手工擺臂碾磨設(shè)計(jì).pdf

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1、手工擺臂碾磨設(shè)計(jì)湯受鵬DesignforSwingArmsMillMachine湯受鵬(山東商務(wù)職業(yè)學(xué)院，山東煙臺(tái)264670)【摘要】利用搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，將人操作碾磨時(shí)左右臂伸展擺動(dòng)改變兩只推桿交替往復(fù)推拉運(yùn)動(dòng)；利用圓周雙滾子繞定心轉(zhuǎn)動(dòng)，生成來(lái)回往復(fù)的碾壓。據(jù)此原理設(shè)計(jì)出來(lái)的家用小型碾磨機(jī)，較單手搖動(dòng)機(jī)型成本低，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性更強(qiáng)?！娟P(guān)鍵詞】搖桿滑塊機(jī)構(gòu)；雙臂擺動(dòng)；小型碾磨機(jī)【中圖分類號(hào)】TH69[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A引言一些小型食品加工設(shè)備在民用市場(chǎng)特別是家庭中越來(lái)越受到歡迎．如碾磨機(jī)可以用來(lái)加工

2、元宵米粉面、磨豆腐等；許多家庭喜歡自己加工食品．衛(wèi)生快捷、安全放心。現(xiàn)在的碾磨機(jī)大多是單手搖轉(zhuǎn)．石碾子在磨盤(pán)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)為主要類型．這樣無(wú)論操作者單臂還是雙手轉(zhuǎn)磨都易疲勞。研究發(fā)現(xiàn)人體手臂在胸前來(lái)回伸縮擺臂，特別是雙臂交替前后伸展動(dòng)作的人體功率更好，相對(duì)疲勞度低。因此本設(shè)計(jì)旨在開(kāi)發(fā)一種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)組裝、能將雙手伸展運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成碾子滾動(dòng)碾壓的家用食品加工設(shè)備。1碾盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1為碾盤(pán)設(shè)計(jì)的俯視示意圖；碾盤(pán)用于放置碾錘并接受傳動(dòng)力。進(jìn)行主體碾磨加工。碾盤(pán)主要由4個(gè)區(qū)域構(gòu)成：1)內(nèi)安裝A區(qū)：

3、該區(qū)為通孔半徑R。，內(nèi)裝一個(gè)半徑為R0的定軸，使整個(gè)碾盤(pán)可以圍繞此軸旋轉(zhuǎn)；2)環(huán)狀內(nèi)出粉B區(qū)：其底部為網(wǎng)狀可過(guò)濾加工好的碾磨粉，B區(qū)帶寬為R2一R。；3)碾壓C區(qū)：實(shí)底，碾子在其中碾壓加工，碾后食品粉向兩側(cè)出粉區(qū)擠壓，C區(qū)帶寬為R3_R：；4)環(huán)狀外出粉D區(qū)：底部也是網(wǎng)狀出粉，帶寬R。一R，；在其底部加裝一個(gè)成品粉接收裝置。碾壓食品粉至內(nèi)B、外D出粉區(qū)，符合要求的碾粉可經(jīng)網(wǎng)狀過(guò)濾，下落回收器中。圖l碾盤(pán)結(jié)構(gòu)分區(qū)與尺寸設(shè)計(jì)示意圖本論文受山東省自然科學(xué)基金(ZR2010AM002)和山東省科技攻關(guān)項(xiàng)

4、目(2006GG3210001)資助一13一《儀器儀表與分析監(jiān)測(cè)》2016年第2期其中碾盤(pán)的周邊高度和各區(qū)的寬度可以根據(jù)加工量的大小，即用戶的選擇來(lái)設(shè)計(jì)。即A、B、C、D四區(qū)的高度、間隔厚度可以設(shè)計(jì)成六個(gè)變量。變量設(shè)計(jì)的尺寸越大，一次碾壓加工的量也增大；同理需要的人工手肘擺力也越大。碾盤(pán)的材料可以是碎石膠合，打磨成型效果最好；也可以是鑄鐵包鋼。根據(jù)人手臂擺角、伸展距離和兩臂之間的平均距離設(shè)計(jì)；原則上中心孔R(shí)。尺寸不小于200ram。2碾輪(滾子、碾子)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)如圖2(a)a所示為碾子(也稱

