第頁共77頁全自動(dòng)餃子機(jī)夾餡成型機(jī)的組成及工作原理分析案例1.1夾餡成型機(jī)夾餡餃子機(jī)又叫灌腸式餃子機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成和機(jī)器外形如下圖1.1所示,主要結(jié)構(gòu)包括輸餡機(jī)構(gòu)、輸面機(jī)構(gòu)、輥輪輥壓成型機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)組成。圖1.1餃子機(jī)示意圖1—成型機(jī)構(gòu)2—輸面機(jī)構(gòu)3—輸餡機(jī)構(gòu)4—控制面板5—傳動(dòng)部分灌腸式餃子機(jī)主要的兩個(gè)傳動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)分別被人們稱為螺旋輸面?zhèn)鲃?dòng)絞龍機(jī)構(gòu)和螺旋傳動(dòng)輸餡絞龍機(jī)構(gòu),輸面和輸餡都指的是通過下部的機(jī)械傳動(dòng)部分的齒輪提供動(dòng)力傳遞，然后經(jīng)過輸面機(jī)構(gòu)輸出面皮包裹著餡料的餃子面團(tuán)線管，然后一起傳遞到輥輪輥壓成型機(jī)構(gòu)中，由輥壓輪上的凹槽形成一個(gè)個(gè)完整的餃子。下文主要講述三個(gè)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成和基本的原理，還有這三個(gè)機(jī)構(gòu)是如何協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的。1.1.1輸餡機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)主要采用的是同軸絞龍,葉片泵,餡料輸送管和定子、轉(zhuǎn)子等傳動(dòng)部件共同組成。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和市場(chǎng)調(diào)研，葉片泵比起普通的齒輪泵更能達(dá)到更加精確的餡料量控制且不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的推移因零件的磨損產(chǎn)生噪音。因此，現(xiàn)在市面上的餃子機(jī)也基本采用的由葉片泵構(gòu)成的輸送機(jī)構(gòu)。餡料輸送管一頭連接著葉片泵的出料口一頭則連接著輸面機(jī)筒的輸面嘴。葉片泵因其自身能產(chǎn)生巨大的壓力、流量穩(wěn)定、餡量精確、等強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)被大多數(shù)食品加工機(jī)器采用來提供動(dòng)力。葉片泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、泵體和液壓調(diào)節(jié)手柄這部分組成。圖1.2輸餡機(jī)構(gòu)正視圖圖1.3輸餡機(jī)構(gòu)俯視圖圖1.4葉片泵定子部分剖1.1.2輸面機(jī)構(gòu)輸面機(jī)構(gòu)主要是由輸面機(jī)筒、主輸面絞龍、副輸面絞龍、輸面嘴、出面嘴、機(jī)架、可食用的密封橡膠等組成，如圖1.5。輸面輸送絞龍的是有一定的錐度，其錐度一般為1:14,該設(shè)計(jì)的主要作用之一是在于逐漸的通過改變移動(dòng)螺旋輸送槽內(nèi)的腔內(nèi)流體壓力,使輸送管和面團(tuán)的運(yùn)動(dòng)壓力和螺旋輸送管的壓力逐步相應(yīng)增大。在接近輥壓成型機(jī)構(gòu)時(shí)，輸面機(jī)構(gòu)的輸出口分別設(shè)置成內(nèi)出嘴和外出面嘴,當(dāng)絞龍帶動(dòng)面團(tuán)到達(dá)出面嘴分散地通過內(nèi)面嘴上孔時(shí),腰形口似的的孔可以防止螺桿輸入旋轉(zhuǎn)面塊的橫向旋轉(zhuǎn)。輸面機(jī)構(gòu)中各個(gè)零部件通過電焊焊接在一起，而焊接的材料大多采取是優(yōu)質(zhì)不銹鋼,因?yàn)橥ǔ５暮附邮称窓C(jī)械中各個(gè)與各種食品加工物料相互緊密接觸的各個(gè)零部件都已經(jīng)采用了優(yōu)質(zhì)不銹鋼來作為焊接主體。圖1.5輸面機(jī)構(gòu)裝配圖1.1.3成型機(jī)構(gòu)上文，我們已經(jīng)完成了餃子皮的輸送和制造以及餡料的輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接下來就是把餃子皮包裹著餡料經(jīng)過最后一個(gè)成型機(jī)構(gòu)制造成一個(gè)完整的餃子。我所采用的餃子機(jī)是利用灌腸式滾壓成型原理制造的結(jié)構(gòu),如圖1.7。