改進結構簡易自動食品粉碎機設計分析

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摘要:本文介紹了一種改進結構的簡易自動粉碎機結構設計。針對目前市場流通的自動食品粉碎機存在粉碎刀片過大，粉碎時不夠精細，導致大多粉碎不徹底，需要進行多次粉碎，增加時間成本，并且粉碎的顆粒不均勻，大小形狀參差不齊，造成粉碎機效率低、耗能高的問題。通過設置了預粉碎機構，可將進入的食品進行預粉碎，在凸輪振動導向板的作用下，顆粒較大，無法通過濾網的食品會再次被彈起進行粉碎，粉碎的顆粒均勻，同時提高了粉碎效率。

關鍵詞:食品;粉碎機;結構設計;自動化

粉碎機是將大尺寸的固體原料粉碎至用戶要求尺寸的機械自動化產品，粉碎機按照粉碎程度可分為大型粉碎機、小型粉碎機和超細微粉碎機。粉碎機的用途十分廣泛，大到冶金、建材、化工、礦山、高速公路建設和水利水電等行業礦產品物料的粉碎加工，小到食品、化工、醫藥、綠化和環衛等行業的物料粉碎處理。食品、制藥、冶金、化工等工行業利用自動粉碎機將物料或礦石，在高速剪切、錘擊在強氣流的驅動下得到所需的粉劑，這些粉劑是經過特殊的不銹鋼篩網的過濾獲得的。粉碎機一般設有吸塵設備，不會有粉末的污染，比較適合粉碎食物、化學物料、中藥材等干燥的脆性物料，具有溫度低、噪音小、效率高等特點。在粉碎食品過程中施加于固體的外力主要有剪切、碾壓、研磨三種［1-3］。圖1為某型號自動食品粉碎機。

1可用于食品粉碎的自動粉碎機技術及特點

用于食品粉碎的自動粉碎機根據結構及功能主要有萬能型粉碎機、錘片式粉碎機、風冷式粉碎機、渦輪式粉碎機等［4］。萬能型粉碎機通過固定輪齒和活動輪齒之間的相對嚙合，使被粉碎物經輪齒摩擦、沖擊及物料彼此間的碰撞等綜合作用下獲得粉碎。這種粉碎機有簡單的結構、安裝堅固、同時運轉平穩、粉碎效果好。被粉碎物可直接由主機磨腔中排出、粒度大小通過更換不同孔徑篩網獲得。特別適用于油性、黏性、熱敏性、纖維性(例:生姜、辣椒、胡椒、油麥、杏仁大豆、八角、桂皮)等中低高硬度物料的粉碎加工。具有產量高、粒度細、噪聲低、能耗低、維修簡單、安裝方便等優點。錘片式粉碎機主要由進料斗、上機體、轉子、電機、風機、機架等部分組成。工作時將物料由進料口均勻、適量加入粉碎室內，加入的物料在錘片的強烈打擊、撕裂和搓擦等作用下迅速被粉碎成粉狀，由于離心力作用，細碎的物料通過篩網下落到下面后被風機吸出。主要用于醫藥、食品、化工等行業，特別適用于纖維性材料，如:玉米秸、桂皮、玉米等［5-6］。風冷式粉碎機采用了風輪式高速旋轉刀，定刀進行沖擊、剪切研磨，粉碎時機腔內產生了強力的氣流，把粉碎室的熱量和成品一起從篩網流出，粒度大小通過更換篩網獲得。風冷式粉碎機的粉碎室內采用風輪式高速旋轉刀，機腔內自身風量大，機腔內不易發熱。具有運轉平穩，拆裝與清洗方便、噪音低、粉碎效果好等優點。和萬能粉碎機一樣適用于油性、黏性、熱敏性、纖維性(例:生姜、辣椒、胡椒、油麥、杏仁大豆、八角、桂皮)等中低高硬度物料的粉碎加工。渦輪粉碎機是以粉碎齒板與活動之間對物料的沖擊為主，同時也利用刀背產生的渦旋氣流加強對物料的粉碎。渦輪粉碎機主要技術特點是因勢利用粉碎刀產生的動壓能迅速地將產品排出機腔?？稍O置二次進風口(選配)，使機殼內腔形成一股氣墊，以減少排料風阻，同時也可與回收系統的尾氣管相連并可連接自動或脈沖式箱體除塵器，其主要作用是避免粉塵飛揚和減少物料的損失，起到回收再利用，并減少環境污染。主要適用于醫藥、化工、食品、農藥、建材和塑料等行業，莫氏硬度小于3，軟質、脆性和纖維性等物料的粉碎。如藥材、染料、顏料、食品添加劑和塑料助劑等均獲得滿意的粉碎效果。

