改进结构简易自动食品粉碎机设计分析

摘要:本文介绍了一种改进结构的简易自动粉碎机结构设计。针对目前市场流通的自动食品粉碎机存在粉碎刀片过大，粉碎时不够精细，导致大多粉碎不彻底，需要进行多次粉碎，增加时间成本，并且粉碎的颗粒不均匀，大小形状参差不齐，造成粉碎机效率低、耗能高的问题。通过设置了预粉碎机构，可将进入的食品进行预粉碎，在凸轮振动导向板的作用下，颗粒较大，无法通过滤网的食品会再次被弹起进行粉碎，粉碎的颗粒均匀，同时提高了粉碎效率。

关键词:食品;粉碎机;结构设计;自动化

粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至用户要求尺寸的机械自动化产品，粉碎机按照粉碎程度可分为大型粉碎机、小型粉碎机和超细微粉碎机。粉碎机的用途十分广泛，大到冶金、建材、化工、矿山、高速公路建设和水利水电等行业矿产品物料的粉碎加工，小到食品、化工、医药、绿化和环卫等行业的物料粉碎处理。食品、制药、冶金、化工等工行业利用自动粉碎机将物料或矿石，在高速剪切、锤击在强气流的驱动下得到所需的粉剂，这些粉剂是经过特殊的不锈钢筛网的过滤获得的。粉碎机一般设有吸尘设备，不会有粉末的污染，比较适合粉碎食物、化学物料、中药材等干燥的脆性物料，具有温度低、噪音小、效率高等特点。在粉碎食品过程中施加于固体的外力主要有剪切、碾压、研磨三种［1-3］。图1为某型号自动食品粉碎机。

1可用于食品粉碎的自动粉碎机技术及特点

用于食品粉碎的自动粉碎机根据结构及功能主要有万能型粉碎机、锤片式粉碎机、风冷式粉碎机、涡轮式粉碎机等［4］。万能型粉碎机通过固定轮齿和活动轮齿之间的相对啮合，使被粉碎物经轮齿摩擦、冲击及物料彼此间的碰撞等综合作用下获得粉碎。这种粉碎机有简单的结构、安装坚固、同时运转平稳、粉碎效果好。被粉碎物可直接由主机磨腔中排出、粒度大小通过更换不同孔径筛网获得。特别适用于油性、黏性、热敏性、纤维性(例:生姜、辣椒、胡椒、油麦、杏仁大豆、八角、桂皮)等中低高硬度物料的粉碎加工。具有产量高、粒度细、噪声低、能耗低、维修简单、安装方便等优点。锤片式粉碎机主要由进料斗、上机体、转子、电机、风机、机架等部分组成。工作时将物料由进料口均匀、适量加入粉碎室内，加入的物料在锤片的强烈打击、撕裂和搓擦等作用下迅速被粉碎成粉状，由于离心力作用，细碎的物料通过筛网下落到下面后被风机吸出。主要用于医药、食品、化工等行业，特别适用于纤维性材料，如:玉米秸、桂皮、玉米等［5-6］。风冷式粉碎机采用了风轮式高速旋转刀，定刀进行冲击、剪切研磨，粉碎时机腔内产生了强力的气流，把粉碎室的热量和成品一起从筛网流出，粒度大小通过更换筛网获得。风冷式粉碎机的粉碎室内采用风轮式高速旋转刀，机腔内自身风量大，机腔内不易发热。具有运转平稳，拆装与清洗方便、噪音低、粉碎效果好等优点。和万能粉碎机一样适用于油性、黏性、热敏性、纤维性(例:生姜、辣椒、胡椒、油麦、杏仁大豆、八角、桂皮)等中低高硬度物料的粉碎加工。涡轮粉碎机是以粉碎齿板与活动之间对物料的冲击为主，同时也利用刀背产生的涡旋气流加强对物料的粉碎。涡轮粉碎机主要技术特点是因势利用粉碎刀产生的动压能迅速地将产品排出机腔。可设置二次进风口(选配)，使机壳内腔形成一股气垫，以减少排料风阻，同时也可与回收系统的尾气管相连并可连接自动或脉冲式箱体除尘器，其主要作用是避免粉尘飞扬和减少物料的损失，起到回收再利用，并减少环境污染。主要适用于医药、化工、食品、农药、建材和塑料等行业，莫氏硬度小于3，软质、脆性和纤维性等物料的粉碎。如药材、染料、颜料、食品添加剂和塑料助剂等均获得满意的粉碎效果。

