蛟龙式和面机-321docx-原创力文档

  和面机在食品制造业领域里是十分常用的机械设备，拥有好的和面机往往能在同行中脱颖而出。通过在市场上几个礼拜的对比调研，发现还是叶片式和面机占多数，缺点也是有许多，比如参与机械加工和面时所消耗的时间过长，面团没有完全充分的搅拌，在工作结束的时候清理起来更是相当的复杂繁琐。这次设计的主要目标是一种新的搅拌装置，有了这种新的搅拌装置的和面机不仅工作效率提高，而且整体设备的结构紧密凑合，在发生故障的时候方便进行排除和维护。1.2国内外的发展概况

  和面机作为电动工具主要是来消除人类需要手工和面的现象，普遍用来调剂各种性质不同的面团。但是现在市场上的和面机不足之处在于：设备安全保障措施不够，据统计每年每个城市都一定会出现几十起工作人员因一时不小心造成手臂卷进和面机，造成手臂压伤、骨折甚至截肢等惨痛事故；市场上大部分厂家生产的和面机控制管理系统简单，自动化程度低，不能调速，不能调节运转工艺，效率不高，不够节能。[1]

  目前国内外已有用于工业生产、批量食品加工的传统和面机，但价格昂贵、噪声污染严重、体积重量大、搬运困难，不适合城市居民家庭使用。市场上新出的小型家用和面机大都采用异步交流电机，其使用根据功率和和面量的需求选不一样的型号。市场上生产和面机的品牌有博士、凯伍德、海氏、东菱、小熊等，其品牌之间的价格相差甚大，以国外品牌博士与国内品牌海氏、小熊相比，其价格在几千元之差，国内品牌相比国外品牌，其产品性能、质量还有待提升。为支持国产，使国产家用电器能够在国内外市场之间的竞争中居于领头羊，提高品牌质量、加大研发投入、增强市场竞争力成为当务之急。如图1.1所示是合嘉信品牌生产的大型和面机，和面量在8~100KG，满足工业生产需要。[2]

  这次设计的主要目标是一种新的搅拌装置，有了这种新的搅拌装置的和面机不仅工作效率提高，而且整体设备的结构紧密凑合，在发生故障的时候方便进行排除和维护。该设备不仅仅能够很好的满足市场对和面机性能的要求，也能激发市场的活力，十分具有研究设计价值。

  和面机将纯净水，面粉和辅助用料一起放入搅拌容器里面，通过搅拌桨不断的搅拌混合，搅拌的混合物从小团粒慢慢的融合成大团块，最终形成面团。

  和面机在市场上有很多种类，比如卧式结构和立式结构的，间歇式工作和连续工作式的，单轴和双轴式的等等。

  卧式和面机的特点是它的搅拌容器具有水平的轴线和回转轴，它的优点是成本低，结构组成简单紧凑，在运行结束后对设备的保养和维修都是十分容易的。但它的缺点在于体积庞大，笨重。它可以一次装填最400公斤的材料，是目前市场上和工厂里运用最为普遍的和面机。

  卧式和面机在接通电源开启运行的时侯，电动机1运行的时候会带动三角皮带2，随之带动蜗杆3进行运动，但不是没有速度限制的运动而是要通过减速装置I，从而使搅拌桨4开始运作。搅拌桨是由六个直的桨叶组成。在和面工作完成后，就开启电动机8带动三角皮带7来使蜗杆6运动，再一次进行减速操作，使在拆卸和好的面团时更容易快捷。

  T-66型卧式和面机的传动方式是依靠蜗轮蜗杆减速机构来实现的，特点是传动速比较大，组成结构相对比较简单紧凑，工作声音小，不需要高技术操作。起面和倒面团已经实现了自动化，大大的减轻了工人的操作压力。[3]T-66型卧式和面机每一次能够直接进行搅拌的容积大概为90~110公斤。搅拌器是由六个直桨叶组成，容器内部还有两个叶片来调节不同弹塑性要求的面团。依照需求，搅拌桨可以换上Σ形搅拌桨，能更充分有效的搅拌面团。T-66型和面机经过升级改进，得到了更好的WT-7型和面机，参考图2.2。T-66主轴上是装了六个，而WT-7则只有四个，三个固定叶片安装在侧面壁面上，在进行工作的时候，桨叶和固定叶片不断地压缩，裁剪，捏合，对流混合面团，是面团混合的更充分完美。[3]本次所做和面机设计主要参照以上两种设备

