南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）I南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：一種蔬菜清洗機(jī)的設(shè)計學(xué)院：南方學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計及其自動化學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：講師二O一三年5月20日南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）II目錄摘要.錯誤!未定義書簽。第一章緒論.31.1蔬菜清洗的目的及意義.錯誤!未定義書簽。1.2清洗工藝及設(shè)備設(shè)計的要求.錯誤!未定義書簽。1.3蔬菜清洗機(jī)的工作原理.錯誤!未定義書簽。1.4蔬菜清洗機(jī)的研究現(xiàn)狀.41.5我國蔬菜清洗技術(shù)存在的問題及發(fā)展趨勢.錯誤!未定義書簽。第二章方案設(shè)計.錯誤!未定義書簽。2.1總體方案的論證.62.2傳動方案的論證.6第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計.93.1電動機(jī)的選用.錯誤!未定義書簽。3.2減速器的選擇.103.3機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計與計算.153.4機(jī)械傳動件的設(shè)計與計算.173.4.1鏈傳動的設(shè)計與計算.183.4.2鏈條的設(shè)計與計算.183.4.3鏈傳動的主要失效形式.183.4.4滾子鏈的靜強(qiáng)度計算.193.5鏈輪的基本參數(shù)和尺寸.203.6滾子鏈傳動的故障與維修.213.7摩擦輪的設(shè)計與計算.213.7.1摩擦輪方案的選擇.213.7.2摩擦輪的主要失效形式.213.7.3摩擦輪的材料.213.7.4摩擦輪傳動的設(shè)計與計算.213.8軸的設(shè)計與計算.233.8.1軸的材料.233.8.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.233.9軸承蓋的設(shè)計與計算.243.10軸承的選擇和潤滑及其壽命的計算.錯誤!未定義書簽。3.10.1軸承的選擇.錯誤!未定義書簽。3.10.2軸承的潤滑.26第四章超聲波清洗裝置的運(yùn)用.錯誤!未定義書簽。4.1超聲波清洗的原理.284.2超聲波清洗的方式.錯誤!未定義書簽。4.3超聲波清洗的特點(diǎn).294.4超聲波清洗的主要技術(shù)參數(shù).29南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）III4.5超聲波清洗裝置的設(shè)備組成及特點(diǎn).294.6超聲波清洗裝置的操作流程.30清洗廢水的處理.32結(jié)論.33設(shè)計感言.34致謝.35參考文獻(xiàn).36南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1頁共39頁摘要蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧闹饕称分唬彩侨藗儽匦璧木S生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、食用纖維等的主要來源，這些都是人體不可或缺的營養(yǎng)成分，它在人們的日常生活中起著重要的作用。蔬菜清洗主要是為了清除蔬菜表面的泥沙、雜質(zhì)、寄生蟲卵等，為后續(xù)的蔬菜加工提供干凈的菜源，它是蔬菜加工過程中的重要環(huán)節(jié)。凈菜加工是新鮮蔬菜經(jīng)過挑選、清洗、整理、瀝干、包裝等工序處理后，以小包裝的形式上市銷售的潔凈型商品蔬菜，凈菜具有干凈、衛(wèi)生、方便、安全等特點(diǎn)，它的發(fā)展前途和市場前景十分廣闊1。當(dāng)前，我國的蔬菜清洗仍以手工為主的清洗方式，手工清洗具有勞動強(qiáng)度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺點(diǎn)，而蔬菜加工將朝著保鮮、營養(yǎng)、方便的方向發(fā)展，手工清洗自然不能滿足蔬菜加工的需要。因此，采用蔬菜清洗機(jī)或清洗設(shè)備，可以提高勞動生產(chǎn)效率。針對目前狀況設(shè)計了蔬菜清洗機(jī)械，已有的蔬菜清洗機(jī)械清洗葉類蔬菜時對蔬菜損傷較大，不適用。為此本文綜述了一些新型蔬菜清洗機(jī)。該類清洗機(jī)械能有效去除蔬菜表面的污染物，對蔬菜（包括葉類蔬菜）結(jié)構(gòu)無損傷且對蔬菜中的細(xì)菌也有一定的殺滅作用。