地享用，搭配隨心所欲，用來做飲料或者煲湯做菜都可以，沒有過多的工業(yè)流程參與，最大程度上保留了營養(yǎng)成分。 榨汁機由諾蔓·沃克博士(Dr. Norman Walker)發(fā)明于1930年的產(chǎn)品。這位博士因此而聞名于世，被譽為活性果汁機之父。 榨汁機主要功能是攪拌、榨汁等，榨出的果汁比買來的果汁營養(yǎng)豐富、味道更佳。因為操作方便、價格便宜、成品新鮮，并可以根據(jù)自己的愛好調(diào)整飲料成分，使得越來越多消費者選擇用榨汁機自制飲料。 同樣的，老人牙齒不好，營養(yǎng)攝取困難，比起綜合維生素藥片，鮮榨果蔬汁更加天然，保留營養(yǎng)更全面。 1.2論文的主要內(nèi)容、研究方法和榨汁機的現(xiàn)狀 1.2.1論文的主要內(nèi)容 本次設計的主要內(nèi)容是離心式榨汁機的機械本體設計，主要負責水果榨汁機的殼體的設計。該設計本著簡單、方便、實用、安全為原則，在材料上采用了PP材料（聚丙烯）和ABS（工程塑料），設計上彌補了以往各種榨汁機的不足，充分體現(xiàn)了自動化、高效化、小型化、簡單化、安全化等特點：簡單實用的榨汁機可以讓老人和孩子輕松操作而且維護修理特別簡單。我相信它在未來的市場上一定很暢銷倍受消費者的青睞 。 1.2.2論文的研究方法 在系統(tǒng)研究和總結了前人的成果與經(jīng)驗的基礎之上，我采用帶有鋸齒的切削刀網(wǎng)粉碎，增強切削效果；超細的金屬刀網(wǎng)穩(wěn)定的旋轉保證榨汁高效，出汁率高，采用單相串激式電動機用以提高轉速、加大扭矩，保證榨汁機榨取果汁的質(zhì)量，采用蓋鎖安全保護裝置，保證安全，雙保證措施讓消費者更安全、更省心。 1.2.3我國榨汁機的現(xiàn)狀與發(fā)達國家的差距 榨汁機在我國的開發(fā)應用現(xiàn)狀：我國的工業(yè)化加工起步于80年代，由于大規(guī)模果汁加工設備制造水平低，關鍵工序核心設備的制造水平與世界水平相差甚遠。當時國產(chǎn)榨汁機的主要機型為螺旋榨汁機，其處置率只有60%左右，比國際先進水平低20%多，當時建設的果汁加工廠所用榨汁設備幾乎全部進口，機型主要是BUCHER公司的液力通用榨汁機，除價格昂貴、配件費用高外，使用效果比較理想。由于原料生產(chǎn)規(guī)模、國內(nèi)消費水平及企業(yè)經(jīng)濟實力等因素的共同影響，加上購買這些昂貴的進口設備，使我國剛剛起步的果汁加工業(yè)負重掙扎，步履艱難地維持了15年。再次期間，無論從果汁行業(yè)整體規(guī)模到設備的制造水平基本處于半停滯狀態(tài)。進入90年代后，隨著我國水果產(chǎn)量的大幅度提高和鮮銷市場的逐漸飽和“賣果難”愈演愈烈。另外，由于我國經(jīng)濟實力的增強及人民生活水平的提高，果汁加工業(yè)又進入了一個新的發(fā)展時期。目前，果汁加工業(yè)正向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，一些規(guī)模大、起點高、集團化、面向國際市場的企業(yè)正在發(fā)展壯大，帶動了我國果汁加工業(yè)向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)轉變。而作為成套生產(chǎn)設備主機的榨汁機的制造水平仍舊很低，國內(nèi)投資上千萬的果汁加工廠的關鍵設備仍然全部依賴進口。由于具有處理量大、通用性廣、出汁率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點，BUCHER的液力通用榨汁機及FLOTTWAG和AMOS的帶式榨汁機是我國果汁加工廠選用最多的幾種機型。 