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1、食品机械设备滚筒分级级机设计计学生姓名名： 学 号：指导教师师：专 业业：食品品科学与与工程(一)班班黑龙江八八一农垦垦大学中国大大庆20100年12月10食品机械设备摘要榛树，属属桦木科科(Baatullaceeae)榛属(Corryluus)植植物，又又称山板板栗、尖尖栗、棰棰子等。在在世界范范围内榛榛属有约约20个个品种，分分布于亚亚洲、欧欧洲及北北美洲；在中国国境内有有8个种种类2个个变种，分分布于东东北、华华东、华华北、西西北及西西南地区区。榛树树是果材材兼用的的优良树树种。榛榛子，榛榛树的果果实，形形似栗子子，外壳壳坚硬，果果仁肥白白而圆，有有香气，含含油脂量量很大，吃吃起来特特别
2、香美美，余味味绵绵，因因此成为为最受人人们欢迎迎的坚果果类食品品之一，有有“坚果果之王”的的称呼，与与扁桃、核核桃、腰腰果并称称为“四四大坚果果”。榛子营养养丰富，果果仁中出出除含有有蛋白质质、脂肪肪、糖类类外，胡胡萝卜素素、维生生素B11 、维维生素BB2、维维生素EE含量也也很丰富富；榛子子中人体体所需的的8种氨氨基酸样样样俱全全，其含含量远远远高过核核桃；榛榛子中各各种微量量元素如如钙、磷磷、铁含含量也高高于其他他坚果。榛榛子富含含油脂（大大多为不不饱和脂脂肪酸）、蛋蛋白质、碳碳水化合合物、生生素维（维维生素EE）、矿矿物质、糖糖纤维、-古甾醇和抗氧剂石炭酸等特殊成分以及人类所需的八种氨
3、基酸与微量元素。因此，榛子的销售前景十分可观，但是如何的将榛子分出不同的档次，进而卖出不同的价格，需要设计出滚筒分级机来分离榛子。榛子由于于大小、质量、色泽、形状、成熟度度、病虫害害等方面面存在一一定的差差异，并且商商品要求求的规定定标准也也不一样样，导致其其不利于于生产、贮藏和和商品化化，所以需需要对其其进行分分级。滚筒式式分级机机利用多多节不同同孔径滚滚筒筛的的旋转，可对直直径大小小不同的的果实进进行尺寸寸分级。由于整整机工作作平稳，且对果果实不会会造成机机械损伤伤，分级效效率高，噪音小小，因此符符合现代代农业机机械发展展的趋势势。针对核桃桃、榛子子、山楂楂等果实实的分级级需要，设设计了滚
4、滚筒式分分级机。详详细介绍绍分级机机的设计计原理，并并计算其其主要工工作部件件滚筒（节节数、孔孔眼总数数、转数数、功率率）和筛筛面（尺尺寸、筛筛孔）的的参数，以以满足不不同的分分级需要要，实现现粗选、精精选并适适应不同同的物料料要求，实实现一机多用。目 录第一章绪绪言11.1设设计目的的和意义义11.1.1食品品分级机机械的主主要作用用11.2 国内外外的发展展趋势11第二章滚滚筒分级级机的设设计12.1 设计原原理12.2 主要工工作部件件参数计计算22.2.1滚筒筒设计222.2.2筛面面尺寸设设计22.2.3滚筒筒转速的的确定332.2.4滚筒筒生产能能力的计计算42.2.5滚筒筒功率的
5、的计算552.2.6电机机功率的的计算66第三章设设计图66第四章结结语7第五章参参考文献献7榛子滚筒筒分级机机的设计计第一章 绪言言1.1设设计目的的和意义义为了使作作为食品品加工主主要来源源的产品品的规格格和品质质指标达达到标准准,需要要对物料料进行分分选或分分级,分分选是指指清除物物料中的的异物及及杂质;分级是是指对分分选后的的物料按按其尺寸寸、形状状、密度度、颜色色或品质质等特性性分成等等级。分分选几分分级作业业的工作作原理和和方法虽虽有不同同之处，但但往往是是在同一一个设备备上完成成的。1.1.1食品品分级机机械的主主要作用用：(1) 保证食品品的规格格和质量量指标;(2) 降低加工