關(guān)鍵詞：蔬菜；清洗機(jī)械；超聲波；氣泡；滅菌南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第2頁共39頁AbstractVegetableisthestablefoodthatpeoplenecessarilyacquireineverydaylife,andthevitalsourceofvitamin,mineralsubstance,dietaryfiberandsoon.Vegetableistheindispensablenutritioninourbodies,andplayaroleindailylife.Vegetablescleaningistoremovethesurfaceofthesediment,impuritiesandparasiteeggs,vegetablesforsubsequentprocessingtoprovideacleansourceoffood,itistheimportantlinkintheprocessofvegetableprocessing.Cleanvegetablesprocessingisafreshvegetableafterpicking,cleaning,sorting,drainwell,packingandsoonprocessafterprocessing,thesaleintheformofsmallpackageofcleanvegetablestypegoods,cleanvegetableshasmanycharacteristics,suchasclean,hygiene,convenience,safety,andthefuturedevelopmentofitmarketprospectisverybroad.Dominatedbyhandatpresent,Chinasvegetablecleaningmethod,manualcleaning,withlargelaborintensity,lowefficiency,highwaterconsumption,andcleandispersion,etc,andvegetableprocessingwilldevelopinthedirectionofthepreservation,nutrition,convenience,manualcleaningcannotmeettheneedsofvegetableprocessing.Therefore,usingvegetablecleanerorcleaningequipment,canimprovelaborproductivity.Accordingtotheresentposition,thevegetablecleaningdevicewasdesigned,theexistingwashenofvegetableispronetodamagetheleaf-vegetableandisunfitforleaf-vegetablecleaning.Therefore,Anew-stylewasherofvegetablewasdeveloped.Themachineswashingforceisultrasonicandairbubble.Whenthewasherisusedtocleanvegetable,thecontaminationofvegetablesurfaceisclearawayeffectivelyandthebacteriumiskilledtoacertainextentandthevegetableorganizationalstructure(includingleaf-vegetable)isnotdamaged.KeyWord:vegetable；washer；ultrasonic；airbubble；killingbacteria南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第3頁共39頁第一章緒論1.1蔬菜清洗的目的及意義采摘后的蔬菜表面往往帶有泥土、沙塵、殘余農(nóng)藥、腐殖質(zhì)污染物等，清洗是去除這些污染物，降低細(xì)菌總數(shù)的有效手段。蔬菜表面上的細(xì)菌總數(shù)越少，蔬菜的保存時間就越長，故清洗干凈也是延長蔬菜保存時間的重要手段。目前，我國蔬菜的清洗一般用水浸泡和手工清洗來完成。蔬菜清洗的機(jī)械化程度很低，所以對蔬菜清洗機(jī)的研究勢在必行。1.2清洗工藝及設(shè)備設(shè)計的要求在選擇清洗工藝及設(shè)備，必須考慮清洗要求達(dá)到的洗凈程度。對不同洗凈程度要求的清洗應(yīng)選擇不同的清洗工藝和設(shè)備。