果蔬三維切丁機(jī)設(shè)計(jì)及成形機(jī)理研究.pdf

1、果蔬切片、切絲、切丁加工是食品加工中的一項(xiàng)重要工藝。傳統(tǒng)的人工切削不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且加工效率低,采用一次送料,自動(dòng)完成切片、切絲、切丁的三維切削加工技術(shù)是果蔬鮮切加工機(jī)械的發(fā)展方向。論文針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有切丁機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、出料不流暢及因參數(shù)不匹配造成在切削10mm以上大丁時(shí)丁斷面弧形大、平整度低、傾斜度大等問(wèn)題,采用理論分析及虛擬樣機(jī)技術(shù),開(kāi)展了新型果蔬三維切丁機(jī)設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化研究。
　　 以馬鈴薯為切削對(duì)象,統(tǒng)計(jì)分析了其幾何尺寸及形

2、狀特征參數(shù),利用MXD-01摩擦系數(shù)儀對(duì)物料的相對(duì)摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試,采用TA.XT2i食品物性測(cè)試儀測(cè)得物料的抗壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。結(jié)合物料特性及設(shè)計(jì)要求確定了離心切削法切片,圓盤(pán)格柵刀切絲,最后由條刀切丁的果蔬三維切丁方案。對(duì)離心切片總成、切絲圓盤(pán)刀總成、切丁條刀總成及整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),省去了傳統(tǒng)切丁機(jī)輔助進(jìn)料機(jī)構(gòu)和梳齒機(jī)構(gòu),由隔板將傳動(dòng)系統(tǒng)與果蔬加工區(qū)域隔離,避免了果蔬加工過(guò)程中受到污染。分析了使物料緊貼滾筒內(nèi)壁時(shí),離心切削滾筒內(nèi)物

3、料的受力情況,確定了推進(jìn)器最小工作轉(zhuǎn)速。
　　 建立了物料在切絲切丁過(guò)程的運(yùn)動(dòng)模型,通過(guò)切丁成形機(jī)理分析得到了丁斷面方程,確定了影響丁斷面形狀的因素及三種不同的丁斷面形狀。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)和運(yùn)動(dòng)倒置法原理,使物料靜止而條刀既做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又向物料運(yùn)動(dòng)反方向移動(dòng),得出切丁斷面形狀。獲得了推進(jìn)器與條刀軸水平中心偏距在260mm～310mm及轉(zhuǎn)速比在0.11～0.22條件下的20mm丁斷面曲線,由曲線得出斷面偏差及斷面傾斜角度

4、。通過(guò)仿真結(jié)果的雙因素方差分析,得到兩因素對(duì)切丁質(zhì)量影響的權(quán)重關(guān)系,從而確定了最優(yōu)水平中心偏距。最后對(duì)15mm及10mm規(guī)格丁斷面質(zhì)量進(jìn)行分析,確定了推進(jìn)器與條刀軸轉(zhuǎn)速比最優(yōu)值,保證了切丁機(jī)加工不同規(guī)格丁的適應(yīng)能力。
　　 根據(jù)切丁成形機(jī)理分析及參數(shù)優(yōu)化結(jié)果,研制物理樣機(jī)并進(jìn)行切削性能試驗(yàn)。得到了10mm、15mm與20mm規(guī)格丁斷面偏差。試驗(yàn)結(jié)果表明切得立方丁塊形狀規(guī)整,平均斷面偏差絕對(duì)值分別為0.97mm、1.76mm、2.