6、工过程中中原料的的损耗率率,提高高原料利利用率;(3) 提高劳动动生产率率,改善善工作环环境;(4) 有利于生生产的连连续化和和自动化化;(5)有有利于降降低产品品的成本本;1.2 国内外外的发展展趋势榛子的滚滚筒分级级机同传传统的水水果分级级形式大大致是一一样的传统的水水果分级级形式包包括有体体积分级级和质量量分级两两大类，由由于分级级的目的的主要为为统一产产品外观观规格，以以便包装装和提升升销售档档次，因因此以体体积分级级应用最最广泛。体体积分级级设备有有滚筒式式分级机机、三辊辊筒式分分级机和和带式分分级机等等，其原原理大同同小异，均均利用若若干级别别尺寸的的孔框或或缝隙进进行筛选选。现在
7、，一一种更先先进更理理想的分分级分质质技术已已经在国国外公司司应用运用用光幕测测量技术术或电子子扫描分分辨技术术等新型型的水果果分级分分质设备备。通过过光幕检检测运行行中的果果品，采采集其外外形尺寸寸，经中中央处理理器运算算，与设设定分级级尺寸比比较后发发出指令令，驱动动选别机机构动作作，将果果品拨送送至合适适的级别别行列。采采用电子子扫描分分辨等计计算机视视觉处理理系统，能能对颜色色、形态态各异的的果蔬进进行识别别，对果果蔬表皮皮的瑕疵疵进行分分选，从从而实现现在线分分级分质质。这是是一种集集光、机机、电及及编程运运算的智智能化机机型。这这种分级级分质技技术较之之传统的的孔径和和质量分分级方
8、式式，是一一个质的的飞跃，因因为它实实现了非非接触式式的分级级分质形形式，精精确、高高速。我国于220世纪纪80年年代后期期曾引进进美国和和日本等等公司的的分级生生产线，主主要是采采用质量量和孔径径分级形形式。其其后，经经国内科科技人员员消化吸吸收，国国产的滚滚筒式分分级生产产线开始始普及。但但是，对对于运用用光幕测测量技术术或电子子扫描分分辨技术术等新型型的分级级分质设设备，目目前国内内还没有有成熟产产品。第二章 滚筒分分级机的的设计2.1 设计原原理滚筒分为为若干组组，组数数为所需需分级级级数减11。滚筒筒上由于于很多小小孔，各各组小孔孔孔径不不同，而而同一组组中的孔孔径一样样。从物物料进
9、口口至出口口，后组组的孔径径比前组组的大，小小于第一一组孔径径的物料料从第一一组掉出出用漏斗斗收集为为一个级级别，以以下依次次类推。工作时，被被筛选的的物料由由进入装装置进入入筛筒内内，沿着着旋转筛筛筒的内内壁上升升，当上上升至一一定高度度后松散散落下。如如此反复复，连续续进入筛筛筒内的的物料受受压力和和松散性性的作用用，逐步步向筛筒筒另一端端的出口口移动。在在这一过过程中，小小于筛孔孔的物料料通过筛筛孔漏出出，被配配置在筛筛筒下部部的出料料口排出出；大于于筛孔的的物料随随着筛筒筒转动被被带到筛筛筒的另另一端经经筛上的的出料口口流出，从从而完成成分选作作业；夹夹在筛孔孔中的物物料则由由清筛装装
10、置从筛筛外壁向向内击打打清除。2.2 主要工工作部件件参数计计算2.2.1滚筒筒设计考虑到榛榛子的品品种差异异，将机机器的分分级情况况定为44级。在在实际分分级中，可可以将相相邻的两两级料斗斗合为一一级，以以满足不不同的分分级需要要。现设设计采用用3节筛筛筒，44级分级级。并且且根据榛榛子的直直径大小小，设定定筛孔的的孔径大大小依次次是2cm、3cm、4cm。筛筛孔的排排列形式式采正用用三角形形排列2.2.2筛面尺尺寸设计计若把滚筒筒展开成成平面，则则:每级孔数数=排数数每排孔孔数；每级长度度=（每每级筛孔孔直径每排孔孔数）+（筛孔孔间隙各排孔孔数）；滚筒的圆圆周长度度=（排排数各级孔孔数）+