據(jù)資料顯示：在發(fā)達國家家庭中與人們?nèi)粘Ｉ罱佑|最為密切的廚房系列小家電像攪拌機、榨汁機、豆?jié){機、加濕機等新型小家電產(chǎn)品的擁有率已經(jīng)達到80%以上而我國還不到10%，可以說：我國小家電正處于成長初期，大有潛力可挖，市場容量巨大，據(jù)專業(yè)人士預測小家電行業(yè)蘊藏著3500多億元的市場。 發(fā)達國家生產(chǎn)水果加工機械歷史長，基礎工業(yè)強，技術水平先進，用高新技術裝備提高了生產(chǎn)率降低了能源消耗，增加了得率，減少了廢棄物，保持了食品營養(yǎng)成分和風味，提高了食品品質(zhì)。 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展我國市場上也出現(xiàn)了各式各樣的榨汁機，但大部分采用的設計理論、設計手段、設計方法、制造技術和檢測手段落后；無論是從內(nèi)在質(zhì)量還是外觀設計都遠遠不如發(fā)達國家。此外，國內(nèi)許多原材料、基礎件質(zhì)量不穩(wěn)定，直接影響了產(chǎn)品的整體質(zhì)量。而且我國生產(chǎn)的水果榨汁機用于工業(yè)生產(chǎn)果汁的比較多，家庭實用型的卻很少，且從性價比方面考慮也不是很讓消費者滿意，更主要的是我國目前使用的水果榨汁機通用性差、出汁率低，清汁果肉含量多。因此，要求出汁率高、果汁清家庭實用型榨汁機的研究與開發(fā)很受廣大消費者的歡迎。 1.2.4我國榨汁機的市場調(diào)查 ? 21世紀人們對生活的質(zhì)量不斷的提高，對健康和營養(yǎng)的食品要求也就越來越高，特別是2008年奶粉事件和免檢產(chǎn)品國家取消以后，很多人對購買的食品都不夠放心，經(jīng)過市場調(diào)查表明，現(xiàn)代的人們都形成了自制食品是最安全最衛(wèi)生這樣的觀念，同時也享受到生活中的樂趣。每天一杯新鮮的果汁既填補營養(yǎng)也緩解了你一天辛辛苦苦的勞累。果汁不僅能增強您的體質(zhì)更能讓您生命長壽。特別是小孩老人，單單吃水果既不容易消化更吸收不到營養(yǎng)。在近幾年來，各個領域的高級白領家庭當中已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了榨汁機，隨著消費者觀念不斷的改變，榨汁機將會成為人們每一家庭中必用的飲品食具，所以此類產(chǎn)品將隱藏著巨大的市場份額和發(fā)展前景。市場處于導人期同咖啡機、面包機、煮蛋器這些西式小家電一樣，榨汁機相對傳統(tǒng)的生活必需品而言，更多的價值體現(xiàn)在人們對精致生活的追求上。榨汁機的價格普遍高于200元，一些知名品牌則要在500元左右，因此在中國市場一直都沒有得到廣泛普及。東菱凱琴董事長助理潘衛(wèi)東透露，東菱早在上世紀90年代中期就開始生產(chǎn)榨汁機，由于當時國內(nèi)市場需求較少，幾乎都是貼牌出口。直到2000年左右，國內(nèi)榨汁機市場初具雛形，東菱才開始開拓國內(nèi)市場。資料顯示，目前發(fā)達國家平均每戶家庭擁有小家電產(chǎn)品超過40種，而在中國的一級城市中，平均每戶家庭擁有的小家電數(shù)量也不超過5種，且一般多為熱水器、吹風機這類生活必需品，榨汁機、咖啡機等“情趣產(chǎn)品”的占有率則更低。蘇泊爾有關負責人透露，目前榨汁機在中國家庭中普及率大約只有5％。潘衛(wèi)東說，中國榨汁機市場目前仍處于導入期，一方面因為榨汁機進入中國市場較晚，而更主要的原因是國內(nèi)消費水平還較低，消費者還沒有形成飲用鮮榨果汁的消費習慣。另一專業(yè)小家電品牌ACA2003年進入中國市場的，據(jù)了解，ACA在中國的主打產(chǎn)品是電烤箱，榨汁機所占份額相對較小，并且目前以出口為主。由于電烤箱的銷售旺季在秋冬季節(jié)，榨汁機則剛好彌補了企業(yè)夏季產(chǎn)品銷售的不足。產(chǎn)品性能中國化“西方消費者普遍喜好功能單一而體積較大的產(chǎn)品，而中國消費者則傾向于選擇集多種功能于一體且小巧的產(chǎn)品?！