石瑜 尚銳 孫志堅(jiān) 姜旺彤

摘? 要本文參考現(xiàn)有的各類家用面條機(jī)，設(shè)計(jì)了一種全自動(dòng)家用面條機(jī)。本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)家用面條機(jī)主要由動(dòng)力裝置、攪面裝置、擠面裝置、面條成型裝置和箱體組成。動(dòng)力裝置為攪面和壓面提供動(dòng)力;攪面裝置將面粉攪拌均勻;擠面裝置利用螺旋機(jī)構(gòu)將攪好的面塊擠壓;面條成型裝置將擠好的面塊壓成面條;箱體為整機(jī)的支承與封閉部分。

關(guān)鍵詞：面條機(jī);攪拌裝置;擠壓裝置;成型裝置

中圖分類號(hào)：S23

Abstract： Referring to various domestic noodle machines， this paper designs a fully automatic domestic noodle machine. The automatic domestic noodle machine designed in this paper mainly consists of power device， mixing device， extruding device， noodle forming device and body. The power device provides power for mixing and pressing surface; the mixing device mixes the flour evenly; the extruding device extrudes the stirred noodles by screw mechanism; the noodle forming device extrudes the extruded noodles into noodles; the body is the supporting and closing part of the whole machine.

Keywords：noodle machine; mixing device; extrusion device;modeling device

全自動(dòng)家用面條機(jī)是為小規(guī)模制作面條而研發(fā)的一種家用機(jī)械。它是將面粉直接加工成面條。它的研發(fā)不僅為家庭提供及時(shí)美味的面條，還增加面條的種類和口味。全自動(dòng)家用面條成型機(jī)可以實(shí)現(xiàn)面粉攪拌、面粉擠壓功能。本文主要研究了全自動(dòng)家用面條機(jī)的動(dòng)力裝置、攪面裝置、擠面裝置、面條成型裝置和機(jī)體五個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)。

1 研究現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，家用面條機(jī)逐步向自動(dòng)化方向發(fā)展，市場(chǎng)上傳統(tǒng)的手搖式面條機(jī)開始衰落，全自動(dòng)智能化面條機(jī)正在逐步興起。許多面條機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在新產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這一不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，開始與科研機(jī)構(gòu)、高等院校以及相關(guān)行業(yè)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)的溝通交流，在食品機(jī)械等方面加強(qiáng)專業(yè)化協(xié)作攻關(guān)，使得家用面條機(jī)逐漸走上自動(dòng)化、智能化的道路。

2全自動(dòng)家用面條機(jī)工作原理

將全自動(dòng)家用面條機(jī)置于水平桌面上，安裝好所需的面條成型頭10，打開蓋板5，裝入面粉，然后蓋上蓋板5后，經(jīng)過進(jìn)水口6注入一定量的水，接通電源，打開處于上方給攪面提供動(dòng)力的電機(jī)，此時(shí)電機(jī)直接帶動(dòng)攪拌器7在箱體2內(nèi)攪動(dòng)面粉，直至攪拌器6將面粉在箱體2內(nèi)和成面團(tuán)，關(guān)掉電機(jī)開關(guān)，攪面工作即告結(jié)束。然后接通電源，打開為擠面裝置提供動(dòng)力的電機(jī)1，攪好的面在螺旋擠面器8的作用下，進(jìn)入擋面桶10，然后經(jīng)過面條成型頭10擠壓出所需形狀的面條。如圖1所示。

1.電機(jī)? 2.箱體? 3.肋板? 4.帶輪? 5.蓋板? 6.進(jìn)水口

7.攪拌器? 8.螺旋擠面器? 9. 擋面桶 10.面條成型頭

3 攪面裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

攪面裝置是本文的重要裝置之一，運(yùn)用仿生學(xué)的原理，采用水平放置，模仿人和面與揉面的動(dòng)作，完成由面粉到面團(tuán)這一重要過程。攪面裝置采用空心軸2，內(nèi)部穿過螺旋擠面器的傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)了攪面與擠面可分步進(jìn)行的目的，縮小了機(jī)器的占地空間。左端是安裝帶輪的軸端1，便于電機(jī)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)攪面裝置實(shí)現(xiàn)攪面動(dòng)作，完成面團(tuán)的制作。位于攪面器主軸上的攪面爪3是裝置的核心，采用錯(cuò)開排列，階梯型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模擬人手在和面時(shí)上下壓面和左右揉面，極大地保障了工作效率，而且通過設(shè)計(jì)爪的高度實(shí)現(xiàn)面粉不會(huì)沉底，且不會(huì)飛濺，使面粉更易成形。攪拌器采用符合食品安全的注塑件制作。裝置如圖2所示。

