機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-家用葡萄酒制作機的設(shè)計（破碎機）【全套圖紙】

1、<p>　　家用葡萄酒制作機的設(shè)計</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　所屬學院 機械電氣化工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化</p><p>　　班 級

2、13-2 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　日 期 2013 .05 </p><p>　　塔里木大學機械電氣化工程學院制</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　葡萄酒是世界上最古老的

3、飲料之一,據(jù)考證距今已有6000多年的歷史,在中國也有兩千多年歷史,著名詩句“葡萄美酒夜光杯”就是最好的寫照。在西方國家,它早已成為餐桌上不可或缺的飲料。[7]在中國，隨著人們消費觀念的轉(zhuǎn)變，飲用葡萄酒被越來越多人所提倡，它不僅能夠給人帶來健康，更是一種文化的象征。同時，越來越多的家庭也在選擇自行釀制葡萄酒，在享受美酒的同時，也在感受著釀造過程所帶來的快樂。</p><p>　　本文介紹的機械是用于葡萄酒釀制過程

4、中葡萄破碎的一種機器，設(shè)計出一種雙膠輥擠壓式葡萄破碎機，對機械的主要參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。并介紹了破碎機的工作原理，并對電動機的選擇，齒輪、皮帶的傳動比進行了計算，對材料的選擇進行了說明。該機械是通過電動機提供動力，采用了齒輪傳動和帶傳動兩種傳動方式傳遞動力，喂料系統(tǒng)采用手動調(diào)節(jié)方式。該破碎機可以滿足不同品種的葡萄破碎，以滿足了各類人群不同口味的喜好，還可手動調(diào)節(jié)膠輥間距，以達到不同的破碎效果。</p><p>　

5、　本機械的特點是成本低，效率高，節(jié)能，清洗方便，并且能夠保證不破壞葡萄籽，以免影響葡萄酒的品質(zhì)，可獨立作業(yè)，無需與其他機械配合使用，操作簡單，占地面積小，是家釀葡萄酒的理想選擇。</p><p>　　關(guān)鍵字：葡萄酒；膠輥；擠壓；破碎機</p><p>　　完整說明書，圖紙，加153893706</p><p><b>　　目 錄</b><

6、/p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 研究葡萄破碎機械的目的和意義1</p><p>　　1.2葡萄破碎機械的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　2 葡萄破碎機械的基本工作原理1</p><p>　　2.1 破碎方式1</p><p>

7、　　2.2 機械破碎過程及注意事項2</p><p>　　3各部分的結(jié)構(gòu)示意圖3</p><p>　　3.1 總體結(jié)構(gòu)示意圖3</p><p>　　3.2 傳動部分示意圖3</p><p><b>　　4電動機的選擇4</b></p><p>　　4.1電動機轉(zhuǎn)速的選擇4</p&

8、gt;<p>　　4.2電動機工作功率的計算5</p><p>　　5皮帶輪傳動部分計算6</p><p>　　5.1計算皮帶功率6</p><p>　　5.2皮帶輪的計算6</p><p>　　6軸與齒輪的計算8</p><p>　　6.1軸的選擇與計算8</p><p&

9、gt;　　6.2軸的支點距離和力作用點的確定10</p><p>　　7膠輥尺寸、材質(zhì)與機體材料的選擇及膠輥間距的調(diào)節(jié)11</p><p>　　7.1膠輥尺寸的確定11</p><p>　　7.2膠輥與機體材料的材質(zhì)的選擇11</p><p>　　7.3膠輥間距調(diào)節(jié)12</p><p><b>　　

10、結(jié) 論13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　改革開放三十多年以來,中國葡萄酒行業(yè)從起步到蓬勃發(fā)展,葡萄酒從陌生到逐步走入

11、我們的生活,其發(fā)展勢頭之迅猛我們有目共睹。隨著人們生活水平的不斷提高,人們對葡萄酒認知程度的不斷提升,葡萄酒釀造技術(shù)的不斷進步,相關(guān)標準的不斷完善,葡萄酒市場的不斷成熟,我們可以預見,在不久的將來,中國將成為全球葡萄酒生產(chǎn)和消費的領(lǐng)頭羊。我們也相信葡萄酒將為中國人的健康作出越來越大的貢獻,為我們的飲食生活帶來越來越多的快樂[6]。</p><p>　　葡萄酒的價值很高，我國明朝時期藥物學家李時珍在《本草綱目》中曾