11、（排数数孔隙）。不妨设滚滚筒的直直径为RR，半径径为r，每每级滚筒筒长为LL，筛孔直直径为DD，设总总共排数数为n，每每排m个个孔，横横排孔间间隙为AA。 根据公式式有： mmD + mA =L nDD + nn(D+A)-D=R筛孔有效效面积系系数S=一般滚筒筒的直径径与滚筒筒的长度度比值为为1：446，不不妨设滚滚筒的直直径为11m，滚筒的的长度为为4.55m，假假定滚筒筒的长度度是等长长的，则则每节滚滚筒的长长度为11.5mm因此上式式可变为为 ： （D+A）m=150=3144第一级滚滚筒 ： 假设AA=1/2D 当D=2cm时 A=1cm 则由上上式计算算可得 ：m=500 n=11
12、20滚筒长度度L=150cmm 滚滚筒直径径R=999cmm 有有效面积积系数SS=400.299%因有效面面积系数数一般取取50%60%，因此此其孔隙隙间距需需要调整整。 假设AA=1/3D 当D=2cm时 A=22/3cmm 则由上上式计算算可得 ： mm=566 nn=140 滚滚筒长度度L=1150ccm 滚滚筒直径径R=1103cm 有有效面积积系数SS=500.8% （符合合要求）第二级滚滚筒 ：当D=33cm时 A=11cm 则则由上式式计算可可得 ：m=377 n=990滚筒长度度L=1148cm 滚滚筒直径径R=1100ccm 有有效面积积系数SS=511.3% （符符合要求
13、求）第三级滚滚筒 :当D=44cm时 AA=4/3ccm 则由由上式计计算可得得 ： m=288 n=770滚筒长度度L=1150cmm 滚滚筒直径径R=1103cm 有有效面积积系数SS=500.766% （符符合要求求）则滚筒总总长度LL=1500+1448+1500=448cm而因实际际情况每每节滚筒筒的内径径应相等等因此取取各节中中内径最最大的，因因此滚筒筒内直径径R=1103cm校核： D ：L=11 : 4.337 符合合工艺要要求2.2.3滚筒筒转速的的确定转速是圆圆筒筛设设计的先先决条件件。圆筒筒的最高高转速不不能使榛榛子在达达到圆筒筒顶部时时所产生生的离心心力大于于榛子的重重
14、力，这这样才能能确保榛榛子靠自自身的重重力自由由落下，否否则榛子子会贴紧紧在圆筒筒内壁上上无法分分离，其其他榛子子也无法法进入筛筛孔，从从而减少少了筛分分面积，甚甚至造成成筛孔的的完全堵堵塞。滚滚筒的转转速还直直接影响响生产能能力和分分级效率率。有关计算算如下如上图所所示，对对榛子在滚滚筒内的的受力分分析：受到的摩摩擦力ff=n =taan；自身的的重力为为G；滚筒对他他的支持持力为NN；向心力力为C；上升的的角度为为。 当 ffGsiin时，物料料达到最最高点。则令f =Gssin时，有f=n=GGsinntann（C+GGcoss）=Gssin而C=（+coos）tann=Gssinn=3
15、00一般-，ff=0.7= 取取= n=330= rminn考虑到每每节滚筒筒的内径径大小不不同，由由于滚筒筒工作时时，每节节滚筒的的角速度度应是相相等的，因因此，应应选用一一个角速速度大的的即半径径小的滚滚筒内径径来计算算。选第第二级的的内径，半半径R=0.5mm 所以以 nn=225 300 （符符合要求求）2.2.4滚筒筒生产能能力的计计算生产能力力G可由由下式计计算：G=式中：zz 滚筒筒上的孔孔眼总数数； 为为在同一一秒从筛筛孔中掉掉下物料料的系数数（一般般取1.02.55）；m 为物料料的平均均质量。Z=78840+33330+119600=131130取=11.0，榛子的平平均质