輥壓成形的機(jī)構(gòu)主要是由一個(gè)成型輥和輔輥零件組成,在每個(gè)成型輥上挖出若干個(gè)餃子樣子的凹槽,其中餃子的捏合則是通過成型輥輪和輔輥的擠壓。此外，我還設(shè)計(jì)了在成型機(jī)構(gòu)的上方還特別設(shè)置了連續(xù)的拋灑干面粉的裝置,該裝置會(huì)把大量的干面粉均勻撒向成型輥輪和輔輥輪之間以及內(nèi)部的成形面柱之上,以便有效防止餃子的互相粘結(jié)及餃子粘貼在輥輪上。在兩個(gè)輥輪的下方，還設(shè)計(jì)加裝了一個(gè)面粉的收集盤，用于回收多余或者灑落的干面粉，這樣能夠有效節(jié)省生產(chǎn)原材料,降低包制餃子的制造成本。此外，我還設(shè)計(jì)了一個(gè)有凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抖動(dòng)的振篩，用于抖落餃子表面上的多余的干面粉。圖1.6成型機(jī)構(gòu)的主視圖圖1.7成型機(jī)構(gòu)示意圖1.2餃子成型機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算灌腸式餃子成型機(jī)的主要整體部件的設(shè)計(jì)包括有四個(gè)基本方面：主機(jī)總體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、輸餡機(jī)構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸面機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)、成型機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)。其中較為重要的幾個(gè)設(shè)計(jì)的部分包括:輸餡機(jī)構(gòu)中葉片泵的總體設(shè)計(jì)和內(nèi)外曲線尺寸的確定、輸面機(jī)構(gòu)中絞龍輸送能力的計(jì)算及輸面結(jié)構(gòu)機(jī)筒的總體尺寸設(shè)計(jì)。1.2.1總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次我所生產(chǎn)設(shè)計(jì)的是一臺(tái)產(chǎn)量540g/h的灌腸式餃子成型機(jī)。我根據(jù)該機(jī)器的傳動(dòng)部分的各個(gè)齒輪配合的尺寸和箱體內(nèi)零件距離箱體壁的距離，初步確定他的總體尺寸為：外形長650mm，寬355mm，高530mm。它的整體結(jié)構(gòu)較為精巧,占地面積小,并且更加易于人工搬運(yùn)和方便拆卸。并且該設(shè)計(jì)用于速凍餃子的餡料生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)采用了一種半自動(dòng)化設(shè)計(jì),該機(jī)器也操作簡(jiǎn)單不需要太繁瑣的操作方式，已經(jīng)完全能夠讓工人簡(jiǎn)單上手操作及日后一些維修。餃子輸餡圓錐漏斗和餃子成型材料嘴都是需要完全依靠人工進(jìn)行操作維修為主。1.2.2輸面螺桿設(shè)計(jì)1.2.2.1生產(chǎn)能力Q=47×（DD—螺旋葉片直徑（m）；d—螺旋內(nèi)管直徑（m）；t—螺旋螺距（m）;ρ—物料松散密度；經(jīng)查表可得物料松散的密度范圍為1.16～2.22g/cm3，此處取ρ=1.5g/cm3=1500t/m3ε——輸送傾角系數(shù),由查表可得，根據(jù)輸送機(jī)的傾斜度系數(shù)表,輸送電動(dòng)機(jī)的傾角系數(shù)為0,所以ε=1.0;φ——物料填充系數(shù)。根據(jù)物料的參數(shù)表，面團(tuán)屬于固狀、粘性易結(jié)塊。查表知系數(shù)為0.125～0.20，取φ=0.1625；Q—生產(chǎn)能力，t/h;每秒鐘生產(chǎn)1個(gè)18g重的餃子，其中輸面重量為60×9=540g，則Q=0.0324t/h。1.2.2.2輸面絞龍的直徑與轉(zhuǎn)速當(dāng)餡料被完全放置或者將被輸出時(shí)的餡料螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速應(yīng)該可以被測(cè)量作為臨界軸的轉(zhuǎn)速,對(duì)于螺旋輸送絞龍輸送物料所能達(dá)到最大的螺旋轉(zhuǎn)速相對(duì)而言,應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于臨界軸的轉(zhuǎn)速,并與之有著一定的聯(lián)系。