12、記載了葡萄酒具有“暖腰腎，駐容顏，耐寒”的功效，近代的測試以證實，約有幾百種化合物存在于葡萄酒中，其中包括糖類、礦物質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分和醇、脂、酸、醛、酮、酚等復雜的混合物，具有較高的保健價值[8]。葡萄酒可為人提供熱能，含有8種氨基酸是人體自身不能合成的 “必須氨基酸”及人體所必需的礦物質(zhì)及維生素，并且具有保健、抗老防病、預防心腦血管病、美容養(yǎng)顏的作用。</p><p>　　鑒于葡萄酒的諸多益處，帶動了我們葡

13、萄酒機械行業(yè)迅猛發(fā)展，我國小型家釀葡萄酒行業(yè)主要集中在河北黎昌縣、江蘇靖江市、河南新鄉(xiāng)市。</p><p>　　1.1 研究葡萄破碎機械的目的和意義</p><p>　　現(xiàn)階段, 隨著國內(nèi)人民物質(zhì)文化需求的不斷提高，人們越來越注重文化建設(shè)和食品健康問題。而作為健康和文化象征的葡萄酒也越來越受人喜愛，更多的家庭選擇自行釀制葡萄酒。不僅可以享受美酒帶來的醇香，還可以體會釀酒時的樂趣。</

14、p><p>　　然而，家庭自釀葡萄酒工作量大，主要集中在除梗、清洗、風干、破碎的過程，尤其是破碎的過程。破碎機工藝效果的好壞, 對葡萄的破碎率、對葡萄酒的品質(zhì)、口味、電耗都有著密切的關(guān)系。因而要求葡萄破碎機在破碎過程中, 應盡量提高破碎率， 減少葡萄籽的破壞, 以便于提高葡萄酒的品質(zhì);還應該注意保持較高而穩(wěn)定的破碎率, 以利于提高生產(chǎn)效率, 同時還必須節(jié)省動力和減少膠輥的消耗, 以利于降低釀造成本。</p>

15、;<p>　　為了達到以述目的與要求, 應根據(jù)葡萄的尺寸、品質(zhì)等特征精心設(shè)計一種家用小型葡萄破碎機。以滿足各類人群的需求，減少勞動強度。</p><p>　　1.2葡萄破碎機械的研究現(xiàn)狀</p><p>　　近年來，國產(chǎn)葡萄酒牢牢地占據(jù)了市場主流，葡萄酒生產(chǎn)機械裝備制造業(yè)也隨之迅速發(fā)展。在國外先進設(shè)備不斷被引進的基礎(chǔ)上，許多國產(chǎn)葡萄酒設(shè)備也有了長足的進步。但總體而言，國內(nèi)葡萄

16、酒生產(chǎn)設(shè)備專業(yè)化研發(fā)和生產(chǎn)程度較低，大型品牌葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)更傾向于采購國外的成熟設(shè)備[5]。從工藝流程來看，國產(chǎn)壓榨等前處理設(shè)備生產(chǎn)較為集中，主要分布在河南新鄉(xiāng)地區(qū)。發(fā)酵、灌裝、貼標、包裝等葡萄酒生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)多是從啤酒、白酒、酒精生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)化而來，專業(yè)化研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)不多。國內(nèi)的葡萄酒設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)迫切需要在引進、消化，然后再創(chuàng)新方面有所建樹[1]。</p><p>　　總體而言，葡萄酒機械生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模偏小

17、，研發(fā)和生產(chǎn)較為滯后。往往進口設(shè)備已經(jīng)非常成熟，國內(nèi)才開始仿制，在市場競爭中非常被動。國內(nèi)實力較為雄厚的大型釀酒設(shè)備制造企業(yè)應當抓住當前葡萄酒行業(yè)大發(fā)展的有利時機，積極參加行業(yè)的展覽、交流活動，盡快提高葡萄種植與葡萄酒生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)水平，為國產(chǎn)葡萄酒生產(chǎn)設(shè)備闖出一條路[9]。</p><p>　　據(jù)了解，目前國內(nèi)生產(chǎn)家用葡萄釀造相關(guān)機械的生產(chǎn)廠家主要集中在河北黎昌縣、江蘇靖江市、河南新鄉(xiāng)市，產(chǎn)品規(guī)格大都超過

18、1米，占地面積大，搬運不方便。</p><p>　　2 葡萄破碎機械的基本工作原理</p><p><b>　　2.1 破碎方式</b></p><p>　　本機械采用雙膠輥擠壓破碎方式對葡萄進行破碎。在膠輥上具有小凸起，可以加大破碎效果。</p><p>　　2.2 機械破碎過程及注意事項</p><

