第頁包餃子機的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1引言餃子是從中國傳統(tǒng)的餛飩逐步演化發(fā)展過來的，在其漫長的歷史以及發(fā)展演化進程中,名目繁多。宋代時期，其在民間又被人們稱為"角子",元代和明代時被人們稱為"扁食";清代時又叫"餃子"。餃子最早可能起源于中國東漢時期,是東漢涅陽人張仲景所創(chuàng)制。當時的人吃餃子主要目的是用于藥物上的使用,張仲景用餃子皮包上一些可以祛寒的各種中草藥材(比如羊肉、胡椒等),他把這些包好的餃子分發(fā)給街道上的流浪者食用，用以祛寒及治療各種疾病,避免人們的耳朵上產(chǎn)生很多凍瘡。餃子不但不僅能夠有效地幫助解決廣大家庭消費者容易饑餓的問題,滿足了不同社會年齡階段不同人群的飲食需求和不同口味,它還很好地均衡了安全、衛(wèi)生、營養(yǎng)等問題。從現(xiàn)代飲料和食品健康營養(yǎng)學的角度出發(fā)來看,水餃作為一種中國傳統(tǒng)的食物,如果與現(xiàn)代飲料和食品健康營養(yǎng)科學相互地結(jié)合在一起,對于提高膳食中的維生素和一些重要的微量元素種類及其含量、減少體內(nèi)脂肪等方面都進行了探討與改進,并且能夠提供更多的新品種,將會使我們的生活更健康。從古至今,水餃主要是自己在家中制做及自己食用,去市場上售賣餃子和購買餃子的很少。近年來,隨著現(xiàn)代科技的進步導(dǎo)致了人們生活節(jié)奏的提高,速凍食品行業(yè)正進入了快速發(fā)展的時期。但目前，國內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)餡子的大型食品加工廠,在餡子的成型方面還是有許多廠商延續(xù)以前的方式：采用人工捏合成型制造的方法。人工包制的水餃，雖然在形狀上擁有著機械制水餃整體上所無法比擬的獨特美觀,但是由于人工包制時的衛(wèi)生是無法完全達到我們黨和國家規(guī)定的安全標準。餃子由混沌演變而來，距今它已有幾千年的文化和歷史，餃子也逐步發(fā)展為我國獨具特色的傳統(tǒng)食品。隨著我們生活水平和文化素質(zhì)的提高，餃子已經(jīng)不再被認為是過節(jié)時最受歡迎的食物，更是我們?nèi)粘ｏ嬍持械闹匾M成部分。由于我們?nèi)粘Ｉ畛缘陌b餃子基本是采用人工或手工包裝方式制作出來的,手工包裝餃子的效率極其低且勞務(wù)量大,手工包裝餃子已經(jīng)遠遠無法滿足現(xiàn)代人們的需求量,而且近年來由于科技創(chuàng)新和信息時代的發(fā)展,導(dǎo)致包括餃子在內(nèi)的各類主食的工業(yè)化進程得到迅猛發(fā)展,全自動打包機便得到了快速發(fā)展。速凍食品主要是指通過急速低溫(-18℃以下)的方式加工制造出來的速凍食品,食物組織當中的所有水分、醬汁都不會被吸收和流失,而且在這樣的低溫下,微生物基本不會大量繁殖,食品的安全性也有了很好的保證。采取快速冷藏食物的原材料選擇和還有食物加工過程的安全性、健康性很重要，這與我們?nèi)粘０咽巢姆胚M冰箱的冷藏層和冷凍層意義不同。大多數(shù)的情況下，采取速凍的食材質(zhì)量始終要比緩凍食品更優(yōu)秀,速凍食品可以有效避免食品在冷凍過程中由于冰晶體的成長而給凍結(jié)食品所造成的不良影響,從而嚴重影響凍結(jié)食品的味覺和營養(yǎng),因此無須在食品中添加任何的防腐劑和其他的添加物。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀1956年,毛澤東提出了中國要向現(xiàn)代科學技術(shù)進軍。一場以如何幫助現(xiàn)代人們徹底擺脫繁重的日常體力勞動生活為主的工業(yè)技術(shù)革新和企業(yè)創(chuàng)造性創(chuàng)新運動隨之展開。1958年9月哈爾濱三八飯店公司自主研制生產(chǎn)出了一臺快速自動包餃子機，并將其作為生產(chǎn)線的一個初步設(shè)計技術(shù)雛形。1959年9月哈爾濱市社會服務(wù)局的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門針對傳統(tǒng)酒吧和星級飯店工人師傅包餃子的工作效率相對較低,在就餐旺盛高峰期的顧客等待就餐時間太長,以及同時參與餃子包制的工人人數(shù)過多等多種具體情況,授意其公司下屬的幾家企業(yè)成立一組餃子機的專業(yè)技術(shù)革新研發(fā)團隊,其中哈爾濱的科技革新商業(yè)機械廠通過自主研發(fā)研制生產(chǎn)出了一臺餃子機,替代了傳統(tǒng)手工自制的傳統(tǒng)餃子。