迸诵l(wèi)東說 “為了迎合消費者的需求，大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品都是融合了榨汁、攪拌、碾磨等功能為一體的綜合食品處理器，生產(chǎn)純榨汁機的企業(yè)并不多?！?我們在賣場里看到，只有飛利浦的榨汁機全部為單榨功能的產(chǎn)品，其他幾個品牌的產(chǎn)品，如蘇泊爾，九陽、龍的，都是附帶幾個杯體的多功能食品處理器。銷售人員透露：“一般消費者使用較多的功能是打豆?jié){和攪肉餡，單純?yōu)榱苏ス南M者很少?！比欢喙δ芴幚砥鞯牡镀菀啄p，使用壽命要遠低于單純的榨汁機。 中國人的飲食習慣也是制約榨汁機市場發(fā)展的一大因素。“中國人早餐習慣喝豆?jié){而不是果汁?！奔译娰u場的銷售人員說，“還有很大一部分消費者則習慣直接食用水果，認為將水果榨成汁飲用既麻煩還流失了營養(yǎng)?！蔽覀兞私獾?，目前榨汁機的消費群體主要有兩類：一類是有孩子或老人的庭，孩子容易挑食而老人牙齒不好，自己榨果汁可以滿足他們攝入足夠的營養(yǎng)；另一類是追求時尚及生活品位的年輕人，榨汁機滿足了他們崇尚個性口味的需求。隨著生活質(zhì)量的提高，消費者的心態(tài)由最基本的生活需要開始向營養(yǎng)健康的品味生活渡，這為榨汁機更加普及提供了可能。而無論是榨汁機還是食品處理器，目前都處于市場的導入期，對于大多數(shù)消費者而言還是奢侈品，企業(yè)如何引導消費者的消費觀念至關重要。外資品牌遙遙領先根據(jù)中怡康2006年2JE]全國市場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，飛利浦以23、58％的占有率在國內(nèi)榨汁機銷量榜上穩(wěn)居首位。其余進入前十名的品牌皆為國內(nèi)品牌，除了蘇泊爾享有7，1％的市場份額之外，其他企業(yè)的占有率則都在3％ ～5％ 。另外，榨汁機杯身材質(zhì)的不同，在很大程度上影響著價格的高低。杯身的材料一般有塑料和玻璃兩種，玻璃材質(zhì)的機器價格普遍在400～500元之間。但記者在采訪中了解到，玻璃材質(zhì)的榨汁機目前并不多見，主要應用在商用機上，家用產(chǎn)品中，只有松下使用玻璃做杯身材料。據(jù)潘衛(wèi)東介紹，目前家用榨汁機的市場更好一些，由于與商用機的區(qū)別只在于功率及容積，所以除了普通家庭購買外，很多小型冷飲店、酒吧也傾向于購買小巧便宜的家用榨汁機。 據(jù)業(yè)內(nèi)專家預測，中國小家電市場前景廣闊，今后5年中，每年將有8％～14％的增長幅度，市場需求總額將高達35OO億元。隨著人們生活水平的提高，中國榨汁機市場會有很大的市場空間。 1.3 榨汁機的設計 1.3.1榨汁機的類型 目前市場上各種品牌的榨汁機琳瑯滿目，但絕大多數(shù)榨汁機的主要結構、榨汁方式等都相似，通常大都采用外形、容積(攪拌容積或汁液杯的容積)和電機功率進行分類。按外形分，主要有座式、臺式和手提式三種，目前以座式和臺式榨汁機為主流機種，其實這兩類榨汁機的外形比較相似，習慣稱為臺式榨汁機。按容積分，常見有0．5、0.6、0．7、0．8升等，容積大，一次可榨取的汁液多，但所需的電機功率也大，價格自然就較高。按電機功率分，主要有200W 、230W 、250W 、300W 、350W 等多種規(guī)格，普通座式和臺式榨汁機常用200—300W 的串激電機。 1.3.2 榨汁機的現(xiàn)狀分析 果汁工業(yè)化加工在國外已有百年的發(fā)展歷史，已形成較完備的生產(chǎn)工藝，并開發(fā)有多種生產(chǎn)規(guī)模大、加工手段先進、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良的成套加工設備。 