苏芡实冲籽机冲籽结构设计(附件)
芡实是一种药用价值很高的中药，市场需求量很大，机械化的发展大大减轻了工人劳动强度，但如今仍然无法实现芡实高效的机械化加工。本论文主要设计不同功用的冲头，提高冲籽效率和质量，针对不同尺寸的芡实，设计不同尺寸的冲头以提高冲籽质量，达到冲籽机构通用化的效果，设计间歇式的凸轮机构实现间歇式的冲籽运动过程，设计调节机构来调节冲头高度，实现高质量、高效率的芡实机械化冲籽加工。关键词 冲籽机构，冲头，凸轮机构，调节机构
目 录
1 引言 1
1．1 课题提出的背景 1
1．2 国内外的研究现状及发展趋势 1
2 苏芡实冲籽机的工作原理 2
2．1 苏芡实冲籽机的冲籽原理设计 2
2．2 苏芡实冲籽机的冲籽机构运动过程 3
3 苏芡实冲籽机的结构设计 3
3．1 苏芡实冲籽机冲籽结构的零部件 3
3.1.1 冲头 3
3.1.2 冲头固定板 6
3.1.3 调节装置 7
3．2 苏芡实冲籽机凸轮机构的零部件 11
3.2.1 轴 11
3.2.2 键槽与键 14
3.2.3 定位套与螺栓 15
3.2.4 凸轮 16
3.2.5 轴承的选用与校核 16
3.2.6 凸轮侧板 17
3.2.7 上板 18
3.2.8 圆柱销与螺钉 18
3.2.8 弹簧垫圈与平垫圈 19
4 非技术要素 19
结 论 20
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
芡实是植物“芡”的果实，植株较大，地上器官除叶背外都很光滑，没有毛刺。芡实颜色多为棕黄色，药用价值较高，常常作为保健品食用。随着经济水平的迅猛发展，人们越来越注重保健和养生，所以芡实的市场需求量非常可观。由于芡实外皮较厚，表面光滑，所以芡实剥壳难度比较大。新鲜的芡实壳硬果实脆有浆汁,机械加工难度比较大；存放时间较久的芡实米仁变软，此时若果采用挤压出果或者撞击加工的方法，芡实很容易在加工过程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
中被压碎。因此，后芡实的及时加工与芡实的加工质量息息相关。而目前许多地区加工芡实仍然采用手工作业，缺少适应规模化生产、高效率的去壳冲籽的机械化设备成为芡实加工的一大瓶颈。
1．1 课题提出的背景
由于芡实原产地为苏州郊区，现主要产于广东、湖南、皖南以及苏南一带。在国外，几乎没有科学家对于芡实的加工做出研究。在我国的福州和莆田地区有大面积的芡实栽培区，然而芡实的加工仍然以手工业加工为主，工人劳动强度很大。也有少数地区采用自动机械化的方式对芡实进行加工，但是加工效率和加工质量都不高，不能很好地达到预期满足需求。
1．2 国内外的研究现状及发展趋势
机械化的迅猛发展在许多领域都收到了很好的效果，越来越多的科研人员为了减轻工人的劳动强度，提高生产加工的效率对芡实的加工进行了研究和探索。他们通过研究芡实的可脱光性、基本物料特性、机械脱壳中的摩擦特性等方面出发，着手研究可行的芡实冲籽加工技术。目前来看成效颇丰：Jha 和宋率展借在借鉴现有果实的脱壳工艺技术基础之上，提出分选干燥预破壳柔性揉搓的组合式芡实脱光工艺流程。设计完成了芡实冲籽机的分选装置、预切割装置和柔性揉搓装置，极大地提高了芡实的剥壳效率与质量。邓丽君分析了载荷类型、载荷方向、含水率、成熟度、接触材料、粒径大小等诸多因素对芡实的影响，最终发现可依据光学特性对不同成熟度的芡实进行分选，通过某一具体方向施加一定的力对芡实进行剪切加工，达到剥壳的效果；可以利用无纺布或橡胶板的斜面对芡实的壳仁进行分离。张琴等明对芡实机械脱壳中的摩擦特性进行了研究，结果显示芡实颗粒大小和成熟度均会影响摩擦特性，粒径越小，成熟度越低，芡实内摩擦系数越大，且采用橡胶板斜面可以对果实和果壳实现高效的分离。此外，叶盛的还对芡实切口长度与破光性能之间的相关性进行了分析，结果显示当芡实切口长度大约为3 mm时，芡实的剥壳性能比较好。许多的研究都对芡实的机械化加工提供了重要的线索，对发展芡实冲籽脱壳机械化具有重大的意义。
