豆腐的自动化流水线系统设计.docx

毕业设计说明书（论文）设计（论文）题目：豆腐的自动化流水线系统设计 专 业:班 级:学 号:姓 名:指导教师:2021年7月16日图2-2五大系统关系图豆浆液图2-2五大系统关系图2.2. 1进浆系统进浆系统中，豆腐液存放在储浆桶中，新鲜豆腐液与系统 的回浆不断注入储浆桶，在其中充分混合均勾后进入结皮槽。在豆腐皮的结皮过程中，虽然豆浆液表面不断结皮使豆浆 液的浓度略有降低但是在85C的温度下，豆浆液中的水分蒸发 得更快，因此造成豆浆液的浓度没有降低反而升高，高浓度的 浆液通过回浆系统进入储浆桶与新鲜豆浆液混合，使得储浆桶 中豆浆液浓度变高为了保证进入结皮槽的豆浆液浓度控制在结 皮最佳浓度，在储浆桶上方安装进水装置，包括进水管道及电 磁阀，进浆系统中安装浓度检测装置，采集豆浆液浓度信号，通 过单片机控制电磁阀的通断从而实现对进浆浓度的自动控制。进浆系统的设计，主要包括电磁阀的选择以及浓度检测及 控制装置的设计与实现。2. 2. 2结皮系统结皮是豆腐皮生产加工过程中的一道重要工序，传统的圆锅形 手工制作方法无法实现生产的连续化，而且豆腐皮厚薄不均为， 有一定的破损现象，无法保证豆腐皮的质量。结皮系统主要包括结皮槽和加热装置两大部分。结皮槽为一长 方形槽，豆浆液不断流入结皮槽内并在其中缓慢流动，在此过 程中，豆浆液中的蛋白质与空气中的氧结合，液面逐渐形成一 层胶质膜，即为豆腐皮。由于结皮过程中温度的要求，需要在 姑皮系统中设计豆浆液加热装置，使豆浆液温度保持在最佳结 皮温度，以保证结皮质量。豆浆液加热采用蒸汽加热的形式， 在姑皮槽下面铺设蒸汽管道，在管道上均为地打孔，蒸汽通过 这些孔注入到蒸汽加热室，给结皮槽中的豆浆液加热。蒸汽加 热室下面多加一层石棉板，减少热量流失。为了实现温度的自 动控制，在豆浆液中放置温度传感器，采集温度信号，通过单 片机自动调节蒸汽阀的通断，从而实现温度的自动控制。姑皮系统的设计包括结皮槽尺寸的设计、蒸汽阀的选择以及温 度检测及控制装置的设计与实现。回浆系统回浆系统的主要部件是泵，根据系统的特点，选用离心泵。 泵的安装位置为远离进浆口而靠近干燥系统的位置，即结皮系 统和干燥系统之间。系统回浆通过泵的作用回到储浆桶，在储浆桶中回浆与新鲜豆腐液充分混 合。回浆系统的设计包括泵的选型以及回浆管道的铺设方案设计。2. 2. 4烘干系统.烘干是为了除去豆腐皮中过多的水分，是豆腐皮结皮过程中 一个重要的环节。传统的烘干方法，时间长，卫生条件差，因 此需要采用自动、连续、封闭的烘干方式，这样，不仅可以减 少能量的损失，还可以保证豆腐皮产品的质量。烘干系统的设计主要包括传动装置和加热装置的设计两大部 分组成。其中，以传动装置的设计为主体，包括传动方案的制 定、电动机的选择、传动轴的设计、键与轴承的强度校核、链 条传动及链轮的设计等。2. 2. 5切割系统对于已经过烘干处理的豆腐皮按照产品的要求进行切割。切割系统主体为一个有切槽的滚简，切割刀按一定频率压入 滚腐皮的长度符合相应产品规格的要求。本次设计中，切割过 程仍然是由手工操 作完成。2. 2. 6总体结构图根据豆腐皮加工工艺流程以及加工过程中各个关键参数的要求,设计豆腐皮机械化生产线总体姑构如图2-3所示。 闻度但号一单片机控制。1.进水口 2.电破胃 4.浊度计S.H度传辑 6MS7.排气口 S.U 9.VJB度 10.刮刀 IIJK隈覆 I2.S13.十风机liMHMtifi IS.主动永简16.5第浪简17.切制刀11伟送倍20电机21.黄汽村热安22.机体23.HXffifi2-3葛体端费示意!fi1. 进水口2.电磁阀3.进浆口4.浓度计5.温度传感器6.吹风器7.排气口8.豆浆9.豆腐皮10.刮刀11.起皮祝12.泵13,干燥风机14.加热管道15.主动滚简16.切割滚简17.切割刀18. 传送带19. 张紧捉20.电机21.燕汽加热室22.机体23.回浆管道分别采集温度信号和浓度信号，而后通过单片机控制蒸汽阀门 以及进浆阀门的通断，从而实现豆浆液温度以及浓度的自动控制。3. 2. 1结皮槽设计结皮槽为长方体状，采用不锈钢板制作，钢板厚度为4mm。 根据第二章中所述豆腐皮最佳生产工艺条件，当豆浆液的温度 控制在85“C,豆腐液的深度控制在c=50mm,豆腐液的浓度控制在5. 5%时，豆腐皮产品质量最 佳。