毕业设计榨汁机说明书

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2.5离心式榨汁机工作原理

离心式榨汁机可对果肉产生很高的离心力，更好地完成对果蔬榨汁过程。离心榨汁机主要工作原理是首先利用刀具将果蔬进行粉碎，然后利用高速旋转所产生的离心力将果汁和果渣分离，果汁透过金属过滤网和引流渠道流入果汁收集装置，果渣则由于离心力作用而甩出离心旋转盘进入果渣收集装置，它的工作流程是：原料→清洗→分块→榨汁→粉碎→离心→过滤→果汁、果渣。

操作指令S ~220V E 物料 M 离心式榨汁机 S’ 显示 M’ 果蔬汁 噪声、发热 果渣 图4 离心式榨汁机黑箱图

2.6电动机的选用

选择合理的电动机有利于实现更好的榨汁效果，一台适当的电动机使用恰当的转速能使果蔬汁更加美味可口。同时，合理的电动机能更加安全可靠，经济适用。电动机的选择主要内容包括：电动机的种类、结构形式、额定电压、额定转速和额定功率，其中额定功率的选择最为重要。因此在这里简单介绍一下电动机选择的一般原则：

1） 选择在结构上与所处环境条件相适应的电动机，例如根据使用环境条件选用

相适应的防护方式的电动机

2） 选择的电动机应满足生产机械所提出的各种机械特性要求。如转速要求、速

度稳定性、速度调节及启动、制动时间等。

3） 选择的电动的功率应被充分利用，通过计算确定出合适的电动机功率，防止

出现“大马拉小车”的现象

4） 所选用的电动机应安全可靠并且全球维护 5） 互换性能要好，一般情况下优先使用标准电动机

6） 综合考虑电动机的极数、电压等级，使电动机在高效率、低损耗阙状态下可

靠运行

对于一般家用食物加工用具，如拌碎器、碎肉机、果蔬榨汁机、打蛋机等，要求高起动转矩、高转速、体积小、结构简单的电动机，因此最适宜选用串激式电动机。此类电动机具有以下特点：

1） 转速较高。其额定转速一般超过10000r/min，短时定额或周期工作定额； 2） 无外壳。电动机利用器具的外壳进行防护，电动机的防护型式为IP00，端盖

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简化成支架形式，通常用铸铝做成，依靠支架上的螺孔安装。

3） 电动机的功率一般在30～250W之间。其输出功率为90W以下时，通常为自冷；

当输出功率在90W以上则采用轴流式风扇冷却。

4） 为了减小噪音以及降低成本，常采用含油轴承。电动机的轴伸需与主机的驱

动部件相配，一般采用斜齿轮轴伸。

空载 型号 电压 频率 (V) (Hz) 测试 电压 (V) HCB54／20 220 HCB5／20A 120 HC76-40 HL-2A HL-3A HL-3B HL-4 220 240 220 220 220 50 60 50 50 50 50 50 220 120 220 110 110 110 110 转速 (r/min) 转速 (r/min) 负载 输出 功率 (W) 55 55 250 效率 (﹪) 45 45 48 电流 (A) 电流 (A) 0.33 23000 15000 0.60 0.65 23000 15000 1.1 0.72 19000 10000 2.5 0.15 10000 10500 0.35 0.3 19000 12000 0.95 0.18 14000 10500 0.45 0.25 21000 12800 0.85

表2家用串激式电动机技术数据

单相串激式电动机主要运用在转速高（4000～25000r/min）、起动转矩大、体积小的场合。其典型的用途是为电动工具、吸尘器风机、拌碎器、医用离心机等日用电器提供动力。结构上，单相串激式电动机通常由端盖、机壳、定子铁心、钉子绕组、换向器、电刷装置、电枢、风扇、转轴等主要零部件组成。定子铁心一般做成凸极形式，多为两极。定子绕组为集中绕组。

