贝类脱壳机设计.doc
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1、毕业论文(设计)贝类脱壳机设计学 生 姓 名: 王 珩 指导教师: 马先英 副教授 合作指导教师: 专业名称: 机械设计制造及其自动化 所在学院: 机械与动力工程学院 2013 年 6月目录摘要IAbstractII第一章 前言11.1 研究目的和意义11.2 国内外研究现状11.3 研究内容和方法2第二章 总体方案设计32.1 方案分析32.2本脱壳设备方案确定42.3研究内容和拟解决的关键问题6第三章 传动系统设计及计算73.1 电动机的选择73.2带轮及V带的设计73.3带轮的设计9第四章 轴系零部件设计及计算124.1轴的设计124.2键的选择及计算154.3轴承的选择及计算154.4
2、曲柄滑块机构设计16第五章 其他零部件结构设计185.1 轴承座设计185.2 振动筛设计185.3 机架的设计195.5 箱体的设计19第六章 结论与建议206.1 结论206.2 建议20致 谢21参考文献22摘要 贝类脱壳机是贝类产品在蒸煮后进行壳肉分离工序中使用的设备。国外对杂色蛤加工生产设备研究和使用的比较多,具有成熟的生产工艺和生产设备。但国内的生产设备较少,目前国内水产加工厂使用的杂色蛤脱壳设备,产量较低,不能满足生产要求。本文介绍了扇贝、贻贝等贝类脱壳机的设计方案和传动方案的设计。本脱壳机方案确定式由两种工作原理组合而成,结合往复振荡式和离心拍击式的工作原理和工作特点。利用叶轮
3、旋转机构产生的离心拍击力使全开壳的贝肉壳肉分离,使半开壳或闭壳的杂色蛤开壳率增加,从而避免了往复振荡式分离力度不足的缺点。本文介绍了杂色蛤脱壳机的关键结构和工作原理及其设计计算。此脱壳机具有结构简单、制造成本低、操作简便、效率高等特点,比较适用于中小规模水产品加工企业使用。关键词:脱壳,转轮机构,杂色蛤,振荡筛,曲柄滑块机构Abstract Shellfish sheller is shellfish products equipment using in the process of separating meat from shell after cooking. Research on
4、equipment and production of clam is relatively adequate, possessing mature production technology equipment, but the equipment in inland is less .The production of clam shell equipment currently used in domestic aquatic products processing plant is low, and can not meet the requirement of production.
5、 This paper introduces the design scheme and transmission scheme in shell hulling machine of mussel and scallop in shell. The design of the sheller is determined by two kinds of working principle ,combining the working principles and characteristics of reciprocating oscillation type and centrifugal
6、flapper .The sheller works by using centrifugal impeller rotating mechanism slap to force full shell shellfish meat carcasses separation, so that shell opening rate of half-open or closed shell clam increases, thus avoiding insufficient separation of the shortcomings of the reciprocating oscillatory