  图2.2和面机其他参考图例2、立式和面机立式和面机的搅拌容器不同于卧式和面机，它的轴线是垂直的。立式和面机不仅在组成结构上简便紧凑，还具有低成本的优势。缺点是站地体积较大，保养设备和装填拆卸的时候会遇到更多的问题。2.3和面机的主要零部件1、搅拌器搅拌器是和面机里不可或缺的组成部分。单轴式和面机和双周轴式和面机是按照和面机里有几个搅拌轴来区分的。单轴式和面机是市场上现在大范围的应用的的一种机型，特点是结构不复杂而且在后期的保养和拆卸材料时十分容易。单轴式和面机在每一次工作的时候消耗的时间非常长，因为它只有一个搅拌桨在工作，所以如果出现故障，就会给整个工作带来危害。因此单轴式和面机的工作对象一般是酥性的面团。双轴式和面机有两组单独工作且转向相反的搅拌桨，这就能调节每一个搅拌桨的工作速度。双轴和面机不同于单轴式和面机，它更适合加工韧性的面团。缺点是价格昂贵，在起面过程中会遇上问题，除非再安装相应的辅助装置。

  单轴卧式和面机有许多不同结构的搅拌容器，用来满足工艺的不一样的需求。Σ形和Z型搅拌桨这两种结构如图2.3。

  Σ形搅拌桨是目前市场上普遍的使用的一种搅拌器，它不仅能很好地完成工作需求，而且在工作完成后拆卸和保养都十分的容易。Z形搅拌桨就没有Σ形搅拌桨的优点多了，它更适用在细颗粒与粘滞物料的搅拌中。桨叶式搅拌器如图2.4所示。

  桨叶搅拌器的裁剪作功能优秀，拉长伸直的功能比较薄弱。优点是造价的成本比较低，但缺点是有可能会出现抱轴的现象。滚笼式搅拌器如图2.5所示。

  滚笼式搅拌器的组成机构是搅拌轴，连接板和4-6个直辊。其中直辊也有两种，一种是有活动套管的，另一种是不加套的。优点是滚笼式搅拌器在制造方面最简单，而且不容易损伤物质材料，缺点是上班时间比较的漫长。别的类型搅拌器如图2.6所示。

  图2.6别的类型搅拌器2、搅拌容器搅拌容器的材料一般都是不锈钢，通过焊接的方式制成。在和面机开始工作的时候，控制好温度是格外重要的，因为温度因素直接影响到面团的质量，而且有的面团因为性质和要求不同，温度的变化就更得谨慎调节控制了。一般调节温度的办法是在物料搅拌混合前就控制好温度。要保证良好的密封性，不然润滑油与杂质可能会流入进而影响食品的质量。设计的新型卧式和面机运用了先进的空气端面密封装置，能够达到很好的密封。搅拌容器有两种翻转形式，一种是机动翻转，另一种则是手动翻转。[4]

  机动翻转容器机构主要的组成部分是电动机来提供动力，减速器来控制速度及容器翻转齿轮来传动。机动翻转容器机构的优点是不需要非常大的劳动力，运行步骤简单方便。缺点是制造结构较为繁琐复杂，造价高。更适合大型和面机。手动翻转容器机构有两种形式，一种是机械，另一种是人力。手动翻转容器机构优点是结构简明紧凑，造价低。缺点是工人的工作强度较高。更适合小型和面机。立式和面机的搅拌容器也有两种不同的形式，有可移动式的搅拌容器，也有固定式的搅拌容器。可移动式的搅拌容器方便移动，因为在容器下方安装了轮子。固定式的搅拌容器可以上下移动。

  3、机架小型的和面机因为转速比较慢，产生的工作反做作用力比较大，工作声音和振动幅度都比较小，所以不需要机架。4、传动装置

  和面机的传动装置的组成部分有电动机来提供动力，减速器来调节速度及联轴器等，皮带轮有时也会作为组成部分。

  和面机的工作效率低，一般来说都是30转每分钟，常常会运用蜗轮蜗杆减速器来获得更大的减速比。蜗轮蜗杆减速器的优点是造价低，缺点是传动效率比较差，寿命比较短。相比行星减速器，行星减速器的优点是传动效率比较高，结构相对比较简单，缺点是造价高。未来一定会是行星减速器占领市场。和面机中电动机的功率计算并没有专业的公式出现，所以都是不断试验，通过得出的不同数据来比较，但也有一定的规定约束。例如商业部关于调粉机（和面机）有着明确的标准规定：