2现有技术的食品粉碎机存在的问题

现有技术的食品粉碎机由于粉碎刀片过大，粉碎时不够精细，导致大多粉碎不彻底，需要进行多次粉碎，增加时间成本，并且粉碎的颗粒不均匀，大小形状参差不齐，导致的粉碎机效率低、耗能高的问题。

3简易自动食品粉碎机结构组成及特点

针对现有技术的自动食品粉碎机存在的问题，设计了一种改进结构的用于食品粉碎简易自动化粉碎机。如图2所示，这台简易的自动食品粉碎机主要结构有支座1、操作台2、粉碎箱3、第一电机4、第一皮带5、进料箱6、落料口7、出料斗8、电源线9和开关10等零部件。支座1顶部固定连接有操作台2，操作台2顶端右侧与第一电机4通过螺栓连接，电源线9与操作台2左侧中间电连接，开关10安装于电源线9上端，粉碎箱3通过螺栓连接于操作台2顶端左侧，粉碎箱3由箱体31、进料口32、预粉碎机构33、粉碎机构34、隔板35和出料口36组成，进料口32开设于箱体31顶端右侧，并且进料口32顶端与落料口7相连接，预粉碎机构33设置于箱体31内侧上端，粉碎机构34安装于预粉碎机构33底部右侧，并且与隔板35左侧相连接，隔板35固定安装于箱体31内部右侧，出料口36开设于箱体31底部中间。如图2(a)所示，第一电机4后侧面与第一皮带5滚动连接，并且第一皮带5嵌入于粉碎箱3左侧，进料箱6安装于粉碎箱3顶端右侧，落料口7设置于进料箱6顶部中间，出料斗8安装在操作台2底部左侧，并且出料斗8顶部与粉碎箱3相连接，有利于最大程度的利用空间，使整个粉碎机更加一体化。如图2(b)所示，预粉碎机构33设置于粉碎箱3内部上端，预粉碎机构33由滚轴331、第一刀片332、驱动箱333、驱动机构334和导向板335组成，滚轴331转动连接于粉碎箱3内部上端，滚轴331上下两端等距离安装有第一刀片332，驱动箱333右侧中间与滚轴331转动配合，驱动机构334安装于驱动箱333正下方，导向板335上端底部与驱动机构334转动连接，有利于食品在进入粉碎箱3时，先通过预粉碎机构33先粉碎一遍，提升粉碎效率。第一刀片332采用高速钢材质，锋利的钢材有利于对食品的快速粉碎［7-8］。如图2(c)所示，预驱动箱333由第一壳体3331、第二皮带3332、主动锥齿轮3333、从动锥齿轮3334和内壁3335组成，第一壳体3331左侧与箱体31相连接，第二皮带3332插入第一壳体3331底部中间，第二皮带3332顶端与主动锥齿轮3333转动连接，主动锥齿轮3333左侧与从动锥齿轮3334垂直连接，从动锥齿轮3334左侧嵌入于内壁3335，从动锥齿轮3334顶端中部与滚轴331转动连接，有利于使滚轴331快速转动，快速的粉碎食品。如图2(d)所示，预驱动机构334由第二壳体3341、第二电机3342、第一驱动轴3343、第二驱动轴3344、第三皮带3345、第三驱动轴3346和凸轮3347组成，第二壳体3341左侧与箱体31相连接，第二壳体3341内部中间安装有第二电机3342，第一驱动轴3343设置于第二电机3342顶端中间，第二驱动轴3344与第一驱动轴3343同轴转动，第二皮带3332第一驱动轴3343转动连接，第三驱动轴3346安装于第二电机3342右侧上端，第二驱动轴3344通过第三皮带3345与第三驱动轴3346转动连接，凸轮3347安装于第二壳体3341右侧上端，并且与导向板335底部左端转动连接，有利于带动导向板335进行振动，促进食品弹起更方便粉碎。导向板335右侧中部安装有一段滤网，并且滤网的孔洞直径是2．5cm，顶端滤网采用不锈钢材质，有利于过滤出较大的粉碎颗粒进行重新粉碎，有利于增加滤网的使用时效［9］。如图2(f)所示，预粉碎机构34由第三壳体341、主动齿轮342、从动齿轮343、第一锥齿轮344、第二锥齿轮345、刀架346和第二刀片347组成，主动齿轮342转动连接于第三壳体341内侧底部，从动齿轮343左侧与主动齿轮342啮合连接，第一锥齿轮344底部与从动齿轮343转动连接，第二锥齿轮345底部与第一锥齿轮344垂直连接，第一电机4通过第一皮带5与第二锥齿轮345转动连接，刀架346插入第一锥齿轮344顶端中部，并与其转动连接，第二刀片347固定安装于刀架346左右两侧，将粉碎机构34第二刀片347以下部分隔离开来有利于旋转功能的顺利进行，不易被粉碎颗粒所卡住。刀架346设置有两个，并且左右平行，刀架346上端等距离固定安装有4片刀片，有利于充分且均匀地粉碎食品。1．支座;2．操作台;3．粉碎箱;4．第一电机;5．第一皮带;6．进料箱;7．落料口;8．出料斗;9．电源线;10开关;31．箱体;32．进料口;33．预粉碎机构;331．滚轴;332．第一刀片;333．驱动箱;334．驱动机构;335．导向板;34．粉碎机构;35．隔板;36.出料口;3331．第一壳体;3332．第二皮带;3333．主动锥齿轮;3334从动锥齿轮;3335．内壁;3341．第二壳体;3342．第二电机;3343．第一驱动轴;3344．第二驱动轴;3345．第三皮带;3346．第三驱动轴;3347．凸轮;341．第三壳体;342．主动齿轮;343．从动齿轮;344．第一锥齿轮;345．第二锥齿轮;346．刀架;347．