該團隊采取邊進行技術(shù)設(shè)計、邊進行技術(shù)加工、邊設(shè)計實施售后試驗、邊設(shè)計改制技術(shù)手段,經(jīng)過不斷地進行反復(fù)的設(shè)計改進和試制終于在1959年3月初成功生產(chǎn)了當時我國第一臺大型包裹式的餡餅機,并在我國哈爾濱道外的一家三八飯店里首次成功進行了加工實驗,按照當時的行業(yè)技術(shù)標準要求和我國生產(chǎn)設(shè)備制造廠的技術(shù)水平來說,這個革新項目還是比較成功的。這種新式機器后來又重新命名了稱為"60-1型"的新式餡料自動包裝機。金美樂商業(yè)機械有限公司,該公司也是目前中國第一家餡料機機械的研制專業(yè)公司。美樂牌電動包餡食品機在1965年曾多次成功獲得由省和國家科委專門批準的并授予的"發(fā)明證書",并先后多次成功榮獲2005年國家產(chǎn)品質(zhì)量認證金獎,萊比錫國際博覽會金獎等多項國際殊榮。包餡機到現(xiàn)在已經(jīng)逐步進入了第五代，其主要產(chǎn)品種類主要包括有自動輥壓灌腸式自動成型的大型餃子機、全自動小型餃子機?，F(xiàn)在國內(nèi)一個比較著名的就是臺灣安口食品工程機械公司生產(chǎn)的餃子機。各個機械工廠都會把餃子機進行了不斷的改造,以適合消費者的飲食口感與健康。國內(nèi)少數(shù)大型速凍餃子的主要生產(chǎn)商會從日本、臺灣等發(fā)達國家及其他一些地方的直接引入生鮮餃子速凍成型機。這些引進的機器由于生產(chǎn)技術(shù)先進、生產(chǎn)率高,所以這些機器制作生產(chǎn)出來的餃子整體形狀與我國傳統(tǒng)人工制作打包的餃子極為相似,并且由于可以直接實現(xiàn)餃子坐立均勻完全平放,故餃子能夠直接蒸熟或煎熟。但是這些激光裝置它的價格都很高,尤其對于一些日本的激光裝置,其價格更是昂貴。1.2.2國外研究進展1956年由美國人HenryE.Szandziewicz發(fā)明了一臺相較于當時的餃子機功能齊全和先進的新型自動化餃子輸送機，如圖1.1所示。該發(fā)明可適用于肉、蔬菜類或其他食品的連續(xù)輸送，然后由固定面團成型蓋成型的餃子制作。該發(fā)明包括通過輸送、切割、成型和用于有效成型餃子的一個成型蓋組成。這項發(fā)明主要由通過運輸、切削、成形以及用于高效加工成形的餃子等多種方式構(gòu)造而來。該技術(shù)給我們?nèi)缃駧硪环N持續(xù)輥壓成型、調(diào)節(jié)餃子皮的厚薄的思維啟迪和一種將面皮或餡料均勻地涂覆在表層上,使得面皮和餡料不會被黏附在傳送帶上的裝置。圖1.1連續(xù)性輸送餃子機1984年美國人WilliamY.Liu發(fā)明的一種純機械式模仿人工包合餃子成型機，是一種完全模擬工人包合成型的自動化餃子機，如圖1.2。該公司發(fā)明的純機械式餃子機可以極大地節(jié)省了大量的勞力,且包合成型時更多地采用仿真人工式包合,簡單高效。圖1.2純機械式擬手工餃子成型機機構(gòu)簡圖1、輸餡斗2、輸餡筒3、成型裝置2015年y.s.chen開發(fā)設(shè)計出來的一種新型餃子機組，如圖1.3。這臺大餃子機組由巨大的圓錐型餡斗、輥壓輪、面皮和餡料填充和切割加工設(shè)備、攪拌裝置和面皮制作設(shè)備等多種主體機械構(gòu)件所組合構(gòu)成。通過電機帶動轉(zhuǎn)動輥床運轉(zhuǎn)和電動壓縮機使面團壓縮成面皮以此來達到面皮連續(xù)滾動輸送,且根據(jù)測量輥輪之間的間隙，通過調(diào)節(jié)手輪來調(diào)節(jié)面皮的厚度。在各種成型填料輸送設(shè)備中,由塑料絞龍把所有各種餡料全部進行混合攪拌均勻后再輸送到由其它面皮成型裝置制作的面皮。最后,一個底部具有凹槽未捏合的圓形餃子通過成型機用模具對其底部進行二次輥壓加工成型,形成完整的圓形餃子。這種輸送設(shè)備不管在對于各種面皮輸送厚度的自動控制、連續(xù)面皮輸送的工作效率及對于各種餃子皮的最終壓制成型操作方式上也是與前幾代傳統(tǒng)輸送機比較突出的優(yōu)勢和缺點有著巨大的技術(shù)提高。