就目前生产加工现状而言，并没有高效率、高质量的芡实冲籽加工机构投入使用，可以说，芡实冲籽的机械化是芡实加工的主要瓶颈之一。
2 苏芡实冲籽机的工作原理
2．1 苏芡实冲籽机的冲籽原理设计
本苏芡实冲籽机的冲籽机构的设计目的在于能够提供一种芡实的剥壳脱壳机构，使芡实的果肉与果壳能够完全的分离，通过去除外皮、冲出果实、清洗果实和排渣的过程，保证芡实的质量，尽量降低芡实的损耗，减轻工人的劳动强度，实现芡实冲籽的机械化。
设计冲籽机构所基于的原理为：冲头的下压，对芡实施加相应的力，达到冲籽的目的。如果单一的采用一种冲头完成全部的冲籽过程，对于芡实加工的质量、效率、机器的耐用程度以及操作工人的安全性都有很大的负面影响。例如，芡实由加料斗滚落至转盘，却无法正好滚落到转盘的刀齿孔，而此时冲头下压碰到转盘上的芡实，要么会直接将芡实压碎在转盘表面，导致芡实无法被收集，果壳残渣堆积在转盘表面，进一步加大下一次冲籽的难度，造成芡实加工质量的降低，增加了工人清扫机器的劳动强度；要么没有完全冲到芡实，使芡实受力不均匀，滚落离开转盘甚至是冲籽机，造成芡实加工效率的降低，同时也加大了工人的劳动强度。
现在采用三种不同功用的冲头，分别完成相应的冲籽任务：首先是压料冲头，芡实由加料斗加入，滚落到转盘，由压料冲头将芡实压入转盘的刀齿孔，保证下一步冲籽运动的进行。其次是冲籽冲头，将转盘内的芡实冲压至果皮与果实分离，果实由刀齿孔滚落，经由底板相应的孔，从出果槽经过清水的清洗收集，而果皮残渣则仍然留在转盘内。最后是废料冲头，将留在转盘内的果皮残渣冲出转盘，由排渣槽排除，便于收集处理废料，保护工厂环境的清洁。使用三种不同功用的冲头，不仅能够提高芡实加工的质量，提升冲籽过程的效率，也能够提高操作工人的安全系数，稳定机器的运动过程，保护环境的清洁。
目 录
1 引言 1
1．1 课题提出的背景 1
1．2 国内外的研究现状及发展趋势 1
2 苏芡实冲籽机的工作原理 2
2．1 苏芡实冲籽机的冲籽原理设计 2
2．2 苏芡实冲籽机的冲籽机构运动过程 3
3 苏芡实冲籽机的结构设计 3
3．1 苏芡实冲籽机冲籽结构的零部件 3
3.1.1 冲头 3
3.1.2 冲头固定板 6
3.1.3 调节装置 7
3．2 苏芡实冲籽机凸轮机构的零部件 11
3.2.1 轴 11
3.2.2 键槽与键 14
3.2.3 定位套与螺栓 15
3.2.4 凸轮 16
3.2.5 轴承的选用与校核 16
3.2.6 凸轮侧板 17
3.2.7 上板 18
3.2.8 圆柱销与螺钉 18
3.2.8 弹簧垫圈与平垫圈 19
4 非技术要素 19
结 论 20
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
芡实是植物“芡”的果实，植株较大，地上器官除叶背外都很光滑，没有毛刺。芡实颜色多为棕黄色，药用价值较高，常常作为保健品食用。随着经济水平的迅猛发展，人们越来越注重保健和养生，所以芡实的市场需求量非常可观。由于芡实外皮较厚，表面光滑，所以芡实剥壳难度比较大。新鲜的芡实壳硬果实脆有浆汁,机械加工难度比较大；存放时间较久的芡实米仁变软，此时若果采用挤压出果或者撞击加工的方法，芡实很容易在加工过程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
中被压碎。因此，后芡实的及时加工与芡实的加工质量息息相关。而目前许多地区加工芡实仍然采用手工作业，缺少适应规模化生产、高效率的去壳冲籽的机械化设备成为芡实加工的一大瓶颈。
