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1、马铃薯（土豆）去皮机的设计摘 要马铃薯去皮是马铃薯制品加工的重要环节。随着我国马铃薯产量的不断发展和扩大，马铃薯加工量也在不断发展，马铃薯产品越来越多。不管最终的成品是什么土豆，在这两道工序之前都要经过清洗和去皮。削皮是一个必要的过程，因为土豆皮会影响后期产品的味道，所以加工前必须先去皮。马铃薯去皮是马铃薯制品加工的重要环节。本设计项目是马铃薯剥皮机的设计。在给定参数的前提下,主要完成总体方案论证、削皮机筒体设计、盘形设计、传动方案论证及电机选型、皮带传动设计等内容。详细介绍了轴承和轴承座的选择。最后，对电机的控制和机器的维护进行了一定的阐述。关键词：马铃薯；去皮机；设计式中M为转盘转矩(N-
2、m),r|为传动效率；M = fGR (4)R为摩擦臂矩，r=0.4D (D为转盘直径)r| =(0.750.85),设计中选 0.80假设马铃薯为球形颗粒，马铃薯粒径| 268 (cm3)3 UJ 3单个马铃薯的质量mi叫=匕q = 268x1.1 = 294.8 (g) =0.2498 (kg)一个圆筒内放入马铃薯的个数为N泌丫 伽丫o x30N = Lw= w= X 0.5237 (个)的 匕268则马铃薯去皮机所消耗的总功率P为：八 Mn JGRn JNmg (0.4D)n 1.1x37 x 0.2948 x 9.8 x 0.4 x 0.4 x 268r = (W)44x0.8=630
3、2.5W=6.302 (KW)3 .传动方案的设计选用3.1电动机的选用3.1.1几种常见电动机的特点Y系列是我国统一设计的通用全封闭自扇笼式三相异步电动机。防护等级为IP44O Y系列电动机具有效率高、启动力矩大、噪声低、振动小、可靠性高等特点。适用于一般无易燃、易爆、腐蚀性气体的场所和无特殊要求的机械，如:金属切削机床、泵、风机、运输机械、农业机械、食品机械等。额定电压380V,频率50Hzo YCJ系列减速电机是由Y系列(IP44)电机与减速机耦合而成，齿轮箱与电机已成为一体，可直接输出低速和高扭矩。适用于矿山、冶金、建材、化工、食品、造纸、农业机械等行业。额定电压380V,频率50Hz
4、。YZR、YZ系列电机具有较高的过载能力和较高的机械强度，适用于短时间或间歇运行、频繁启动、制动、过载及设备振动和冲击较大的场合。用于起重、冶金机械或类似的其他设备。YZR系列为绕线转子电机;,YZ系列为笼形转子电机。额定电压380V,频率50Hz。3.1.2电动机容量的选择马铃薯去皮机所需要的功率P=6.302KW,因为设计传动中从电动机到圆筒有一对轴承，一个带传动所以电动机到圆筒的传动总效率为r|o=T| 滚*q 带其中,n 滚=0.98,r| 带=0.95T|()=r| 滚*r| 带二0.98*0.95=0.931Pi=P/r|o=6.3O2/O.931=6.77 KW3.1.3电动机的
5、选型根据上述对几种常用电动机的分析，综合考虑到马铃薯去皮机属于无特殊要求，配用效率高、启动转矩大、噪声低，振动小的Y系列三相异步电动机就可以了。同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750 r/min等几种可供选择，通常选用同步转速为1500r/min或1000i7min的电动机。根据去皮机所需要的功率P=6.3025kw来选型，由于考虑到电动机功率应当比计算的值大一些，查阅标准表7-2-2，查出有俩个适用的电机型号，因此有下面俩个传动方案。表1电动机选型表Table 1 Motor Selection Table方案电动机型号额定功率KW空载转速r/mim满载转速r/m
6、im效率功率因数传动比i1Y160M-47.515001440870.855.372Y160M-67.51000970860.783.62普通V带传动比为24,链传动的传动比为26,齿轮的传动比为340,由上表可知，方案1的传动比为5.37,方案2的传动比为3.62,对比方案，为使结构紧凑,且的可以选择的传动方式多一些，综合考虑，选择方案2,所以本设计选用1000r/min的电动机，满载转速为970 r/min,查阅标准表7-2-2,选取Y160M-6型电动机。这种电动机的数据如下：表2电动机主要性能参数型号额定功率kW满载时起动转矩额定转矩起动电流额定电流最大转矩额定转矩转速r/min电流A
7、效率%功率因数Y160M-67.597017860.782.06.52.0表3电动机外形和安装尺寸装键部位尺中心高外形尺寸悬挂安装尺寸轴伸尺寸寸H(mm) Lx(AC/2+AD)AxBEFxDxG160605x(330/2+265)254x21011212x42x37图3电动机结构简图Figure 3 Schematic diagram of motor3.2传动方案的论证与设计3.2.1传动方案的选择剥皮机转速n=268r/min,所选电机转速为1000r/min,满载转速为970r/min,故剥皮机总传动比1=970/268=3.62。由于普通V带传动比为2 4,链传动传动比为26,圆柱齿
