1945_面團自動排放機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,面團,自動,排放,結(jié)構(gòu)設(shè)計 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 頁10×10 旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機摘要：饅頭是人們的主食之一，然而中國饅頭生產(chǎn)的最大特點卻是家庭作坊。饅頭生產(chǎn)機械還是停留在手工操作的階段。這已不再適應(yīng)現(xiàn)今日趨加快的生活節(jié)奏。為解決饅頭大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)上的問題，采用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗，設(shè)計了旋轉(zhuǎn)溜管式饅頭坯自動排放機，并進(jìn)行了智能化改造。本文介紹了此設(shè)備的工作原理和主要技術(shù)參數(shù)。其原理是：將成型好的面團通過遠(yuǎn)紅外傳感器 1 落入旋轉(zhuǎn)溜管,則傳感器發(fā)信號給控制器,控制器發(fā)控制信號使步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)一定角度,向下一孔落料。面團通過旋轉(zhuǎn)溜管并沿著分配上指定的導(dǎo)向溜管落入托盤,按直線排列成行。當(dāng)排完第一行后，下一排的第一個面團通過傳感器時，控制器附加發(fā)出一個控制信號使離合器吸合，而讓送進(jìn)機構(gòu)帶著托盤向前運行，當(dāng)走一列距時,光電傳感器 2 發(fā)信號使離合器段開，此時開始排放下一排。希望此次設(shè)計能提供一個食品機械自動化改造的成功實例。關(guān)鍵詞：自動排放，自動控制，旋轉(zhuǎn)溜管，面團，排放 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 I 頁Automatic Discharge of 10 × 10 Rotary Slip Tube Raw Dough Author:Cui Jia LeTutor:Mu Guo HuaAbstractThe bread is one of the staple food of the people, however, the most prominent feature of Chinese steamed bread production is the family workshops. Bread production machinery remain in the stage of manual operations. This is no longer adapted to today's increasingly accelerated pace of life。To solve the problem on the weak link of the large-scale industrial production of bread, embedded systems development experience, design a rotating slip tube bread blanks automatically discharge machine, and intelligent transformation. This article describes the working principle of this device and main technical parameters. The principle is: forming a good dough by far-infrared sensors fall into the rotary slide tube, the sensor signal to the controller, the controller control signals for the stepper motor to rotate a certain angle, down a hole blanking. Dough slide by rotating the tube along the orientation specified in the distribution of slip tube to fall into the tray, arranged in rows by a straight line.When drained, the first line of the next row of the first dough through the sensor, additional controller to send a control signal so that the clutch pull, and sent to institutions run forward with the tray, walk a distance, the photoelectric sensorsignal clutch segment open, then discharged the next row. Hope that this design can provide successful examples of a food machinery automation transformation.Keywords: auto emissions, automatic control, rotating slide tube, dough, emissions 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 II 頁目錄1、緒論 .......................................................................................................................................11.1 課題背景及目的 ...............................................................................................................11.3 自動排放機工藝及設(shè)備的設(shè)計要求 ...............................................................................21.4 自動排放機的設(shè)計要求 ...................................................................................................31.5 