2現有技術的食品粉碎機存在的問題

現有技術的食品粉碎機由于粉碎刀片過大，粉碎時不夠精細，導致大多粉碎不徹底，需要進行多次粉碎，增加時間成本，并且粉碎的顆粒不均勻，大小形狀參差不齊，導致的粉碎機效率低、耗能高的問題。

3簡易自動食品粉碎機結構組成及特點

針對現有技術的自動食品粉碎機存在的問題，設計了一種改進結構的用于食品粉碎簡易自動化粉碎機。如圖2所示，這臺簡易的自動食品粉碎機主要結構有支座1、操作臺2、粉碎箱3、第一電機4、第一皮帶5、進料箱6、落料口7、出料斗8、電源線9和開關10等零部件。支座1頂部固定連接有操作臺2，操作臺2頂端右側與第一電機4通過螺栓連接，電源線9與操作臺2左側中間電連接，開關10安裝于電源線9上端，粉碎箱3通過螺栓連接于操作臺2頂端左側，粉碎箱3由箱體31、進料口32、預粉碎機構33、粉碎機構34、隔板35和出料口36組成，進料口32開設于箱體31頂端右側，并且進料口32頂端與落料口7相連接，預粉碎機構33設置于箱體31內側上端，粉碎機構34安裝于預粉碎機構33底部右側，并且與隔板35左側相連接，隔板35固定安裝于箱體31內部右側，出料口36開設于箱體31底部中間。如圖2(a)所示，第一電機4后側面與第一皮帶5滾動連接，并且第一皮帶5嵌入于粉碎箱3左側，進料箱6安裝于粉碎箱3頂端右側，落料口7設置于進料箱6頂部中間，出料斗8安裝在操作臺2底部左側，并且出料斗8頂部與粉碎箱3相連接，有利于最大程度的利用空間，使整個粉碎機更加一體化。如圖2(b)所示，預粉碎機構33設置于粉碎箱3內部上端，預粉碎機構33由滾軸331、第一刀片332、驅動箱333、驅動機構334和導向板335組成，滾軸331轉動連接于粉碎箱3內部上端，滾軸331上下兩端等距離安裝有第一刀片332，驅動箱333右側中間與滾軸331轉動配合，驅動機構334安裝于驅動箱333正下方，導向板335上端底部與驅動機構334轉動連接，有利于食品在進入粉碎箱3時，先通過預粉碎機構33先粉碎一遍，提升粉碎效率。第一刀片332采用高速鋼材質，鋒利的鋼材有利于對食品的快速粉碎［7-8］。如圖2(c)所示，預驅動箱333由第一殼體3331、第二皮帶3332、主動錐齒輪3333、從動錐齒輪3334和內壁3335組成，第一殼體3331左側與箱體31相連接，第二皮帶3332插入第一殼體3331底部中間，第二皮帶3332頂端與主動錐齒輪3333轉動連接，主動錐齒輪3333左側與從動錐齒輪3334垂直連接，從動錐齒輪3334左側嵌入于內壁3335，從動錐齒輪3334頂端中部與滾軸331轉動連接，有利于使滾軸331快速轉動，快速的粉碎食品。如圖2(d)所示，預驅動機構334由第二殼體3341、第二電機3342、第一驅動軸3343、第二驅動軸3344、第三皮帶3345、第三驅動軸3346和凸輪3347組成，第二殼體3341左側與箱體31相連接，第二殼體3341內部中間安裝有第二電機3342，第一驅動軸3343設置于第二電機3342頂端中間，第二驅動軸3344與第一驅動軸3343同軸轉動，第二皮帶3332第一驅動軸3343轉動連接，第三驅動軸3346安裝于第二電機3342右側上端，第二驅動軸3344通過第三皮帶3345與第三驅動軸3346轉動連接，凸輪3347安裝于第二殼體3341右側上端，并且與導向板335底部左端轉動連接，有利于帶動導向板335進行振動，促進食品彈起更方便粉碎。導向板335右側中部安裝有一段濾網，并且濾網的孔洞直徑是2．5cm，頂端濾網采用不銹鋼材質，有利于過濾出較大的粉碎顆粒進行重新粉碎，有利于增加濾網的使用時效［9］。如圖2(f)所示，預粉碎機構34由第三殼體341、主動齒輪342、從動齒輪343、第一錐齒輪344、第二錐齒輪345、刀架346和第二刀片347組成，主動齒輪342轉動連接于第三殼體341內側底部，從動齒輪343左側與主動齒輪342嚙合連接，第一錐齒輪344底部與從動齒輪343轉動連接，第二錐齒輪345底部與第一錐齒輪344垂直連接，第一電機4通過第一皮帶5與第二錐齒輪345轉動連接，刀架346插入第一錐齒輪344頂端中部，并與其轉動連接，第二刀片347固定安裝于刀架346左右兩側，將粉碎機構34第二刀片347以下部分隔離開來有利于旋轉功能的順利進行，不易被粉碎顆粒所卡住。刀架346設置有兩個，并且左右平行，刀架346上端等距離固定安裝有4片刀片，有利于充分且均勻地粉碎食品。1．支座;2．操作臺;3．粉碎箱;4．第一電機;5．第一皮帶;6．進料箱;7．落料口;8．出料斗;9．電源線;10開關;31．箱體;32．進料口;33．預粉碎機構;331．滾軸;332．第一刀片;333．驅動箱;334．驅動機構;335．導向板;34．粉碎機構;35．隔板;36.出料口;3331．第一殼體;3332．第二皮帶;3333．主動錐齒輪;3334從動錐齒輪;3335．內壁;3341．第二殼體;3342．第二電機;3343．第一驅動軸;3344．第二驅動軸;3345．第三皮帶;3346．第三驅動軸;3347．凸輪;341．第三殼體;342．主動齒輪;343．從動齒輪;344．第一錐齒輪;345．第二錐齒輪;346．刀架;347．

