1、果蔬三维切丁机切片部件的研究与设计Study and Design of the slicing component in three Dimension Fruit and Vegetable Dicer 果蔬三维切丁机切片部件的研究与设计摘要： 蔬菜，如萝卜、马铃薯、青菜等，含水分高且外形形状不规则，且质地有所不同，因而给其机械装夹，切丁作业带来不便。论文针对国内现有切丁机械切丁大小限制及其切丁形状的要求，在分析了国外切丁机械的基础上，结合其物料特性，设计了一种新型果蔬三维切丁机满足企业的需求。论文课题来源于泰州市科技攻关项目（BE2008385），针对现有切丁机不能切大丁，切丁形状不规则
2、这一难点进行分析。切丁机切丁过程分为切片、切丝和切丁三个步骤，大大提高了生产效率。切片机构采用带有挡板的旋转滚筒作为进料装置，依靠固定在滚筒外壁的定刀实现切片动作。利用离心力实现物料的夹紧，适用于各种形状和大小的物料。关键词：切丁机、切片、物料特性、调整装置Study and Design of the slicing component in three Dimension Fruit and Vegetable Dicer Abstract：Vegetables such as carrots， potatoes etc. with high water and irregular sha
3、pe, and texture are different, and thus cause inconvenience to its mechanical clamping and dicing operating. The thesis is directed towards to domestic existing dicing machinery dice size limits and shap requirements, in the basis of analyzing the abroad dicing machenical device, integrating its mat
4、erial- characteristic, has designed a new kind of fruits and vegetables three-dimension dicing machines to satisfy the demands of enterprises.The thesis topic comes from Taizhou scientific and technological project (BE2008385), directed towards analysising the this difficult that existing machines c
5、an not cut large dices,irregularly shaped.The process of dicing will be divided into three steps:slices,strip cuts and dices which greatly raised the production efficiency. Slicing Organizations has adopted a rotary drum with a baffle as a feed device, relying on the fixed knife on outer cylinder re
6、alize the slicing action. The use of centrifugal force to achieve the clamping materials,is applicable to a variety of shapes and sizes of materials.Key words:dicing machine,slicing, material- characteristic, adjustment device目 录第一章 绪论51.1 引言51.2 国内外科技创新发展概况51.3 国内外现状及其存在问题61.3.1 产品现状61.3.2存在的主要问题 7
7、1.3.3切丁机的应用前景 81.4主要研究内容 9第二章 果蔬切丁机切片系统研究 102.1 切片机构方案设计102.2 切片机构方案优选122.3切片厚度调整装置方案设计及优选132.4果蔬切丁机切片系统设计172.4.1切片机构的组成及其工作原理 172.4.2 切片机构的尺寸计算182.4.3物料切削受力分析及参数计算 19第三章切片系统的结构设计233.1 零件的实体建模 233.2 工程图的绘制 27第四章 总结 284.1 完成的工作 284.2 今后的工作 28致谢29参考文献30第一章 绪论1.1引言我国是一个农业大国，每年农产品的产量也相当惊人。大多农产品不宜长期保存，且运