臨界轉(zhuǎn)速:n≤將上式帶入生產(chǎn)能力計(jì)算式：d=可解得:ｄ＝24mm其中根據(jù)生產(chǎn)能力的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式可以直接計(jì)算出來得到轉(zhuǎn)速n=57r/min,轉(zhuǎn)速小于n的平均值我們應(yīng)該將其取整為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平均轉(zhuǎn)速:25r/min、30r/min、40r/min、60r/min、65r/min、75r/min、90r/min。所以我們采用大于57r/min且最接近于計(jì)算結(jié)果的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，取n=60r/min。而直徑d亦應(yīng)取整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，查表得標(biāo)準(zhǔn)值有：15mm、20mm、24mm、30mm、36mm。這里為了盡量減少餃子機(jī)的外形尺寸和使得餃子機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，仍取d=24mm。1.2.2.3功率計(jì)算p0=Q367×（P=K×P0P—電機(jī)功率，kW；Q—生產(chǎn)能力，t/h；ω0—阻力系數(shù)，L—長度(m)；h——運(yùn)送高度（m）；往上運(yùn)送物料時(shí)為正，往下輸送物料時(shí)為負(fù)，水平輸送物料時(shí)取0，所以h=0；η—傳動(dòng)效率，η=0.6～0.8；綜上所述,得知輸面機(jī)構(gòu)的輸面絞龍的直徑大約為24mm,轉(zhuǎn)速60r/min。1.2.3葉片泵設(shè)計(jì)葉片泵是由定子、轉(zhuǎn)子和葉片三個(gè)主要部分共同組成，如圖1.8所示。在轉(zhuǎn)子表面分別開了兩個(gè)互相垂直的十字槽,兩塊葉片分別落在兩個(gè)十字槽內(nèi),隨著兩個(gè)齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷來回在槽內(nèi)滑動(dòng)。其主要工作結(jié)構(gòu)原理為:轉(zhuǎn)子隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)二跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，由于定子的內(nèi)表面為一個(gè)橢圓，而轉(zhuǎn)子為一個(gè)圓，隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)定子的內(nèi)表面和兩個(gè)葉片之間所包含的空間就會(huì)也隨著改變，這樣通過改變定子上出料口和輸餡管之間的重合面積來控制輸送餡料量的多少。圖1.8葉片泵工作原理1-轉(zhuǎn)子2-定子3-葉片圖1.9葉片泵的示意圖圖1.10定子內(nèi)表面的輪廓線1.供料量計(jì)算:葉片泵的供給量主要由兩塊葉片和定子內(nèi)表面所形成的空腔體積變化而決定。每轉(zhuǎn)供給量g0g==π令e=R?r,得g總供料量:Q=n上式中B————葉片厚度（mm）R定子內(nèi)表面的大圓弧半徑（mm）r定子外表面的小圓弧半徑（mm）ηvρ————餡的密度（kg/mmr0其中在設(shè)計(jì)里,B=30mm,R=41.5mm,r=24mm,ηv=0.9,ρ=1.2kg/mm所以依照上述計(jì)算公式我們即可計(jì)算得到每轉(zhuǎn)平均供應(yīng)量為0.0283kg。2.定子內(nèi)表面輪廓線的最佳曲線:通常說的定子內(nèi)表面輪廓曲線一般是用4段曲線所連接組成。其中我們通?？梢郧宄吹剿陌霃酱笮〗橛趦啥螆A弧的半徑r和R之間及兩段相互對(duì)稱地平行布置的兩個(gè)過渡三角曲線如r1（θ）與根據(jù)該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,過渡曲線的方程式定義為(極坐標(biāo))r1因?yàn)檫@兩個(gè)的過渡三角圓弧是對(duì)稱分布的,所以稱為r1對(duì)上式兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，得r'上式說明,凡是一個(gè)變量θ為一次冪的線性函數(shù)均可以滿足這樣一種式子的定義。例如:等速度運(yùn)動(dòng)的曲線he等加速、等減速度運(yùn)動(dòng)的曲線。下面分別進(jìn)行論證:a.等速運(yùn)動(dòng)曲線r1θ=R?==R+[R?V(b.等加速、等減速運(yùn)動(dòng)曲線r(θ)=R?12r根據(jù)上述公式對(duì)各種運(yùn)動(dòng)曲線的測(cè)量分析及其結(jié)果可知:等過渡加速,等過渡減速和慢運(yùn)動(dòng)的過渡曲線