同樣,最近幾年工業(yè)發(fā)展很快,國外也似乎還有其他一些大型企業(yè)已經(jīng)分別開始了親自研制不同填料種類和應(yīng)用形式的全自動填料餡機,其中,最具有國際性和代表性的機型是1986年日本大英技研株式會社(japan)公司生產(chǎn)的新型機種nf-12,ex-自動填料餡機。它們所親自設(shè)計研制生產(chǎn)的新型nf-12機型,該類自動餡料填料機型號分別為大型多軸雙工位的吹風回轉(zhuǎn)式自動餡料填料機型,模仿了中國人先用右虎口的部位整個合起來捏餃子的右半邊,再用左手虎口捏合餃子的左半邊，捏合的餃子邊上似乎還有一道道的花紋,具有獨特的外觀。采用吹風切斷式填料活塞自動充填填料技術(shù),可以隨意進行隨時定量補充填料及可以隨意地自由調(diào)整每個餃子成品的尺寸,餡料填充勻稱,非常適合在一個工廠內(nèi)同時進行大中小規(guī)模的生產(chǎn)及即時對每個成品的質(zhì)量控制。圖1.3新型餃子機組1、輸餡斗2、控制面板3、面團輸送槽4、切面機構(gòu)5、輸送帶6、填料器7、成型模2餃子成型原理全自動餃子成型機發(fā)展到目前為止，在結(jié)構(gòu)構(gòu)成、性能及餃子的產(chǎn)能上已經(jīng)有了很大的進步。但是在基本的餃子制造原理上，基本都在圍繞制皮、輸餡和餃子形成三個方面進行改造。2.1餃子成型機的分類全自動包裝餃子機這種技術(shù)比較成熟的產(chǎn)品在其機型上大致可以劃分為三個類型:即盆式餃子機、灌腸式滾壓成形餃子機和模仿手工包合式餃子機2.1.1盆式餃子機如下面的圖2.1所示,該機主要包括了臥式減速機的傳動、輸面、送餡、成形、余面導(dǎo)出及電氣等幾個部分。圖2.1盆式餃子機的結(jié)構(gòu)圖1.導(dǎo)出裝置2.成型裝置3.輸餡裝置4.餡量調(diào)節(jié)裝置5.輸面裝置6.軋面輥調(diào)節(jié)手柄7.U型管道8.成型輥輪9.推桿結(jié)構(gòu)10.傳動裝置11.間歇推出裝置12.副輥輪盆式餃子機的成型工藝原理就是將和好的面團滾動后壓制成為一種面皮,將其引到輸面部分的熱軋面輥中,經(jīng)過熱軋面輥將這些面皮滾動后壓制成厚薄合適的面皮帶(調(diào)節(jié)軋面輥調(diào)節(jié)手柄可改變面皮的厚度)。通過"U"型輸送管道,使得面帶在整個管道上直接形成"U"型,并直接將餡導(dǎo)入“U”管道處的面皮中，最后將包著餡料的面皮輸送到餃子成型的模輥與副輥之間經(jīng)輥輪的擠壓制成完整的餃子。同時,由于該輸餡輸送系統(tǒng)的自動柱塞泵可無間斷地把所有包的餡料全部直接注入至"U"型管道面帶上(一個用于餡量自動隨時調(diào)節(jié)的控制裝置使它可以自動隨時調(diào)節(jié)餡量),形成餡料間距一致、大小基本相等、餡料相同的較小餡堆,其餡料距離與成型模輥、副輥上的相鄰兩個餃子型腔間的距離大致基本相等。帶有小或大餡堆的"U"型餃子面帶可以直接滾動進入餃子成型模輥和副輥中,小餡堆長度需要與兩輥的成型模腔相適應(yīng),經(jīng)兩輥相對應(yīng)的方向反復(fù)轉(zhuǎn)動后才能滾切制成一個餡料大的餃子。粘在成型輥輪上的餃子由凸輪推桿機構(gòu)將其從成型輥輪上推下來，黏在副輥輪上的餃子則是通過一間歇推進機構(gòu)將這些餃子從副輥輪上打下來推出整個裝置。剩余的面皮則是通過余面導(dǎo)出部分導(dǎo)桿導(dǎo)出來。2.1.2灌腸式餃子機圖2.2為一種新型灌腸式小型餃子機結(jié)構(gòu)簡單示意圖,主要包括了輸餡、送面、輥壓成型部分及傳動組件等。圖2.2灌腸式餃子機的結(jié)構(gòu)圖1、傳動部分2、成型部分3、輸面部分4、輸餡部分2.1.3模擬人工包合式餃子機模擬式手工包裹成型機的總體設(shè)計主要包括了一個制皮機構(gòu),輸餡機構(gòu),包裹成形機構(gòu),輸送機構(gòu)和傳動系統(tǒng)。每個機構(gòu)之間的位置和運動相互關(guān)聯(lián)完全是由機械來控制。該機構(gòu)在運動時具有比較好的準確度與可靠性。2.2主要功能部件的結(jié)構(gòu)原理由上述的分析結(jié)果可知,不同的餃子機在其結(jié)構(gòu)和部件組成上都會略有差異,但在其主要的功能零配件上,基本都是滿足了對于餃子機加工和成型需求的三個主要步驟:即壓制面皮、輸送餡料和餃子成型。