7、.This paper introduces important construction ,working principle and its design and calculation of clam sheller. This shelling machine has a simple structure, low cost, easy operation, high efficiency, more suitable for small and medium-scale aquatic products processing enterprises to use.Keywords:
8、Shelling, runner agencies, clam, vibrating screens, slider-crank mechanism 第一章 前言1.1 研究目的和意义杂色蛤是一种常见的贝类水产品,是人们餐桌上的常见食品。贝类脱壳机是贝类产品在蒸熟后进行壳肉分离工序中使用的设备,目前国内水产品加工厂使用的杂色蛤脱壳设备,产量较低,不能满足生产要求1。中国是世界渔业生产的大国,改革开放以来渔业生产向着“高质量,高效益”迅猛发展。我国的渔业装备也取得了长足的进步,从无到有不断地发展。在大多数领域中,虽然生产规模已经达到世界第一,但是由于科技水平、社会需求生产力低等客观因素的影响,我
9、国的渔业装备生产力水平和科技水平与世界先进水平相比,也是存在很大的差距的。伴随着渔业生产力迅猛的发展,为13亿中国人的“食有鱼”起到非常重要的作用。渔业装备的现代化是渔业生产力达到现代化水平的重要前提和体现。随着世界经济的全球化趋势,在世界范围内中国的渔业生产力要面对巨大竞争和挑战,渔业装备技术的进步任重而道远2。1.2 国内外研究现状 贝类的脱壳不只是需要将贝壳打开,还要将闭壳肌与贝壳分离出来。19世纪中期,人们发明了一种牡砺刀,陆续还出现了很多根据它演变而来的工具。牡砺刀至今仍是便宜常用的牡砺脱壳工具。牡砺刀能有效割断闭壳肌,它对于连接较为松散的贝壳就显得非常实用,可以轻松的取出贝肉,对于
10、连接较为紧密的贝壳就显得有些吃力。从19世纪中期到20世纪中期,研究者们充分意识到贝类手工脱壳的难度,设计出了一种杠杆牡砺脱壳器。典型的设置就是把一个楔形工具连接到一根杠杆上,将牡蝠放在专门设计的平台上将楔形工具插入两块贝壳的连接处,用力即可撬开贝壳3。1907年,Torsch和Parke首次申请了贝类自动脱壳机专利。这种机器不仅能打开贝壳,还能将壳肉分离,得到新鲜的贝肉,但无法确保食品的安全。而且,这种机器在切割贝肉时不能准确闭壳肌的具体位置,不能准缺的打开贝壳取出贝肉,进而造成大量的贝肉浪费。20世纪,热力学方法骤然兴起并快速发展起来。随着第一台蒸汽贝类脱壳机在1935年横空出世之后,此后
11、各类应用蒸汽加热的贝类脱壳机大量涌现出来,但是这种技术并不完善,应用这些机器加工的贝肉并不新鲜,绝大部分贝肉都是半熟制品,只能做成罐头。1969年Meyer又研制出一种利用蒸汽脱壳的扇贝脱壳机,它不仅可以加工出新鲜的贝肉,而且还是一种便携式脱壳机,安装在船上可以随时随地使用。当扇贝从海里打捞上来以后,立刻用蒸汽喷射,然后转移到振动筛上将壳肉分离。Snow在1971年又研制出干热脱壳机。在800华氏度以上的热气环境中双壳放置里面一段时间(可能只有几秒,以免贝肉被熟制),随即新鲜的贝肉经过高温短时加热便可得到。Nelson进一步地将干热与机械技术相结合,通过干热将贝壳切除一半,剩在贝壳上的闭壳肌再
12、用水冲切除。19世纪60年代,SPracklinl发现又不会熟制贝肉的情况下,将双壳类软体动物用微波辐射一段时间会使贝壳自动裂开,从而微波被许多研究者引入到贝类脱壳领域。Taylor发明了另一种微波脱壳设备,将微波集中辐射预先定位好的闭壳肌处。这种方法能虽然能有效的达到壳肉分离,并获得新鲜的贝肉,但是处理贝类数量有限,而且贝类还需要预先定位,相对生产工作过于繁琐。另外,与前几种方法相同,这种微波装置也不能保证加工出的贝肉达到食品安全的级别。Paparella和Anen又发明了一种新的打开贝壳方式利用高强度冲击波,在脱壳领域又向前迈进了一大步。Wheaton通过多次试验,发明了利用红外辐射破坏闭
13、壳肌与贝壳之间的胶原连接,不仅能使得部分贝肉脱壳率达到100%,而且还能保证贝肉鲜嫩.Singh则采用效果非常显著的激光技术来切割闭壳肌。这种方法不仅能耗低,并且结合适当的贝类定位系统,这在未来的发展领域中很有商业化前景.除此之外在早期的试验中,还证明70瓦激光辐射30-60s也能使贝类脱壳4。 1.3 研究内容和方法 本文针对蒸煮后的杂色蛤进行壳肉分离设备的设计,通过对现有的扇贝、贻贝等传统脱壳设备的研究以及各种设备资料的查询,通过分析论证最终决定综合结合往复振荡式和离心拍击式的工作原理和工作特点,经过“二次”脱壳从而增加生产效率。本文主要对贝类脱壳机总体方案设计,离心拍击式叶轮轴与往复震荡
