蔬菜切丝机的设计

摘要

随着近年来我国蔬菜出口的迅速崛起，蔬菜加工出口已成为我国的重要创汇渠道。但疏菜加工机械却远远滞后于蔬菜出口的发展，并且价格昂贵。由此我们研制了多功能蔬菜加工机，一机多用，取代了部分功能单一、效率低下、价格昂贵的进口机械。本文首先研究了蔬菜切割、输送、定位、成型的基本理论，然后设计了多功能蔬菜加工机的切削装置、送料装置和传动机构等，使之能够达到对块根状及叶菜状蔬菜进行切片、丝、段等规格形状的加工。同时应用新科技，采用先进的数字调速电机，省去复杂的变速机构与调节机构。试验表明，该设备出成率、效率达到进口机械水平，价格较进口设备降低50%以上，可填补此类机械的国内空白，取得良好的经济效益和社会效益

关键词:多功能，蔬菜，加工机

第一章引言

1.1 课题的目的和意义

蔬菜是人生活中必不可少的营养丰富的食品之一，可为人体提供必需的维生素、矿物质、膳食纤维等有益于人体健康的功能成分。随着人们生活水平的不断提高，生活节奏加快，对食用方便、营养丰富、经过加工的精细蔬菜的需求越来越大，对产品的品质要求越来越高。蔬菜出口在我国起步虽晚，但由于中国蔬菜富含营养、品种齐全、质优价廉，深受各国消费者的青睐，因而近几年蔬菜出口发展十分迅速，己成为创汇农业的支柱产业。

调查结果显示，目前我国蔬菜加工机械却远远滞后于蔬菜出口的发展，现在主要靠合资外方从国外进口，价格昂贵，如牛芬、胡萝卜切丝机，从日本进口一台普通(长短、粗细不可调)切丝机，需人民币1.2万多元。为适应蔬菜加工的需要，我们设计多功能蔬菜加工机，一机多用，只需更换切刀和部分零件，即可加工各种异型块根状蔬菜，如铅笔屑状(牛芬)、各种异型状片(胡萝卜、土豆的梅花状、菊花、树叶状、球拍状等)、丝条(胡萝卜、牛芬等)、自由片(牛芬、胡萝卜、姜、蒜等)及酱菜等。该机的多功能化，取代了部分功能单一、价格昂贵的进口机械，蔬菜加工厂家只需购买一台设备就可加工多适合出口需要的不同规格的产品。投资少，效益高，适应于多品种、批量生产的需要，提高了设备利用率。

加快蔬菜机的发展，提高企业技术装备水平，无疑将成为山东蔬菜出口发展的战略突破口，增值增效潜力巨大。本课题旨在研制一种高效、可靠、实用、多功能蔬菜加工机械，重点解决我国蔬菜加工机械功能单一、进口机械价格昂贵的问题。

1.2 蔬菜加工机械的种类

（1）多功能旋转式切菜机，其原理是使需要的切的蔬菜高速旋转，利用离心力使蔬菜紧贴刀片进行加工，是一个蔬菜加工行业、食品行业、脱水蔬菜厂、速冻食品二次加工常用的机器。使用它可将有固定形状的如：芥菜、萝卜、土豆等块切制成所需要厚度的片和丝，一般采用防腐铝外壳及高级合金刀片，具有结构紧凑、合理、操作简便、调整维修方便、耐腐蚀的特点。其缺点是：切片或切丝的形状不规则。厚度不均。

（2）离心式切菜机采用先进工作原理，其特点为结构紧凑、坚固耐用、易于维修，可提高生产率，降低劳动强度，对萝卜、土豆、白薯、圆白菜等根茎类可加工成菜丝、菜条、菜片、广泛适合大、中型酱菜厂和速冻食品厂使用。

（3）切丁机性能优于其它机器，可一道工序完成块条的加工，省时省力，操做方便，适合芥菜、萝卜、黄瓜（包括咸制黄瓜）、土豆、洋葱、香瓜、胡萝卜、

苹果等圆形蔬菜、水果的加工。该机特点是机构紧凑、设计先进，使用方便，能耗低效率高4）圆盘切菜机是酱菜加工业、食品行业及农产品二次加工的主要机械设备之一。它将芥菜、萝卜等固有形状的块茎切成片，两现翻转后呈交错90度切口。该机特点是一台结构新颖，技术先进，操作方便，安全可靠和具有较高效率的生产设备。

（5）直线式多用切菜机，本机模拟手工切菜原理，采用无级调节机构和离心式切片机构等先进技术研制而成复合式多用切菜机，广泛适合用于各种根、茎、叶、丝、菱形、曲线等多种食品加工的花样。该机设计先进，节能高效具同类领先水平。其缺点是电机调速精度低，切丝长度不宜控制，噪音大，电气化程度低，成本高