2.2.1制面皮在面皮設(shè)計加工制造面皮的成型方法上,一般可以分為軋機輥壓成型和采用絞龍式螺旋成型兩種設(shè)計方式.其中軋機輥壓成型的設(shè)計工藝操作流程如下圖2.3所示,將圓形面團經(jīng)過兩輥之間的相互作用力輥壓后使其即可壓制成為所謂按需不同厚度的面皮,這種成型方式在面皮設(shè)計時的結(jié)構(gòu)上及其輥壓成型的工作原理上都比較簡單。圖2.3輥壓成型制面皮而目前僅在我國國內(nèi)現(xiàn)有的輸送餃子機械中輸送較大面皮量的機構(gòu)大都用的是直接采用絞龍式焊接輸送面皮機構(gòu),且我們可以將其劃分區(qū)別為連續(xù)輸送與間斷輸送兩種不同的面皮輸送方式。在面皮的加工成型以及處理工藝方面,面皮很有可能會偶爾地輕微出現(xiàn)一些輕微裂紋,面皮的加熱溫度太高,產(chǎn)生輕微或嚴重焦糊。餃子中會有裂紋及餃子皮的溫度太高(可以直接改變餃子皮的顏色)這些都是直接影響餃子品質(zhì)的重要原因。圖2.4為一種新型灌腸式包裝餡料機輸面設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖,主要組成部件有面皮裝套、輸面絞龍、面嘴套、外面口腔、內(nèi)面口腔、調(diào)整螺母和固定螺母。圖2.4輸面機構(gòu)輸面絞龍的前面兩個螺旋部分分別具有螺旋半徑和一個14:1的錐度,它的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其目的主要的就是為了能夠使整個螺旋槽內(nèi)部所能能夠容納的流動空間逐步由大變小。長期廣泛應(yīng)用的面管實踐經(jīng)驗證據(jù)分析表明:內(nèi)面管噴嘴管管口徑的確定長短對面管中流體溫度的高低和提高效率有著很重要的直接影響。內(nèi)面的進氣嘴如果太長了,就可能會直接讓其表面管中的氣體溫度曲線上漲得過高。主輸面絞龍的移動方向和間隙大小的調(diào)整也都是通過手動調(diào)整改變主輸面絞龍和副輸面絞龍之間的輸面套距和間隙。餃子皮的內(nèi)部厚度主要來說是由塑料面板外管的內(nèi)部厚度所直接決定的,面板內(nèi)管對其厚度也就是可以通過自己的自動調(diào)節(jié)器或閥門驅(qū)動螺母的固定位置和自動改變內(nèi)、外面材料腔與管口之間的滑動間隙等多種方式使用來對其厚度進行自動控制。2.2.2輸餡部分餃子機在傳統(tǒng)的輸送餡料輸送技術(shù)方面,早期純機械式的傳統(tǒng)餃子輸送成型機一般都是采用的是機械式餡料運輸餡筒方式來進行傳遞輸送餡料,而目前現(xiàn)在市場上所有的傳統(tǒng)餃子輸送成型機的輸出輸送餡料部分的主要核心機械結(jié)構(gòu)大都已經(jīng)是全部采用了機械絞龍及電動葉片泵等主要機械構(gòu)件,可以同時達到餡料流量大小控制準確、供餡餡料工作準確精度高的優(yōu)點。如下所示圖2.5(a),該方法就是一種采用機械輸送形式的餡料輸送的餡料機。在自動直接輸送餃子皮的成型機上面有餃子餡和面團的直接存放輸送裝置,用來直接控制餃子成型機的餃子皮制作,傳輸餡的裝置主要就是用來直接輸送傳輸餃子成型機的所需的餃子餡。餃皮原料切割回收成形裝置和余皮切割回收成型裝置,用于余皮回收和再切割加工。固定清洗刷和刷具可調(diào)式移動刷主要就是用于在每次餃子皮成型后清潔一次成型機構(gòu)的固定裝置,餃子皮中的收集清理裝置主要就是用于清理回收舊的餃子皮。圖2.5輸送餡料機構(gòu)而在現(xiàn)在的各種食品配送輸餡餡料機中,泵體和輸送機械泵的結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用,其中比較常見的食品輸餡機械泵主要類型有傳動齒輪泵、螺桿泵(我們俗稱的螺絞龍泵)、葉片泵等,如表中圖2.5(b)即為一種常見的葉片泵以及輸餡泵的機械泵體結(jié)構(gòu)。齒輪泵的廣泛應(yīng)用對壓制餡餅的餡料流動度和機械性能控制提出了更高的技術(shù)要求。而這種新型螺桿泵因為它的結(jié)構(gòu)簡單，所以說它可以很適合于各種流動機械性能比較差的貨物運輸機和餡料機。其餡料輸入主要原理之一是餡料可以完全依賴于輸入餡料本身自重來對其產(chǎn)生運輸動力,而其它各種容易發(fā)生變形的餡料葉片及其結(jié)構(gòu)也可能會對其餡料運輸能力本身造成一定不同程度的不良影響。