14、式两种原理方案的机构进行设计,包括离心机构的零部件结构设计,往复振荡机构的零部件的结构设计,传动系统设计及计算。第二章 总体方案设计2.1 方案分析2.1.1 贻贝脱壳设备 开壳取肉法有碎壳、蒸煮、微波、红外线、激光开壳等多种方式,其中常用的是蒸煮式壳肉分离设备。生贻贝脱壳机主要由破碎机、取肉机俩部分组成。破碎机一般采用爪式的,由机体、动齿盘、定齿盘等装置组成。过离心力的作用不断地与定齿盘发生撞击,依靠动齿盘和扁齿高速旋转的冲击,由动齿盘中心向外移动,将贻贝破碎成一定大小的碎块后可以从下部排出。取肉机的转鼓为壁上钻孔筒形结构。底部的支撑盘为孔板式结构,如图2-1所示。操作时进入入料口的碎贻贝,
15、通过喷嘴喷洒在转鼓内壁上。由于转鼓高速旋转将产生巨大的离心作用力,贝肉可以从转鼓壁孔中甩出,经排肉浆口排出,壳渣则被留在转鼓内壁上,待积到一定厚度后,将转鼓转速降至一定范围内后,可由刮板将壳渣刮落,经排壳渣口排出5。 1、底盘2、带轮3、排肉浆口4、压盖5、喷嘴6、转鼓7、入料口8、定位9、上盖板10、刮板11、支承盘12、电动机13、排壳渣口14、主轴15、环行槽图2-1 生贻贝取肉机蒸煮式开壳机械主要由滚洗分粒机、蒸煮机、脱壳机等装置组成。脱肉机有重力冲击式、转轮冲击式和振动冲击式等几种形式,无论哪种形式都是蒸煮的贝类依靠冲击使贝类开壳并达到壳肉分离的目的。转轮冲击式脱肉机的结构如图2-2
16、所示。为了防止过度的碰撞使贝壳破碎,脱壳箱内壁忖有橡胶层,箱内的贝类经过高速转动的柔性旋转叶片的拍打,使其与内壁产生碰撞使贝类开壳。开壳后的贝类掉在网状斜面上,用高压水喷射,使壳、肉分离。叶片的转速应在一定范围,防止转速过快使贝壳撞击产生破碎,转速限定为400600r/min。 1、状斜面2、喷水3、脱壳箱4、导板5、叶片6、高压喷水管;7、贻贝输送带8、贝肉输送带图2-2 转轮冲击式脱壳机2.1.2杂色蛤文蛤扇贝等脱壳设备 色蛤和文蛤的脱壳加工传统方案是先将杂色蛤进行蒸煮,蒸煮过后排除汁液,将蛤通过人工或者机械的形式把蒸煮好的蛤倒入振动筛中。筛体在曲轴的驱动下,做横向往复运动。蛤在筛体的振动
17、作用下自动散开上下翻动,从而将肉从壳内振出,脱出的肉通过筛孔经接肉槽落到链板式接肉运输机上输出或者接肉槽中。一般扇贝也采用类似的加工方法达到壳肉分离的目的。2.2本脱壳设备方案确定终上所述组合式各种脱壳装置结合传统往复振荡和离心拍击的脱壳原理和工作特点进行设计。离心拍击式旋转机构主要的作用输送物料,使杂色蛤经过柔性转轮的拍打产生离心作用撞击箱体内壁,不仅可以使杂色蛤壳肉部分分离,而且还可以使大部分杂色蛤掉落在振动筛的起始端。在通过下方振动筛往复震动使壳肉达到彻底分离的目的,使杂色蛤开壳率增加,弥补了往复振荡式机构的缺点,增加了整体杂色蛤所受到的震动力度。同时利用往复式振荡筛,使壳肉基本分离的杂
18、色蛤相互碰撞、上下翻滚,贝肉从壳中脱落并震出贝壳,从筛孔漏下,实现杂色蛤的壳肉分离。不在因为壳肉分离时由于高压水冲刷而影响贝肉口感的缺陷。工作原理如图2-3所示。自上而下,已蒸煮好的杂色蛤经过最上方的漏斗口掉入脱壳箱内,在其下落的过程中受到叶轮的拍击,然后经过碰撞掉落到振荡筛板起始端上(即右端)。振荡筛不断的做往复运动使贝肉从筛孔落入下面的承接抽屉中,而剩下的贝壳从左侧出壳端输出。旋转的叶轮在漏斗架进料口下方拍打杂色蛤,使杂色蛤受到叶片的拍击,同时与箱体产生碰撞并进行脱壳。为了减缓撞击力,旋转叶轮上采用柔性叶片,并在上箱体内壁衬上一层橡胶层,防止因为速度过快使贝壳与转动叶片和箱体内壁产生过度撞
19、击使贝壳碎裂,碎裂的贝壳混入到贝肉中从而影响产品的质量。 1.进料导板 2.上脱壳箱 3.柔性叶轮4.出壳导板 5.震荡筛板 6.往复机构图2-3 工作原理图其动力传动简图如图2-4所示,电动机转动经过小带轮通过V带传递到大带轮,大带轮经过叶轮轴传递给叶轮使叶轮转动。同时,小带轮转动通过V带传递下方大带轮,从而使曲柄轴转动带动曲柄转动,在通过摇杆传递给振动筛,使振动筛往复运动。 1. 大带轮 2.叶轮 3.小带轮 4.电动机 5.大带轮 6.曲柄 7.振动筛图2-4 传动机构简图2.3研究内容和拟解决的关键问题2.3.1研究内容 组合式杂色蛤脱壳装置总体方案的设计,对传动系统、传动部分的机构及
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