畢業設計論文 設計（論文）題目： 全自動蘋果削皮機供料系統的開發與設計 下達日期： 2013 年 10 月 7 日 開始日期： 2013 年 12 月 9 日 完成日期： 2014 年 月 17 日 指導教師： 學生專業： 機電設備維修與管理 班 級： 學生姓名： 教研室主任： 機械工程 學院 畢業論文 第 1 頁 共 17 頁 目錄 1 市場調研 2.蘋果削皮器的設計過程 3.蘋果 削皮器的設計要求和注意事項 4.工作流程擬定 5自動上料系統的總體傳動方案確定 6.對現有的蘋果削皮機的調查報告 7編寫畢業設計論文 8.主要參考資料 第 2 頁 共 17 頁 1 市場調研 。 通過大量的閱讀資料和調查網絡上已有的蘋果削皮機得出了結論。在現階段國內社會中，生活中已經存在了大量的蘋果削皮機，但是，在生活中的只是個人應用的蘋果削皮機，于工業上應用的大型蘋果削皮機微乎其微。而工業上應用于水果罐頭和飲料及飲食等水果加工的機械還是比較少的，隨著我國的發展腳步前進，造成了我國果品加工總體加工技術與加工裝備制造技術水平偏低。目前罐頭及水果加工領域存在的最大問題就是加工過程中自動化、連續化程度低，對先進技術的消化能力差。去皮設備都停留在半自動程度，靠人工將蘋果逐個插到固定針上，不僅生產效率低，而親容易造成工傷事故；因此設計開發一種全自動蘋果去皮機能有效的解決加工過程自動化及連續化水平低的問題，對其他果品加工同樣適用。一份關于蘋果削皮機的調研報告。 2.蘋果削皮器的設計過程 蘋果削皮器的設計過程通常包括兩個階段： (1)產品設計 產品設計主要包括確定主題、造型、尺寸大小、性能參數、動作類型、年齡段等。這一階段以色 彩效果圖來體現設計內容。 第 3 頁 共 17 頁 （ 2）工程設計 工程設計階段包括傳動系統設計、動作機構設計、控制系統設計、材料選擇、安全標準要求、成本核算等。這一階段要畫出蘋果削皮器的自動上料系統總傳動方案系統圖一張；主要機構工作原理圖一張；供料系統的工藝流程圖一張。 3.蘋果削皮器的設計要求和注意事項 1.設計要求 蘋果削皮器的設計要要求有如下幾點： （ 1）除了能夠對蘋果皮削皮外，同時還要可以對雪梨、土豆等果菜進行削皮。 （ 2）機身的設計要精巧、美觀大方、易操作。 （ 3）操作時要求合理及方便靈活，最好罐頭廠、飲料加工廠、水果干 品等都能適用。 （ 4）能適應切削果體的不同橢圓度和凹凸面。 （ 6）要求能安全高效地削皮。 2.注意事項 在使用蘋果削皮器時，應該注意以下事項： （ 1） 削皮刀片十分鋒利，請在使用時注意手指；當刀頭切削時候，因為蘋果表面不平而被卡住時，不要用力繼續。 （ 2） 旋轉臺，應該倒旋旋轉臺，使刀頭離開被卡處；此款只適用于蘋果般大小，果肉較硬的圓型水果。 第 4 頁 共 17 頁 （ 3） 使用完，用水沖洗，擦干后裝好刀和固定針套，防止長期與空氣接觸而生銹。 （ 4） 請把刀片轉到固定針的下面，以確保拿蘋果時不會劃傷手指，有削皮時，不要把手指放在削皮器可以削到的地方。 4.工作流 程擬定 。 對于整體而言，這次我們主要設計方案在于插果機構、削皮機構、切塊機構、卸載機構、圓盤插針組件以及機架。 除了主要的設計方案外，還要設計出工料機構的輸送蘋果時通過振動自動調整方位，通過傳感器及計算機圖像識別軟件對蘋果的放置情況進行識別，并通過氣缸氣壓的推動將沒達到放置要求的蘋果進行剔除。