8、轮传动比为38,有三种选择：方案:电机一三角滑轮一转盘；方案b:电机一链传动一转盘；方案c:电机齿轮传动转盘。方案a采用带传动减速。皮带传动比约为3 5o皮带传动使电机与盘座容易分离，减少了振动的干扰。当超载时，皮带在滑轮上滑动，可以防止其他部件的损坏，起到安全保护的作用。皮带传动对环境要求低。一般情况下，在皮带传动中只要没有与润滑油接触，就不会影响其使用寿命。方案b采用链传动减速。与带传动相比，具有非弹性滑动打滑、平均传动比恒定、传动效率高、整体尺寸小、磨损后易跳齿、工作时噪音小等特点。因此,不适合负荷变化大、速度快、倒车快的场合。方案c采用齿轮传动减速。效率高，结构紧凑，工作可靠，使用寿命
9、长，传动比稳定。该减速机可实现单位时间精确传动比。作为独立的传动装置，可达到3000kw。但其安装精度高，结构紧凑，制造成本大。齿轮传动对环境的要求比较高，当啮合齿轮时，啮合过程中存在颗粒夹杂，这就会加速齿轮的磨损，从而导致齿轮寿命的降低。上述三种传动方案均能满足圆盘给料机的功能要求，但在结构、性能、经济性、工作环境等方面存在差异。根据设计数据，机器的单位重量为0.8t/m3,处理能力为200kg/h，总传动比为3.63，综合考虑选择a更为合适。3.2.2安装形式选择带传动具体安装形式有三种方案可以选择：方案a:卧式电动机万向联轴器带传动转盘方案b:立式电动机（传动轴向上）带传动转盘方案c:立
10、式电动机（传动轴向下）带传动转盘a方案采用联轴器将电动机和主轴连接的，电动机是卧式的，中间需要万向联轴器实现90度的换向。这个传动方案结构简单，工作不平稳。b方案直接采用立式电动机，传动轴向上，用电动机的轴直接与小带轮连接,电动机的传动轴向上。这个方案传动平稳，结构简单，成本低，安装维护方便。方案A方案巳方案。图4安装方案图Figure 4 installation program map(1.电动机2.万向联轴器3.小带轮4.V带5.大带轮6工作机筒）在方案c中，垂直电机直接使用，传动轴向上。电机轴与小滑轮直接连接,电机驱动轴向上。该方案具有传动平稳、结构简单、成本低、安装维护方便等优点。它
11、比b计划更紧凑。上述三种传动方案均能满足圆盘给料机的功能要求，但在结构、性能、经济性、工作环境等方面存在差异。根据设计数据，该机床的单位重量为0.8t/m3,加工能力为200kg/h，总传动比为3.63。综合考虑后，方案c更合适。电机基本结构为B3,安装结构为V5。3.3 V带的设计选用带传动是由固联与主动轴上的带轮1、（主动轴）、固联与从动轴上的带轮3（从动轮）和紧套在两轮上的传动带2组成的（如下图）。当原动机驱动主动轮运转时候，由于带和带轮间的摩擦，便拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲振动等特点。图5带传动示意图Diagram5 take
12、to spread to move diagram带传动一般最常用的有几种皮带：平带，V带，同步带。多在相同张紧力和相同摩擦系数的条件下,V带产生的摩擦力要比平带的摩擦力要大，所以V带传动能力强，结构更紧凑，在机械传动中应用最广泛.V带按其宽度和高度相对尺寸的不同，又分为普通V带，窄V带，宽V带，汽车V带，齿形V带,大楔角V带等多种类型.目前，普通V带应用最广。同步带相当于平带与多根V带的组合，兼有两者的优点，多用于结构要求紧凑的大功率传动中。由于马铃薯去皮机采用小功率电机，综合考虑，大小带轮之间采用普通V带。普通V带的截型分为Y、Z、A、B、C、D、E 七种。3.3.1 V带的设计计算确定计
13、算功率Pd=K*P查表6-1-1116，按每天工作V10小时，载荷变动小，取Ka=1.1Pd=l.1x7.5=8.25 kw选带型根据 Pd=8.25kw 和 n=970r/min9查图 6-1-36选B型带。确定带的基准直径Di和D2根据B型带截型参考表6-1-22和表6-1-23，选Di=140 mmZDmin= 125 mm验算带速：T7 7iDR 3.14x140x970 _ 11(,、V = 7.11(m/s)60x100060x1000V在525 m/s范围内，所以Di直径合适。计算从动轮的直径：D2=iDi=3.62x 140=506.8 (mm)查简明机械设计手册表6-1-22
14、, V带轮的基准系列圆整为D2=500 mm传动比D21=DI_500140= 3.5796096037= 269(r/min)带速60x10002x3.14x200x26960x1000= 5.63 (m/s)Vmax与经验数据偏差较小，符合要求，可以采用。确定中心距a和带的基准长度初定中心距 0.7(D +D2)K % V 2(0 +D2)0.7(D 1 +D2)% % 2(0 +D2)取值范围 448 /0 1280初定 a（）=600 （mm）计算基准长度如=2%+犯皿）+皿?2x600+(140+500)+(5-140)2274x600=2258.8(mm)根据顷,查表6-1-19形取和La。相近的V带基准长度Ldo=224O (mm)实际轴间距Ld Ld Ann 22402258.8(、。a % +