2.2.3成型機構(gòu)由上述文章所介紹的國內(nèi)外對于餃子的分類和發(fā)展現(xiàn)狀可知,大多數(shù)的分類方法和發(fā)展趨勢都是與餃子最終由面皮包裹餡料的組成形式相關(guān)。而其中成型工藝和方式的差異、機器設(shè)計過程的復(fù)雜性和精確度,對餃子成型后的品質(zhì)以及生產(chǎn)率等都具有重大的影響。（1）灌腸式成型圖2.6為灌腸式餃子成型機擠壓成型操作流程,將一個面團與各種餃子餡料分別從兩個雙層筒中連續(xù)地按壓擠出,然后由不同造型形狀的餡料輥輪或模輥壓制而出形成具有不同形狀的餃子。具體操作時,面團由外層送餡輸面嘴的絞龍直接推送至內(nèi)層輸面輸餡嘴并直接輸送形成這樣一條連續(xù)的餃子面團線管,與此同時,餃子中的餡料則主要是由外層輸餡嘴的絞龍和一個配合好的餡料輸送泵共同直接進行輸送工作,沿著外層輸餡嘴塑料管向內(nèi)部小孔輸送至餃子面團線管的內(nèi)部小孔中,形成了這樣一條連皮帶餡的餃子面團線管。圖2.6灌腸式成型過程（2）機電式模擬手工餃子成型前面我們所介紹的這種人工灌腸式滾切餃子成型的成型機雖然本身具有許多的技術(shù)優(yōu)點,但也是因為存在著滾切餃子的餃子皮厚和餡料過多,與我們傳統(tǒng)的用人工灌腸打包方法制成的滾切餃子成型相比,存在外形差異較大,口感不好等一些缺點。近年來,國內(nèi)外也先后設(shè)計研制生產(chǎn)出了其他不同類型的餃子加工成型機,最具歷史代表性的是一類采用機電式全自動模仿工人手工捏合制作餃子的成型機。這臺微型計算機主要是旨在模擬人工經(jīng)過打包餃子餡料制成餃子的具體操作工藝流程,其制造出來的餡料和餃子形狀都與傳統(tǒng)人工經(jīng)過包合制作出來的餃子非常相似,且外觀好看,口感良好。有著一種仿佛是人工捏合而形成的餃邊經(jīng)由折疊而成的特殊形狀,餃子皮薄，坐立均勻可以在地上平放,不僅可以用來水煮,也可以直接拿來用于烹制成煎餃。其成型的具體工作流程及基本原理設(shè)計框架如圖2.7所示,該餃子成型機主要的工作步驟通?？梢詣澐譃橹破づc輸面皮、面管成型、輸餡、餃子包裝捏合成型和餃子生坯輸送五個主要工作階段。這種餃子機的主要成型工藝原理就是,首先把餃子的皮經(jīng)過一些操作擠壓成所需的形狀,然后連續(xù)進行沖切,輸送到提供的餡料部分,最后根據(jù)如下圖所示的結(jié)構(gòu)把它們組裝起來,以便包合成自己喜歡的餃子。圖2.7機電式擬人工包合原理2.3方案的設(shè)計與選擇2.3.1“盆式”餃子機該機主要包括了減速傳動,輸面,送餡,成形,余面引入及電器等零件，如圖1。圖1盆式餃子機結(jié)構(gòu)圖2.2.1優(yōu)點(1)我們已經(jīng)實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的手工包制面餡餃子轉(zhuǎn)型到機械化包制面餡餃子的巨大飛躍,而且它們能夠做到比較穩(wěn)定地進行連續(xù)生產(chǎn);(2)促進群眾性聚餐活動，在學校食堂、賓館、酒店等地區(qū)聚餐較多的事業(yè)單位,吃一份餃子就會變得比以前容易些。2.1.3存在的不足(1)在剩余的面團里摻入少量的餃子和餡料,不能進行回收再利用;(2)因為是間歇式地給餡,所以在裝填時將其堆放到模腔上的對位需要相當精度。U型的面帶在收縮或者是拉長時都會導(dǎo)致包裝餃子所需的內(nèi)容量和大小不均,故誤差較大;2.3.2灌腸式餃子機該機的機體結(jié)構(gòu)主要由餃子成型、輸面、送餡、電器等各個機械傳動組成單元共同組成,如圖2所示。圖2輸餡、輸面、成型結(jié)構(gòu)圖該類灌腸式餃子機的優(yōu)點：(1)一次原料加工即可成型,不會直接使成品產(chǎn)生任何殘留物和廢料。(2)為了能夠提供餃子餡料的穩(wěn)定,餃子餡的數(shù)量多少和面皮尺寸可以隨意調(diào)整;(3)它的制作過程成品率高,破損率的比例低于2%;(4)這種餃子的餡料質(zhì)量相對誤差小,最大餃子質(zhì)量和平均最小餃子之間的相對誤差幅度應(yīng)該永遠不會太大且不超過±6%;(5)它的餡料生產(chǎn)過程速度快,并且?guī)缀蹩梢酝耆m應(yīng)所有更多的不同用戶。2.2.3灌腸式餃子機存在的不足這類餃子相對于手工餡的餃子而言，制造出來的餃子餡料含水量較少。