方案論證 ...........................................................................................................................32、旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機設(shè)計 ...................................................................................52.1 旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機基本形式 .......................................................................52.2 設(shè)計參數(shù)分析 ...................................................................................................................83、機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算 .....................................................................................................113.1 旋轉(zhuǎn)溜管的設(shè)計 .............................................................................................................113.2 送進(jìn)機構(gòu)的設(shè)計 .............................................................................................................113.2.1 鏈條的型號及尺寸 ...................................................................................................113.2.2 鏈條附件尺寸 K1......................................................................................................123.3 送進(jìn)機構(gòu)鏈的計算 .........................................................................................................133.3.1 鏈輪轉(zhuǎn)速的分析 ............................................................................................................................133.3.2 計算功率選取電機 ...................................................................................................133.3.3 鏈輪齒形 ...................................................................................................................143.3.4 離合器的選取 ...........................................................................................................154、傳動機構(gòu)的設(shè)計計算 .........................................................................................................174.1 鏈傳動特點 .....................................................................................................................174.2 傳動機構(gòu)計算 .................................................................................................................174.3 機架的設(shè)計 .....................................................................................................................205、輕型輸送機的設(shè)計 .............................................................................................................22結(jié)論 ...........................................................................................................................................23致謝 ...........................................................................................................................................24 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 III 頁參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................25 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 0 頁1 緒論1.1 課題背景及目的在中國，我們都是以米和面作為主食的，而饅頭是面食中的主要食品。而在北方，更是人們?nèi)粘ｋx不開的一種面食。