4簡易自動食品粉碎機工作原理

將粉碎機放置在合適的位置，然后將電源線通上電，按下開關，這時第二電機啟動，第一驅動軸通過第二皮帶帶動主動錐齒轉動，主動錐齒輪帶動從動錐齒輪轉動，從動錐齒輪就帶動滾軸滾動，同時第二驅動軸通過第三皮帶帶動第三驅動軸轉動，就實現凸輪的轉動，在凸輪快速轉動的作用下，導向板振動，這時再將食品從落料口投入進料箱，當食品從進料口進入時，就會被高速轉動的第一刀片切碎，然后掉落在導向板上，當粉碎顆粒不能從導向板的濾網通過時，就會被導向板再次彈起，進行粉碎，再掉落到導向板，直到粉碎顆粒能夠通過導向板上的濾網，同時第一電機運作，通過第一皮帶轉動第二錐齒輪，第二錐齒輪帶動第一錐齒輪轉動，第一錐齒輪帶動刀架轉動，第一錐齒輪再帶動從動齒輪轉動，從動齒輪再帶動主動齒輪轉動，當通過導向板上的濾網的粉碎顆粒進入到粉碎機構上，就會被旋轉的第二刀片重復切割，最后從粉碎機構滑落到出料口。

5結語

整個粉碎機最大程度的利用空間，設計更加一體化。采用特殊材料的刀片和滾軸快速轉動有利于對食品的快速粉碎，導向板振動的方式促進食品彈起更方便粉碎。濾網采用不銹鋼材質，有利于過濾出較大的粉碎顆粒進行重新粉碎，同時增加濾網的使用時效。刀架上端等距離固定安裝有4片刀片，有利于充分且均勻地粉碎食品，提高了粉碎效率。

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作者：葉爍 單位：廣東工業大學華立學院