餃子皮的餡料含水量比較少,餡料餃子皮在加工中會容易發(fā)艮;綜上所述，灌腸式餃子機相對于“盆式”餃子機更具有優(yōu)越性，更加能適應(yīng)現(xiàn)時代人們的快節(jié)奏的生活，該機能給我們帶來更加的方便快捷的生活品質(zhì)。所以本文擬采用灌腸式的餃子機,并對該機型的結(jié)構(gòu)進行研究和改良。3夾餡成型機的組成及工作原理夾餡餃子機又叫灌腸式餃子機，其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成和機器外形如下圖3.1所示,主要結(jié)構(gòu)包括輸餡機構(gòu)、輸面機構(gòu)、輥輪輥壓成型機構(gòu)和傳動系統(tǒng)組成。圖3.1餃子機示意圖1—成型機構(gòu)2—輸面機構(gòu)3—輸餡機構(gòu)4—控制面板5—傳動部分灌腸式餃子機主要的兩個傳動輸送機構(gòu)分別被人們稱為螺旋輸面?zhèn)鲃咏g龍機構(gòu)和螺旋傳動輸餡絞龍機構(gòu),輸面和輸餡都指的是通過下部的機械傳動部分的齒輪提供動力傳遞，然后經(jīng)過輸面機構(gòu)輸出面皮包裹著餡料的餃子面團線管，然后一起傳遞到輥輪輥壓成型機構(gòu)中，由輥壓輪上的凹槽形成一個個完整的餃子。下文主要講述三個機構(gòu)的構(gòu)成和基本的原理，還有這三個機構(gòu)是如何協(xié)調(diào)運動的。3.1.1輸餡機構(gòu)本設(shè)計主要采用的是同軸絞龍,葉片泵,餡料輸送管和定子、轉(zhuǎn)子等傳動部件共同組成。經(jīng)過反復(fù)的實驗對比和市場調(diào)研，葉片泵比起普通的齒輪泵更能達到更加精確的餡料量控制且不會因為時間的推移因零件的磨損產(chǎn)生噪音。因此，現(xiàn)在市面上的餃子機也基本采用的由葉片泵構(gòu)成的輸送機構(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、等強大優(yōu)勢被大多數(shù)食品加工機器采用來提供動力。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3.2輸餡機構(gòu)正視圖圖3.3輸餡機構(gòu)俯視圖圖3.4葉片泵定子部分剖3.1.2輸面機構(gòu)輸面機構(gòu)主要是由輸面機筒、主輸面絞龍、副輸面絞龍、輸面嘴、出面嘴、機架、可食用的密封橡膠等組成，如圖3.5。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)計的主要作用之一是在于逐漸的通過改變移動螺旋輸送槽內(nèi)的腔內(nèi)流體壓力,使輸送管和面團的運動壓力和螺旋輸送管的壓力逐步相應(yīng)增大。在接近輥壓成型機構(gòu)時，輸面機構(gòu)的輸出口分別設(shè)置成內(nèi)出嘴和外出面嘴,當絞龍帶動面團到達出面嘴分散地通過內(nèi)面嘴上孔時,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)。輸面機構(gòu)中各個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,因為通常的焊接食品機械中各個與各種食品加工物料相互緊密接觸的各個零部件都已經(jīng)采用了優(yōu)質(zhì)不銹鋼來作為焊接主體。圖3.5輸面機構(gòu)裝配圖3.1.3成型機構(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，接下來就是把餃子皮包裹著餡料經(jīng)過最后一個成型機構(gòu)制造成一個完整的餃子。我所采用的餃子機是利用灌腸式滾壓成型原理制造的結(jié)構(gòu),如圖3.7。輥壓成形的機構(gòu)主要是由一個成型輥和輔輥零件組成,在每個成型輥上挖出若干個餃子樣子的凹槽,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)計了在成型機構(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。在兩個輥輪的下方，還設(shè)計加裝了一個面粉的收集盤，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)計了一個有凸輪機構(gòu)帶動抖動的振篩，用于抖落餃子表面上的多余的干面粉。