輸送帶可以通過自我調整速度。 通過振動傳送帶的輸送的末端設計的自動化機械抓手把蘋果插到去皮機圓盤上的固定針上，去皮機圓盤通過自動轉動可以連續插果，而削皮所應用的刀子都是同樣規格的彈簧刀，以便適應于蘋果的不規則表面。圓盤 的轉動可以通過自我調整速度。 對于切塊及去核機構的設想是在插果圓盤的基礎上設計一個和圓盤同時旋轉，并且擁有和插針一樣數量的切塊去核機構，切塊機構可以人工設定切塊時間和方位及角度，自己可以設定于削完皮以后直接切塊去核，同時在除了插針插果與切完塊的間隙時間的圓盤的邊緣設計一個漏斗口，最后設計一個阻擋果仁隨圓盤轉動的障礙。切塊機構同樣擁有自我調整速度。 剩下的果仁通過漏斗口掉落到傳送帶上，自動運輸余下一個加工環節。 第 5 頁 共 17 頁 1.電動機 2.電動機傳動輪 3.渦輪蝸桿 a 4.渦輪蝸桿 b 5.齒輪 6.渦輪蝸桿 c 7.齒輪 8.插針 9.彈簧刀 10.切片刀 11.傳動輪 電動機 1 電動機傳動輪 2 傳動輪 11 渦輪蝸桿 4 齒輪 5 齒輪 7 通過電動機的帶動使動力傳動到齒輪 7，通過齒輪 7 的轉動來帶動機臺的轉動。 電動機 1 電動機傳動輪 2 傳動輪 11 渦輪蝸桿 3 渦輪蝸桿 6 當蘋果切片裝置到達指定位置時，通過渦輪蝸桿 6 帶動相應的操作桿使切片刀運動往下以便切片。 9871 065121 134 第 6 頁 共 17 頁 削 皮 區切 片 區擋板和漏斗口 擋板和漏斗口 同時在蘋果削完皮以后，對于蘋果的皮處理，可以在削完皮以后的最后設置一個擋板，利用擋板阻礙蘋果皮的流傳，并且設計一個漏斗口，讓蘋果皮從漏斗口溜出去處理掉蘋果皮。 蘋果皮可以利用以上原理可以處理掉，那么對于切完片的蘋果我們也可以利用擋板和一個漏斗口時切完片的蘋果流出去 ，進入下一個環節。 第 7 頁 共 17 頁 5自動上料系統的總體傳動方案確定。 自動上料系統在許多的工業機械中都已存在，普遍的利用于傳送帶來運轉，傳送帶的利用比較方便，生產的廠家也多，經濟價格也實惠，而我們設計的這一款水果利用的自動上料系統也可以利用到傳送帶，并且對其傳送過程還添加了一些電子產品，以便于在傳送的時候可使蘋果自動定位好。 運輸支撐架蘋 果 淘 洗 裝 置 蘋 果 運 輸 軌 道烘 干 消 毒 裝 置注 入 管 道注 入 水 及 洗 滌 液齒 輪 1齒 輪 2旋 轉 葉 片齒 輪 3排 污 通 道電 動 機 第 8 頁 共 17 頁 虛線框的區域是說明這一區域的傳動線路，通過電動機的轉動帶動齒輪 1，再由齒輪 1 把動力傳送到齒輪 2，齒輪 2 的轉動帶動齒輪 3，同時齒輪 3 帶動旋轉葉片底的渦輪蝸桿，由渦輪蝸桿把 動力傳送給旋轉葉片，旋轉葉片轉動時就是對蘋果的梳洗。而所用的洗滌液及水是通過注水系統注入，洗完后的污水通過排污通道排出。 對于淘洗以后的蘋果則是通過傳送帶的傳送到達烘干系統，通過烘干系統，蒸發掉蘋果表面的水漬，烘干以后的蘋果通過傳送帶傳送到蘋果的定位系統。 進入定位系統后，再其底部利用旋轉葉片對蘋果進行定位，并在下部安裝氣壓噴氣孔使其更好的定位。當旋轉葉片不能更好的定位時，氣壓孔會把蘋果吹動起來，然后旋轉葉片再對蘋果定位。 定位的全程過成程中利用電子軟件對整個定位通道全程掃描定位調位。