在人們的生活中，饅頭一直以傳統(tǒng)的方式手工加工制作，產(chǎn)量低、能耗多、勞動強度大，產(chǎn)品的質(zhì)量、營養(yǎng)價值和衛(wèi)生狀況都難盡人意。但在工作節(jié)奏和生活節(jié)奏日益加快的今天，更多的人們都不自己在家做饅頭，而是去超市購買。所以這種家庭手工的制作方式已滿足不了人們的需求，機械化的各種面食加工設(shè)備如饅頭機也就應(yīng)運而生。在普通百姓眼中手工做饅頭是件很簡單的事情，但事實上要實現(xiàn)自動化操作，并且大量的生產(chǎn)是件很難的事，要考慮很多的方面。例如，面粉品質(zhì)對饅頭的影響、發(fā)酵菌種以及發(fā)酵工藝、饅頭的柔軟度的保持、何種工藝流程適合于工業(yè)化生產(chǎn)等問題，在饅頭自動化生產(chǎn)中都必須考慮的。隨著工業(yè)化和社會化的發(fā)展，家庭作坊必將也必須被淘汰。食品生產(chǎn)的機械化和工業(yè)化的推廣以及食品工藝的自動化、智能化都是急需解決的重大問題。在中國，饅頭的歷史已經(jīng)有數(shù)千年了，但饅頭的生產(chǎn)一直停留在家庭生產(chǎn)或作坊式生產(chǎn)的水平，產(chǎn)量較低、勞動強度大、耗能多、產(chǎn)品衛(wèi)生難以保證。在七十年代中后期，一些西方發(fā)達(dá)國家如，美國、加拿大等國家發(fā)現(xiàn)了我國饅頭生產(chǎn)的這個巨大商機，并成立科研小組開始研究我國饅頭的生產(chǎn)技術(shù)問題，并多次要求與中國進(jìn)行技術(shù)和生意上的合作。八十年代初到九十年代中期，我國也開始重視饅頭自動化生產(chǎn)的。在八十年代中期，國家經(jīng)委、商業(yè)部下達(dá)“饅頭連續(xù)化生產(chǎn)線工藝及設(shè)備的研究”研究課題。從此我們學(xué)校糧食學(xué)院就開始組織了有關(guān)技術(shù)研究人員開始進(jìn)行饅頭工業(yè)化的探索。先后試制出了饅頭自動生產(chǎn)線和MTX-250型饅頭自動生產(chǎn)線，在1986年和1991年通過了國家級的技術(shù)鑒定，其生產(chǎn)線自動化程度較高，是我國饅頭工業(yè)化生產(chǎn)的最初思路。之后也有人提出了很多的方案，但所有類型的生產(chǎn)線都由于設(shè)備投資較大，自動控制性能存在缺陷，以及工藝技術(shù)的不配套，使自動生產(chǎn)線的推廣受到了限制。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 1 頁在中國，饅頭不同與西方國家的面包、漢堡、三明志等食品，饅頭的利潤很低。因此饅頭生產(chǎn)的成本不能太高，否則就要虧本為此，科技工作者根據(jù)我國饅頭市場的實際情況，研究出了組合式饅頭工業(yè)化生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線中，和面、成型由機械完成，醒發(fā)和汽蒸在蒸車上進(jìn)行，采用不銹鋼蒸柜為蒸制容器，由鍋爐提供蒸汽。饅頭從純手工生產(chǎn)，發(fā)展到了半自動化的階段。面粉是饅頭的主要原料，隨著我國面粉企業(yè)的迅速發(fā)展，對我國的糧食機械行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求，也給我國糧機行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn),糧食機械的發(fā)展一定要適應(yīng)面粉企業(yè)的發(fā)展。這對于我們的饅頭全自動生產(chǎn)線的研發(fā)更是一種挑戰(zhàn)。1.2 本課題的主要研究內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計，我要改變傳統(tǒng)的饅頭手工加工制作方法，改變手工做法中的加工慢，效率低，等等。使饅頭加工連續(xù)化、自動化和工業(yè)化，不斷滿足現(xiàn)代社會的需求，同時對于我也是一個重大的挑戰(zhàn)，使我重新認(rèn)識饅頭的加工制作。隨著社會現(xiàn)代化程度的不斷提高，這種改變也是迫在眉睫。目前，饅頭的生產(chǎn)工序，從和面、成型、醒發(fā)、汽蒸等都在逐步實現(xiàn)機械化。在自動化生產(chǎn)饅頭時，通常是利用饅頭成型機械制作出饅頭胚，再將多個饅頭胚擺放整齊然后放入蒸屜中蒸熟。但在實際生產(chǎn)中，由于饅頭胚不易通過機器排放整齊，故常見的操作方式為手工排放后再放入蒸屜中。但是，手工排放方式既耗費人工，生產(chǎn)效率又低，且因工人直接用手接觸饅頭胚而帶來了不衛(wèi)生的隱患，有可能造成疾病的傳播。但饅頭胚成規(guī)模地排放所需的手工成分實在太多，耗時耗力，提高了成本，限制了饅頭生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，有必要提供一種專用于饅頭的自動排放機。1.3 自動排放機工藝及設(shè)備的設(shè)計要求排放是饅頭生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，一是要解決勞動強度大的問題，二是確保產(chǎn)品衛(wèi)生。三是自動排列準(zhǔn)確。針對此次設(shè)計的自動排放機，為了能夠更好的使饅頭的加工更自動化，更便捷，同時更能方便人們的加工使用，所以設(shè)計的基本要求是：（1）設(shè)計 10x10 生面團排放機（生面團行距 80mm，列距 80mm）（2）采用輕型帶式輸送機。即采用輕型帶式輸送機將加工制作好的饅頭送到排放口，通過排放設(shè)備，將饅頭 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 2 頁擺放成 10 排，10 列，且每排每列的間距都是 80mm。所要達(dá)到的工藝要求就是垂直落料，直線排出，這樣便大大提高的饅頭加工的時間，使饅頭加工的自動化程度加強。1.4 自動排放機的設(shè)計要求 1、設(shè)計一臺饅頭自動排放機，解決以前由人工完成的排放操作，減緩工人的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。2、自動排放機要求能和每分鐘 200 個饅頭以下的各種饅頭成型機相配套使用，即排放速度和時間是可調(diào)的。3、因為每行只限排放 10 個饅頭，每列限排放 10 個饅頭，且饅頭之間的間距均為80mm。4、要求饅頭排放位置準(zhǔn)確可靠，不存在累積誤差。5、設(shè)計一個在饅頭成型機和排放機之間完成饅頭輸送的輕型輸送帶，且能適應(yīng)于不同的高度的饅頭成型機和排放機的要求，即要求輸送機的高度是可以無級調(diào)節(jié)的。6、由于食用和健康方面的要求，所以要求相應(yīng)設(shè)備的衛(wèi)生清潔，避免污染和生銹。1.5 方案論證對于饅頭的排放設(shè)計，我經(jīng)過上網(wǎng)查詢，圖書館尋找資料等各種途徑了解到各式各樣的排放設(shè)計。