发布时间 : 星期六 文章豆浆机产品设计及proe环境下的参数化设计学士学位论文更新完毕开始阅读
取E=206MPa，
则
危险转数范围为
（0.75~1.2）
=（0.75~1.2）×22463=16847~26956r/min，
实际转数为N=8800r/min，不在危险转数范围之内，所以刀轴符合临界转数要求。
3.3 加热系统设计
3.3.1 加热方式选择
目前，应用于家用电器的加热方式有很多，如电饭煲的电阻加热，电磁炉的涡流加热，微波炉的微波加热等，各种加热方式原理不同，各有优缺点，其结构、成本也不相同。
表3.13 豆浆机几种加热方式分析
序号 加热方式 发热管 优点 结构简单，成本低 结构简单，加热充分易控制，热源隐藏安- 36 -
缺点 热源暴露不安全，加热不均易糊管，外观冗余不易清洗 容易糊底 1 2 发热盘
全性好，成本低 3 4 5 蒸汽 加热均匀杜绝糊底，结构复杂，成本高，有利于大豆蛋白醇存在安全隐患 化 效率高 速度过快不易控制，结构复杂成本高 结构复杂成本高，辐射泄漏不安全 电磁 微波 加热均匀，效率高 分析比较以上家用电器常用加热方式，根据豆浆机的加热要求及成本要求，此处选择第二种加热方式，即发热盘加热。原理为发热管为一电阻丝，在电流的作用下将电能转化为热能，并将产生的热量传递给被加热的食物，从而达到加热效果。
3.3.2 加热系统结构方案确定
该豆浆机设计采用电阻加热的方式，同时根据总体方案布局，所设计豆浆机的加热方式应采用隐藏式加热，即底部发热盘加热。根据要求，确定加热系统的结构方案为发热管和铝板合并之后一起钎焊在壶身底部，基本结构如图3.15。
图3.15 发热盘结构
3.3.3 发热管设计计算 3.3.3.1加热器功率计算
经研究表明，要提高大豆蛋白的溶出率，磨浆温度不能太高。为保证蛋白含量，一般要求起始磨浆温度为60~70℃，即要求豆浆机发热管根据要求在初始加热阶段在6min内将水由室温加热至70℃。
初始加热阶段，计算机器加热功率，暂不考虑热损失，粗算加热功率有
其中，
式中：K——电加热功率系数，通常取k=1.2；
C1、C2——分别为容器和介质的比热，KJ/Kg℃；
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M1、M2——分别为容器和介质的质量，Kg； △T——所需温度和初始温度之差，℃；
t——初始温度加热到设定温度所需要的时间，h。 取C1=0.12 KJ/Kg℃，C2=1 KJ/Kg℃，
M1=7.9×103×（π/4×0.152×0.001+π×0.15×0.001×0.2）=0.88Kg， M2=1.2Kg，△T=70-25=45℃，t=6/60=0.1h 有
=（0.12×0.88+1×1.2）×45/（864×0.1） =0.68KW=680W
则
=1.2×680=816W，
最终选择加热器功率为800W。
3.3.3.2 发热管改进设计
传统的发热管采用的是马蹄形结构，经用户反馈调查和测试验证，这种结构存在糊底及桶底鼓起的比例很高，分析原因，主要为原有的马蹄形结构发热管的有效加热面积只有桶底面积的3/4，使得底部加热不均匀，桶底受热不均造成鼓裂现象。现对发热管进行改进设计，将原有马蹄形结构改为如下图所示的“O”形结构，改进后使得桶身底部360°均匀加热避免受热不均。
图3.16 改进后发热管结构
对改进前后的发热管进行表面负荷计算，有
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式中：P——发热管的功率，W； S——铝管的表面积，
改进前
改进后S2=2πr1×2πr=4πrr1，
根据设计机型的整体布局要求，所选的发热管半径为 r=41.25mm，发热管截面半径r1=4mm，
则改进前发热管表面负荷
改进后发热管表面负荷
2
。
显然有W2 3.4 关键零部件选型 3.4.1 防溢电极的选择 由于磨浆刀片的高速搅打以及蛋白质在加热条件下的变性特质，制浆过程中会产生大量的泡沫，并且煮浆反应釜相当于一个封闭环境，随着温度的升高，豆浆会产生假沸现象并有可能溢出豆浆机反应釜。为保证豆浆机的防溢要求，豆浆机采用防溢电极进行控制。防溢电极主要是以低电平以及表面温度为检测信号，即当有泡沫或有水将发热管的接地端与防溢电极接通或是表面温度达到一定值时，防溢电极将温度或是低电平信号反馈给电控板IC，再由IC发出相应的指令来控制电机及发热盘的工作。根据制浆控制要求，选择KCJ-06R型防溢电极，其规格参数如下表所示。 - 39 -