结皮槽的宽度根据豆腐皮产品规格的要求，设计为B=500mm, 结皮槽的高度要略大于豆腐液最佳结皮深度，取c=70mmo主动 滚简直径D2=200mm,转速n2=8r/min,计算得到豆腐皮的姑皮 速度v二tt.D2n2=0. 084m/s.根据生产经验，豆腐皮整个结皮过程需要的总时间为t=lmin,所以结皮槽的长度大致需要:M=vt=O. 084m/s1 min=5. 04m=5040mm,取M-6000mm。3. 2. 2加热装置设计加热装置的设计主要是确定豆腐液的加热方案。根据目前企业的实际生产情况，对姑皮槽中的豆浆液采用蒸 汽加热完全可以达到85C的温度要求，故本文采用蒸汽加热的 方式。蒸汽从蒸汽炉出来后，经由蒸汽管道到达蒸汽加热室。蒸汽管道采用公称通径为32mm的普通钢管，管道置于加热室 的中间位置，并对加热室内的钢管进行打孔，高温蒸汽从管道 孔中喷出，充满整个蒸汽加热室，蒸汽加热室位于结皮槽正下 方，高温蒸汽均为加热结皮槽，给结皮槽上方豆浆液提供热量, 使豆浆液温度升高到85”C,并保持相对稳定。具体打孔方式如图3. 2所示。图MAViA打孔方式汽孔41-60达孔21-40乃孔1-20汽管道裁西/出水孔41-60 /出水孔21-40 /出水孔1 -20在6000mm长的管道上每间隔100mm对管道进行打孔，每个打 孔位置孔数为三个，其中两个位于管道的左右两侧，为蒸汽孔, 另一-个位于管道的正下方，为出水孔。蒸汽孔的大小随着打 孔位置到蒸汽入口距离的增加而不断增大，出水孔直径不变。如上图所示，蒸汽孔1-20的直径为0. 5mm,而后依次增大为 1爪01和1.5mm,出水孔的直径均为1mm。3. 3回浆系统设计回浆系统的设计主要是泵的选型以及回浆管道的铺设方案设 计，进浆管道和出浆管道的通径在选定泵的同时选定。3.3. 1泵的选择泵的选择主要考虑以下几个方面：.1 .计算流量Q流量Q是选泵的重要性能数据之一-，它直接关系到整个 装置的生产能力和输送能力。豆浆液横截面积S二Boc=0. 5*0. 05=0. 025 m2,在不考虑结 皮过程中流量损失的情况下，计算出最大回浆流量Q二 1/2Sv二1/2*0.025 m2 *0.084 m/s=3. 78 m3/h2. 计算扬程H装置系统所需的扬程H是选泵的另一个重要性能数据，一般 要用放大5%10%余量后的扬程来选型。豆腐皮生产设备高度 约为Ao二2m,则H=Ao（+10%）=2.2m。3. 泵的选型本设计中，液体介质为豆腐液，因此，主要应考虑豆腐液 的温度和食品卫生状况。豆腐液的最佳结皮温度为85C,根据这 一-温度 要求可以排除一些耐 温性能较差的泵，并且所设计 的豆腐皮生产设备属于食品机械，必须要求所选的泵能够达到 食品卫生的要求。综上考虑，选择- -种氟塑料衬里耐腐泵。氟塑料衬里时腐 泵是将聚四氟乙烯树脂采用模压（或镶嵌）的方法置于钢质或铁 质的泵承压件的内壁或管件的外表面，利用其在抗强腐蚀介质 方面的独特性能制作成各类泵。由于聚四氟乙烯在抗腐蚀方面具有无可比拟的优异性能， 将聚四氟乙烯内衬于泵内壁，既克服了聚四氟乙烯材料强度低 的缺点，又解决了泵主体材料抗腐蚀性能差、成本高的不足。 此外，聚四氟乙烯除了具有优异的化学稳定性外，其防污、防粘性良好，动、静摩擦系数值极小且相近，减摩润滑性能良 好。综合考虑以上计算所得的流量Q和扬程H,选择型号为FS- 32-25-100的泵，具体参数如图3. 3所示。次AIc0tfG10$470270Kn12S100IM104MlIM40321100103US1M4021MHM1024520$M40140100101S1027S71631901401S2re 3-3系的型号及其技术参敷里号isaa (mm)心扬程H(m)mtofrnua)(a)电饥g (kw)106 (FSM.1M0)2015i530.12105 (FS2O-2O-90)2020)630J7104 (FS32-25-I0Q)322$4tXMM5035()103 (FS32-2$.|O5)22$6.3SZjW607$IO2B(FS4G-n.l2$)40n11)20M1.5I01-2B (FM5-5O-I50)65so2$2S64根据上述泵的技术参数，可以确定进浆口管道的通径为32mm, 出浆口管道的通径为25mm,流量Q二4m3/h,扬程H=8mo 根据流量公式反推得：.2Q_2x4mh. 2x4m?