目前饅頭自動排放機大概有 3 種形式，第一種利用皮帶傳動和托盤運動實現(xiàn)饅頭的排放；第二種是推板式生面團自動排放機；第三種是旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機。方案一 利用皮帶傳動和托盤運動實現(xiàn)饅頭的排放該排放設(shè)備由皮帶傳動機構(gòu)，托盤送給機構(gòu)，控制系統(tǒng)和機架組成。工作原理：皮帶傳動機構(gòu)的主運動是皮帶傳動，由調(diào)速電機驅(qū)動．輔助運動是皮帶末端部的滑塊在電機的驅(qū)動下，實現(xiàn)皮帶出口端作直線問歇運動，輸送帶在驅(qū)動裝置作用下朝著一個方向勻速運動，出口端則由一個活動刀口支撐使皮帶作伸縮動作，每個面坯在預(yù)定的位置落到盤中后，每一個位置上的光電開關(guān)都會給控制器發(fā)出信號．當(dāng)面坯落到托盤中時，皮帶輸送機構(gòu)即完成了第一排 10 個面坯的擺放．之后，托盤前進(jìn) 80 mm 后停止，皮帶傳動機構(gòu)又重復(fù)上面的擺放動作和過程，擺放第二排面坯， 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 3 頁如此循環(huán)，進(jìn)行間歇式擺放連續(xù)化作業(yè)。方案二 旋轉(zhuǎn)推板式自動排放機 將成型后的生面團，由輸送帶按一定間距輸送到排放機上。排放機上部設(shè)有一旋轉(zhuǎn)的撥板。撥板的旋轉(zhuǎn)方向與輸送帶運動方向相垂直，每當(dāng)輸送帶上通過一定數(shù)量的饅頭時，撥板運動一次，將定數(shù)量的饅頭撥入輸送帶下設(shè)的定位器中，利用饅頭的白然落差和出料口的布置，使定數(shù)量的饅頭按一定間隙整齊地排列在托盤或主輸送帶上，進(jìn)入下一道工序。撥板撥下的饅頭數(shù)量是根據(jù)生產(chǎn)線上的產(chǎn)量來設(shè)定。為了使撥板動作與輸送帶速度完全同步，兩者必須用一個傳動系統(tǒng)來連接 【8】 。方案三 旋轉(zhuǎn)溜管式自動排放機這種排放機的排放原理是利用饅頭的自重，通過一個間歇旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向器，將生面坯導(dǎo)入固定的定位裝置中，從而實現(xiàn)自動排列動作。該機主要由導(dǎo)向器、固定定位裝置和主傳動機構(gòu)三部分構(gòu)成。當(dāng)饅頭由成型機成型后，通過傳送帶提升送入導(dǎo)向器的落料口，導(dǎo)向器是會靈活旋轉(zhuǎn)的滾道，一是控制饅頭滾動下落，二是準(zhǔn)確實現(xiàn)某個角度的轉(zhuǎn)動，確保其出口與定位裝置上平面圓周排布的孔相對接。固定的定位裝置作用則必是將面坯實現(xiàn)位置轉(zhuǎn)變，達(dá)到排放。排列后的面坯落入托盤或輸送帶上，向前運行進(jìn)入后一工序 【6】 ?！? 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 4 頁2 旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機設(shè)計2．1 旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機基本形式本設(shè)計是將做好的生面團通過傳送帶輸送到投料口，然后利用饅頭本身的自重，通過旋轉(zhuǎn)溜管和導(dǎo)向溜管，使其自動排放到事先放置好的托盤上。然后再通過主輸送帶將托盤送到下一環(huán)節(jié)。大體上如圖 2-1 所示：圖 2-1.溜 管 式 自 動 排 放 示 意 圖排放機的設(shè)計原理這種排放機的排放原理是利用饅頭的自重，通過一個間歇旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向器，將生面坯導(dǎo)入固定的定位裝置中，從而實現(xiàn)自動排列動作。本次設(shè)計的旋轉(zhuǎn)管溜式自動排放機的基本形式，它主要由旋轉(zhuǎn)溜管，分配盤(上面裝有 10 個導(dǎo)向溜管)；送進(jìn)機構(gòu)(由鏈輪，鏈條，電磁離合器，電機，減速器等構(gòu)成)； 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 5 頁步進(jìn)電機，控制器，光電傳感器等組成。如圖 2-2 所示：圖 2-2 旋 轉(zhuǎn) 溜 管 式 生 面 團 自 動 排 放 機 的 基 本 形 式要實現(xiàn)生面團自動排放成所要求的擺放（10×10） ，需利用旋轉(zhuǎn)溜管和導(dǎo)向溜管，從而使生面團的排放達(dá)到預(yù)期的要求，這就需要利用步進(jìn)電機帶動旋轉(zhuǎn)溜管的轉(zhuǎn)動。根據(jù)需要的擺放（10×10） ，在導(dǎo)向圓盤上設(shè)置 10 個導(dǎo)向溜管的空，使其均勻分布在導(dǎo)向圓盤上，通過步進(jìn)電機的帶動，使生面團通過落料口后按次序的落入的導(dǎo)向溜管內(nèi)，從而使生面團自動排放到托盤上。因為這種排放設(shè)計是利用饅頭的自重，所以對生面團經(jīng)過落料口也必須精心設(shè)計，以免生面團都落入到同一導(dǎo)向溜管內(nèi)，從而達(dá)不到設(shè)計的要求。所以在落料口處設(shè)計一個光電傳感器 1（如圖 2-1） ，每當(dāng)一個生面團經(jīng)過傳感器 1 時，便將信號傳送給步進(jìn)電機，使其發(fā)生一次動作。同時這也是在導(dǎo)向圓盤這里為什么要選擇步進(jìn)電機的原因，步進(jìn)電機和普通電動機不同之處是步進(jìn)電機接受脈沖信號的控制，步進(jìn)電機和普通電機的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式，正是這個特點，步進(jìn)電機可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。根據(jù)本設(shè)計的要求，所以采用步進(jìn)電機和光電傳感器配合，更能實現(xiàn)其的自動化控制，以達(dá)到設(shè)計要求。經(jīng)過設(shè)計分析，該排放機主要可由導(dǎo)向器、固定定位裝置和主傳動機構(gòu)三部分構(gòu)成 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 6 頁（如圖 2-2） 。當(dāng)饅頭由成型機成型后，通過傳送帶提升送入導(dǎo)向器的落料口，導(dǎo)向器是會靈活旋轉(zhuǎn)的滾道，一是控制饅頭滾動下落，二是準(zhǔn)確實現(xiàn)某個角度的轉(zhuǎn)動，確保其出口與定位裝置上平面圓周排布的孔相對接。固定的定位裝置作用則必是將面坯實現(xiàn)位置轉(zhuǎn)變，達(dá)到排放。排列后的面坯落入托盤或輸送帶上，向前運行進(jìn)入后一工序。