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高效蓮子磨皮機(jī)設(shè)計(jì)
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摘 要
蓮子是一種具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值的綠色食品，在食用前一般先要去除外表皮。目前國(guó)內(nèi)外蓮子去皮方法有化學(xué)方法和物理方法兩種，由于化學(xué)方法去除外表皮會(huì)有藥物殘留，有害于人體健康，國(guó)家已經(jīng)明令禁止，物理方法則多為機(jī)械式磨皮，該方法存在去皮不徹底、蓮仁損耗量大等問題。為找到一種去皮效率高、且蓮仁損耗少的蓮子去皮方式。本文從現(xiàn)有滾筒砂輪磨削工藝出發(fā)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了滾筒式砂輪粗精磨磨削工藝，本工藝旨在解決滾筒式砂輪工藝在蓮子加工過程中磨削去皮不徹底、蓮仁損耗大等問題，提高蓮子的磨削效率，減輕加工損耗，降低生產(chǎn)成本，提高蓮子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此展開了一系列理論設(shè)計(jì)，論文主要完成了以下工作：
（1）闡述砂輪磨削理論，確定加工工藝的可行性；
（2）結(jié)合現(xiàn)有蓮子滾筒砂輪磨削工藝，提出了改進(jìn)方案，對(duì)比分析，確定滾筒式砂輪粗精磨磨削工藝，完成蓮子磨皮機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)部件選型；
（3）基于 UG NX8.0 建立零部件實(shí)體模型，裝配成虛擬樣機(jī)。
關(guān)鍵詞：蓮子去皮；砂輪磨削；粗精磨；周轉(zhuǎn)輪系；
Abstract
Lotus is a kind of green food with high nutritional value and medicinal value, before eating the first general to go except epidermis. Chemical and physical methods of two kinds of lotus seed peeling methods at home and abroad, due to the chemical method to remove the outer skin will have drug residues, harmful to human health, countries have been banned, the physical method is more mechanical dermabrasion, the problem of peeling is not complete, Lian Ren loss etc.. To find a higher efficiency of peeling, Qie Lianren loss less lotus seed peeling method. This paper from the existing roller grinding process, to improve on its basis, the drum type grinding wheel of coarse and fine grinding process, this process is designed to solve the drum type grinding wheel grinding process in the seed processing peeled not thoroughly, Lian Ren loss and other issues, improve the grinding efficiency of lotus seed, reduce processing losses, reduce the production cost lotus seeds, improve industrial economic benefit. Launched a series of design theory, the paper mainly completed the following work:
(1) the grinding wheel, grinding theory, the feasibility of determining process;
(2) combined with the existing lotus roller grinding process, put forward the improvement scheme, comparative analysis, determine the drum type grinding wheel diameter Fine grinding process, complete the overall structure of lotus seed grindingmachine design and parts selection of skin;
(3) UG NX8.0 to establish the model based on the assembly of parts, virtual prototype.
