基于ProE的小型葡萄除梗破碎机的设计

添加人：admin 发布时间：2017/7/5 9:21:27 来源：中国破碎机网

　　随着国内经济的持续增长，人们对酒类的消费习惯已经潜移默化地改变，葡萄酒逐渐走上大众的餐桌。葡萄酒消费的增长也带动葡萄酒设备需求的增长，对葡萄酒设备的工艺提出了更高的要求。一穗葡萄浆果包括果梗和果粒两部分，在葡萄酒酿造的过程中，要对葡萄进行破碎和除梗。葡萄破碎的目的是使葡萄果粒破裂而释放出果汁。对解百纳干红葡萄酒加工而言，一般要求尽量高的果粒破碎率和除梗率。
　　其中，如保留部分葡萄梗会增强酒的色度、高分子量多酚以及丹宁物质的含量，可使葡萄酒具有复杂性和品种特性，有利于葡萄酒风味的形成。为了满足中小型葡萄酒生产企业对小型葡萄除梗破碎机的要求，在各种食品机械法规的规定下，结合当今葡萄酒除梗破碎机的发展状况，同时考虑到经济实用问题，对小型葡萄除梗破碎机进行设计。
　　1葡萄除梗破碎机整体结构设计1.1葡萄除梗破碎机的结构小型葡萄除梗破碎机由机体、传动装置、破碎辊、喂料斗、除梗装置、果梗出口和输浆出口等7个部分组成，如所示。
　　1.2葡萄除梗破碎机的工作原理小型葡萄除梗破碎机采用一对压辊对向旋转，实现葡萄的破碎，主动压辊和从动压辊安装在机壳内，依靠齿轮传动实现主从动压辊的连续对滚。工作时，葡萄由喂料斗喂入，落入两破碎压辊之间，葡萄颗粒在辊齿的挤压下被破碎，并同果梗一起进入筛筒；除梗螺旋叶片呈间断排列，与齿轮的转动方向相反，这样果梗被摘除，并从果梗出口排除；果肉与果浆从筛孔中排出，并落入下部排料器中，再经输浆出口排出。
　　1.3葡萄除梗破碎机的性能参数葡萄除梗破碎机的生产能力为1.总功率为221W输浆出口为150mm果梗出口为300mm 2葡萄除梗破碎机运动分析Mechanim是pc/E的机构模块，具有很强的机构仿真功能。通过软件对设计模型进行仿真和分析，能够模拟真实环境中传动装置的工作状况，并对其进行分析和判断，以尽早发现设计缺陷和潜在的失败可能，提前进行改善和修正，从而减少后期修改而付出的代价，缩短设计周期。
　　31实体建模在结构设计中，根据整个设计要求，采用P/E的三维建模技术，根据与其配合的其它零部件的结构尺寸，建立传动齿轮的三维模型图，如所示。
　　32定义约束及载荷约束和载荷都是在P/MeCanica里用来仿真实物的重要依据。“约束”是针对实际的情况，对结构的点、线、面的自由度做一约束。模型简化过程利用了圆周对称性，因此要对齿轮模型的两剪切侧面施加圆周约束。此外，齿轮绕对称轴旋转，具有绕Z轴的旋转自由度。由于圆周对称性，只能由沿X轴和Z轴的平动自由度，不能有环向的平动自由度。对轮齿后表面施加约束，如所示。
　　对轮齿添加载荷，选择取齿轮在分度圆处的啮合线作为齿轮受力的作用线，定义在轮齿所承受的载荷，如所示。该轮齿所承受的载荷为：Fx=6207N F二一1705N33定义材料特征定义材料特征要尽量符合实际材料的性能，使其分析结果能够近似于真实状况。传动齿轮采用的是45钢，并调质处理，其材料特征定义如下：06杨氏模量/MPa2E+005泊松比：0.27拉伸强度/MPa 275.8疲劳强度系数：1.0剪切模量/MPa081E+005表面特性：PQlihed34网格划分为了获得良好的网格质量和足够的分析精度，同手册可以看出，最大应力小于所选齿轮材料许用应力（80MPa要求，最大变形量为。
　　14mm符合设计要求，且有足够的强度储备。
　　4结论使用P/E软件对葡萄除梗破碎机进行设计，其三维造型、运动仿真和有限元分析的设计理念及方法可以大大减少工作量，提高工作效率；通过机械仿真，对各种零件进行装配后模拟机械的运动，从而检查机械的运动是否达到设计要求，各种构件是否发生干涉，将在整机设计中可能存在的问题消除在萌芽状态；通过使用有限元分析模块对传动装置进行静力分析计算，及时调整和优化模型结构，通过分析比较，为确定最终方案带来了很大的便利。
　　经过对样机的试制、装配和调试表明，该葡萄除梗破碎机能够很好地满足葡萄酒加工过程中葡萄除梗破碎的要求，且具有以下特点：一是体积小，质量轻，便于控制，价格低廉；二是结构简单，易操作，工人劳动强度低；三是果梗残留率为5%10%，适合酿造解百纳干红葡萄酒，葡萄酒结构感最优。