果汁生產(chǎn)的核心工序是榨汁工序，而榨汁機是榨汁工序的關鍵設備，榨汁機性能的優(yōu)劣直接影響和決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和加工企業(yè)的經(jīng)濟效益，其作用至關重要。因此，應客觀、準確了解各種榨汁機的工作特點，以便做到正確、合理地選用，滿足生產(chǎn)要求，以便盡快提高我國榨汁機的應用水平和制造水平,帶動果汁加工業(yè)的發(fā)展,徹底解決種植業(yè)的原料加工問題。 以下是常用的幾款榨汁機： 1）雙錐盤榨汁機 雙錐盤榨汁機的榨汁機理是利用兩個母線重合的傘狀錐體的嚙合滾動，使進入嚙合區(qū)域的果糊受壓，果汁通過傘狀錐體表面的濾孔排出。但雙錐盤榨汁機壓榨時作用時間短，對漿狀物料的夾持性能差，排汁面積相對較小，排汁孔大，因此不適用于家庭水果榨汁。 2）帶式榨汁機 ? ? 帶式榨汁機的工作原理是利用兩條張緊的環(huán)狀網(wǎng)帶夾持果糊后繞過多級直徑不等的榨輥，使得繞于榨輥上的外層網(wǎng)帶對夾于兩帶間的果糊產(chǎn)生壓榨力，從而使果汁穿過網(wǎng)帶排出。 帶式榨汁機具有結構簡單、工作連續(xù)、生產(chǎn)率高、通用性好、造價適中等特點，但帶式榨汁機的主要缺點是榨汁作業(yè)開放進行，果汁易氧化褐變，衛(wèi)生條件差；排汁不暢；網(wǎng)帶孔隙易堵。 3）壓板式榨汁機 ? ? 壓板式榨汁機配置一個工作時旋轉的圓柱形機筒，機筒的柱面上開有長縫用于汁液透過，機筒軸心裝有一雙向絲杠，絲杠上的轉動帶動機筒兩端的圓形壓板相向移動。壓榨時物料用泵充入機筒內(nèi)，壓板由兩端向中間移動擠壓機筒內(nèi)的物料，汁液通過機筒壁上的長縫排出，壓榨結束渣從機筒中部的開口排出。但壓板式榨汁機的壓榨力較小，汁液的透過面積較低。 1.3.3對新型榨汁機設計的一般要求 目前我國的榨汁機普遍存在著出汁率低、出汁不清等問題，迫切需要進行結構改進和技術提高。?因此，新型榨汁機設計必須建立在提高工作效率，增加出汁率，提高果汁質(zhì)量的基礎上對原榨汁機在先前技術上的改進。同時還要盡可能使操作簡單滿足不同年齡段的消費者，并保證操作的安全性。在經(jīng)濟合理的前提下考慮能夠?qū)崿F(xiàn)綜合利用，一機多用。與其他榨汁機產(chǎn)品相比，要求做到堅固耐用，安全可靠，使用維修方便。在滿足設計技術要求的前提下，盡可能提高產(chǎn)品和零部件的標準化、系列化和通用化程度。 1.3.4 榨汁機的發(fā)展前景 同咖啡機、面包機、煮蛋器這些西式小家電一樣，榨汁機相對傳統(tǒng)的生活必需品而言，更多的價值體現(xiàn)在人們對精致生活的追求上。據(jù)了解到，目前榨汁機的消費群體主要有兩類：一類是有孩子或老人的家庭，孩子容易挑食而老人牙齒不好，自己榨果汁可以滿足他們攝入足夠的營養(yǎng)；另一類是追求時尚及生活品位的年輕人，榨汁機滿足了他們崇尚個性口味的需求。隨著生活質(zhì)量的提高，消費者的心態(tài)由最基本的生活需要開始向營養(yǎng)健康的品味生活過渡，這為榨汁機更加普及提供了可能。 據(jù)國家統(tǒng)計局資料，全國食品工業(yè)總產(chǎn)值1995年已上升為全國各行業(yè)之首。食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展必然帶動食品機械行業(yè)的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計1999年，全國專業(yè)食品加工機械約有2300多種已成機械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。 據(jù)業(yè)內(nèi)專家預測，中國小家電市場前景廣闊，隨著人們生活水平的提高，中國榨汁機市場會有很大的市場空間。 