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螺旋管狀面筋機總體及坯片導出裝置設計

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更新時間：2016-02-14
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螺旋管狀面筋機總體及坯片導出裝置設計.rar
目錄
1 前言 1
2 面筋機系統整體設計 2
2.1 總體方案論證 2
3 面筋機坯片導出及切斷部分具體設計說明 4
3.1 進出料口形狀設計 4
3.2電動機及減速機選擇 6
3.3電磁離合器選擇. 6
3.4聯軸器選擇 7
3.5鏈輪設計及校核 7
3.5.1鏈輪的設計. 7
3.5.2鏈輪較核 8
3.6凸輪設計 9
3.7軸設計與主要軸的校核 10
3.7.1傳動軸的尺寸設計 10
3.7.2中空軸的尺寸設計 13
3.7.3從動軸的尺寸設計. 14
3.7.4傳動主軸較核 15
3.8滑動絲杠副選擇計算 16
3.9軸承及軸承座選取 16
3.9.1軸承的選取 16
3.9.2軸承的安裝方法 17
3.9.3軸承的預緊. 17
3.10彈簧的設計計算及校核. 17
3.10.1彈簧的設計 17
3.10.2彈簧疲勞強度驗算 21
4 強度校核 22
4.1螺栓校核 22
4.2鍵校核 22
4.3銷校核 23
5 結論 24
參考文獻 25
致謝 26
附錄 27

1 前言
文明的發展和進步可以說與小麥的歷史連在一起。早在有歷史記載前，人類就種植小麥。1948年，芝加哥大學的考古學家證明小麥的種植起源于中東土壤肥沃的新月形地帶。小麥是谷物中最重要的，世界上靠小麥作為食品的人多于靠其它任何食品生活的人。世界上70%以上的可耕地種植糧食，小麥占地最多，高于22%。一年中每個月，世界上都有一個地區收獲小麥[1]。
小麥面筋除了在食品行業應用廣泛外，在其它行業的應用亦得到蓬勃發展，如醫用膠囊；發膠等化妝品；香煙的過濾嘴；魚蝦的飼料；可降解可重新利用的綠色粘貼劑；水泥制造中亦可加入面筋，因為其與Ca交聯而增強了水泥的粘合性和防水性；環境保護工作者可將其作為處理廢水的固化物[2]。
目前國內外還沒有該種設備，面筋的生產過程全部為手工作業，工作環境十分的惡劣，急需得到改進。整個面筋的生產過程共包括：面筋的繞制在形、水煮、挑選清理、包裝等。在這些生產過程中，以面筋繞制成形的工作量最為大，生產條件最為惡劣。這一生產過程為生產工人手拿夾持筷將剪成段的生面筋纏繞在筷上，整個生產過程工人的手須不時的浸入生面筋的保護液中（保護液為稀氯化鈉溶液，即稀鹽水）。人的手在無防護的情況下，長時間的與稀鹽水接觸，將很大程度上地傷害我們的皮膚。但如若在生產過程中加帶防護手套作業，以將出現一系列影響生產的問題，使生產操作和靈活性不能適應生產。工人的操作將變得笨拙，在取生面筋時也時常批滑，從而影響生產率和生產質量。由于以上諸多原因，所以操作工人生產時必需徒手生產。然而在如此惡劣的生產環境下，只有相當少一部分工人的手能適應。絕大部分的人都是工作一段時間后就不能再從事生產。
因此若能設計一部機器來代替或部分代替水面筋操作工人的這一生產過程將是一個很好的想法。
當前關于面筋及面筋相關的產品越來越多,但由于面筋本身的高粘結性和高彈性，機械成形難度很大，現行的螺旋管形水面筋成形都為手工制作,尚未曾搜索到一例面筋成形機產品或研究論文。因而本課題研究當屬首創。
面筋成形機的設計共分三部分的設計：1、面筋坯片導出裝置的設計，2、面筋切斷裝置的設計，3、面筋卷繞裝置的設計。這里的設計說明主要是關于面筋坯片導出裝置以及面筋切斷裝置的設計。
設計的總體思路是為生產實踐服務的，設計好的面筋成型機可直接用于工業生產，具有很高的市場價值。

2　面筋機系統整體設計
2．1　總體方案論證
由于面筋本身所特有的彈性和延展性，面筋很容易恢復原來的形狀。而使面筋變形又只有靠拉力或者靠壓力來完成。面筋很柔軟，又很容易被拉斷，所以靠拉力來使面筋變形是不理想的。在選擇如何擠壓面筋使它變形的方案上最終確立的是使面筋變形最切實際的方法就是靠壓力來實現。本設計主要依賴擠壓力使面筋成型導出，考慮到面筋的特性，設計用的是滑動螺桿的結構，滑動螺桿的結構是為了增加推動力，采用大小料斗是有助于其成型成功，面筋一次導出的量越多越不容易成型，這是因為其具有高粘彈性。
一開始設計的時候所采用的是絞肉機改裝成的小型單螺旋軸擠壓機構的設計方案，在實驗中發現，由于箱體與螺旋軸之間的間隙較小,在這樣的空間間隙下,面筋導出的連續性達不到預期效果,后來又設法改變螺旋軸的表面粗糙度,發現在小的空間中較大的擠壓力破壞了面筋的內部結構, 影響了面筋的質量和口感，所以用單螺旋軸的設計方案沒有能夠成功。
第二個設計方案采用的是推壓裝置,把面筋放置在一個圓柱形的容器中,靠活塞的運動將面筋從小口中擠壓出來,從而達到把面筋變形的目的，然而在模擬實驗中發現在相同的速度下面筋從出料口出料時的壓力是不均勻的，量越多受到的壓力越不均勻。后來把出料口做成漏斗狀，并且減少了一次導出的面筋量，出來的面筋料就近似片狀了，所以把出料裝置設計成了一大一小兩個料斗共同作用的方案。
這種方案有以下幾個特點：首先，滑動螺桿的結構使面筋內部保持完好的網絡結構；其次，又能有足夠的擠壓推進力使面筋的出料保持連續；再次，小料斗處的料較少從而料容易成型導出；最后，滑動螺桿擠壓有較好的穩定性能,螺旋轉速和下料的速度更容易控制。在以上特點的基礎上，螺旋擠壓最為可行的就是滑動螺桿的擠壓方案，料斗也采用了較復雜的大小料斗共同作用的方案,所以最終確定和使用這種方案。具體的結構簡圖見圖2-1：
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