经过与同类榨汁机相比较，当榨汁机正常工作，其转速n达到8000r/min以上的时候，榨汁机的离心效果较为良好，同时植物细胞壁的纤维丝抗拉强度在8~10MPa之间，将其与各种不同功率的电动机进行比较，得出转矩大于200 的电动机符合榨汁机电动机的要求，根据公式P?mn（其中P为功率，单位为W；m为转矩，单位9.549为N?m；n为转速，单位为r/min），将以上数据带入得：

P?mn0.2N?m?8000r/min??167.6W 9.5499.54913

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则选择型号为HC76-40的单相串激电动机，其额定功率为250W。正常工作时，其转速可达到10000r/min，扭矩达到240 >200N?m ，满足使用要求。

2.7 PLC控制系统设计

PLC= Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

PLC抗干扰能力强，可靠性高。在模块上采用大规模与超大规模集成电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等，以适应电网电压波动和过电压、欠电压的影响等。同时，PLC的控制系统结构简单，通用性强，编程方便，功能强大，成本低，而且设计、施工、调试的周期短，维护方便。

本次设计对离心式榨汁机的榨汁控制和加热系统控制采用PLC控制系统实现控制，相应电气原理图如下：

图5 PLC控制系统电路图

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3 离心式榨汁机总体结构设计

3.1主要外型构件设计

榨汁机外型构件主要包括机体上盖，离心外壳，电机外壳，机体底座等。这些壳体我们遵守了模具设计准则，同时考虑了模具的制造及其加工问题。这样更有利于榨汁机的生产并在一定的程度上减少了制造成本。

离心式榨汁机的机体上盖、果渣盒采用聚碳酸酯塑料材料，这种材料具有优良的工程性能，密度为1.2kg/m3，不易老化。聚碳酸酯主要机械性能是刚而韧。聚碳酸酯的成型零件在很宽的温度保护范围内保持其尺寸稳定性，同时能达较好的精密程度，其成型收缩率为0.5%~0.7%，膨胀系数低。但聚碳酸酯具有一定的吸湿性，正常使用情况下吸湿率为0.15%，在室水中吸湿率为0.35%，在沸水中吸湿率为0.85%，在60℃以上的水中会导致开裂而失去韧性。在水蒸气中反复蒸煮100次后，它的物理性能会显著下降。由于以上特点，聚碳酸酯通常在食品机械中制造需要承受冲击载荷的食品模具和托盘等。例如，饼干机上的冲压模，巧克力浇注成型托盘等，同时还可以用来制造其他各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。

离心外壳、电机外壳则采用PES塑料。PES塑料是一种透明琥珀色的无定型的无毒的树脂，具有优异的耐热性，优良的尺寸安定性，以及良好的耐化学品性。另外PES对急剧温度变化显现优良的可靠性，且在高温长期使用有优良的可靠性。PES塑料耐热性好：热变型温度在200～220℃，连续使用温度可在180～200℃。同时PES塑料具有一次耐水解性：可耐150～160℃热水或蒸气，在高温下也不受酸、碱的侵蚀。其尺寸较为稳定性：线膨胀系数小，而且其温度信赖性也小是其特点。PES塑料还具有一定耐冲击性：具有与聚碳酸酯相同的耐冲击性。难燃性：具有自熄性，不添加任何阻燃剂即有优异的难燃性，可达UL94V-0级（0.46mm）。耐化学药品性：PES耐汽油、机油、润滑油等油类和氟里昂等清洗剂，它的耐溶剂开裂性是非晶树脂中最好的。但它耐丙酮、氯仿等极性溶剂的性能不好，使用时应加以注意。

3.1.1机体上盖

在设计离心榨汁机时，我们需要考虑进料口与离心旋转盘之间尺寸配合关系，这样可以不仅能使得果蔬得到更彻底的粉碎，同时能使得果蔬的离心更加充分。再者，我们需考虑到端盖与离心外壳之间的配合，从而使得离心式榨汁机的结构更加紧凑。榨汁机的端盖和离心外壳共同组成离心箱，果肉的分离离心运动便在离心箱里实现。在端盖上端设有进料口，榨汁前，需先将果蔬进行清洗然后分块处理，切成小块的果蔬从进料口进入离心箱中做离心运动，将果蔬从进料口投入，然后用推料杆将果蔬紧

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