8、输过程中容易变质。长途的运输则是通过冷藏运送，大大增加了农产品的运输成本，严重阻碍了农产品市场的扩大。因此农产品往往具有一定的区域性限制，在农产品旺季经常会出现供过于求的现象，大大降低了农民的收入。随着食品加工业和餐饮业的发展，这一弊端逐渐得到改善。在食品加工行业及餐饮业，往往需要处理大量的肉制品及各种蔬菜，早期往往是依靠人力进行的。伴随着餐饮业及食品加工业的发展，人力所表现出来的劣势也越来越明显。在需要进行大量切割的过程中，人力操作的效率以及质量都会大大降低。且长期从事此项工作，容易导致肌肉性萎缩。果蔬切丁机恰好解决了这一问题。1.2 国内外科技创新发展概况切割果蔬(又名半处理果蔬、轻度加工
9、果蔬或鲜切果蔬)，是对新鲜果蔬进行分级整理、清洗切分、保鲜包装、贮藏等程序处理，并使产品保持生鲜状态的制品。据统计，到2000年，美国的切割果蔬销售量已占果蔬销售总量的25%，并且在逐年增长。我国自20世纪90年代进行切割果蔬的商业化生产以来，全国各地均建立了蔬菜配送中心，为发展切割果蔬产业提供了有利条件。然而，果蔬由于切割造成的机械损伤会导致一系列不利于贮藏的生理生化反应发生，如呼吸代谢加剧、酶促和非酶促反应活化、营养物质外渗或流失、微生物活动活跃以及切割表面木质化等。上述变化均可导致切割果蔬失去新鲜的特征。目前切割果蔬的原料主要锁定在胡萝卜、马铃薯、生菜、洋葱、甘蓝、苹果、桃、菠萝等品种上
10、。果蔬鲜切加工，传统的方法是用手工对切片后的果蔬制品进行纵向和横向的切割，工作效率低、劳动强度大，因此该方法不适应于现代的大规模化生产。针对手工作业缺点，人们通过模拟人工切割果蔬动作，利用机械刀片来实现果蔬制品的横向和纵向切割，即所谓的二维切割，这种加工方式虽然比人工切割工作效率有了较大提高，但在加工过程中不能实现连续送料、连续切削，而且需对切割果蔬进行夹持，从而影响了加工效率和适应能力，不能满足蔬菜食品的大规模生产要求。进入20世纪90年代，随着蔬菜生产规模的不断扩大，切割果蔬的商业化生产显得十分迫切，随着离心切片技术的成熟，国外一些先进的果蔬鲜切机械逐渐抛弃了纯粹模仿人工切屑动作的二维切削
11、方式，而是普遍采用了离心切片、盘形刀或栅形刀切丝、然后条刀切丁的三维切割加工工艺，其加工效率明显提高。如著名的美国Urschel公司研制的G-A型果蔬切丁机，即采用了三维果蔬切割加工工艺，由于该切削方式以连续喂料、分步连续加工作业成型的方式，大大提高了机械加工效率和加工质量，从而满足了企业大规模加工水果、蔬菜的需求。近年来尽管我国的果蔬加工业取得显著进步，但装备考引进、技术靠仿效、市场靠国外、规模靠资源、效益靠代价、竞争考降价的局面没有得到根本上的解决，先进装备、技术方面还受制于发达国家1。我国研究果蔬鲜切加工技术与装备起步很晚，目前主要依靠引进国外机型，然后通过模仿设计进行研制开发。项目承担
12、单位在分析国外先进的果蔬三维切丁机基础上，通过自主研制开发，研制出了一种采用旋转推进器送料，离心切削法切片，切片借助辅进料机构连续不断地送入圆盘格栅刀切成条状，梳齿机构进行梳齿清理，最后由由条刀将果蔬切割成立方块、长方块或其他预设尺寸，该方法改变了传统的输送带输送造成的输送效率低下、设备结构庞大，以及产品在切割过程易发生滞留阻料、降低生产效率的缺点。该技术已申请发明专利，并已公告，专利号：200720041189.4。我国专利02282036.1公布了一种芦荟切丁机，其工作原理是：剥皮后的芦荟肉可以在输送带的带动下连续进料，而设置有若干同轴转动刀片的纵向切刀可以把芦荟肉切成与输送带行走方向平行
13、的条状，再经过周向设置有若干横向刀片的横向切刀，便可以实现用机械连续化工业生产芦荟丁的目的。我国专利03271657.5也公布了一种三维切丁机截切刀机构，其结构包括截切刀、截切刀轴，蜂窝轮，截切刀轴齿轮，其原理是截切刀在参与截切刀体共转的同时，也在进行自转，在共同转动时，刀体中心轴与其上的偏心凸轮固定不动，使截切定向，所以在切菜时，刀刃口固定向下，使被切菜成为方块丁。该机构能够生产尺寸均匀的食品，切片、条和质量高的丁块，适用于切割各种软质水果和脆质的根茎蔬菜，且下脚料少。我国专利还公布了一种果蔬切丁机，专利号200620160119.6,该果蔬切丁机采用固定刀盘、间歇送料和下压切丁结构，实现了
14、工业化连续切丁作业，有效提高了切丁的规整度和产量。1.3 国内外现状及其存在问题1.3.1 产品现状果蔬切丁机主要应用于食品加工行业及餐饮业，所加工的对象主要有白萝卜、红萝卜、马铃薯、竽头、蕃薯、瓜类、洋葱、青椒、芒果、凤梨、苹果、火腿、木瓜、荀子等。根据市场需求，国内许多厂家生产了相关产品，这些主要分布在广东及江浙沿海地区。如兴化市李工蔬菜机械有限公司生产的LG-350型切丁机，广州凯圣机械设备有限公司的CHD-100、CHD-180、CHD-400型蔬菜切丁机等。国外的产品有美国Urschel G-A型果蔬切丁机，比利时奶酪三维切丁机 FAM CMD-3D，日本榎村株式会社Emura U3A大型切丁机等。兴化市李工蔬菜机械有限公司LG-350型切丁机（切丁尺寸）：333、