19、;p>　　破碎過程：擠壓主要工作構(gòu)件是一對并列的膠輥，一個主動膠輥，一個從動膠輥，膠輥工作時，兩膠輥之間距離稱為為破碎工作區(qū)（如圖2-1所示）。其間距小于葡萄尺寸，而大于葡萄籽尺寸。葡萄落入破碎工作區(qū)，當其與兩輥面接觸，在主動輪逆時針運動時受到擠壓作用力與摩擦作用力，使葡萄向下運動，從動輥受葡萄摩擦力作用順時針方向運動，并與主動輥之間形成一定的線速度差，從而加大破碎效果。同樣，膠輥上的凸起也可加大破碎效果，使葡萄汁從果肉內(nèi)脫離出來

20、。</p><p>　　圖2-1 膠輥工作區(qū)示意圖</p><p>　　2.2.1 葡萄酒制作工藝流程及準備工作</p><p>　　制作工藝流程。葡萄挑選去雜→清洗→風干→破碎→加糖→前發(fā)酵→過濾→后發(fā)酵→澄清→成品。在葡萄破碎前，需要對葡萄進行挑選，將果梗摘除，清洗，并自然風干，以免雜志影響葡萄酒的品質(zhì)[3]。</p><p>　　2.2

21、.2 注意事項</p><p>　　膠輥與進料斗相應調(diào)節(jié)，確保葡萄準確落入膠輥工作區(qū)。如圖2-2所示，可以通過調(diào)節(jié)膠輥間距（上螺桿起調(diào)節(jié)進料斗間距作用，下螺桿起調(diào)節(jié)膠輥間距作用），確保葡萄落入兩膠輥之間，葡萄從進料斗落入破碎工作區(qū)時，必須落入兩膠輥之間。在調(diào)節(jié)膠輥之間間距時，相應調(diào)節(jié)進料斗間的間距。確保葡萄落入兩膠輥間。</p><p>　　圖2-2 膠輥間距調(diào)節(jié)方式</p>

22、<p>　　兩輥間必須有適當壓力。兩輥間必須保持適當?shù)膲毫Γ鼓z輥對葡萄產(chǎn)生擠壓搓撕作用力，使葡萄破裂，果汁自動流出。不過，其擠壓作用力也不宜過大，避免葡萄籽粒受到損傷，從而影響葡萄酒品質(zhì)與口感。</p><p>　　兩輥之間存在一定線速差。主從動輪之間要存在一定的線速度差。如兩輥的線速相同，即V差=0，則葡萄兩側(cè)只有擠壓力作用而沒有一向上，一向下的相反方向磨擦力作用，破碎效果受到一定的影響。為了加大

23、破碎效果，在設(shè)計時應考慮使主動輪以一定的速度旋轉(zhuǎn)，帶動從動輥旋轉(zhuǎn)，從而形成一定的線速度差。</p><p>　　3各部分的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.1 總體結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖3-1 結(jié)構(gòu)圖（左視圖）</p><p>　　圖3-2 結(jié)構(gòu)圖（正視圖）</p><p>　　3.2 傳動部分示意圖&l

24、t;/p><p>　　圖3-3 傳動部件示意圖</p><p>　　圖3-4 帶輪中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖 圖3-5 破碎工作區(qū)（膠輥）</p><p><b>　　4電動機的選擇</b></p><p>　　4.1電動機轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　本電機主要用途為

25、膠輥提供動力，根據(jù)膠輥轉(zhuǎn)速確定電動機型號。膠輥轉(zhuǎn)速不易過大，初步定為(3-4)r/s，即180-240r/min。</p><p>　　根據(jù)公式可知兩齒輪的傳動比為為小、大齒輪半徑</p><p>　　圖4-3 電動機帶輪 </p><p>　　圖4-2 主動軸帶輪</p><p>　　根據(jù)上圖及公式可知帶傳動傳動比。為大、小皮帶輪

26、基準半徑。</p><p>　　若要使主動膠輥轉(zhuǎn)速保持在（3-4）r/s，則電動機轉(zhuǎn)速應為（1080-1440）r/min，且電動機功率、尺寸不易過大。查表可選擇電動機轉(zhuǎn)速為</p><p>　　4.2電動機工作功率的計算</p><p><b>　　V帶速度為</b></p><p><b>　　此處已刪除&

27、lt;/b></p><p>　　mm </p><p><b>　　大齒輪直徑</b></p><p><b>　　大齒輪齒頂圓</b></p><p><b>　　大齒輪齒底圓</b></p><p>　　大齒