1.軸端 2.空心軸 3.攪面爪

4擠面裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

擠面裝置是全自動(dòng)家用面條機(jī)的核心裝置。擠面部分采用螺旋結(jié)構(gòu)，將面擠入壓面筒。該裝置主要有兩部分組成，一部分是靠近壓面桶端的螺旋頭2;另一部分是傳動(dòng)軸1，傳動(dòng)軸1通過攪面裝置的空心軸套，通過聯(lián)軸器與左端電機(jī)連接。螺桿是最關(guān)鍵的部件，接通電機(jī)電源時(shí)，電機(jī)通過聯(lián)軸器使得傳動(dòng)軸帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿采用變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后小前大，這樣使螺桿與筒壁之間的容積減小實(shí)現(xiàn)對(duì)面團(tuán)的擠壓。由于距離較近，因此傳動(dòng)軸1宜采用光軸，便于加工，節(jié)省成本，提高效率。螺旋擠面器外殼用符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的透明塑料制作。如圖3所示。

1.傳動(dòng)端 2.螺旋頭

5攪面裝置和擠面裝置裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過攪面裝置1與擠面裝置3的的配合，極大地縮減了機(jī)器的占用空間，擴(kuò)大了容納面粉的空間，使生產(chǎn)率得到提高，生產(chǎn)成本降低。如圖4所示。

1.擠面裝置 2.攪面裝置

6 成型裝置

成型裝置具備模具刀頭1，模具刀頭1是將面團(tuán)從擠壓桶排除的通道，通道的橫截面積遠(yuǎn)小于螺桿與機(jī)筒間空隙的橫截面積，面團(tuán)經(jīng)過模孔時(shí)由原來的螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，有利于面團(tuán)的組織化作用，?？滋帪閿D壓的最后一處剪切作用區(qū)，提高了面團(tuán)的混合和混煉效果，?？讬M截面的形狀可控制面條的橫截面形狀，如圓形、矩形等，極大提高了面條機(jī)使用的廣泛性。成型模塊采用符合食品安全的注塑件制作。如圖5所示。

1.模具刀頭

7 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

箱體2內(nèi)放置電機(jī)、各種裝置和面粉。箱體2采用沖壓件和符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的各種顏色注塑件，使整機(jī)美觀實(shí)用。與箱體2配合的蓋板5和進(jìn)水口6可實(shí)現(xiàn)人工加入面料和注水。該種箱體承力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、外形美觀，并可移動(dòng)，適應(yīng)能力強(qiáng)。如圖1所示。

8 solidworks2016整機(jī)建模與仿真

通過使用三維軟件solidworks2016首先對(duì)本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)家用面條機(jī)的各個(gè)零件進(jìn)行建模，并將所有零件按順序依次裝配，完成全自動(dòng)家用面條機(jī)的三維建模，如圖6所示。首先利用SolidWorks2016對(duì)攪面裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，使攪面裝置主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各零部件未發(fā)生干涉，運(yùn)行狀況良好。然后利用SolidWorks2016對(duì)擠面裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)擠面螺桿左端主軸施加動(dòng)力，使擠壓裝置主軸旋轉(zhuǎn)，并且在旋轉(zhuǎn)過程中，各零部件未發(fā)生干涉，運(yùn)行狀況正常。實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)家用面條機(jī)的兩大主要功能的裝置在仿真過程中未發(fā)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不合理問題，適合推廣生產(chǎn)。

9 結(jié)語

隨著現(xiàn)代人的生活水平提高，生活節(jié)奏的加快，在日常生活中對(duì)各種面條機(jī)食品的需求不斷增加，這個(gè)市場(chǎng)有著無可估量的前景。面條機(jī)企業(yè)最大的競(jìng)爭(zhēng)力在于質(zhì)量，質(zhì)量越好，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也就越強(qiáng)。就目前的市場(chǎng)情況而言，面條機(jī)食品行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)可以說是極端殘酷。

本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)家用面條機(jī)可完成和面、壓面、成型的全套工藝，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、面食成型快，易于操作，外型美觀等特點(diǎn)，特別適用于家庭加工面食食用，在人口眾多的中國(guó)市場(chǎng)必定會(huì)有極高的市場(chǎng)占有率和競(jìng)爭(zhēng)力。

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