如發現沒有定位好的蘋 果，系統立即做出判斷對其從新定位，使其定位好了以后可以正確安裝到插針上面。 定位好了以后的蘋果可以通過定位系統末端的電子機械操作手夾起，夾起以后排 水 漏 斗 孔氣 壓 輸 送 孔蘋 果 調 位 裝 置蘋 果 調 位 齒 輪蘋 果 擺 放 位 置 第 9 頁 共 17 頁 的蘋果通過電子機械操作手正確合理的插到插針上面，然后進行削皮、切片。 6.對現有的蘋果削皮機的調查報告 （ 1） 蘋果手動削皮機，如圖 1-2 所示。其插針冒內有用于插蘋果的插針，機器不用時插針冒用于保護作用，防止扎傷。使用時講蘋果插針與插針上，手搖帶動蘋果轉動同時將蘋果向右推進，其仿形刀具在彈簧的作用下緊壓于蘋果表皮，蘋果一邊轉動，一邊削皮。該機用于個人家庭使用，由于其削皮速度 極慢，勞動強度高，不宜生產使用； （ 2） 多果自動去皮機，如圖 1-3 所示。首先由人工將蘋果梗垂直于水平面的方向放置于蘋果槽內，氣缸推桿伸出帶動升降板及其上的 電動機、插針等一同向下移動，直到將蘋果插于插針，之后氣缸推桿回縮，將蘋果提升至削皮高度，電動機帶動插針、蘋果一起旋轉，直到完成蘋果削皮工作，最后由人工將蘋果卸下。該類去皮機每一臺機器至少一人、甚至兩人負責放果卸果，該機之勞動強度屬四類去皮 第 10 頁 共 17 頁 機中最大者，生產效率低； （ 3）單果自動去皮機，其工作原理如圖 1-4 所示。該類去皮機的轉盤上設有數個蘋果轉動插針，均勻分布于圓盤的圓周之內。首先由人工將蘋果插于蘋果插針，圓盤轉動一定角度，蘋果被送于去皮工位，完成去皮工作，圓盤再轉動一定的角度，蘋果完成切片工作，圓盤繼續 轉動，蘋果被送于去核工位，蘋果核在該工位被除去，至此完成一個工作循環。此類去皮機較（ 1）去皮速度快，但其仍然依靠人工上果，生產速度多由人工的熟練程度決定； 第三類去皮機是目前企業所用比較流行的機種，其產品有 6GY-300 型蘋果削 第 11 頁 共 17 頁 皮、挖核、制瓣機。該機主要由箱體、中間座、送進機構、走刀機構和夾具、液壓機械傳動動機構等組成。其外形結構見圖 1-5 所示。該機在 90 年代初期可以說是一臺自動化程度較高，加工質量較好的設備，它可以在一條主軸線上完成削皮、挖核和制瓣三道工序。 （ 4）蘋果去皮擁核切瓣機，如圖 1-6 所示的機器外形。其原理可以分析為是利用機械原理的水果削皮機由 PLC 控制，能完成削皮、擁核（切端）、切瓣、護色多個動作，削刀能自動緊貼果子外形變化，削皮厚度可調，因而去皮果損少，果肉利用率高。在觸摸屏上設定參數及動作，把果子放進料斗后自動削皮、切端，同時護色槽內的液體循環噴淋被削果子，防止氧化變黑。條形果皮、圓 形端皮、去皮果 第 12 頁 共 17 頁 肉分別從三個出口出來。每小時大概可以削蘋果 1500 左右。 應用的范圍也是比較廣，可以適用于有核果蔬，包括蘋果、梨子等。蘋果削皮機是加工罐頭、果脯、果干、果粉、果醬、果汁加工廠的必要設備。與傳統人工削皮相比，具有削皮效率高，削皮厚薄均勻，果損少，質量穩定，安全衛生的優點。 這種蘋果削皮相比于前面三種而言，效率高、利用率高、質量穩定；對工廠來說也是規?；?、自動化，與我國的果品發展也是有利的。 7編寫畢業設計論文 全自動化 蘋果削皮機應征了當今社會上的企業工廠需求，而一款操作簡單需求量大、操作員工人少的機械、自動化性能高的蘋果削皮機還是比較少的。