此外，對托盤上生面團的擺放也需要控制，按照排放要求（10×10） ，生面團之間的行距 80mm，列距 80mm，這可以通過導(dǎo)向溜管控制。當(dāng)每一列擺放完 10 時，這就要求托盤向前行進(jìn)一個單位的距離，以便下一列的排放，這時就需要采用電磁離合器控制和另外一個光電傳感器聯(lián)合控制，以實現(xiàn)此要求 【13】 。電磁離合器與別的離合器的最大區(qū)別就是電磁離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。按照此次畢業(yè)設(shè)計的要求：生面團在托盤排列的行距 80 m m、列距 80mm。每排 10個，即 10×10 的設(shè)計。它的工作過程是：將做好的生面團經(jīng)過提升機的輸送帶傳送到投料口，當(dāng)生面團經(jīng)過遠(yuǎn)紅外光電傳感器 1 時，傳感器向控制器發(fā)出一個脈沖信號，控制器以規(guī)定的頻率向步進(jìn)電機發(fā)送一組脈沖信號，從而使步進(jìn)電機帶動旋轉(zhuǎn)溜管轉(zhuǎn)36 度，從而使生面團通過旋轉(zhuǎn)溜管并沿著分配盤上指定的導(dǎo)向溜管落入托盤。由于導(dǎo)向溜管在出口處排列成直線，且間距為 80 mm，那么生面團也將在托盤上排列成直線，以達(dá)到設(shè)計要求。當(dāng)?shù)?11 個生面團通過光電傳感器 1 時，控制器將附加發(fā)出一個控制信號，使電磁離合器吸合，以使送進(jìn)機構(gòu)帶動托盤向前運動，當(dāng)電磁行走 80mm 時，光電傳感器 2 發(fā)出信號，使電磁電磁離合器斷電，松開，送進(jìn)機構(gòu)停止運行。此時提升機開始接著向投料口輸送生面團，排放第 2 排生面團 【9】 。其 系 統(tǒng) 控 制 簡 圖 見 圖 2-3。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 7 頁圖 2-3 系 統(tǒng) 控 制 簡 圖2.2 設(shè)計參數(shù)分析排放機主要有以下幾個技術(shù)參數(shù)組成：1、旋轉(zhuǎn)溜管；2、生面團下落時間；3、生面團行距。1、旋轉(zhuǎn)溜管：旋轉(zhuǎn)溜管是本機的關(guān)鍵部件，它由步進(jìn)電機直接帶動旋轉(zhuǎn)，每分鐘要求它啟，停60次，甚至120次，每次要轉(zhuǎn)動固定的角度，每次轉(zhuǎn)動過程要在0．1 s內(nèi)，甚至更短的時間完成。這就要求步進(jìn)電機的技術(shù)性能滿足這個工作狀況。我們采用國產(chǎn)步進(jìn)電機，型號是90BF3—3，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：步進(jìn)電機型號：90BF3—3 空載起動頻率： 1 500脈沖／s額定負(fù)載起動頻率： 1 20O脈沖／s 步距角：q=1．5度／脈沖控制器收到光電傳感器1送來的信號后，即向步進(jìn)電機發(fā)送加個脈沖信號，使旋轉(zhuǎn)溜管轉(zhuǎn)動36度，其所用時間t=0.02s所用時間幾乎可以忽略不計，但是在初次試車時，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)溜管在啟動，停止時振動極大，甚至發(fā)生步進(jìn)電機丟步。經(jīng)分析，造成這些不正常情況的原因是啟動，停止時加速度極大且旋轉(zhuǎn)溜管質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)中心(增加了慣性矩)。我們采取了如下改進(jìn)措施；a. 降低起動脈沖頻率通過調(diào)諧控制器，使脈沖頻率在保證每次轉(zhuǎn)動時間為0．1 s時取最低值；stb/24.' 脈 沖?? 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 8 頁b．盡量減輕旋轉(zhuǎn)溜管的重量，從而減少其轉(zhuǎn)動慣量。通過以上改進(jìn)后，旋轉(zhuǎn)溜管運行的非常穩(wěn)定。2、生面團下落時間：生面在離開提升輸送帶后，落人旋轉(zhuǎn)溜管。再通過導(dǎo)向溜管、最后落入托盤。在這個工作過程中，我們不希望看到的是旋轉(zhuǎn)溜管還沒有轉(zhuǎn)動到位的時候，下落的生面團已經(jīng)到達(dá)旋轉(zhuǎn)溜管的下部，這樣可能造成生面團不能順利進(jìn)入導(dǎo)向溜管。甚至損壞旋轉(zhuǎn)溜管。另一個可能的問題是：如兩個生面團在提升輸送帶上挨的很近，甚至沒有問隔，這樣有可能使光電傳感器2發(fā)出的信號間隔時間小于0．1 s，甚至信號時間間隔為零，這樣有可能造成兩個生面團落入托盤上同一個位置。調(diào)整提升皮帶機出口與旋轉(zhuǎn)溜管入口的垂直距離 H(見圖 2.3)，目的是當(dāng)光電傳感器1 發(fā)出信號后，經(jīng)過 0.1 s。生面團才落入旋轉(zhuǎn)溜管的入口，此刻，旋轉(zhuǎn)溜管己轉(zhuǎn)動到。H 的最佳值可按自由落體公式計算：21gtH?（2.1）其中 g 取 ，t 取 0.1s。經(jīng)計算 H=50mm。2/8.9sm通過調(diào)整高度 H（H >50mm） ，調(diào)整光電傳感器 1 的安裝位置，其最理想的位置是生面團剛脫離提升輸送帶開始下落的那一點。調(diào)整提升輸送機的帶速，目的是保證在任何情況下，光電傳感器 1 發(fā)出信號的間隔大于 0.1s。通過試車，時間間隔最好在 0.2s 以上，這樣就能確保兩個連續(xù)生面團不落入到托盤上同一位置。最終保證排放機適應(yīng)性能大大提高 【2】 。3、生面團行距：設(shè)計生面團排放行距為80mm，當(dāng)控制器接收傳感器1發(fā)來的信號，通過計數(shù)，每隔10個信號就發(fā)出一個電脈沖，令電磁離合器吸合，將電動機的動力傳給送進(jìn)機構(gòu)。當(dāng)送進(jìn)機構(gòu)運行帶動控制盤轉(zhuǎn)動時，控制盤上均布著若干小孔)，控制盤上的小孔將導(dǎo)通光電傳感器2，將產(chǎn)生一個電信號，控制器收到這個信號后將發(fā)出指令，使電磁離合器斷開，送進(jìn)機構(gòu)運行停止，從而完成行距的送進(jìn) 【5】 。如圖2-4所示。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 9 頁圖 2-4 進(jìn)給機構(gòu)旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動捧放機是一種新型的機電一體化產(chǎn)品，它結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但是要應(yīng)用到生產(chǎn)線上還需做一些配套工作。我想用上旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機后，饅頭生產(chǎn)的自動化將會有很大的一次飛躍，饅頭生產(chǎn)工業(yè)化畢將代替手工制作。