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1、工程创新思维与方法 题 目 马蹄去皮机 专业及班级 工业工程1002 姓 名 符康 学 号 日 期 2013.05.04 马蹄去皮机1.选题背景 马蹄(mt),又称荸荠。我国是盛产马蹄的地方,以我国南部的桂林市平乐县荔浦县马蹄质量最好。它以个头大、皮薄肉嫩,水分充足,清甜无渣,爽脆可口既做蔬菜也可做水果,也可以做成马蹄粉,马蹄粉则用来做马蹄糕。马蹄的实用价值极高,可以加工马蹄粉、马蹄罐头,但是马蹄在食用的过程中需要去皮才能食用或者继续加工,而传统的去皮方式都是采用手工,在春冬两季是挖掘马蹄,继而去皮再次出售的时间。据统计,每亩马蹄可产2000公斤的马蹄,而每户都会种植4-5亩的马蹄,每年的工作
2、量很大,白天挖马蹄,晚上给马蹄去皮,而手工去皮的效率基本是规则形状的马蹄一分钟两个,在如此大的工作量下,调查去皮方式都以手工为主,没有机械代替手工的机器,而且在手工去皮中,去皮刀很容易划破手指,时间长了,胳膊很酸很累。在农村每年给马蹄削皮的工作量占了马蹄收种的一半,费时费力,几乎每人在农忙时最多削马蹄要十二个小时,最少也要八个小时,农户都是老老少少齐动手,才能完成对马蹄的削皮,创造最大的价值。因为不削皮的马蹄一斤一块,去皮的马蹄最少也要一斤两块,足足两倍的价差,农户们都选择对大马蹄直接出售,个头小的马蹄去皮出售。在这样的情况下,如果有一台马蹄去皮机可以节省时间,创造价值是最好不过的。通过在网络
3、上的查找,有了山楂去核机,在电动机带动连杆将中心的核去掉,形式与打桩机比较相似。在山楂去核机的基础上,有了马蹄去皮机的原型,节省了体力,解放了劳动力。准备发明的马蹄去皮机在原有模型的基础上,经过山楂去核机的启示,有了更完整,效率更高的去皮机,解决了去皮效率低,去皮不彻底,成本高等不足。 2.拟实现的功能与应用场合及特点 在原有手工去皮和山楂去核机的基础上,有了马蹄去皮机的模型,具体描述如下:(1) 利用弹簧压紧,实现仿形,使刀片在马达的带动下实现削皮的功能;(2) 在加持装置下固定马蹄头部,在马达的带动下实现马蹄围绕刀头转动:(3) 刀头的制作在两个圆铁片中间装带三个刀片的厚度为3mm的圆柱,
4、外伸刀片的的长度决定了削皮的厚度;(4) 在带铰链的三脚架中间固定弹簧,随着弹簧的压紧和松弛使带刀头的三脚架围绕马蹄转动,如(2)所述,两者之间公转,为去皮彻底提供了保障;(5) 在整个机器的下部属固定装置,带有以马达带动皮带实现三脚架的转动;(6) 在机器尾部上端带有夹刀,用于马蹄去头尾;(7) 在机器的整个部分,带有三个小马达,转速相同,是稳定去皮的基础;(8) 根据以上描述,可以发现,与传统的手工相比节省了人力,而且去皮效果好,效率高,适用于家庭手工坊生产加工中,成本低,价值高。3. 工作原理与结构马达带动的夹持马蹄的装置马达带动的刀头装置 带弹簧的导杆机构 去马蹄头尾的刀片根据上面绘制
5、的工作原理简图,对马蹄去皮机的工作过程做如下述说:(1) 整台机器在三个马达的带动下,三根主轴无差别转动,转速相同;(2) 夹持马蹄的装置在经过去头刀后,去掉马蹄头部的皮,使马蹄更容易装在夹持端,夹持端头有类似于锥形的三角爪盘,卡住去皮的马蹄头;(3) 刀头由三部分组成,刀刃与两个挡板,挡板中间夹持刀刃,刀刃露出的部分决定了削皮的厚度,这个可以调节;(4) 在带弹簧的导杆机构的带动下实现对马蹄削皮的仿形,描述如下:弹簧的压缩变形使滑块在仿形杆上下移动,使整个仿形杆连接的刀头紧贴马蹄外表面;(5) 导杆下端连接马达实现转动,使带弹簧的导杆机构围绕马蹄做公转;削完外表面的皮后,再用去尾刀削去马蹄尾
6、端的皮,就可以完成整个马蹄的削皮过程;(6) 去头尾刀有两面刀刃用螺丝连接,在刀刃两端有两个挡板,挡板与刀刃背用弹簧连接,使刀刃趋向于马蹄头尾端;(7) 在机器的材料与组装过程,要求刀杆与仿形杆必须有足够的刚度,根据需要应拆装方便,重复定位精度高;底座和样板要有安装基准面,以便调整。在此基础上,可以对整个机器放大加工,可以实现对苹果、土豆一系列瓜果蔬菜的去皮,可以说是相当方便,造价低廉,适用于家庭小作坊式生产,也可以作为日常做饭的工具。4. 总结(1) 在本次产品型发明设想中,在网上看到山楂去核机的模型和工作原理,想到了如何利用机器代替手工给马蹄去皮,这是本课程中联想思维方法。所谓联想思维,就
7、是人们通过一件事物的触发而迁移到另一件事情上的思维。1山楂去核机的工作原理与打桩机相似,联想到手工给马蹄去皮是去头尾,然后像削苹果一样的削皮,所以想到了采用电动机带动刀头在三角铰链(导杆机构)的连接下实现仿形切削,在这个过程中属于直观思维方法,即“感性理性(逻辑)感性”。在进行机器设计时,采用形态分析法对机器整体结构做出设想,然后对机器各部分做出设计,接着对整体所有部件进行功能、形状的整合。(2) 在经历了近十周的课程学习和论文写作中,真心觉得做一个东西很不容易,在有参考资料和原型的基础上,发现问题并改进是最大的挑战,机器的工作原理简图以及主要部件的设计很不容易,机器的细节设计涉及到机械的国家标准和一般规格要求,对本机器只是理论上的描述,但是所用机器部件都是以前学过的机械构件,但是经过此论文,对本课程有了进一步更深的理解,也明白了以前机械方面的好多知识。在此,感谢闫老师对我们兴趣的引导。参考文献1庄寿强.普通行为创造学.第三版.中国矿业大学出版社.2杨可桢 程光蕴 李仲生.机械设计基础.第五版北京.高等教育出版社.3朱吉顺 王东.仿形机构的设计及应用B.黑龙江.哈尔滨().4张树森.机械制造工程学.沈阳:东北大学出版社.
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