圖3.6成型機構(gòu)的主視圖圖3.7成型機構(gòu)示意圖3.2餃子成型機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算灌腸式餃子成型機的主要整體部件的設(shè)計包括有四個基本方面：主機總體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計、輸餡機構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計、輸面機構(gòu)的零部件設(shè)計、成型機構(gòu)的零部件設(shè)計。其中較為重要的幾個設(shè)計的部分包括:輸餡機構(gòu)中葉片泵的總體設(shè)計和內(nèi)外曲線尺寸的確定、輸面機構(gòu)中絞龍輸送能力的計算及輸面結(jié)構(gòu)機筒的總體尺寸設(shè)計。3.2.1總體機構(gòu)設(shè)計本次我所生產(chǎn)設(shè)計的是一臺產(chǎn)量540g/h的灌腸式餃子成型機。我根據(jù)該機器的傳動部分的各個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和方便拆卸。并且該設(shè)計用于速凍餃子的餡料生產(chǎn)線，設(shè)計采用了一種半自動化設(shè)計,該機器也操作簡單不需要太繁瑣的操作方式，已經(jīng)完全能夠讓工人簡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行操作維修為主。3.2.2輸面螺桿設(shè)計3.2.2.1生產(chǎn)能力Q=47×（D2?d2）×n×t×ρ×φ×εD—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)輸送機的傾斜度系數(shù)表,輸送電動機的傾角系數(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18g重的餃子，其中輸面重量為60×9=540g，則Q=0.0324t/h。3.2.2.2輸面絞龍的直徑與轉(zhuǎn)速當餡料被完全放置或者將被輸出時的餡料螺旋運動轉(zhuǎn)速應(yīng)該可以被測量作為臨界軸的轉(zhuǎn)速,對于螺旋輸送絞龍輸送物料所能達到最大的螺旋轉(zhuǎn)速相對而言,應(yīng)該遠遠大于臨界軸的轉(zhuǎn)速,并與之有著一定的聯(lián)系。臨界轉(zhuǎn)速:n≤A將上式帶入生產(chǎn)能力計算式：d=k可解得:ｄ＝24mm其中根據(jù)生產(chǎn)能力的轉(zhuǎn)速計算公式可以直接計算出來得到轉(zhuǎn)速n=57r/min,轉(zhuǎn)速小于n的平均值我們應(yīng)該將其取整為一個標準的平均轉(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且最接近于計算結(jié)果的一個標準值，取n=60r/min。而直徑d亦應(yīng)取整為標準直徑，查表得標準值有：15mm、20mm、24mm、30mm、36mm。這里為了盡量減少餃子機的外形尺寸和使得餃子機的結(jié)構(gòu)緊湊，仍取d=24mm。3.2.2.3功率計算p0=Q367×（P=K×P0P—電機功率，kW；Q—生產(chǎn)能力，t/h；ω0—阻力系數(shù)，L—長度(m)；h——運送高度（m）；往上運送物料時為正，往下輸送物料時為負，水平輸送物料時取0，所以h=0；η—傳動效率，η=0.6～0.8；綜上所述,得知輸面機構(gòu)的輸面絞龍的直徑大約為24mm,轉(zhuǎn)速60r/min。3.2.3葉片泵設(shè)計葉片泵是由定子、轉(zhuǎn)子和葉片三個主要部分共同組成，如圖3.8所示。在轉(zhuǎn)子表面分別開了兩個互相垂直的十字槽,兩塊葉片分別落在兩個十字槽內(nèi),隨著兩個齒輪軸的轉(zhuǎn)動而不斷來回在槽內(nèi)滑動。其主要工作結(jié)構(gòu)原理為:轉(zhuǎn)子隨著齒輪的轉(zhuǎn)動二跟隨轉(zhuǎn)動，由于定子的內(nèi)表面為一個橢圓，而轉(zhuǎn)子為一個圓，隨著齒輪的轉(zhuǎn)動定子的內(nèi)表面和兩個葉片之間所包含的空間就會也隨著改變，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3.8葉片泵工作原理1-轉(zhuǎn)子2-定子3-葉片圖3.9葉片泵的示意圖圖3.10定子內(nèi)表面的輪廓線1.