果蔬三維切丁機設(shè)計及成形機理研究.pdf

1、果蔬切片、切絲、切丁加工是食品加工中的一項重要工藝。傳統(tǒng)的人工切削不僅勞動強度大,而且加工效率低,采用一次送料,自動完成切片、切絲、切丁的三維切削加工技術(shù)是果蔬鮮切加工機械的發(fā)展方向。論文針對國內(nèi)現(xiàn)有切丁機結(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以上大丁時丁斷面弧形大、平整度低、傾斜度大等問題,采用理論分析及虛擬樣機技術(shù),開展了新型果蔬三維切丁機設(shè)計及參數(shù)優(yōu)化研究。
　　 以馬鈴薯為切削對象,統(tǒng)計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)儀對物料的相對摩擦系數(shù)進行測試,采用TA.XT2i食品物性測試儀測得物料的抗壓強度和剪切強度。結(jié)合物料特性及設(shè)計要求確定了離心切削法切片,圓盤格柵刀切絲,最后由條刀切丁的果蔬三維切丁方案。對離心切片總成、切絲圓盤刀總成、切丁條刀總成及整機結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,省去了傳統(tǒng)切丁機輔助進料機構(gòu)和梳齒機構(gòu),由隔板將傳動系統(tǒng)與果蔬加工區(qū)域隔離,避免了果蔬加工過程中受到污染。分析了使物料緊貼滾筒內(nèi)壁時,離心切削滾筒內(nèi)物

3、料的受力情況,確定了推進器最小工作轉(zhuǎn)速。
　　 建立了物料在切絲切丁過程的運動模型,通過切丁成形機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)用虛擬樣機技術(shù)和運動倒置法原理,使物料靜止而條刀既做旋轉(zhuǎn)運動又向物料運動反方向移動,得出切丁斷面形狀。獲得了推進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、。通過仿真結(jié)果的雙因素方差分析,得到兩因素對切丁質(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15mm及10mm規(guī)格丁斷面質(zhì)量進行分析,確定了推進器與條刀軸轉(zhuǎn)速比最優(yōu)值,保證了切丁機加工不同規(guī)格丁的適應(yīng)能力。
　　 根據(jù)切丁成形機理分析及參數(shù)優(yōu)化結(jié)果,研制物理樣機并進行切削性能試驗。得到了10mm、15mm與20mm規(guī)格丁斷面偏差。試驗結(jié)果表明切得立方丁塊形狀規(guī)整,平均斷面偏差絕對值分別為0.97mm、1.76mm、2.