符康-马蹄往皮机[指南]

符康-马蹄往皮机[指南] 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 1005060222 日 期 2013.05.04 马蹄去皮机 1.选题背景 马蹄(mǎtí)，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，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; 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;(7) (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; 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(4) 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; 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(7) 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. (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(150076). [4]张树森.机械制造工程学.沈阳:东北大学出版社.