7 - 第二章 離心式榨汁機的總體設計方案及原理 2.1 榨汁機方案的比較 2.1.1高速離心式果汁機 這是國內(nèi)市場上最為普遍的果汁機類型，它的工作原理是利用刀網(wǎng)每分鐘幾千轉的高速轉動把水果粉碎，強大的離心力使果汁噴流入果汁杯，而果渣則甩進收渣桶。不同品牌型號的高速離心式果汁機也有材質(zhì)、功率、進料口大小的區(qū)別，挑選時要注意選擇功率大、進料口大的。 優(yōu)點：水果不用切得很小，榨汁速度快，榨一個蘋果或者胡蘿卜只需幾秒鐘，榨出的果汁清亮。 缺點：噪音大；出汁率一般，榨完的果渣較濕，有些浪費，對于含水量較少的葉菜類或者特別軟的水果幾乎榨不出汁來。 2.1.2 低速擠壓式果汁機 這種果汁機也受到很多人的喜愛，它的工作原理是靠內(nèi)部的一根螺旋桿以每分鐘80轉的低速旋轉，對水果進行擠壓、研磨，果汁透過濾網(wǎng)流出，果渣從排渣口排出。 優(yōu)點：噪音低；榨比較脆的水果出汁率高，榨出的果渣很干，不浪費，對于葉菜類的出汁率也能令人滿意。 缺點：水果需要切成很小的塊，再一點一點地填進去榨，費時間；榨出的果汁較稠，里面混有細小的果肉纖維，尤其是比較面的蘋果，榨出來幾乎就是糊糊。 綜合考慮，我選擇設計高速離心式果汁機。本次設計的是一種集智能化，自動化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；癁橐惑w的較先進的高速離心式榨汁機。整個裝置的動力源采用一個250W的單相串激式電動機，空載轉速是19000r/min。 2.2離心式榨汁機的工作原理 ? 離心式汁機可對果糊產(chǎn)生很高的離心力，可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作業(yè)。離心榨汁機的主要工作原理是先利用刀片將水果片粉碎，然后利用高速旋轉產(chǎn)生強大的離心力來分離果汁和果渣，果汁透過鍍鈦刀網(wǎng)的金屬網(wǎng)經(jīng)過乘汁坐而流入果汁杯，果渣則被離心力甩出而進入果渣盒，它的工作流程是原料→選果→清洗→榨汁→破碎→離心→過濾→果汁和果渣。 47 - 第三章 電機的選擇與校核 3.1 電動機的選擇要求 合理的選擇電動機是正確使用的先決條件。選擇恰當，電動機就能安全、經(jīng)濟、可靠地運行；選擇得不合適，輕者造成浪費，重者燒毀電動機。選擇電動機的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉速、啟動轉矩、防護形式、結構形式等，但是結合榨汁機的具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉速、等幾項比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動機的選擇要求。 電動機類型的選擇要從負載的要求出發(fā)，考慮工作條件，負載性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、供電情況等，盡量滿足下述各方面的要求： 1）機械特性 由電動機類型決定的電動機的機械特性與工作機械特性配合要適當，機組穩(wěn)定工作；電動機的起動轉矩、最大轉矩、牽入轉矩等性能均能滿足工作機械的要求。 2）功率 電動機的功率，應根據(jù)生產(chǎn)機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。避免出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象或“大馬拉小車”現(xiàn)象造成不必要的損失和浪費。 3）轉速 電動機的轉速滿足工作機械要求，其最高轉速、轉速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應工作機械運行要求。 