供料量計算: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==π4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)計里,B=30mm,R=41.5mm,r=24mm,ηv=0.9,ρ=1.2kg/mm所以依照上述計算公式我們即可計算得到每轉(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之間及兩段相互對稱地平行布置的兩個過渡三角曲線如r1（θ）與根據(jù)該結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求,過渡曲線的方程式定義為(極坐標)r1θ因為這兩個的過渡三角圓弧是對稱分布的,所以稱為r1對上式兩邊同時取對數(shù)，得r'(θ)+上式說明,凡是一個變量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:等速度運動的曲線he等加速、等減速度運動的曲線。下面分別進行論證:a.等速運動曲線r1θ=R?==R+[R?V(b.等加速、等減速運動曲線r(θ)=R?12α(r根據(jù)上述公式對各種運動曲線的測量分析及其結(jié)果可知:等過渡加速,等過渡減速和慢運動的過渡曲線并不一定具備上述的兩種優(yōu)勢,所以它們都只能是一種比較理想的減速曲線,而且在實際加工制造時為了達到更好便于實際加工,往往將這種過渡減速曲線整體制作為形成一個圓弧形的一種比較加工好的方法,在本文的曲線設(shè)計中就已經(jīng)充分考慮了由于使用等過渡加速,減速運動曲線整體制作較難,為了達到更好地加工便于實際制作,就把這種過渡減速曲線整體制作為形成一個圓弧形的一種比較加工好的方法。4結(jié)論與展望4.1結(jié)論在我選擇大學生畢業(yè)設(shè)計題目時并沒有想到餃子機的整個結(jié)構(gòu)設(shè)計流程是如何漫長而充滿困難,在這段短短數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計中,克服了一個又一個的結(jié)構(gòu)設(shè)計上的困難。我同時也發(fā)現(xiàn)自己在進行機械設(shè)計工作中還存在很多的欠缺與不足及經(jīng)驗匱乏。由于本人的知識和實踐經(jīng)驗的欠缺導(dǎo)致本次畢業(yè)設(shè)計工作在許多方面和技術(shù)上還存在很多的缺陷甚至錯誤,這也就成為激勵我以后繼續(xù)從事模具制造行業(yè)需要不斷增強自己認知與實踐經(jīng)驗的動力。我期待著在不斷地學習的過程中可以彌補自己的這些不完善。餃子機結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程,主要是花費在針對各種機構(gòu)的組成與各種零件定位的時間相對較多。這里我非常感激自己祖國的強大,餃子機因為在世界和我國的歷史悠久,前人也積累了大量的經(jīng)驗,所以這對于我自己的設(shè)計生產(chǎn)出包裝餃子機有很大的幫助,我能夠借助于網(wǎng)上的一些學術(shù)論文以及與柳建安老師的一些話題進行討論而一步步地將它們進行了設(shè)計、完善和持續(xù)地改正。由于許多部分,特別是傳動機構(gòu)和葉片泵等部分很難進行設(shè)計和計算,于是我就反復(fù)對整個餃子機的總體結(jié)構(gòu)進行了再次重新設(shè)計和修改,結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)在這些機械設(shè)計工作中的每一個環(huán)節(jié)也都是一步錯步步地出差,走某一條簡單的道路往往會直接導(dǎo)致其他道路的很大復(fù)雜變化,要求能夠做到每一個機構(gòu)均衡和諧并且符合最初的設(shè)計思想是比較困難的,需要不斷地更改解決方案,以至于能夠盡量兼顧所有。參考文獻黃余森.自動化餃子成型機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及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