5、滾子)安裝在碾盤(pán)上的示意圖，圖2(b)為滾子處于擺動(dòng)碾壓加工狀態(tài)。滾子主要由兩個(gè)石滾碾子6，和一根貫穿兩滾輪的中心軸5組成。碾子滾輪6直徑為D。，直徑D。越大滾輪越重，需求推力越大且碾壓效果越好。為了盡量密合碾壓區(qū)。滾子的內(nèi)外沿應(yīng)貼合在內(nèi)、外出粉區(qū)設(shè)計(jì)尺寸R：和R，上(參照?qǐng)D1尺寸)。因此滾子的寬度設(shè)計(jì)為：D。=、／(R，)2一(D。／2)2一R：，據(jù)此設(shè)計(jì)可發(fā)現(xiàn)滾子的寬度與直徑成反比。當(dāng)碾盤(pán)尺寸設(shè)計(jì)完成后，才可以選定滾子的直徑與寬度之間的合理比例參數(shù)，否則滾子過(guò)大而過(guò)薄，或者過(guò)小而過(guò)厚使用起來(lái)

6、均不方便。如圖2所示滾子中心軸上5加工兩個(gè)長(zhǎng)度為K2，寬度等于推力軸1的半徑R，的圓形槽孔。兩個(gè)槽孔內(nèi)各安裝了一個(gè)推力軸1(部件1、3、4屬于后續(xù)的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)圖，與滾子配合)。推力軸1固定在推桿4上，且推桿被滑動(dòng)軸承3限制只能一維進(jìn)退。兩槽孔中心間距設(shè)計(jì)為K。，中心軸的直徑應(yīng)至少大于2×K2，滾子中心軸的粗細(xì)應(yīng)根據(jù)軸的選材而定。一般建議選擇剛性和耐磨性較好的鑄鐵材料。碾子中心軸的中心安裝在碾盤(pán)中心的固定安裝軸2上(安裝軸尺寸為凰)，限制兩個(gè)滾子只能圍繞碾盤(pán)做圓周運(yùn)動(dòng)．滾子安裝在碾盤(pán)的碾壓加工區(qū)

7、內(nèi)；來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)并依靠自身動(dòng)力完成碾壓加工。圖2國(guó)為滾子靜止?fàn)顟B(tài)，推力軸未動(dòng)；圖2(b)一14一為工作狀態(tài)，在圖2(b)中兩根推桿相對(duì)靜止位置反向等距進(jìn)退距離L。，推動(dòng)滾子轉(zhuǎn)過(guò)角度a。(a)碾子安裝示意圖(b)碾子擺動(dòng)加工尺寸圖1．滑動(dòng)推力軸，2．固定旋轉(zhuǎn)中心安裝軸，3．滑動(dòng)軸承，4．推桿，5．碾子中心軸，6．碾子，K。：中心軸二槽孑L中心距，K2：槽孔寬度，Ro：固定軸設(shè)計(jì)半徑，R2：加工區(qū)內(nèi)徑，R，：加工區(qū)外徑，R5：推力軸設(shè)計(jì)半徑，LI：設(shè)計(jì)／JI-r單臂伸長(zhǎng)，a：設(shè)計(jì)加工擺角，DI：碾子直徑

8、，D2：碾子寬度。圖2碾子結(jié)構(gòu)圖則可得轉(zhuǎn)角a=arctan(2h／K。)，槽孔偏移中心孔尺寸Kd2>，、／(LI)2-(K以)2一(K,／2)。顯然轉(zhuǎn)角a越大，碾子覆蓋碾壓區(qū)越大．加工越好。增大a的方法是增大Ll設(shè)計(jì)或減小K。．但顯然這樣同時(shí)會(huì)增大K2尺寸；與槽孔問(wèn)距K．>K2相矛盾。因此，綜合人手臂左右擺動(dòng)距離2xh=800mm?？梢允止[臂碾磨設(shè)計(jì)湯受鵬設(shè)計(jì)K2=100mm，Kl=300mm；a一40。；即(順逆時(shí)針每個(gè)滾子各碾壓400)可基本覆蓋了碾壓區(qū)。3搖桿滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)終端動(dòng)