螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计
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目 录
1 前言 1
2 面筋机系统整体设计 2
2.1 总体方案论证 2
3 面筋机坯片导出及切断部分具体设计说明 4
3.1 进出料口形状设计 4
3.2电动机及减速机选择 6
3.3电磁离合器选择. 6
3.4联轴器选择 7
3.5链轮设计及校核 7
3.5.1链轮的设计. 7
3.5.2链轮较核 8
3.6凸轮设计 9
3.7轴设计与主要轴的校核 10
3.7.1传动轴的尺寸设计 10
3.7.2中空轴的尺寸设计 13
3.7.3从动轴的尺寸设计. 14
3.7.4传动主轴较核 15
3.8滑动丝杠副选择计算 16
3.9轴承及轴承座选取 16
3.9.1轴承的选取 16
3.9.2轴承的安装方法 17
3.9.3轴承的预紧. 17
3.10弹簧的设计计算及校核. 17
3.10.1弹簧的设计 17
3.10.2弹簧疲劳强度验算 21
4 强度校核 22
4.1螺栓校核 22
4.2键校核 22
4.3销校核 23
5 结论 24
参考文献 25
致 谢 26
附 录 27
1 前 言
文明的发展和进步可以说与小麦的历史连在一起。早在有历史记载前，人类就种植小麦。1948年，芝加哥大学的考古学家证明小麦的种植起源于中东土壤肥沃的新月形地带。小麦是谷物中最重要的，世界上靠小麦作为食品的人多于靠其它任何食品生活的人。世界上70%以上的可耕地种植粮食，小麦占地最多，高于22%。一年中每个月，世界上都有一个地区收获小麦[1]。
小麦面筋除了在食品行业应用广泛外，在其它行业的应用亦得到蓬勃发展，如医用胶囊；发胶等化妆品；香烟的过滤嘴；鱼虾的饲料；可降解可重新利用的绿色粘贴剂；水泥制造中亦可加入面筋，因为其与Ca交联而增强了水泥的粘合性和防水性；环境保护工作者可将其作为处理废水的固化物[2]。
目前国内外还没有该种设备，面筋的生产过程全部为手工作业，工作环境十分的恶劣，急需得到改进。整个面筋的生产过程共包括：面筋的绕制在形、水煮、挑选清理、包装等。在这些生产过程中，以面筋绕制成形的工作量最为大，生产条件最为恶劣。这一生产过程为生产工人手拿夹持筷将剪成段的生面筋缠绕在筷上，整个生产过程工人的手须不时的浸入生面筋的保护液中（保护液为稀氯化钠溶液，即稀盐水）。人的手在无防护的情况下，长时间的与稀盐水接触，将很大程度上地伤害我们的皮肤。但如若在生产过程中加带防护手套作业，以将出现一系列影响生产的问题，使生产操作和灵活性不能适应生产。工人的操作将变得笨拙，在取生面筋时也时常批滑，从而影响生产率和生产质量。由于以上诸多原因，所以操作工人生产时必需徒手生产。然而在如此恶劣的生产环境下，只有相当少一部分工人的手能适应。绝大部分的人都是工作一段时间后就不能再从事生产。
因此若能设计一部机器来代替或部分代替水面筋操作工人的这一生产过程将是一个很好的想法。
当前关于面筋及面筋相关的产品越来越多,但由于面筋本身的高粘结性和高弹性，机械成形难度很大，现行的螺旋管形水面筋成形都为手工制作,尚未曾搜索到一例面筋成形机产品或研究论文。因而本课题研究当属首创。
面筋成形机的设计共分三部分的设计：1、面筋坯片导出装置的设计，2、面筋切断装置的设计，3、面筋卷绕装置的设计。这里的设计说明主要是关于面筋坯片导出装置以及面筋切断装置的设计。
设计的总体思路是为生产实践服务的，设计好的面筋成型机可直接用于工业生产，具有很高的市场价值。
2 面筋机系统整体设计
2．1 总体方案论证
由于面筋本身所特有的弹性和延展性，面筋很容易恢复原来的形状。而使面筋变形又只有靠拉力或者靠压力来完成。面筋很柔软，又很容易被拉断，所以靠拉力来使面筋变形是不理想的。在选择如何挤压面筋使它变形的方案上最终确立的是使面筋变形最切实际的方法就是靠压力来实现。本设计主要依赖挤压力使面筋成型导出，考虑到面筋的特性，设计用的是滑动螺杆的结构，滑动螺杆的结构是为了增加推动力，采用大小料斗是有助于其成型成功，面筋一次导出的量越多越不容易成型，这是因为其具有高粘弹性。
一开始设计的时候所采用的是绞肉机改装成的小型单螺旋轴挤压机构的设计方案，在实验中发现，由于箱体与螺旋轴之间的间隙较小,在这样的空间间隙下,面筋导出的连续性达不到预期效果,后来又设法改变螺旋轴的表面粗糙度,发现在小的空间中较大的挤压力破坏了面筋的内部结构, 影响了面筋的质量和口感，所以用单螺旋轴的设计方案没有能够成功。
第二个设计方案采用的是推压装置,把面筋放置在一个圆柱形的容器中,靠活塞的运动将面筋从小口中挤压出来,从而达到把面筋变形的目的，然而在模拟实验中发现在相同的速度下面筋从出料口出料时的压力是不均匀的，量越多受到的压力越不均匀。后来把出料口做成漏斗状，并且减少了一次导出的面筋量，出来的面筋料就近似片状了，所以把出料装置设计成了一大一小两个料斗共同作用的方案。
这种方案有以下几个特点：首先，滑动螺杆的结构使面筋内部保持完好的网络结构；其次，又能有足够的挤压推进力使面筋的出料保持连续；再次，小料斗处的料较少从而料容易成型导出；最后，滑动螺杆挤压有较好的稳定性能,螺旋转速和下料的速度更容易控制。在以上特点的基础上，螺旋挤压最为可行的就是滑动螺杆的挤压方案，料斗也采用了较复杂的大小料斗共同作用的方案,所以最终确定和使用这种方案。具体的结构简图见图2-1：
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