4）運行經(jīng)濟性 從降低整個電動機驅(qū)動系統(tǒng)的能耗及電動機的綜合成本來考慮選擇電動機類型，針對使用情況選擇不同效率水平的電動機類型；對一些使用時間很短、年使用時數(shù)也不高的機械，電動機效率低些也不會使總能耗產(chǎn)生較大的變化，所以并不注重電動機的效率：但另一類年利用小時較高的機械，如空調(diào)設備、循環(huán)泵、冰箱壓縮機等，就需要選用效率高的電動機以降低總能耗。 5）價格低廉 在滿足工作機械運行要求的前提下，盡可能選用結構簡單、運行可靠、造價低廉的電動機。 3.2 電動機類型的選擇 家用食物加工用器具，如食物拌碎器、碎肉機、水果榨汁機、打蛋機、切片機等要求高起動轉矩、高轉速、體積小、結構簡單，最適宜選用單相串激式電動機驅(qū)動。單相串勵電動機可以交直兩用，故也稱為交直兩用電動機，勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，它們通過交流電時，兩電流同時改變，電磁轉矩方向不變，電機持續(xù)運轉，其有較軟的機械特性，起動性能好，轉速高，過載能力強，調(diào)速性能較好，但不允許空載起動、換向火花大等，單相串勵電動機主要用于電動工具和各種小型日用電器中，這類電動機的特點為額定轉速一般超過12000r/min，短時定額或周期工作定額；結構特點為無外殼，而利用器具的外殼防護，電動機的防護型式為IP00，端蓋簡化成支架形式，通常用鑄鋁做成，依靠支架上的螺孔安裝。電動機的功率一般在30～250W之間。輸出功率為90W以下，一般為自冷，90W以上采用軸流式風扇冷卻。為了降低成本和減小噪音，常采用含油軸承。電動機的軸伸需與主機的驅(qū)動部件相配，一般采用斜齒輪軸伸。下表1為家用榨汁機常用單相串激式電動機的技術數(shù)據(jù)。 表3-1 家用食物拌碎器用單相串勵電動機技術數(shù)據(jù) 型號 電壓 (V) 頻率 (H2) 空載 負載 測試 電壓 (V) 電流 (A) 轉速 (r/min) 轉速 (r/min) 電流 (A) 輸出 功率 (W) 效率 (﹪) HCB54／20 HCB5／20A HC76-40 220 120 220 50 60 50 220 120 220 0.33 0.65 0.72 23000 23000 19000 15000 15000 10000 0.60 1.1 2.5 55 55 250 45 45 48 HL-2A HL-3A HL-3B HL-4 240 220 220 220 50 50 50 50 110 110 110 110 0.15 0.3 0.18 0.25 10000 19000 14000 21000 10500 12000 10500 12800 0.35 0.95 0.45 0.85 單相串激式電動機主要使用在要求轉速高（4000～25000r/vmin）、起動轉矩大、且體積小的場合。典型的用途是作為電動工具、拌碎器、吸塵器風機、家用縫紉機、醫(yī)用離心機等工業(yè)機械及日用電器的動力。在結構上，單相串激式電動機一般由端蓋、機殼、定子鐵心、釘子繞組、換向器、電刷裝置、電樞、風扇、轉軸等主要零部件組成。通常定子鐵心做成凸極形式，多為兩極。定子繞組為集中繞組。單相串激式電動機的結構與直流電動機的十分相似，主要的差別在于單相串激式電動機的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成，而直流電動機的磁場既可以疊壓而成，也可以做成整體結構。由于交流繞組存在電抗，在功率、電壓及定、轉子鐵心相同條件下，單相串激式電動機的定、轉子繞組匝數(shù)比直流電動機的要少。 圖3-1 HC76-40電動機 1）主要技術指標 單相串激式電動機主要技術參數(shù)包括：額定電壓Un（V）、額定功率Pn（W）、額定轉速Nn（r/min）、額定頻率fn（Hz）、堵轉轉矩Tk（倍）、堵轉電流Ik（倍）、額定電流In（A）、效率