16、量量大约为为2，带入入上式G=00.955（吨/小小时）2.2.5滚筒筒功率的的计算对于摩擦擦轮传动动来说，其其功率NN用下式式计算：N=Rnn（）g60式中：RR 滚筒筒半径mm ；n 滚筒转转速r/minn ； 效效率取00.60.77 ；m1滚筒的的质量 ；m2 滚筒内内原料的的质量 。=F式中：FF 滚筒筒的表面面积 ； 滚滚筒材料料的厚度度m ； 滚滚筒材料料的密度度 m3 。滚筒选用用厚度为为1.552.00mm的的不锈钢钢板冲孔孔后卷成成圆柱筛筛。考虑虑到制造造工艺方方面的要要求，一一般把滚滚筒先分分成几段段制造，然然后，焊焊角钢连连接以增增强简体体的刚度度。设定定滚筒的的厚度为
17、为2.00mm；查得资资料钢板板的密度度=79000 kkg/。则滚筒的的表面积积为： F=F+F+FF=1.551.0333.114+11.48813.114+11.5001.0333.114 =114.335m=144.3352.0079000=2277kg滚筒内榛榛子的总总质量可可由下式式算得=L式中: L 滚筒筒长度mm ； 物料料密度kkg/mm3 ； 物物料在滚滚筒中的的填充系系数（一一般为00.0550.10）用排水法法测得榛榛子的密密度约为为9500kg/m3，取=0.05 则 =3.1444.44895000.005=167kg将=2227kgg ，=167kg ， g=99
18、.811N/kkg ， =0.7代入入上式得得：N=Rnn（）g60=0.5525（2277+133167）9.8（600.77） =6.99k w2.2.6电机机功率的的计算 电动机机功率NN=K ，式中： 一般般为0.94 ；K 功率率备用系系数（一一般为11.21.44 取取K=11.2） 则N=1.22=8.8kw根据电机机功率，查查表选用用电动机机机型：型号为为Y1660M112，功功率为111kww，马力力15hhp，电电流为221.88A，转转速29930rr/miin，效效率为887.22%，功功率因素素为0.88，堵堵转转矩矩额定转转矩2.0，堵堵转转矩矩额定电电流7.0重量
19、量为1116kgg。，第三章 设计图图1进料料斗；22滚筒筒；3滚圈圈；4摩擦擦轮；55铰链链；6收集集料斗；7机架架；8传动动系统图1 滚滚筒式分分级机Figuure 1 RRolllertyppe cclasssiffierr第四章 结语滚筒式分分级机结结构简单单，工作作平稳，分分级效率率高，物物料在圆圆筒筛内内做低速速旋转，对对果实本本身的机机械损伤伤小。因因此，能能够很好好地符合合食品加加工工厂厂的生产产要求，有有较强的的使用和和推广价价值。滚滚筒式分分级机可可以设计计一系列列筛筒。在在同一系系列中，可可包括圆圆孔、平平面长孔孔、带波波纹形长长孔、凹凹窝形圆圆孔、矩矩形孔等等不同型型式的筛筛筒，以以满足不不同的分分级需要要，实现现粗选、精精选并适适应不同同的物料料要求，实实现一机机多用。第五章 参考文文献1秦秦永辉等等农业业科技与与装备第六期期 总第第1922期，220100年6月月2马马海乐食品机机械设备备北京京：中国国农业出出版社，2200443杨杨同舟食品科科学与工工程北北京：中中国农业业出版社社，200014蒋蒋迪清，唐唐佛强食品通通用机械械与设备备广州州：华南南理工大大学出版版社，1199665陈陈文斌，刘刘成梅食品加加工机械械与设备备南京京：机械械工业出出版社，220033