Keywords: lotus seed peeling; coarse grinding wheel abrasive belt grinding;epicyclic gear train;
目 錄
第一章 緒論------------------------------------------------
1.1研究背景---------------------------------------------------
1.2國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)---------------------------------------------
1.2.1蓮子加工研究現(xiàn)狀--------------------------------------
1.2.2 傳統(tǒng)蓮子去皮工藝方法----------------------------------
1.2.3 蓮子磨削去皮------------------------------------------
1.2.4 粗精磨方案的引出--------------------------------------
1.3 選題意義和研究?jī)?nèi)容----------------------------------------
1.3.1 選題意義---------------------------------------------
1.3.2 研究?jī)?nèi)容---------------------------------------------
第二章 滾筒式粗精磨蓮子磨皮機(jī)總體方案設(shè)計(jì)------------------
2.1 現(xiàn)有蓮子磨皮損耗分析--------------------------------------
2.1.1 滾筒砂輪磨皮結(jié)構(gòu)-------------------------------------
2.1.2 蓮子磨皮損耗問題-------------------------------------
2.2 滾筒式粗精磨蓮子磨皮方案的提出----------------------------
2.2.1 滾筒式粗精磨蓮子磨皮結(jié)構(gòu)方案-------------------------
第三章 滾筒式粗精磨蓮子磨皮機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)----------------------
3.1 磨皮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------
3.1.1 機(jī)體總體布局設(shè)計(jì)-------------------------------------
3.1.2時(shí)間定額與箱體總體尺寸設(shè)計(jì)---------------------------
3.2 磨皮機(jī)主要部件的選擇與設(shè)計(jì)--------------------------------
3.2.1 砂輪的選擇-------------------------------------------
3.2.2 電機(jī)的選擇-------------------------------------------
3.2.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)-----------------------------------------
3.2.4 2Z-X（A）行星輪選擇----------------------------------
總結(jié)-----------------------------------------------------------------
致謝-----------------------------------------------------------------
參考文獻(xiàn)-------------------------------------------------------------
附錄A
蓮子加工研究現(xiàn)狀
中國(guó)，東亞和東南亞各國(guó)是世界上主要的蓮子生產(chǎn)基地。國(guó)外對(duì)蓮子加工技術(shù)研究比較少見，他們絕大多數(shù)還處在手工加工蓮子階段。從目前來看，從事蓮子研究和加工的單位主要是國(guó)內(nèi)高校和企業(yè)，其中深入研究蓮子加工的高校有湘潭大學(xué)，而研究蓮子加工的企業(yè)則多數(shù)為湖南的大中型的蓮子加工企業(yè)。高校對(duì)蓮子的研究主要包括蓮子的加工機(jī)械性能研究和干蓮子的物理參數(shù)研究，企業(yè)對(duì)蓮子的研究主要包括機(jī)加工干蓮子的分級(jí)和脫殼、去芯和磨皮等。對(duì)于蓮子分級(jí)工序，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)杜錚等采用兩桿并排安裝，其中一根為有錐度的光桿機(jī)構(gòu)，另一根為螺桿機(jī)構(gòu)，研發(fā)了螺桿分級(jí)機(jī)構(gòu)。