  （2）每调制25公斤的面粉若是耗电量大于0.2千瓦时，则不可以进行工作。和面机的容积和所对应的电机额定功率的关系详见下表2-1。表2-1和面机容量与所配电机额定功率的关系

  本次选用一次调和面粉50公斤，8小时为一个班次，和面的总耗时大概为10分钟，和面的效率为一小时300公斤。

  1、搅拌容器的总体尺寸物料反应平稳时,搅拌容器的装料系数可取0.5-0.6面粉的吸水系数为14%面粉的密度为0.52克每毫升,在和面的过程中还需加入40%的水。面粉的质量：50kg水的质量：20kg

  B=2(R+δ)式中R=搅拌浆半径R的大小取决于面团性质及生产能力（2.1）δ=浆叶与容器的间隙δ取为5mm

  取绞龙式搅拌器,其特征是：绞龙轴上设置绞龙臂，绞龙是两片镜像固连于绞龙臂上的弧形刮板，绞龙与搅拌轴径向旋转90连接，一般适用于加工小颗粒面团。[5]

  两片镜像固连于绞龙臂上的弧形刮板与容器壁距离为1-2厘米,取两片镜像固连于绞龙臂上的弧形刮板的直径为

  3、搅拌传动形式采用三相异步电机，传递方式为带轮和两级齿轮进行传动，搅拌器也会随着带轮和两级齿轮的运动进行转动。

  卸料的主要形式有底部卸料和翻缸卸料，因为这次设计的每次和面容积小，相比之下，翻缸卸料较为合适。在机座上安装副电动机，通过蜗杆传动，涡轮传动和齿轮传动形式使筒体进行回转操作。因为蜗轮蜗杆可以有效的进行自锁，所以翻转的角度就能自由方便的操控调节。

  容器壁的厚度设计为3毫米，安置一个加强圈在两侧连接轴承支承处，厚度为2毫米，每一处都安置两个，焊接连接，采用1Ge18Ni9Ti材料。

  设计绞龙式刮板的宽度为50毫米，厚度为4毫米，径向旋转角度为90度，轴向长度为450毫米。绞龙臂厚度设计为10毫米,根部宽度为50毫米，顶部宽度为20毫米。为轮毂内径为85毫米，外径为105毫米，宽度为40毫米。刮板、绞龙臂、轮毂的连接方式是焊接，选用1Ge18Ni9Ti作为材料。[6]设计图纸上表明了具体的参数。

  具体尺寸、参数见设计图纸4、其它零件设计材料取为45钢，搅拌轴左、右支撑。其它如轴套、键、螺钉、螺栓等见装配图

  3.4搅拌传动系统设计1、主电机选择表3-1和面机容量与所配电机额定功率的关系

  依照上表3-1所示数据，电机采用三千瓦的，根据设计手册，选择异步电机Y132s-6型号，转速为960转每秒。

  ⑦材料的选择选用铸铁HT150来作为带轮的选材，V带则由抗拉体（承载层），顶胶和底胶以及包布组成。

  ⑧结构根据齿轮直径，因为小带轮直径较小，所以应该选用实心式齿轮结构。根据齿轮直径，大带轮应该要选用轮辐式齿轮结构。具体结构参数、尺寸见设计图纸4、齿轮传动设计采用两级齿轮传动

  7)结构设计小齿轮因直径较小，齿根圆到键槽底部的距离e2m,故采用齿轮轴形势。大齿轮采用实心结构。具体尺寸、参数见设计图纸5、二级齿轮传动设计[7]使用上限功率3kw计算

  ④由表10-6，材料弹性影响系数小齿轮硬度为280HBS的40cr钢④选小齿轮齿数=20

  V型皮带的传动效率为0.96，电动机的功率为三千瓦，转速能够达到320转每秒，确定轴的最小直径

  取最小处直径为24mm。未注倒角为C1，未注圆角为R1.5轴材料选用45钢

  V型皮带传动的效率为0.96，齿轮传动效率为0.97转速160r/s，电机功率为3kw确定轴的最小直径

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