2021年榨汁机的设计.doc

基于Pro/E螺旋榨汁机设计
于俊波
（河北科技师范学院 机械电子系）
摘要：Pro/ENGINEER 、功效强大和互连互通特点，推进了整个产品开发机构中个人效率和过程效率提升。它既能节省时间和成本，又能提升产品质量。基于Pro/E强大功效，本设计利用Pro/E完成了螺旋式连续榨汁机设计，螺旋式连续榨汁机以其结构简单、操作方便、榨汁效率高等优点而得到广泛应用。就现在来讲,螺旋式连续榨汁机关键应用在食品方面,用于榨取苹果、梨、番茄、菠萝、桔子、胡萝卜等果蔬汁液。
关键字：Pro/E；榨汁机；螺旋
序言
传统通用机械产品设计是首先将产品以平面形式表示出来，然后进行反复校核和修改，最终由加工者把图样上内容转化为成形产品，这么不仅设计周期长，成本高，而且当产品制造出来后，常常会出现零部件之间相互干涉，无法安装和装配到位等重大设计失误，如此反复修改也延长了产品投放市场周期。鉴于通用机械使用范围广，设计行业多，这就对通用机械可靠性、稳定性和通用性提出了较高要求。现在世界上应用最为泛高级三维商业软件Pro/E就能够很好地处理这些问题。Pro/E直接采取三维设计，使设计者能了解产品每一个细节，并利用其参数化设计思想，使零件设计、修改变得简单易行，同时还能够完成产品系列化设计。另外利用Pro/E分析功效，能够完成机构运动学、动力学仿真和有限元分析。
进入二十一世纪后，伴随中国水果产量大幅度提升和鲜销市场逐步饱和，“卖果难”愈演愈烈。另外，因为中提升，果汁加工业又进入一新发展时期。榨汁机是果品行业关键组成部分。所以，对榨汁机设备研究势在必行。要求设计研究出结构简单、成本低、效率高榨汁设备。基于Pro/E强大功效，本设计利用Pro/E完成了螺旋式连续榨汁机其结构简单、操作方便、榨汁效率高等优点设计。
1 总体方案设计
　整体布局设计
本设计在布局上采取折叠式,即螺杆、减速器在一个水平面上,将电机置于另一个水平面上(见图1)。这么部署,一是较大幅度降低了整机长度,提升了设备刚度,节省了原材料,降低了成本;二是电机和减速器之间采取三角带传动,起到了缓冲作用,可避免因原料带入异物造成螺杆堵转、引发瞬间负荷过大时,烧坏电机或损坏减速器等故障发生;三是因为电机位置较低、和在电机和减速器之间采取三角带传动,极大地降低了机械振动和噪声。
基础结构螺旋式连续榨汁机基础结构图1。
螺旋式连续榨汁机三维结构图图2。
图1　螺旋式连续榨汁机结构简图
1-电机　2-三角带　3-减速器　4-联轴器　5-进料斗　6-螺杆　
7-筛筒　8-出料斗　9-集液盘 10-机架
图2　螺旋式连续榨汁机三维结构图
工作原理
由图2可知：该机由机架、螺杆、筛筒、减速器、电机等组成。电机1经过三角带2带动减速器3转动,减速器3经过联轴器4带动螺杆6转动,物料由进料斗5喂入,在螺杆6作用下,受到挤压,物料中水分经过筛筒7流出,经集液盘9排出机外,物料在强大挤压作用下,汁液越来越少,最终经出料斗8排出。
螺杆部设计
通常螺旋式连续榨汁机是靠螺杆在筛筒内旋转,对物料产生压力，从而使物料中汁液被强制挤出。螺旋式连续榨汁机螺杆按不一样分类方法有多个型式。如按螺杆螺纹直径分类有等径和变径之分，按螺杆螺距分类有等距和变距之分；按螺杆螺纹型式分有连续和断续之分等。针对本设计加工对象综合考虑,确定采取变径、断续、变螺距螺杆。螺杆上螺旋共分四段(图3)。第一段为喂料螺旋，关键作用是输送物料；第二段是预压螺旋，关键作用是对物料进行初步挤压，并开始挤出水分；第三段、第四段是压榨螺旋，关键作用是不停增加对物料深入挤压，使水果果汁被强制挤出。尤其是第四段含有增压作用,深入提升出汁率。
图3 螺旋轴
螺杆螺旋直径和螺距设计[2]
螺杆螺旋结构简图图4。
图4 螺杆螺旋结构简图
螺杆转速确实定 因为本螺杆工作性质属于压榨范围，故转速较低。参考榨油机、油料化机、食品榨汁机，决定选择n=130r/min。
螺距确实定 初选螺距，第一段t=50mm，其它各段螺距依次递减。
物料移动速度(m/s)计算：
v===
螺旋式连续榨汁机生产能力公式以下：
G=3600FvρΦ　(kg/h)
式中:：G—生产率,本设计取G=1000kg/h；
F—螺杆螺旋送料断面面积(m2)；
ρ—物料容积密度，本设计取ρ=400kg/