1．1 课题提出的背景
由于芡实原产地为苏州郊区，现主要产于广东、湖南、皖南以及苏南一带。在国外，几乎没有科学家对于芡实的加工做出研究。在我国的福州和莆田地区有大面积的芡实栽培区，然而芡实的加工仍然以手工业加工为主，工人劳动强度很大。也有少数地区采用自动机械化的方式对芡实进行加工，但是加工效率和加工质量都不高，不能很好地达到预期满足需求。
1．2 国内外的研究现状及发展趋势
机械化的迅猛发展在许多领域都收到了很好的效果，越来越多的科研人员为了减轻工人的劳动强度，提高生产加工的效率对芡实的加工进行了研究和探索。他们通过研究芡实的可脱光性、基本物料特性、机械脱壳中的摩擦特性等方面出发，着手研究可行的芡实冲籽加工技术。目前来看成效颇丰：Jha 和宋率展借在借鉴现有果实的脱壳工艺技术基础之上，提出分选干燥预破壳柔性揉搓的组合式芡实脱光工艺流程。设计完成了芡实冲籽机的分选装置、预切割装置和柔性揉搓装置，极大地提高了芡实的剥壳效率与质量。邓丽君分析了载荷类型、载荷方向、含水率、成熟度、接触材料、粒径大小等诸多因素对芡实的影响，最终发现可依据光学特性对不同成熟度的芡实进行分选，通过某一具体方向施加一定的力对芡实进行剪切加工，达到剥壳的效果；可以利用无纺布或橡胶板的斜面对芡实的壳仁进行分离。张琴等明对芡实机械脱壳中的摩擦特性进行了研究，结果显示芡实颗粒大小和成熟度均会影响摩擦特性，粒径越小，成熟度越低，芡实内摩擦系数越大，且采用橡胶板斜面可以对果实和果壳实现高效的分离。此外，叶盛的还对芡实切口长度与破光性能之间的相关性进行了分析，结果显示当芡实切口长度大约为3 mm时，芡实的剥壳性能比较好。许多的研究都对芡实的机械化加工提供了重要的线索，对发展芡实冲籽脱壳机械化具有重大的意义。
就目前生产加工现状而言，并没有高效率、高质量的芡实冲籽加工机构投入使用，可以说，芡实冲籽的机械化是芡实加工的主要瓶颈之一。
2 苏芡实冲籽机的工作原理
2．1 苏芡实冲籽机的冲籽原理设计
本苏芡实冲籽机的冲籽机构的设计目的在于能够提供一种芡实的剥壳脱壳机构，使芡实的果肉与果壳能够完全的分离，通过去除外皮、冲出果实、清洗果实和排渣的过程，保证芡实的质量，尽量降低芡实的损耗，减轻工人的劳动强度，实现芡实冲籽的机械化。
设计冲籽机构所基于的原理为：冲头的下压，对芡实施加相应的力，达到冲籽的目的。如果单一的采用一种冲头完成全部的冲籽过程，对于芡实加工的质量、效率、机器的耐用程度以及操作工人的安全性都有很大的负面影响。例如，芡实由加料斗滚落至转盘，却无法正好滚落到转盘的刀齿孔，而此时冲头下压碰到转盘上的芡实，要么会直接将芡实压碎在转盘表面，导致芡实无法被收集，果壳残渣堆积在转盘表面，进一步加大下一次冲籽的难度，造成芡实加工质量的降低，增加了工人清扫机器的劳动强度；要么没有完全冲到芡实，使芡实受力不均匀，滚落离开转盘甚至是冲籽机，造成芡实加工效率的降低，同时也加大了工人的劳动强度。
现在采用三种不同功用的冲头，分别完成相应的冲籽任务：首先是压料冲头，芡实由加料斗加入，滚落到转盘，由压料冲头将芡实压入转盘的刀齿孔，保证下一步冲籽运动的进行。其次是冲籽冲头，将转盘内的芡实冲压至果皮与果实分离，果实由刀齿孔滚落，经由底板相应的孔，从出果槽经过清水的清洗收集，而果皮残渣则仍然留在转盘内。最后是废料冲头，将留在转盘内的果皮残渣冲出转盘，由排渣槽排除，便于收集处理废料，保护工厂环境的清洁。使用三种不同功用的冲头，不仅能够提高芡实加工的质量，提升冲籽过程的效率，也能够提高操作工人的安全系数，稳定机器的运动过程，保护环境的清洁。
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