* =S0. 025m0. 025m23600s= 0.088m/sx v= 0. 084m/s可见流量也是满足要求的。3. 3. 2管道的布置泵安装在远离进浆口而靠近干燥系统的位置，即结皮槽和干 燥系统之间。管道从结皮槽末端经过泵之后回到储浆桶，即回浆进入储浆 桶，而后与新鲜浆液混合一同再次进入结皮槽中，如图3.1所 示。之所以设计回浆到储浆桶中，是因为豆浆液表面在不断的 姑皮的同时，豆浆液中的水分在高温状态下较快地蒸发，使姑 皮槽内的浆液浓度不断升高，如果回浆直接进入结皮槽，就无 法通过控制进浆口的豆浆液浓度进而实现对结皮槽中豆浆液浓 度的有效、及时的控制。因此，选择回浆入储浆桶，通过控制 进水阀门的通断，从而保证储浆桶中豆浆液浓度恒定，进而实 现姑皮槽进浆口浆液浓度的恒定。由于豆浆液会与普通钢管内壁产生粘着，导致回浆管道阻塞, 因此，选用直径为25mm的塑料管作为系统的回浆管道。3. 4烘干系统设计烘干系统主要包括两大部分：传动装置和加热装置。传动装 置的作用是将结皮槽中的豆腐皮传送到加热装置中，对豆腐皮 进行烘干，而后再传送到切割系统，对烘干后的豆腐皮进行切 割。传动装置的设计包括传动方案的确定、链传动的设计、传 动轴的设计以及校核等。加热装置的作用是完成对豆腐皮的烘 干，加热装置的设计主要是加热方式的确定。3. 4. 1传动方案烘干系统传动方案如图3. 4所示。烘干系统传动方案如图3. 4所示。图34烘干系统传动方案1-电动机：2-链传动；3-豆腐皮运输机；4-链传动；5-切割滚 简图3-4烘干系统传动方案3. 4. 2电动机的选择选择电动机的类型，必须适应机械负载特性、平稳或冲击程 度、运行状态、调速范围以及起动、制动的频繁程度等要求。本设计中，传动速度要求为n1=20r/min.由于减速比很大， 符合设计所需减速比的减速箱需要三级展开式圆柱齿轮减速器, 其传动比范围可以达到40-200,但是体积和重量都偏大，不符 合要求。因此，这里直接选择体积小、重量轻的齿轮减速电机, 型号为YYCJ-250-3.具体技术指标如下：a）输出功率（W） :250b）电压（V） :380c）电源频率（HZ） :50d）速度可调范围（转/分）:20-65HZe)电流(A) :1.00效率(%) :63g)减速器规格：减速比1773. 4. 3轴设计轴的疲劳强度计算方法主要有按照许用切应力计算方法、 按许用弯曲应力计算方法和安全系数法。在进行轴的结构设计时, 通常按照许用切应力方法初步估算轴的直径。对于以传递转矩 为主的传动轴和不重要的轴，也可以作为最后计算结果。按照 许用弯曲应力计算主要适用于主要结构形状和尺寸、轴上零件 的位置以及外载荷和支反力的作用位置均己确定的轴。般重要 的、弯扭复合的轴采用这一方法进 行强度计算已经足够可靠。 安全系数法的校核计算要在轴的结构设计完成以后进行，目的 是在计入应力集中、尺寸效应和表面状态等各种因素后，精确 地确定各个危险截面的安全程度。这一方法计算精度高，通常 用于重要轴的计算ls0o根据以上各种方法的特点，本设计采 用许用切应力方法计算轴的疲劳强度。以主动滚简主轴为例， 滚简直径D1=200mm,电机输出功率p. =0. 25kw,传动效率n二0.95,则p* =po. T|= 0. 25x0. 95 = 0. 2375kw(3-1)i 二丛 _20。(3-2)T = 9550000 巴二 9550000x0. 2375二二 283. 5N. m (3-3) 选用轴的材料为45号钢，调制处理，由机械设计手册得：0. 2375dm i n 二C.= 112x = 34. 7mm(3-4)轴上开有键槽时，应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的影响。 当轴直径的的d1100m时，单键应增大5%-7%,双键应增大 10%-15%.本设计中，轴上开有双键.按直径增加15%计管，刚d1 =d1 min(1+15%) =34 7x(1+15%) =39 9mm.