苹果去皮机论文综述(最终).doc

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苹果去皮机
机电技术教育专业：王明
指导老师：李慧
摘要：分析了我国水果罐头的行业的现状，根据行业弊端提出行业加工领域的机械化、连续化程度的重要性。本设计内容主要包括苹果去皮机的总体设计、内部传动设计以及传动部分的计算、校核和部分标准件的选择等，描述了机器的工作原理。本设计在手摇式苹果去皮机的基础上实现了苹果去皮的自动化。
关键字：苹果去皮机；齿轮传动；设计
0前言
随着我国水果罐头产业的发展以及世界其他国家对水果罐头越来越多的需求，我国水果罐头出口的发展面临着良好的机遇。我国果品罐头产品在国际市场上占据绝对优势和一定的市场份额【1】。尽管高新技术在我国果品加工业得到了逐步应用，加工装备水平也得到了明显提高，但是由于缺乏有自主知识产权的核心技术与管家制造技术，造成了我国果品加工业总体与加工装备的最大问题就是加工过程中自动化、连续化程度低，对先进技术的掌握、使用、引进、消化能力差。以苹果罐头为例：目前苹果罐头加工的主要工序仍要停留在人工操作水平上，机械化水平极低，这将在很大程度上限制生产效率及企业的经济效益。
相比于苹果生产，我国苹果加工业整体能力薄弱，发展明显弱势，机械自动化程度远远落后于西方国家【1】。苹果削皮是罐头加工企业所必须的工艺流程，目前去皮设备大多都停留在手动去皮程度，靠人工转动手柄、手动将苹果逐个插到固定针上或者手工持刀去皮，不仅生产效率低，费时、费力、劳动强度大，而且很容易造成工伤事故；因此设计开发一种自动化苹果去皮能有效地解决加工过程自动化及连续化水平低的问题，降低劳动强度和事故率，对其他果品加工也同样适用。
1．苹果去皮机的发展现状及应用前景
1.1苹果去皮机的发展现状
据调查，当前苹果去皮机大体可以分为以下几种【2】：
1.1.1手工去皮
手工去皮的优点是细致，去皮彻底，损耗小。缺点是速度慢、功效低、成本高。对于生产量较大的情况下，手工去皮是无法适应的【2】。
1.1.2半机械去皮
半机械去皮是借助于机具将果品固定在一个位置上，并使其转动，然后用刀将皮削去。常见的机具有两种：
（1）手摇去皮机该机主要应用于苹果、梨子、柿子的去皮。其工作原里是：将果实插在不锈钢制的三叉上，插时花蒂对准中心线。摇动手柄使主齿轮传动，并传动三叉齿轮而使果实一起动。主动轮另一端的伞齿轮传动去皮伞齿轮而使果实去皮。去皮结束后，手动将苹果拔掉。该机的生产效率随操作者的熟练程度而定。
（2）手动去皮机上面介绍的手摇去皮机其动力是靠人。手动去皮机其动力是电机，将果品的花芯对准中心线并插在不锈钢的三叉上，叉由电机来传动，在果品的另一端加顶针，然后手持去皮刀随果品弧度去皮，削皮结束后放开顶针，用手拔掉果品。该机的生产效率、去皮厚度及均匀程度随操作者的熟练程度而定。
1.2苹果去皮机应用展望
目前，还有很大部分企业在苹果加工方面均采用手摇式苹果去皮机。该机械结构小巧，方便实用，并且容易制造加工。但随着人们生活水平的提高，很多人不愿意直接动手操作机械，希望能有一些电动控制工具，以节省人力。传统的苹果去皮机，不论是生产效率还是生产质量，根本不能满足使用要求，急切需要能够实现自动化控制的苹果去皮机。所以本系统设计将针对传统苹果去皮机的一些缺陷，提出优化的改进，在动力源方面采用电动机和齿轮传动，实现利用机电技术控制的苹果去皮机设计，以满足各企业对苹果生产制作的要求，增强苹果类食品开发国内外市场的潜力和实力【3】。
2.去皮机设计
2.1去皮机整体工艺
一般苹果罐头的生产工艺为【4】：苹果挑选->洗涤->去皮、清洗->切半、控芯->真空浸渍->沥水->烘烤->装罐->排气、密封->杀菌、冷却->贴标贮藏。
本论文主要讨论去皮工艺自动化过程，整个去皮经过的装置为：储料仓->倾斜式输送带->行星拨轮机构->机械手上料装置->去皮机构。
苹果在向上倾斜式输送带上输送：苹果的形状特征（畸形苹果除外）决定苹果只有上下两面可以在倾斜输送带上停留，苹果由储料仓进去输送带的时候，若苹果侧面垂直于输送带则苹果滚落。输送带的倾角可根据简单实验测试得到，决定倾角的条件为：苹果上下面垂直于输送带时可顺利运输，其他情况则苹果滚落。
行星拨轮机构是典型的整理及输送装置，在这里主要用来将苹果按一定时间间隔送至机械手抓取苹果工位。
2.2去皮机的设计
为提高生产效率并使成本增幅尽量减小，采用结构简单的机械手自动上料，双向转盘完成苹果上料、削皮工位转换。根据加工品形状特征，苹果削皮采用苹果自转仿形道具径向移动的方式。
2.2.1去皮机机构及工作原理
其中供料机械手采用三爪气缸式可自动对心将苹果对中地插在插针6上。各爪内侧采用三角形槽面可靠地夹取苹果防止脱落。

机械手结构如图1所示气缸推杆的运动决定手爪的运动规律，滑杆3与手爪4形成滑动幅当推杆