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 10 頁3 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算3.1 旋轉(zhuǎn)溜管的設(shè)計旋轉(zhuǎn)溜管是將從輸送帶送來的饅頭實現(xiàn)有規(guī)律的圓周喂料，旋轉(zhuǎn)溜管由步進(jìn)電機控制。旋轉(zhuǎn)溜管是實現(xiàn)自動排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。溜管是由圓筒焊接而成，還可對饅頭的下落起一定的緩沖作用，避免饅頭的較大變形。由于旋轉(zhuǎn)溜管結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量較輕，所以步進(jìn)電機可以選號為：90BF3-3 。 其參數(shù)如下：空載啟動頻率： sb/150脈 沖??額定負(fù)載起動頻率： 2脈 沖步距角： 脈 沖/5.1?q由于旋轉(zhuǎn)溜管是非標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計時遵循的原則是：面團可以精確的落入溜管中，同時面團可以順著溜管滑下，則溜管與垂直的夾角小于 45 度，面團直徑大約30mm～40mm。則導(dǎo)料管直徑應(yīng)大于 40mm,同時需要面團精確落入導(dǎo)料管，則可選直徑為90mm。具體尺寸一圖紙為準(zhǔn)。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 11 頁3.2 送進(jìn)機構(gòu)的設(shè)計3.2.1 鏈條的型號及尺寸根據(jù)任務(wù)書可知，托盤尺寸為：800mm×800mm,初定兩鏈輪中心距為 3500mm.由任務(wù)書可知，需要輸送鏈來輸送托盤，根據(jù)各種鏈條的特點及其適應(yīng)場合可知，應(yīng)選用雙節(jié)距滾子鏈來輸送。因為鏈條上要承重，所以宜于安裝導(dǎo)軌承托，所以選磙子連較合適。再者，此重鏈條型號較齊全，宜于選用。又因可安裝定位撥叉的附件鏈條。因為每個托盤寬 800mm, 兩排面團間行距較宜，又為了安裝定位撥叉，所以還要配以 K1 型附件鏈板。鏈號 M28，P 型滾子鏈，鏈條節(jié)距選 80mm,整鏈鏈節(jié)距數(shù)為 110，K1型附件的輸送鏈。如圖 3-1。所示標(biāo)記為：M28-P-80×110K1 其參數(shù)如下：鏈號：MP 型滾子直徑 D1：30節(jié)距 P：80 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 B1:17內(nèi)鏈節(jié)外寬 B2:25外鏈節(jié)內(nèi)寬 B3:25.2鏈板高度 H2:21套筒內(nèi)經(jīng) D3：7.1套筒外徑 D4：10.0銷軸直徑 D2：7銷軸長度 B4：40 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 12 頁圖 3-1 鏈條安裝了定位螺栓解決了托盤的縱向定位問題，但橫向定位在工人操作起來也是很必要的，工人不可能每放上一個托盤就用眼去看托盤有沒有放好。為此我們設(shè)計了橫向定位輪，工人每次把托盤放上就可順勢一推靠著定位輪，這樣托盤就可順利的通過分配盤，而且也滿足了面團落到預(yù)期位置的一個條件 【7】 。3.2.2 鏈條附件尺寸 K1查《機械設(shè)計手冊》第二卷 P8-134 可知附件尺寸如下：D：9.0H：20F：64B：1003.3 送進(jìn)機構(gòu)鏈的計算3.3.1、鏈輪轉(zhuǎn)速的分析依據(jù)托盤必須在 1 秒內(nèi)前進(jìn) 80mm 來確定，可知鏈速最小為 80mm/s（即 0.1m/s） 。由于鏈輸送在整個過程中傳動比、鏈速和速度不均勻性，當(dāng)節(jié)距 P=80、齒數(shù) Z=12 時，確定轉(zhuǎn)速 利用公式：1n 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 13 頁160zpnv??（3.1）得到 =5r/min1n因而排放機中輸送裝置轉(zhuǎn)速須滿足 〉5r/min1n其實也可這樣考慮，鏈條應(yīng)該在 1 秒內(nèi)走過 80mm,即一個節(jié)距也就是說鏈輪要在1 秒內(nèi)轉(zhuǎn)過一個齒（30°） ，而為了機構(gòu)能理想的完成動作要求，速度應(yīng)該更快一些，況且還有離合器斷開吸合時的速度損耗，也應(yīng)使鏈輪轉(zhuǎn)的再快一些，而輸送鏈具體運行到位是又傳感器精確控制的。從這一點考慮速度快一些是沒有什么防礙的（但從慣性會使托盤上的面團移動這一點考慮速度也不宜過快） 。所以根據(jù)分析選鏈輪的轉(zhuǎn)速為7～8r/min 。為了使機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，簡化設(shè)計過程，而選取減速機與電機一體裝置----減速電機，在次選取上海旭普電機有限公司生產(chǎn)的 SD（斜齒輪-錐齒輪減速機）系列的 SD 83 Y802-4 NA7 B3 A 減速減速電機。 輸出轉(zhuǎn)速為 7.0r/min 輸出扭矩 1020NM 使用系數(shù) =2.60。Bf其選型參數(shù)，安裝尺寸以及外觀見附表。3.3.2 計算功率選取電機計算 結(jié)果 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 14 頁由《機械設(shè)計手冊》查得：水平輸送及傾斜輸送所需功率 1.60FVp?V=10cm/s頂托式輸送機： 119.8(2.)Mqfs??q 鏈條及其附件的質(zhì)量 q=3.08kg/m=0.21fM=28S=3.5m得 =1.60FVp?.4360?選取電機功率為 0.0707kw考慮到所設(shè)計機構(gòu)為間歇運動，有慣性及功率損失等眾多復(fù)雜的因素，根據(jù)經(jīng)驗選功率為 0.75KW 的電機F=5.83KNP=0.0707kw取電機功率為0.75KW3.3.3 鏈輪齒形查《機械設(shè)計手冊》第二卷 P 8-135 可知節(jié)距 P：配用鏈條參數(shù)，P=80滾子外徑 D1：配用鏈條參數(shù)， =301d齒數(shù)：齒數(shù)范圍為 6～40，優(yōu)先采用 8、10、12、16 和 24.選 Z=12分度圓直徑 D：d= 108sinZP得：d=309.119mm齒頂圓直徑：?。篸a=329.12mm齒根圓直徑： max1ffdd??得：df=279.12mm 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 15 頁齒輪凸緣直徑： max1802gadpctdrz??