圆整op- sol, Mpa(3-5)式中：T-传递的转矩，N.m;3.4.k一键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h,此处h为键的 高度,mm;1-键的工作长度，mm,圆头平键l=L-b,平头平键1二L,这 里L为键的公称长度，mm; b为键的宽度，mm;头平d轴的直径，mm;键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力， MPa;槽三查机械设计手册，得：通常b(h9)二 12mm, h(11)= 8mm, k=_=4mm, 1=L-b= 50-12 二38mm ,照其二 120MPa, (hl4)二28 140mm,取L二 50mm，代入式(3-5)得： 分布op =0. 1MPaa,满足强度要求。链传动设计链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动，具有以下优点：a) 与带传动相比，没有弹性滑动，传动比精确，传动可靠，张紧 力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高，可 达 98%;b) 与齿轮传动相比，可以有较大的中心距；c) 可在高温或润滑油环境中工作，也可用于多灰尘的环境。本设计中,传动功率PL=0. 16kw;主动轴转速n1=20r/min;传动 速度v3m/s;传动种类：倾斜传动；传动比i=2. 5,设计计算过 程如下：1. 链轮传动速度v3m/s,推荐齿数Zimin=1517,由于链节通常取偶数，考虑到均勾磨损问题，链轮齿数最好选 用质数或不能整除链节数的数目，故选取主动链轮齿数Z1=170 根据传动比，则从动链轮齿数Z2二iZ1=2. 5*1742. 5,选取 Z2=43.2. 在工作情况为平稳载荷，输入动力为电动机时，工 况系数KA=1.0,求得计算功率P. =K,. P = 1.0x0. 16 二 0. 16kw(3-6)左沿右此坚壮哭的柱口下n5D中中心听斗管八才但.目录目录2摘要4第一章绪论61. 1课题研究背景61. 2豆腐皮机械化生产研究现状71.2. 1豆腐皮传统手工生产加工流程71.2. 2豆腐皮机械化生产设备研究现状81. 3课题研究内容及意义9第二章豆腐皮生产设备的总体设计102. 1豆腐皮生产设备的设计参数102. 1. 1主要技术经济指标102. 1. 2豆腐皮生产加工工艺参数要求112. 2豆腐皮生产设备的总体方案112. 2. 1进浆系统12结皮系统122. 2. 3回浆系统132. 2.4烘干系统13切割系统13总体姑构图14第3章关键机械装备详细设计153. 1进浆系统设计153. 2结皮系统设计151结皮槽设计163. 2. 2加热装置设计163. 3回浆系统设计17amin = 0. 2Z (i+1).P =0. 2x17x(2. 5+1).P=11.9P(3-7)选取a=20P,计算链节数为Lp=+2a.2+Z (2-乙 YP。二 70. 8 (3-8)选取L=72节。p: z_Rk.-0 “-(周)” =08. (0) “-(品)=0.92, k,=1,代入式(3-9)得：PiN0.20kW根据小链轮的转速以及单根链传递功率，查图，选择链号10A。 由链号，查表得到链节距p=15. 875mm.4,中心距aa二fL,Z +Z,4p-乙.+22 *. ! 2. -Z2= 326. 8mm (3-10)中心距减小量Aa二(0.0020. 004) a=0. 65-1. 31mm则实际中心距.ai =a- Aa = 326. 8-(0. 65 1.31)= 325. 5 326. 2mm,取a i = 326mmo5. 验算链轮速度v=-nzP_. 20r/minx 17x15. 875= 0. 09m/s (3-11)60x 1000与已知条件相符。.7.链轮结构采用整体式钢制小链轮，其主要结构尺寸有：分度 圆直径dl,齿顶项圆直径da,齿根圆直径df,轮毅厚度h,轮毅长 度1,轮毅直径dh,齿宽bf,内链节内宽b1.对于大链轮，齿数Z2=43,孔径dk=40mm,计算得：d2=217. 48mm, h二18. 34mm , 12 =6039mm, da =76. 60mm,b, r = 8. 93mm, d jz = 207. 32mm, do2 = 225. 47mmo对于小链轮，同理得du = 86. 39mm, h = 12. 33mm, = 40. 69mm, dhn =64. 66mm, bp = 8. 93mm, . dp = 76. 23mm, do = 93. 50mmo8 .