已經存的蘋果削 皮機大部分都是生活中家庭中應用的單式手搖式水果削皮機。 由于傳統食品生產企業普遍存在生產工藝原始、繁雜，生產效率偏低、標準化程度不高等劣勢，難以適應現代市場環境對產品的要求。例如果脯產業等因此，傳統食品發展首先要現代化，所謂現代化就是要引進現代食品加工理念、賦予現代食品加工技術，只有在這樣的基礎上，傳統食品的發展才能規?；a業化。 第 13 頁 共 17 頁 傳統食品是相對于現代食品而言，一般有兩種界定形式。一是將手工食品即由餐飲業或家庭烹飪手工才做的食品定義為傳統食品，稱之為狹義的傳統食品；二是將已由手工食品過渡到工廠生產，但是機 械化水平相當低的工業食品業包括進去，稱之為廣義的傳統食品。 傳統食品現代化是指傳統食品由原來落后的傳統形態向現代化形態轉變的過程，是實現加工過程定量化、標準化、機械化和工業化。可以概括為五個方面的內容：一是用現代工業裝備傳統食，打破手工、機械化水平低的傳統加工局面；二是用現代化科學武裝傳統食品，逐步取代或提高傳統的生產技術和加工經驗；三是由掌握現代化科學技術知識的勞動者從事傳統食品行業，是勞動技能和創造力大為提高；四是在充分認識和掌握傳統食品內涵的基礎上，合理利用自然資源，不斷挖掘傳統食品的附加潛力；五是采 用現代化的經營體系管理傳統食品行業，實行專業化、商品化、社會化、工業化生產，充分發揮人類智慧的能動作用和物質條件作用。 隨著我國的水果罐頭產業及果品加工產業的發展，世界上的其他國家水果加工產品消費的增長，我國水果加工產品出口的發展面臨著良好的機遇。盡管高新技術在我國果品加工得到了逐步應用，加工裝備水平也得到了明顯提高，但是由于缺乏具有自主知識產權的核心關鍵技術與關鍵制造技術，造成了我國果品加工總體加工技術與加工裝備制造技術水平偏低。目前這一領域面臨的最大問題就是加工過程中自動化、連續化程度低，對先進技術的消 化能力差。去皮設備大都停留在半自動化程度，靠人工將蘋果逐個插到固定針上，不僅效率低下，而且容易造成工傷事故；因此設計開發一種全自動蘋果去皮機能有效解決加工過程自動化及連續化水平低的問題，對其他瓜果的工業加工發展也起到了重要作用。 我們在設計這一款蘋果削皮加工自動化產品的同時也帶動了中國的經濟生活 第 14 頁 共 17 頁 水平的發展。而這一款全自動化的蘋果削皮機主要利用機械化的鏈條來實現的。全自動化蘋果削皮機設計的過程雖然是艱辛，但是贏來了卻不僅僅是我們得美好生活，同時也是大家的美好生活。 其下我對于這一款蘋果削皮機簡單的介紹一下 。 設 計的主要 是全 自動插針切片 ，我們用的是旋轉圓盤的旋轉來插針和切片，圓盤可以設定相應的旋轉速度。在圓盤運轉以后，通過機械抓手把蘋果從輸送軌道抓起插到插針上。削皮刀的走刀軌跡為一定的局部圓弧，刀具具有足夠的浮動量，用以彌補固定圓弧軌跡與果實外形的差異，從而保證了對同一品種的多數果實均勻削皮。制瓣采用固定刀座，當削皮結束后，直接進入制瓣處通過固定切片刀對蘋果制瓣及除核，可已根據要求將果實切為片狀或塊狀及不同的瓣數。當切瓣及除核以后，同過擺蕩把果皮或果仁弄到擋板處，利用專用漏斗口把果皮或果仁處理進入下一個環節。 而隨 著控制技術以及傳感技術的日新月異，實現該環節的自動化完全可以利用現有的各種控制電機，傳感器以及傳動零件、組件。這樣及省去了一大筆傳統機械的維護費用