得：dg＜262.26mm取 dg=80mm根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可查得其他參數(shù)：倒角寬度：g=2.72mm倒角半徑：r=27.2mm齒寬：b=14mm3.3.4 離合器的選取根據(jù)設(shè)計的需要，本機構(gòu)為間歇式運動機構(gòu)，根據(jù)本機構(gòu)是要由微控制器控制的機電一體化產(chǎn)品，所以選取電磁離合器，選天津機床電器有限公司生產(chǎn)的 DLM2（小型）干式多片電磁離合器。如圖 3-1 所示 【11】 。因為干式的動作快，價格低，控制容易，轉(zhuǎn)矩大，工作性能好，適于迅速操作頻繁，而且還帶有鏈輪，可直接裝在鏈輪軸上，這樣大大簡化了傳動系統(tǒng)。圖 3-2 電磁離合器基本參數(shù)為：規(guī)格 額定動轉(zhuǎn)矩 接通時間 斷開時間 額定電壓 許用最高轉(zhuǎn)速 質(zhì)量16 160N.m 0.28s 0.06s 24v 2000r/min 6.2Kg其主要尺寸如下： 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 16 頁規(guī)格 D1 D2 D3 D4 D d b φ16 148 85 88 134 027.45?1.05.42? 45e h L L1 L2 L3 L4 L5 δ 電刷型號1 1.0847? 79 58 13 8 16 7 0.35?DS-003 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 17 頁4 傳動機構(gòu)的設(shè)計計算4.1 鏈傳動特點 鏈傳動是在兩個或多于兩個鏈輪之間用鏈作為撓性電元件的一種嚙合傳動。鏈傳動的形式如圖 4-1 所示： 從 動 鏈 輪主 動 鏈 輪圖 4-1 傳動裝置 和帶傳動相比，鏈傳動的主要優(yōu)點是：1) 沒有滑動。2) 工況相同時，傳動尺寸比較緊湊。3) 不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小。4) 傳動效率高，約為 98％。5) 能夠在溫度高和濕度較大的環(huán)境中使用。4.2 傳動機構(gòu)計算1、已知條件（1）鏈輪齒數(shù)：主動軸上鏈輪齒數(shù)為 Z1=25，從動軸鏈輪齒數(shù)為 Z2=28.傳動比 i= Z2/ Z1（2）轉(zhuǎn)速：i=n1/n2=z2/z1 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 18 頁主動軸鏈輪轉(zhuǎn)速 n1=7.84r/min， 從動鏈輪轉(zhuǎn)速 n2=7r/min（3）修正功率 Pd：Pd≥Ka×P×Kz/KpPd≥0.216kw由設(shè)計功率 P0=0.0707～0.75kw 和主動輪鏈輪轉(zhuǎn)速n1=7.84r/min 查《機械設(shè)計》可知：Ka=1.0 Kz=1.11 Kp=1（4）鏈條節(jié)距 P：根據(jù)修正功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速查《機械設(shè)計手冊》第二卷得節(jié)距 P=12A，即 19.05mm。（5）初定中心距 a：暫取 a=20P（6）鏈節(jié)數(shù) Lp：得：Lp=66.5 ?。篖p=66 節(jié)apzpazPL2121)(?????（7）鏈實際中心距：a= ?????? ??????????????????????22181214 ?zzLzp?。篴=375mm（8）潤滑方式選定：根據(jù)滾子鏈節(jié)距 P=19.05 和鏈條的速度 v=0.667m/s 查《機械設(shè)計》圖 9-14可選用潤滑方式為用油刷或油壺人工定期潤滑。（9）鏈條標(biāo)記：根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果采用單排 12A 滾子鏈，節(jié)距為 19.05mm，節(jié)數(shù)為 66 節(jié)，其標(biāo)記：12A-1×66GB1243.1-83（10）鏈輪材料及熱處理：材料為 45 鋼，熱處理滲碳、淬火、回火。齒面硬度為 50—60HRC。2、鏈輪幾何尺寸計算 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 19 頁（1）主動鏈輪孔徑：dh=35mm＜dhmax=72mm（2）分度圓直徑：d= 108sinZP得：d=170.09mm（3）齒頂圓直徑：9.1825.max????rdpd4.76)(6.1inrza?。篸a=180mm（4）齒根圓直徑：df=d-dr 得：df=158.18mm（5）齒輪凸緣直徑：dg＜ 76.04.18cot0?hZP得： dg＜149.51mm查表得： h=18.08 （查《機械設(shè)計手冊》上冊表 11-1）取 dg=120mm根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可求得其他參數(shù)：輪轂厚度 h： h=21.2輪轂長度 l： l=69.96輪轂直徑 dh：dh=dk=2h=102.048齒寬：bf=8.93mm3 從動鏈輪幾何尺寸的計算 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 20 頁（1）分度圓直徑：d= 108sinZP得：d=152.4mm（2）齒頂圓直徑：3.16425.max????rdpd528)(6.inrz?。篸a=155mm（3）齒根圓直徑：df=d-dr 得：df=140.49mm（4）齒輪凸緣直徑：dg＜ 76.04.18cot0?hZP得： dg＜131.236mm查表得： h=18.08 取 dg=120mm根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可求得其他參數(shù)：輪轂厚度 h：h=21.024輪轂長度 l：l=69.38輪轂直徑 dh：dh=dk=2h=102.048齒寬：bf=8.93mm4.3 機架的設(shè)計對于旋轉(zhuǎn)溜管的機架設(shè)計，一是對于排放盤的機架設(shè)計，即將排放裝置和旋轉(zhuǎn)溜管安裝固定；二是對于托盤輸送的機架設(shè)計。首先對于排放盤的機架設(shè)計，根據(jù)先前的參數(shù)分析，即饅頭由于自重而從旋轉(zhuǎn)溜 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 21 頁管中下落，根據(jù)其下落時間，計算出下落高度，計算出機架實際的控制高度。其次對于安裝機架，根據(jù)實際生產(chǎn)需要，應(yīng)用以及對材料，成本的需要。當(dāng)托盤上按照設(shè)計要求排放完 10×10 的饅頭，使工人們很方便的就能將托盤移走，考慮到操作方便，其底座的安裝機架的設(shè)計高度范圍大概為;0.7~0.8m。