润滑方式的选定根据滚子链节距p=15. 875m和链条的运动速度v=0. 09m/s, 查图，选用润滑方式I,即用油刷或油壶人工定期润滑。3. 4. 6加热装置设计烘干系统的加热装置采用蒸汽管道加热的方式，管道铺设 在传送带的上下两侧依靠管道散发出来的热量将豆腐皮烘干，如图3. 5所示。I.豆腐皮2.主动浪筒3.JI气加焦管道4.张攀辗5.传送帘6.从动浪筒 W3-5烘干系统加典装置工，2传动滚筒3. 4. 7传动滚筒的设计传动滚简是带式输送机传递动力的主要部件，驱动带式输送 机的方式有单滚筒、双滚筒及多滚简之分。单滚筒多用于功率 不太大的输送机上。传动滚筒的筒体有两个作用。一个用来支 撑并拖动输送带运动，或者直接支撑并输送成件物料。二是作 为壳体保护内部部件和传动装置。这两个作用都要求滚简体坚 固。滚简体的形状绝大多数为圆柱体。制作滚筒的材料一般为 普通碳钢。直径较大的传动滚筒，其滚简体通常采用Q235-A钢 板卷制、焊接、然后进行及加传动滚简是带式输送机传递动力 的主要部件，其驱动带式输送机的方式有单滚筒、双滚筒及多 滚简之分单滚筒多用于功率不太大的输送机上.传动滚筒的筒 体有两个作用.一个用来支撑并拖动输送带运动，者直接支撑并 输送成件物料.二是作为壳体保护内部部件和传动装置.这两个 作用都要求滚简体坚固.滚简体的形状绝大多数为圆柱体.制作 滚筒的材料一般为普通碳钢.直径较大的传动滚筒，其滚简体 通常采用Q 235-A钢板卷制、焊接、然后进行及加工3. 5切割系统设计切割系统的设计主要是切割滚简的设计，滚简上有切槽, 便于切割刀压入切槽内，实现对豆腐皮成品的切割。第4章成本及经济效益分析豆皮是我们日常生活中最常见常吃的一种普通豆制品，在 个大小农贸市场、超市、小商店以及餐馆饭店均是销售最好的 产品，因其营养价值高，使用方便快捷，其市场需求量大， 是最不愁销路的普通产品，但目 前市场上的旦腐皮大都是手 工作坊生产的，不但效率低，外观不整齐，厚薄不一致， 而且卫生条件差，无市场竞争力。本豆腐皮机优势：最简易， 最实用。豆腐机，泼皮、压榨、剥皮全自动操作具有搅拌泼脑、 传送折叠、压制卷布、自动压榨、自动剥皮等流水作业功能， 五个辅车昆可实现薄厚随时调节，适应不同地区的消费需求。关 键部件使用高级不锈钢制造，完全符合卫生标准。所生产的豆 腐皮薄厚均可，成本低产量高，宽窄厚薄均可调整、产品色泽 -致，厚薄可调（0.2-3毫米），韧性好，叠起来用手摔不烂, 口感好，不论凉拌小菜，煎炒，打汤，垛菜，均是美味佳肴， 保持了传统优质豆腐的口感和风味。投资少，效益高，回报快 的特点，特别适合城镇居民自主创业。1、设备总成本约5万元.2、该生产线2-3人（生产人员数量与产量有关）。即可生产，自 动送料，自动折叠豆腐皮，其产品规格，宽窄厚薄以及生产速 度均实现自动调节。3、占地60平方米。4、大致工艺流程：黄豆浸泡-磨浆-煮浆-成型-压皮-剥皮-成型。5、日产量：约1800斤。每斤大豆生产1-1.6斤，豆价1.5元/斤， 皮价2.2元/斤，每斤大豆加工后理论得纯利润0. 7元，按日产 1000斤计算则可获利700元(豆渣可抵工资与电费)。6、市场:1) .集市批发销售2) .风味食品送批发部、超市、商店、酒店等销售3) .送工厂、学校、机关、部队等直销。综上：豆腐的机械化生产相较于传统的手工制作，既节约了原料又安全卫生，投入少，效率高，增强了其参与市场竞争的能 力，其经济效益、社会效益十分显著，相信其应用前景将十分 广阔。第5章结论本文设计了一种豆腐生产设备，掌握了一般机械设备的设 计原则和方法，培养理论联系实际的工作作风。设计与专业关系紧密，可综合利用所学的机械原理、机械 设计、工程材料和CAD绘图等专业知识。这次毕业设计我对大学期间所学知识有了一个系统的复习 和总姑.各个科目有了更深刻的认识，通过各种渠道对所学知识 进行了定的扩展和深入，学到了很多以前不知道的东西，道以前 的自己对课本上的内容只是知其然不知其所以然，并不知道如 何把自己所学到的知识应用起来，通过这次的设计我才了解到 所学知识是多么的，前只是茫然的在学，在感觉好像找到了目 标一样，信这次的毕业设计会对我以后的工作和生活有很大的 影响的，以后我会更加努力的，学习更多的知识来武装自己！致谢本设计在指导导师的悉心指导和严格要求下完成的，从课题 选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着张导师的心血 和汗水。