28、輪分度圓直徑mm</p><p>　　6.2軸的支點距離和力作用點的確定</p><p>　　根據(jù)軸上零件的位置可以確定出軸的支點位置，計算齒輪受力。</p><p><b>　　6.2.1齒輪受力</b></p><p><b>　　圓周力： </b></p><p>&

29、lt;b>　　徑向力： </b></p><p><b>　　法向力： </b></p><p><b>　　則小齒輪上的扭矩為</b></p><p>　　， </p><p><b>　　則：</b></p><

30、;p><b>　　，</b></p><p><b>　　大齒輪上的扭矩為</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　6.2.2 主動膠輥的軸力分析</p><p><b>　　垂直面的支撐反力為</b></p>

31、;<p><b>　　即方向與原方向相反</b></p><p><b>　　(6-12)</b></p><p><b>　　即方向與原方向相反</b></p><p><b>　　水平面的支撐反力</b></p><p><b>

32、;　　(6-13)</b></p><p>　　F力在支點產(chǎn)生的反力</p><p><b>　　繪垂直面的彎矩圖</b></p><p><b>　　水平面的彎矩</b></p><p><b>　　F力產(chǎn)生的彎矩</b></p><p>

33、　　a-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為</p><p><b>　　求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　按照強度要求，應使</b></p><p><b>　　故軸的直徑</b></p><p>　　此軸的半徑為8mm，符合標準。</p><p>

34、;　　7膠輥尺寸、材質(zhì)與機體材料的選擇及膠輥間距的調(diào)節(jié)</p><p>　　7.1膠輥尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)實情況選擇膠輥長度為25cm，膠輥直徑為3.2cm，在外部存在半徑為0.4cm，高為0.3cm的圓凸起。</p><p>　　7.2膠輥與機體材料的材質(zhì)的選擇</p><p>　　由于此機械用于破碎葡萄，釀造葡萄酒，所以

35、將膠輥的材質(zhì)及其他所有與葡萄汁有接觸的材質(zhì)均采用塑料材質(zhì)，在機體內(nèi)部涂抹一層塑料材質(zhì)。因為葡萄酒不能與金屬接觸，會影響其品質(zhì)，在整個釀酒過程中, 不能接觸鐵器, 更不能用鐵容器來盛裝[4]。鐵與葡萄酒中的酸接觸, 就會溶解到酒中, 如果超過允許的含愛, 則給酒帶來討厭的鐵銹味, 令人惡心發(fā)嘔。另外國際上對葡萄酒中的鐵、鋁含量有明顯的限制[2]。</p><p><b>　　7.3膠輥間距調(diào)節(jié)</b

36、></p><p>　　在此機械設(shè)計中，考慮到個人口味，生活習性的不同，將膠輥間隙設(shè)為手動可調(diào)節(jié)狀態(tài)，既能滿足不同尺寸葡萄的破碎，又能滿足不同的破碎效果。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文設(shè)計的家用葡萄酒制作機的設(shè)計（破碎機）是將各種機械優(yōu)化組合后設(shè)計出的一種適用于桌面葡萄破碎機械，一種有別于家庭作坊生

37、產(chǎn)的小型機械，具有以下特點：</p><p>　?。?）本機器結(jié)構(gòu)緊湊,，膠輥之間壓力穩(wěn)定,便于調(diào)節(jié) ,具有較穩(wěn)定的破碎率、噪音低、無污染。</p><p>　　（2）本機器通過齒輪和皮帶相結(jié)合的方式傳遞動力，以達到加速器的效果。</p><p>　?。?）該機器與國內(nèi)葡萄破碎機械相比，具有尺寸小，適合各類家庭使用；破碎率可調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)膠輥間達到不同的破碎率，并適

38、合各種品質(zhì)，不同尺寸大小的葡萄破碎，膠輥間距可調(diào)，為4mm-18mm。膠輥間距進行精心的選擇，通過計量葡萄籽及葡萄尺寸選定膠輥間距。</p><p>　?。?）對該機器的材料進行精心選擇，凡與葡萄接觸的材料均選用塑料材質(zhì)，防治葡萄與鐵等金屬接觸，在發(fā)酵過程中形成渾濁，影響葡萄酒的品質(zhì)。</p><p>　?。?）對該機器喂料裝置進行精心設(shè)計，采用手動喂料方式。另因膠輥間距可調(diào)，故設(shè)計喂料裝