其工作過程為：在螺桿上螺旋副的帶動(dòng)下，蓮子隨著螺桿與光桿運(yùn)動(dòng)，蓮子受到自身重力的作用，配合螺桿和光桿之間的不同間隙，蓮子會(huì)掉進(jìn)不同的桿隙，從而實(shí)現(xiàn)不同大小蓮子的分級(jí)，該機(jī)構(gòu)可使蓮子的分級(jí)更加的精細(xì)，產(chǎn)品分級(jí)更理想[10]；浙江大學(xué)的鄭傳祥等對(duì)干蓮子脫殼技術(shù)進(jìn)行了研究，采用高速旋轉(zhuǎn)的滾刀對(duì)干蓮?fù)鈿みM(jìn)行擠壓和切割，在滾刀離心力的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)殼仁分離，并設(shè)計(jì)了一種效率高、適用性強(qiáng)的蓮子脫殼機(jī)[11]。湘潭大學(xué)的馬秋成教授團(tuán)隊(duì)利用平面凸輪機(jī)構(gòu)和特型滾子鏈的相關(guān)理論，解決了蓮子自動(dòng)定心擺正的問題，開發(fā)研制出了全自動(dòng)蓮子去芯機(jī)[12]；湘潭縣宏興隆湘蓮食雜有限公司的賀書紅開發(fā)的蓮子磨皮機(jī)，采用砂輪圓盤磨削去皮，解決了蓮子批量，快速去皮的問題。
1.2.2 傳動(dòng)蓮子去皮工藝方法
蓮子去皮工藝逐漸受到社會(huì)的關(guān)注，不少企業(yè)和商家不惜投入人力物力研究蓮子去皮的加工方式。目前市場(chǎng)上的蓮子去皮工藝主要有兩大類：化學(xué)去皮和物理去皮兩種方式。
化學(xué)去皮方法：對(duì)蓮子采用雙氧水或氫氧化鈉水進(jìn)行浸泡，然后用硫磺熏白，熒光劑美化處理[13]，從而獲得表皮光滑、圓潤(rùn)鮮白的蓮子，達(dá)到蓮子去皮的目的。經(jīng)過化學(xué)處理過的蓮子表層光滑、外形美觀，但從食品安全角度來說，這種去皮工藝不可取，因?yàn)榛瘜W(xué)液體對(duì)蓮子本身會(huì)造成極大的腐蝕，降低了蓮子的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)殘留的化學(xué)藥物有毒[14]，間接危害以蓮子為原料的深加工食品安全。
物理去皮方法：采用物理機(jī)械對(duì)蓮子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、摩擦去掉蓮子表面的一層紅色表皮，其優(yōu)點(diǎn)是物理方法加工出來的蓮子不會(huì)影響到蓮子的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不會(huì)有因?yàn)樗幬餁埩舳l(fā)的食品安全，這種加工方法也是大家所能夠接受的。但物理機(jī)械方法加工的蓮子的表面不如化學(xué)試劑去皮的美觀，存在一些黑褐色的斑點(diǎn)，主要為蓮仁蓮芯端未完全去除的自然色。
1.2.3 蓮子磨削去皮
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提升，人們對(duì)生活質(zhì)量的期望也越來越高，更多的人開始關(guān)注食品安全這個(gè)問題，全新的可替代化學(xué)去皮的加工方法亟待研發(fā)。現(xiàn)階段已有不少專家學(xué)者在這個(gè)領(lǐng)域做出了很多的研究，也開發(fā)出了很多物理加工方案，現(xiàn)在被人們所接受的蓮子去皮加工方法主要采用輥筒磨削、碾磨等機(jī)械方法去掉蓮子的表皮[15]，而砂輪磨削由于它的簡(jiǎn)易高效性，得到的應(yīng)用最為廣泛。長(zhǎng)江大學(xué)劉守祥、楊友平開發(fā)的蓮籽蓮仁去衣機(jī)構(gòu)采用上砂輪圓盤，下砂輪圓盤，導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，通過兩個(gè)圓盤之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)蓮子的磨皮，相比化學(xué)去皮該機(jī)構(gòu)具有保持蓮子不受污染的特點(diǎn)，但此機(jī)構(gòu)噪音大、且灰塵多、工作環(huán)境惡劣，效率較低，由于是兩圓盤擠壓磨削，柔性不夠，容易造成蓮仁破碎[16]湖南粒粒珍湘蓮有限公司的胡紅輝發(fā)明的蓮子磨皮機(jī)，采用三臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)三級(jí)磨粒滾筒[17]，由電磁閥控制蓮子自動(dòng)進(jìn)料、出料，理論上具有高效簡(jiǎn)便，噪音低和自動(dòng)化等特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，不容易推廣，且對(duì)蓮子打磨過程會(huì)存在蓮仁崩碎現(xiàn)象，而且這類蓮子磨皮加工方法只考慮蓮仁的收集，而對(duì)蓮皮往往是作為灰層來處理，殊不知蓮皮也有很高的藥用價(jià)值。食品添加劑與配料北京高校工程研究中心的徐虹、朱雨薇在進(jìn)行蓮子紅皮多糖提取工藝研究中發(fā)現(xiàn)，蓮子磨皮加工中磨削掉的蓮子皮粉可占到蓮子的 15%，并且經(jīng)過檢測(cè)，紅皮粉中含糖量達(dá) 9.90%[18][19]；
蓮子磨皮作為蓮子加工過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，磨皮質(zhì)量直接影響到蓮子的質(zhì)量等級(jí)。蓮子加工技術(shù)日趨規(guī)模化、專業(yè)化、自動(dòng)化，目前市場(chǎng)從事蓮子磨皮加工技術(shù)大多還停留在半機(jī)械化階段，但多數(shù)加工效果不太理想，存在蓮仁高損耗的問題。因此，研究高效率、低損耗的蓮子磨皮的方法與設(shè)備，是當(dāng)前蓮子加工產(chǎn)業(yè)急需解決的問題之一。 ...
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