导师敏锐的学术思想，严谨的治学态度，认真的工作作风使 我受益匪浅！值此成文之际，特向张导师致以深深的感谢和诚挚 的敬意。感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你 们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家 的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前 所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起 吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。但愿 大家平平安安，留守复旦的快快乐乐，挥师北上的顺顺利利， 也愿离开我们寝室的开开心心。我们在一起的日子，我会记一辈子的。感谢我的爸爸妈妈，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永 远健康快乐是我最大的心愿。在这份毕业论文总结报告即将完成之际，我的心情无法平静， 从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、 朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于机械设计方面 的知识，尤其对豆腐皮生产机械系统设计有了较全面的了解， 对机械设计整个过程有了更深层次的认识。独立设计能力有了很大的提高。在设计过程中我查阅了许多设计相关的资料，使我掌握了查阅文献的方法，这将对我以后从事设计工作带来很大的帮助。设计中我还使用了CAD等绘图软件，使用这些软件的能力也 有了很大的提高。总之，通过这次毕业设计，让我在大学里所学的专业知识得 以运用，使我的设计能力有了进一步的提高。同时，我还要特别感谢其他专业老师在大学三年中对我的鼓 励和指导，他们为我完成这篇论文提供了巨大的帮助。在此我 也衷心的感谢他们。另外，衷心感谢我的同窗同学们，你们不仅让我感觉到了友 情的力量，也让我感觉到了生活的愉悦，通过相互讨论学到的 思维方式使我受益终生。我要由衷的感谢我的指导老师，本论文设计在老师的悉心指 导和严格要求下已完成，他们学识渊博、认真的工作态度和严 谨的治学作风、平易近人的为人风格给予我深刻的印象，使我 受益匪浅。从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无 不凝聚着老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，他们为我 提供了种种指导和一些建议，他们一丝不苟的作风，严谨求实 的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会 这么顺利的完成毕业设计。在此向这老师们表示深深的感谢和 崇高的敬意！同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学，在毕业设计的这段时间里，你 们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，每次遇到困难 时，总能从你们那得到支持，在你们身上我学到了互助的精神. 一个人的力量是有限的，可是集体的力量是无穷的，好比一滴水，不能形成波涛汹涌的大海。在此，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表 示由衷的谢意！衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的 各位老师！主要参考文献、资料（写清楚参考文献名称、作者、出版单位）： 1 杨淑媛.新编豆腐食品M J.北京：中国商业出版社，1989.2石彦国.豆腐品工艺学M.北京：中国轻工业出版社，1993.3曾泉.豆腐的加工方法J加.工贮藏，2005, 3.4郭发定.豆腐生产工艺J科技致富向导，2007, 7.5武深秋.豆腐加工新技术J贮藏加工，2006, 9.6李利华，田光辉.