1.3 国内外研究状况

随着我国改革开放，蔬菜加工出口的崛起，各种不同类型加工机械有了很大发展，开发研制的厂家也比较多。从我们文献检索情况来看，国内单一功能的蔬菜加工机械品种较多，功能可靠但开发多功能加工机械的厂家几乎没有，即使所谓的多功能蔬菜加工机械其实也是生产同类型的产品，只不过是针对不同的原料而讲是多功能。生产上除了靠昂贵的进口机械外，主要靠手工加工和酱菜机械或饮事机械来代替，加工成型不规则，成品率低，浪费大，不能满足日益迅速发展的蔬菜加工出口的需要。国内蔬菜深加工的研究尚属起步阶段，对蔬菜的品质和综合利用的研究与应用无成熟经验。对蔬菜成型机械的研究尚属空白，不能满足日益迅速发展的蔬菜加工出口的需要。

国外情况: 国外蔬菜生产机械化具有6个突出特点:1.蔬菜机械大型化;2.机械自动化:3.使用高技术;4.广泛应用多功能机械;5.质量稳定可靠，使用寿命长;6售后服务好。

1.4 研究的主要内容

蔬菜的深加工，先进的工业化国家起步较早，设备先进，有规范的检验标准，但因其设备昂贵，用户难以承受，加之一些先进的加工技术对我们保密，致使我们不少的蔬菜出口后需要二次加工，效益流失严重。

本课题旨在研制一种可加工丝条、片、块、酱菜等不同类型的多功能加工机械，具体内容如下:

(1) 研究合理的切削装置，满足多功能(可加工丝条、片、块、酱菜)的需要，3组刀具具有单独控制性，调整方便，以完成多种形状的加工。且规格尺寸在一定范围内可调，确保高效、耐用，操作方便:

(2) 由于蔬菜的种类多种多样，各种蔬菜的物理特性不同，为了保证研制适合加工各种不同形状的物料，蔬菜的输送和固定是非常重要的工作条件，因此必须研制合理的送料机构。

(3) 研制合理的传动机构，要求简练、新颖、实用.根据我国的国情，在部件的原理和结构的设计中，以操作维修方便和降低成本为主要研究方向，寻求合理的工作原理，要求功能多样化;对结构进行优化设计，以高效、节能、通用和工作可靠为目标:

（4)设计能加工各种异型蔬菜产品的刀具。

主要技术指标:(1)配套电机为750W调速电机。(2)每小时生产率(以5cm厚的土豆片为例)达到400Kg / he (3)适应加工的蔬菜:块根状蔬菜，如牛芬、胡萝卜、土豆、姜、蒜、萝卜、地瓜等状蔬菜，如菠菜、大白菜等。(4)加工功能:可加工成长20mm-50.，粗为2m-10m的丝条，厚度为lmm-8mm的各种自由片及异形

状片，铅笔屑状，颗粒直径为0.5m m左右的蔬菜酱，长为30mm-60mm的蔬菜段。

第二章工作机理与结构分析研究

2.1 蔬菜切削有关理论分析

众所周知，切割金属时可假定消耗的切割功直接与切割材料的横截面大小成比例。相反，在切割蔬菜时，由于蔬菜具有特殊的结构(纤维)阻力，此力的大小主要与切割方向有关，而与切割的横截面大小关系不大。换句话说，切割阻力和功耗主要与割刀相对蔬菜的位置有关。

割刀相对蔬菜的各种位置如图2.1所示。

序号刀刃相对蔬菜的位置切割方法δ和θ角变化范围切割时发生的现象

1 横向切割

(砍切) δ=0° θ=0° 开始时蔬菜被刀刃挤压然后开始切割

2 斜切0°＜δ＜90°θ=0° 开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜切

3 倾斜的斜切0°＜δ＜90° 0°＜θ＜90°开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜向切开

4 纵向歪切δ=0° 0°＜θ＜90°开始时蔬菜被刀刃挤压然后切开(没

有滑切)

5

纵向切割δ=0° θ=90° 开始时蔬菜被刀刃纵向挤压然后切开

6

纵向斜切δ=0° θ﹥90°开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜向切开

7

纵向轴向切割δ=0° θ=0 沿蔬菜纤维方向切

图2. 1蔬菜不同的切割方法

根据测定，采用斜切及歪切不管其横截面增大多少，其切割阻力和功耗均比正切减少很多(割刀相对蔬菜轴成45。时可以减少30%^-40%)。此外，克拉马连科的测定结果表明，斜切的功耗降低很多，歪切的阻力约降低60%。故此设计机械采用歪切。

2.2 蔬菜夹持输送的研究

由于蔬菜种类很多，有叶茎类的软菜，又有根茎类的硬菜，也有块根状小型的，总起来说形状千奇百怪，尺寸与刚度也相差很大。因此，要想有效地切削蔬菜，有效地定位与输送是加工的关键。以前我们采用手动加工时，输送浪费了大量的人工与物力，由于这几年人工费地提高，手动己远远落后于形势。并且手动加工不规则，成品率低，不卫生等等缺点，迫切要求设计一种既能输送有效定位、适合多种蔬菜的输送机构，以实现规则的加工，适应出口蔬菜的要求。本设计采用单皮带夹持输送，其中上方为夹紧装置悬浮状态，工作时保证对加工物料的压紧。为了防止物料的打滑，我们在皮带的上方设有弹簧对压力进行调整，实现传动过程不打滑，过载能自动停止工作。