而對于安裝機架的寬度設(shè)計，則根據(jù)排放的要求;10×10,每個饅頭之間的間隔為 80mm。所以托盤的設(shè)計大小應(yīng)為：800 mm×800mm 【10】 。另外考慮到安裝機架要安裝鏈輪來傳遞托盤，所以根據(jù)其安裝要求和實際需要，安裝機架的設(shè)計寬度應(yīng)為 898mm。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 22 頁5 輕型輸送機的設(shè)計為了適應(yīng)于饅頭自動排放機的需要，適應(yīng)于饅頭生產(chǎn)線造化連續(xù)化生產(chǎn)的要求，在饅頭成型機和排放機之間設(shè)置一輸送機。根據(jù)機構(gòu)工作的實際情況，此輸送機一個顯著特點就是輕小，因為此輸送機，只需將1 兩的面團從 400mm 的高度輸送到 1450mm 的高度即可。1、根據(jù)面團直徑較小的情況,選帶寬 B=100mm；2、帶速 V=0.25m/s；3、由于此機構(gòu)屬于特輕型輸送機,考慮到簡約化的理念,驅(qū)動裝置采用特輕型風(fēng)冷式電動滾筒,在此選用的輕型風(fēng)冷式電動滾筒系廣東省汕頭特輕輸送設(shè)備廠的產(chǎn)品,又因此處所用滾筒較小,只能是電機外置式。代號為：SD10-0.25/0.25。滾筒采用軸承內(nèi)置式這樣安裝方便也能使輸送機更輕巧 【8】 。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 23 頁結(jié)論畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生畢業(yè)前最后一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程。題既是我們學(xué)習(xí)、研究與實踐成果的全面總結(jié)，又是對學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面檢驗，而且還是對學(xué)生的畢業(yè)資格及學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。通過本次畢業(yè)設(shè)計使我對機械設(shè)計及其自動化有了更深刻的認(rèn)識，特別是通過本次設(shè)計讓我了解了面團自動排放機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理，設(shè)計與計算的過程也是個不斷學(xué)習(xí)、不斷完善自我的過程，在這個過程中，熟練掌握了 AutoCAD 的作圖技能，同時對專業(yè)知識有了進(jìn)一步理解和體會，認(rèn)識到了一個兼顧工藝與經(jīng)濟效益的設(shè)備。綜上所述，在此次畢業(yè)設(shè)計的實踐中，學(xué)到了很多專業(yè)知識，積累了不少寶貴的經(jīng)驗，令我受益匪淺。在今后的學(xué)習(xí)生活中，使我更有信心的面對各種困難。同時本次設(shè)計為我以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 24 頁致謝本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，得益于黃河科技大學(xué)機械系所有教師的認(rèn)真負(fù)責(zé)的幫助，使我有了完成畢業(yè)設(shè)計所要求的知識積累和能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識的能力。正是有了教師們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)設(shè)計工作順利完成，在此向機械系的全體教師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培，在此更要感謝指導(dǎo)老師穆老師的指導(dǎo)，穆老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。穆老師對本畢業(yè)設(shè)計初稿進(jìn)行逐字批閱，指正其中的錯誤，使我有了思考的方向，他得循循善誘的教學(xué)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，他得嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作。學(xué)習(xí)中得榜樣。我還要感謝同組的各位同學(xué)，在此次畢業(yè)設(shè)計的這段時間，你們給了我很多啟發(fā)和幫助，提出了很多寶貴的意見，對于你們的幫助和支持，我表示深深地感謝。同時在設(shè)計過程中，參考的相關(guān)書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示感謝。在臨近畢業(yè)之際，我還要再次借此機會向在這四年來給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 第 25 頁參考文獻(xiàn)[1]周全申 朱慶方 朱克慶 旋轉(zhuǎn)溜管式生面團自動排放機，鄭州糧食學(xué)院學(xué)報。[2]周全申 旋轉(zhuǎn)推板式生面團自動排放機構(gòu)，鄭州糧食學(xué)院學(xué)報, 1998（1）41~43[3]旋轉(zhuǎn)推板式生面團自動排放機 鄭州糧食學(xué)院學(xué)報 CN41-1113/TS ，1998.[4]濮良貴 機械設(shè)計(第七版) [M].北京：高等教育出版社,2003.5.[5]廖念釗 互換性與技術(shù)測量(第四版) [M].北京：中國計量出版社,2003.8.[6]吳棕澤 機械設(shè)計師手冊[M].北京: 機械工業(yè)出版社，2002.[7]編輯委員會 運輸機械設(shè)計選用手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 1999.[8]機械設(shè)計手冊（第二卷） 機械工業(yè)出版社[9]機械設(shè)計手冊（第三卷） 機械工業(yè)出版社[10]吳棕澤 機械課程設(shè)計手冊 高等教育出版社[11]周名衡 離合器、制動器選用手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 1996.[12]周開勤 機械零件設(shè)計手冊(第五版) [M].北京：高等教育出版社, 2002.5[13]成大先 機械設(shè)計手冊(第五版) 化學(xué)工業(yè)出版社[14]周全申 食品推放機構(gòu)的研究與設(shè)計.鄭州糧食學(xué)院學(xué)報,1989(1):35[15] Richard P.Paul, Robot manipulators : Machematics, Programming and control, MIT Press,1981.