影响豆腐生产因素的研究叮汉中师范学院 学报（自然科学）,2003, 6.7邓瑞君，徐荣雄.影响豆腐形成的因素探讨J中国调味品， 1999, 2.8王洪晶，华欲飞.豆腐分离蛋白凝胶研究进展J粮食与油脂, 2005.9张军合.豆腐生产流水线的改进研究J豆腐加工与食品机械, 2001, 1110李诗龙，刘协舫，张永林.sFzcx125型豆腐自动成形机的研制J豆腐加工，一11刘昭明.豆腐生产流水线原理研究J广西工学院学报，1994, 5.12韩智,1994, 5.12韩智,石谷孝佑，李再贵.不同豆腐浓度和浆液深度对豆腐生产的影响3. 3. 1泵的选择173. 3. 2管道的布置193.4烘干系统设计193.4. 1传动方案19电动机的选择20轴设计213.4. 4键的强度校核22链传动设计22加热装置设计24传动滚筒的设计253.5切割系统设计25第4章成本及经济效益析26第5章结论27致谢28参考文献29摘要豆腐是蛋白质分子在加热变性过程中通过疏水键与脂肪结合形 成的大豆蛋白质脂类薄膜。它是一种营养价值很高的素食品，有 “素中之荤”的誉称深受广大人民的喜爱随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，传统的手工生产 加工方式已不符合们对豆腐皮品质和卫生指标越来越高的要求。 因此急需开发豆腐皮加工的成套设备，同时研究其相应的加工工 艺，从而使其生产、加工过程实现机械化、自动化，提高劳动生 产率，改善成品质量，使豆腐皮的生产能够满足国内外市场的需 求。本文首先阐述了豆腐皮传统手工生产的加工流程及其机械化生产 的研究现状，按照豆腐皮的加工工艺流程，考虑到对加工过程中 关键参数的控制，首先制定了豆腐皮机械化生产线的总体设计方 案，然后对关键机械设备进行了设计，尤其对烘干系统带传动。第一章，绪论1.1课题研究背景几千年来，大豆及其制品是我国人民的传统食品之一，它在中 华民族的繁衍生息中起到了极其重要的作用，就像大豆起源于中 国一样，大豆制品也是2000多年前最早出现在中国。传统的大豆 制品主要有豆腐、腐乳、豆腐皮、豆腐干、天培、纳豆等，其中 豆腐皮在我国有着悠久的历史。大豆及大豆制品是高营养的植物 性食品。它们不仅蛋白质含量高，而且质量也好。这主要表现在 其蛋白质必需氨基酸的含量高，比例比较平衡和合理。大豆制品 不但富含蛋白质，还含有人体必需的多种维生素和矿物质。李时 珍在本草纲目中说，大豆用水浸泡、撵碎、滤去渣、煎成， 其面上凝结者揭取凉干，名曰豆腐。这种制作方法和现在的制作 工艺有着惊人的相似，只是后期处理有所不同而已。王世雄在 随息居饮食谱中称豆腐“最宜病人”。因此，古人很早就知道豆腐的制作方法和食用价值。价值和医学价值认识的加深，近年来，豆腐制品不仅在东方 而且在西方也深受消费者的欢迎，国内外市场对豆腐产品的需要 量日趋增大。豆腐皮的生产加工长期以来一直采用手工的方式，传统手工 作的豆腐皮厚薄不均、破损严重、成品合格率一般在65%左右， 且由于采用手工操作，劳动强度大，生产效率低，成品质量特别 卫生指标较难保证，从而制约了该行业的发展。随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，对豆腐皮品质 和卫生指标相对有了更高的要求，手工作坊的豆腐皮生产方式已 经无法满足现代食品生产的要求，因此急需开发豆腐皮机械化生 产的套设备，同时研究与之相应的加工工艺，并实现关键加工工 艺参的自动控制，从而在保证豆腐皮产品质量的基础上，使豆腐 皮生产加工过程实现机械化、自动化，提高劳动生产率，满足国 内外市场的需求。本文在详细分析豆腐皮加工工艺流程基础上， 进行豆腐皮机械化生产线的设计研发工作。1.2豆腐机械化生产研究现状1.2. 1豆腐传统手工生产加工流程传统手工制作豆腐的加工工艺，从生产过程来看，主要有选 料浸泡、磨浆、滤浆、煮浆、提竹、烘干、回软等主要工艺程。(1) .选料：制作豆腐皮的主要原料为豆腐，选择皮色淡黄的大豆，通过过筛清除劣豆、杂质和砂土，使其纯净， 然后置于电动磨中，去掉豆衣。(2) .浸泡：把去衣后的大豆放入缸或桶内，加入清水浸泡，让豆粒膨胀。浸水时间根据温度的高低而有所不同。(3) .磨浆：采用砂轮磨把大豆磨碎，此过程需加水，加水量的多少会直接影响到蛋白质提取率以及豆腐液的浓度, 进而影响产品质量。(4) .