39、置時，使進料板間間距可進行相應調(diào)節(jié)，確保葡萄準確進入工作區(qū)。</p><p>　　（6）設(shè)計皮帶張緊裝置，因皮帶在適用過程當中會被拉長，所以連桿式皮帶輪張緊器，利用拉伸彈簧實時調(diào)整皮帶松緊度。</p><p>　　本文介紹的家用葡萄酒制作機成本低，效率高，且保證葡萄的破碎率和葡萄籽的完整度，可獨立作業(yè)，無需與其他機械配合使用，操作簡單，占地面積小等諸多優(yōu)勢。本設(shè)計在結(jié)構(gòu)、材料、經(jīng)濟等多方面

40、符合家庭釀葡萄酒的需要。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，我要感謝我的導師蘭海鵬，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作學習中的榜樣。雖然第一次和導師接觸，但他的和藹可親，嚴謹治學的態(tài)度讓我忽略了師生之間的身份，能以朋友的方式進行溝通。在畢業(yè)設(shè)計過程當中，由于我不在學校的原因，蘭老師常常來電指導我的設(shè)計，細心，耐心的解答我提出的問

41、題，并在設(shè)計過程當中給我提出了許多的寶貴意見，給予我無盡的啟迪，讓我感受到了設(shè)計的快樂并融入其中其次我要感謝其他的畢業(yè)設(shè)計教導教師，是您們的熱情，您們的幫助與指導，讓我的設(shè)計更加完美。最后我要感謝我的同學們，在你們的幫助和指點，你們的設(shè)計資料，你們的鼓勵和加油，讓我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，在此，請允許我對各位老師、同學們表示誠摯的感謝與由衷的敬意。</p><p>　　俗話說的好“磨刀不誤砍柴功”，每當我遇到不懂

42、得問題，畢業(yè)設(shè)計不知如何解決的時候，我都會第一時間打電話咨詢我的導師，蘭老師每次都犧牲自己的休息時間對我提出的問題進行一一解答，從來都不會因為我的問題稍過簡單而加以責備，而是一再的告誡我設(shè)計時應該注意的地方，從課題的設(shè)計總體方向和項目的最終完成，老師始終給予我細心的指導和不懈的支持，真正的做到了“傳道授業(yè)解惑”，讓人油然而生的敬佩。在與老師的溝通交流中，老師的專業(yè)知識也讓我深深的佩服。除此之外，我們組合老師還為我們組的幾個同學專門建立了

43、一個QQ群，以方便大家第一時間接收到畢業(yè)設(shè)計的最新消息和資料，并在群內(nèi)對我們畢業(yè)設(shè)計進行指導。多少個日日夜夜，老師不辭辛苦的在設(shè)計問題上給我們以細心的指導，同時，在思想、學習、生活上給予我們無微不至的關(guān)懷。老師的專業(yè)水平，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，科學研究的精神也是我們永遠學習的榜樣，并將影響到我今后的學習和工作，在此請允許我代表13屆的畢業(yè)生們向我們敬愛的蘭老師，以及各位畢業(yè)設(shè)計指導教師致以由衷的感謝。老師們，您們辛苦了！</p>

44、<p>　　在畢業(yè)論文即將完成之際，在我們即將離開校園之際，我的心情無法平靜，大學四年的生活，讓我接觸到了許多可愛可敬的老師、同學、朋友們，是您們給予我無私的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意，并祝愿您們身體健康，家庭和睦。最后感謝機械電氣化工程學院和我的母校塔里木大學這四年來對我的栽培，祝愿我親愛的母校越來越好。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>

45、<p>　　[1] 劉子豐. 把握行業(yè)發(fā)展脈搏 酒類機械行業(yè)前景看好[N]. 中國包裝報,2011 -1 -20（2）.</p><p>　　[2] 曹芳玲,陳景蕊. 不同處理對葡萄酒鐵穩(wěn)定性的影響[J]. 寧夏農(nóng)林科技, 2002,(3):9.</p><p>　　[3] 朱會霞.家庭釀造葡萄酒技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技,2011（18）:56.</p><p

46、>　　[4] 宋軍.關(guān)于葡萄酒生產(chǎn)中鐵破敗問題[J].山東食品發(fā)酵,1997（1）:5-7.</p><p>　　[5] 梁宇晨,楊楊.新型葡萄除梗破碎機[J].新疆農(nóng)機化,2009（4）:10.</p><p>　　[6] 劉紅,方強.中國葡萄酒行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略分析[J].食品工業(yè)科技，2003（11）:91.</p><p>　　[7] 郭其昌.葡萄酒的營養(yǎng)

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