洗凈程度要求越高，清洗成本也越高，而且生產(chǎn)成本是以幾何級數(shù)遞增的。在設(shè)計清洗工藝及清洗設(shè)備時，主要從以下幾個方面進(jìn)行考慮：1.可靠性要求選用的清洗工藝及設(shè)備有穩(wěn)定的清洗質(zhì)量，能達(dá)到所要求的洗凈程度；2.對待清洗對象的影響要求在清洗過程中對待清洗對象造成的損傷盡可能小，并且不能對待清洗對象產(chǎn)生新的二次污染；3.利于自然環(huán)境的保護(hù)要求清洗工藝及設(shè)備能夠防止或盡可能減少清洗廢液、噪聲、廢氣等對自然環(huán)境造成的破壞；4.效率要求清洗工藝及設(shè)備具有效率高、節(jié)約勞動力的特點(diǎn)；5.良好的作業(yè)環(huán)境要求所用的清洗工藝及設(shè)備能保持良好的作業(yè)環(huán)境，使工人的健康和安全得到保證；6.經(jīng)濟(jì)性要求采用既能達(dá)到洗凈程度要求，成本又低的清洗工藝及要求。食品加工原料在其成熟階段以及運(yùn)輸、貯藏過程中常常受塵埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必須認(rèn)真清洗，并清除雜物及不合格部分，以便后道工序加工。1.3蔬菜清洗機(jī)的工作原理滾筒式清洗機(jī)是借圓形滾筒的轉(zhuǎn)動，使原料在其中不斷地翻轉(zhuǎn)，同時用水管噴射高壓水來沖洗翻動的原料，以達(dá)到清洗目的。污水和泥沙由滾筒的網(wǎng)孔經(jīng)底部集水斗排出。該機(jī)適合清洗柑橘，橙，馬鈴薯等質(zhì)地較硬的物料。本滾筒式清洗機(jī)，是一種比較實(shí)用的食品初加工機(jī)械，它是由機(jī)架、電機(jī)、皮帶傳動系統(tǒng)、減速器、聯(lián)軸器、鏈輪傳動系統(tǒng)、軸承、螺旋式滾筒、沖洗水管、擋料板、出料機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)、減速器固定在機(jī)架上，電機(jī)通過皮帶傳動系統(tǒng)與減速機(jī)相連，減速機(jī)通過聯(lián)軸器與小鏈輪相連，大鏈輪帶動滾筒上的摩擦輪而使得滾筒轉(zhuǎn)動，滾筒內(nèi)部有螺旋導(dǎo)板，在旋轉(zhuǎn)的同時，帶動食品排出，本新型滾筒式清洗機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、工作可靠、制造成本低和節(jié)約用水的優(yōu)點(diǎn)。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第4頁共39頁1.4蔬菜清洗機(jī)的研究現(xiàn)狀隨著生物技術(shù)、蔬菜加工技術(shù)的迅速發(fā)展，使人們獲得干凈衛(wèi)生、無公害、無污染的新鮮蔬菜將成為當(dāng)前的主流。在蔬菜消耗量較大的學(xué)校、酒店、工廠食堂以及各種蔬菜加工廠等，手工清洗顯然不能滿足其需要。我國對蔬菜清洗技術(shù)的研究于20世紀(jì)90年代中后期開始興起的，科學(xué)家們經(jīng)過多年的努力研究終于取得了一定的成就3。1.4.1國內(nèi)蔬菜清洗機(jī)的發(fā)展情況1996年袁巧霞等研制的GL-I型根莖類蔬菜清洗機(jī),其回轉(zhuǎn)滾筒的截面為六邊形，由橫向板條焊接而成，利用滾筒回轉(zhuǎn)時與物料的撞擊作用達(dá)到清洗的目的,同時在沿滾筒長度方向設(shè)有噴水管，使進(jìn)料口至出料口以同樣大小的水量噴洗。但此種方法不斷換水，耗水量大4。2000年高英武等研制的震動噴淋式清洗機(jī)，分析了蔬菜在清洗過程中的運(yùn)動與受力情況并建立了運(yùn)動、速度與加速度方程，同時分析了葉類蔬菜的損傷機(jī)理。但運(yùn)動參數(shù)有待進(jìn)一步優(yōu)化5。2001年李云飛等論述了蔬菜清洗中氣流的強(qiáng)化對洗凈率的作用機(jī)理，研究了氣流對蔬菜與水的擾動狀況對蔬菜清洗效果的影響。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，大量的氣泡聚集在水的上部并且使清洗槽的液面膨脹30mm。但僅靠氣泡帶動水流的運(yùn)動對蔬菜進(jìn)行清洗，于是水流對蔬菜的作用力影響有限，從而導(dǎo)致清洗時間過長，效率不高6。2003年高翔等利用超聲波氣泡清洗鮮切的西洋芹進(jìn)行保險處理，通過實(shí)驗(yàn)得出超聲波氣泡清洗鮮切蔬菜10min，有利于除菌滅酶與保險，延長貨架期。該清洗方式只對清洗或半清洗以后的蔬菜實(shí)行第二次清洗有較大效果，不適合對蔬菜的初次清洗7。陳玉凡從理論上分析了高壓水射流清洗機(jī)的兩個主要參數(shù)(壓力與流量)對清洗效果的影響，該射流束以噴嘴中心軸呈對稱分布并且為錐形發(fā)散分布。