滤浆：用热水冲洗豆腐，并搅拌均为，把豆腐倒入吊袋内,摇晃吊袋进行滤浆，经过三次滤浆就可以把豆浆沥 尽。(5) .煮浆：煮浆是豆腐皮制作过程中最关键的一个环节。煮浆的目的是通过高温清除豆腐的豆腥味和苦涩味，增 加大豆的香味，并且提高蛋白质消化率。此外，通过 高温作用，能够使蛋白质得到充分变性，为后续过程 创造必要的条件。(6) .提竹：将豆浆倒入平底锅内，大约5分钟后，豆浆表面就会自然结成一层薄膜，即第一章绪论为豆腐皮。用竹 竿沿着锅边挑起，使豆腐皮成竹条状。(7) .烘干：烘干是为了除去豆腐皮中过多的水分，保持60C左右的温度对豆腐皮进行烘干。温度过高，会影响产 品色泽。(8) .软：采用自然降温、回软。 对于过干的豆腐皮，也可以采用适当喷水回软。1.2. 2豆腐机械化生产设备研究现状为了进一步提高豆腐皮产品的质量以及加工生产效率，人们 对其机械化生产进行了一定程度的研究。豆腐皮机械化生产加 工基本上是在遵循传统手工加工豆腐皮制作工艺的基础上，通 过对机械化加工设备的设计研制以及对相应工艺参数的自动控 制，达到豆腐皮的机械化生产。目前，国内关于豆腐皮的连续 结皮工艺和机械化生产设备的研究方面已有一些相关的报道， 豆腐皮加工设备从单一的结皮锅至具有一定自动化程度的生产 机械均有。归纳起来，主要有以下三类：1. 连续结皮锅：豆腐皮连续结皮锅是对传统的间歇性结皮锅进行改进后的产 品该结皮锅的主要组成部分是一个盛放豆浆的容器，容器为一 长槽，将豆浆倒入槽中，使得豆浆表面呈长条形，有利于豆腐 皮的连续产，并且能够保证豆腐皮形状的要求。在长槽形容器 内用隔板将容器分为两个结皮区，隔板端开有空隙。此外，在 隔板上还装有泵，能够加快豆浆的流动。容器外配有加热装置, 由蒸汽管、夹套、保温层和罩壳组成。该结皮锅结构简单，豆 浆流动性较好，与空气接触效果较好，可以实现连续结皮，从 而在一定程度上减少了工人的劳动强度，提高了劳动生产效率。配有烘干设备，可以使豆腐皮实现自动烘干。2. 改进工艺采用连续式生产设备；此种连续式生产设备主要是采用改进工艺对豆腐皮进行生产 方法主要包括悬浮法、喷淋法、滚筒法和浇注法等。用这些方法 生产出 来的最终产品主要是一些类似于豆腐皮的薄膜状豆制品， 而并非传统意义上的蛋白质与空气中的氧份自然结合形成的胶质 膜。3. 传统工艺采用连续式生产设备此种连续式生产设备采用传统工艺，但是由于没有能够实现设 备与工艺的具体配合，以及针对性地解决豆腐皮生产的关键问题, 因此大部分的设备脱离生产现实，无法实现产业化生产。同时整 体机械化研究水平还不高，缺乏对整个成膜过程的有效控制。从 以上专利申请情况中可以看出，目前豆腐皮生产加工行业在机械 化及产业化方面仍然存在许多巫待解决的问题。比如，如何进一 步实现生产加工的机械化、自动化，以提高生产效率，如何在豆 腐皮生产加工过程中实现对豆浆的温度和浓度，等关键工艺参数 的控制，从而保证豆腐皮的产品质量等等。1.3课题研究内容及意义通过对豆腐皮生产设备的设计可以掌握一般机械设备的设计原 则和方法，培养理论联系实际的工作作风。本设计与专业关系紧 密，可综合利用所学的机械原理、机械设计、工程材料和CAD绘 图等专业知识。第二章豆腐皮生产设备的总体设计随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，对豆腐皮品质和 卫生指标相对有了更高的要求，手工作坊的豆腐皮生产方式已经 无法满足现代食品生产的要求，因此急需开发豆腐皮机械化生产 的成套设备同时研究与之相应的加工工艺，并实现关键加工工艺 参数的自动控制从而在保证豆腐产品质量的基础上，使豆腐皮生 产加工过程实现机械化、自动化，提高劳动生产率，满足国内外 市场的需求。2. 1豆腐皮生产设备的设计参数豆腐皮机械化生产加工工艺与传统手工豆腐皮生产加工工艺大致 相同，在遵循此工艺的基础上，通过对生产线的研制以及控制系 统的设计，实现豆腐皮的机械化、自动化生产。本文针对从豆浆 液进入姑置开始的各个环节所组成的生产线进行了研究。2. 1. 1主要技术经济指标加工出的豆腐皮产品应达到以下指标：1. 感官指标a）外光：呈一定几何形状，呈半透明状，厚薄均为，质地细b）色泽：呈淡黄色或金黄色，色泽均匀，无深色焦斑；c）气味和滋味：具有豆制品特有的香气、无异味。2. 物理指标a）厚度:超薄型0. 2-0. 5mmb）抗拉强度:2-2. 5 Mpa/cm2;e）延伸率:20