4简易自动食品粉碎机工作原理

将粉碎机放置在合适的位置，然后将电源线通上电，按下开关，这时第二电机启动，第一驱动轴通过第二皮带带动主动锥齿转动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮就带动滚轴滚动，同时第二驱动轴通过第三皮带带动第三驱动轴转动，就实现凸轮的转动，在凸轮快速转动的作用下，导向板振动，这时再将食品从落料口投入进料箱，当食品从进料口进入时，就会被高速转动的第一刀片切碎，然后掉落在导向板上，当粉碎颗粒不能从导向板的滤网通过时，就会被导向板再次弹起，进行粉碎，再掉落到导向板，直到粉碎颗粒能够通过导向板上的滤网，同时第一电机运作，通过第一皮带转动第二锥齿轮，第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动刀架转动，第一锥齿轮再带动从动齿轮转动，从动齿轮再带动主动齿轮转动，当通过导向板上的滤网的粉碎颗粒进入到粉碎机构上，就会被旋转的第二刀片重复切割，最后从粉碎机构滑落到出料口。

5结语

整个粉碎机最大程度的利用空间，设计更加一体化。采用特殊材料的刀片和滚轴快速转动有利于对食品的快速粉碎，导向板振动的方式促进食品弹起更方便粉碎。滤网采用不锈钢材质，有利于过滤出较大的粉碎颗粒进行重新粉碎，同时增加滤网的使用时效。刀架上端等距离固定安装有4片刀片，有利于充分且均匀地粉碎食品，提高了粉碎效率。

参考文献:

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作者：叶烁 单位：广东工业大学华立学院