其工作原理為:將普通水經(jīng)過高壓水泵加壓到數(shù)百甚至數(shù)千個大氣壓以后，通過噴嘴的細(xì)孔噴射出來的一股或多股能量高度集中的高壓水流(亦稱水彈)，其速度通常在亞音速與超音速之間，它與子彈具有相似的能量，對污物進(jìn)行打擊沖洗，它對結(jié)垢物與堵塞物具有極大的打擊力和破壞力。此種方法能對雜質(zhì)、污垢等清除更徹底，而且方便快潔、清洗效率高。但較大的射流能量容易破壞蔬菜組織，不適合于蔬菜清洗，但高壓水射流技術(shù)對蔬菜清洗的研究具有一定的參考價值8。2004年吳玉發(fā)等研究了水氣浴葉猜清洗機(jī)，該清洗機(jī)利用氣泵在水下產(chǎn)生的氣體，使氣體在向上冒的過程中沖擊葉菜，并將其振蕩翻滾，氣體擁動的水浪以及氣泡爆裂以后濺開的水花進(jìn)入菜葉表面凹凸縫隙和莖桿夾縫處，沖擊泥沙雜物達(dá)到清洗目的。但水流的運(yùn)動主要來源于噴淋水管的作用，從而使得遠(yuǎn)離噴淋水管的蔬菜清洗作用下降，并且耗水量較大9。2008年趙長兵等研制了爆氣擾水式蔬菜清洗機(jī)。該清洗機(jī)為了防止清洗時水流的運(yùn)動趨于穩(wěn)態(tài)或者出現(xiàn)運(yùn)動死區(qū)，采用了兩組氣孔間歇工作的方式，利用氣泡與水面或者蔬菜相碰撞，使得氣泡潰滅產(chǎn)生高速微射流和沖擊力，從而清除蔬菜表面的污質(zhì)。但在底部氣南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第5頁共39頁泡對蔬菜向上的沖擊力的雙重作用下，使得蔬菜表面的受力減少，削弱了蔬菜的翻轉(zhuǎn)，延長了清洗時間，于是降低了蔬菜表面的清洗作用10。1.4.2對國內(nèi)蔬菜清洗技術(shù)的展望我國自2001年加入WTO以后，已有8年的時間，特別自2008年世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)危機(jī)以來，世界工業(yè)的步伐開始放緩，甚至出現(xiàn)倒退現(xiàn)象11。在這種新形勢、新情況下，我國的蔬菜清洗技術(shù)12需努力向以下方向發(fā)展：（1）建立產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的運(yùn)行模式，提高產(chǎn)品的研發(fā)水平與科技創(chuàng)新能力。目前的蔬菜清洗機(jī)對根莖類蔬菜（如土豆、馬鈴薯、番茄等）的清洗效果較好，而對葉類蔬菜（如菠菜、小白菜等）的清洗效果不夠理想，由于葉類蔬菜在清洗時受力過大或者運(yùn)動無規(guī)律，則莖、葉容易損傷，使得營養(yǎng)價值下降。故對于葉類蔬菜來說，需綜合考慮運(yùn)動方式與速度、蔬菜的受力大小、清洗裝置的安裝位置與高度等因素，不僅滿足清洗率的要求，還要滿足蔬菜不受損傷以保持營養(yǎng)價值的要求。（2）加大對蔬菜清洗技術(shù)的研究投入力度，同時注重對節(jié)水、節(jié)電的研究。由于蔬菜清洗裝置消耗了整個清洗機(jī)的大部分能量以及清洗時消耗大量的生活用水，故在保證蔬菜清洗效果的同時，如何降低能源消耗、充分利用水資源等方面還需科研工作者不斷研究與改進(jìn)。（3）注重高新技術(shù)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，不斷地將電氣化、自動化、智能化、計算機(jī)技術(shù)等融入對蔬菜清洗技術(shù)的研究，提高產(chǎn)品的科技含量水平，從而獲得科學(xué)利用價值，又可產(chǎn)生產(chǎn)生較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.5我國蔬菜清洗技術(shù)存在的問題與發(fā)展趨勢我國對蔬菜清洗技術(shù)的研究經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然取得了一定的成績13但縱觀各類蔬菜清洗機(jī)可知，還存在許多有待解決的問題：（1）蔬菜清洗機(jī)的種類少，品種單一14。目前的蔬菜清洗機(jī)主要有回轉(zhuǎn)滾筒式蔬菜清洗機(jī)、震動噴淋式蔬菜清洗機(jī)、水氣浴葉菜清洗機(jī)、以超聲波和氣泡為動力的蔬菜清洗機(jī)。（2）機(jī)電一體化程度不高。目前研制的蔬菜清洗機(jī)大多是以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)對蔬菜的清洗，而機(jī)電一體化與自動化程度水平應(yīng)用較少，幾乎沒有應(yīng)用智能化。（3）技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)。因此科技含量不高。（4）清洗結(jié)構(gòu)單一