[实用新型]具有轴向振动旋转刀具的果蔬糕食品超声切割装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及食品加工领域，具体涉及一种具有轴向振动旋转刀具的果蔬糕食品超声切割装置。

背景技术

果蔬糕是由水果和蔬菜制成的休闲食品，分为天然果蔬糕和调配果蔬糕两大类。随着我国果蔬加工的不断发展，对利用南方水果生产特色风味的休闲食品要求越来越高。切割是该类食品获得一定尺寸和形状的主要方法。传统切割方式的缺点包括：①粘刀，传统机械加工在裁切过程中的摩擦和热效应往往会出现粘刀的现象，造成切割质量下降；②裁切限制，无法切割某些多层不同材料结构的果蔬糕，直接影响产品形状，最典型的例子如在生产过程进行大量的多层薄脆食用包装膜材和糕体所组成的果蔬糕的切割。③刀具损耗大，由于切割过程中机械摩擦力大，刀具的损耗很大，维修保养成本提高。

在国外对超声辅助切割蛋糕、奶酪、面包进行了研究，研究表明，超声波过程中能够减小切削力，切割功率、效果明显好于传统切割。但国外所进行研究是以刀具垂直往复运动形式裁切的，并不适合于果蔬糕加工。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单的具有轴向振动旋转刀具的果蔬糕食品超声切割装置，可降低切削力，提高生产效率、对物料的适应性广，能切割多层不同材料结构的果蔬糕，操作方便。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本具有轴向振动旋转刀具的果蔬糕食品超声切割装置，其特征在于：包括超声波发生器、接线环、碳刷、集流环、集流环支架、换能器、变幅杆、传振杆和圆片切割刀，所述超声波发生器通过电线连接接线环，碳刷固定安装在接线环上，碳刷接触集流环，集流环固定安装在集流环支架上，集流环支架通过电线连接换能器，换能器、变幅杆、传振杆和圆片切割刀依次固定连接。

还包括电动机和空心套筒，所述电动机固定连接换能器，换能器固定安装在集流环支架的后端，空心套筒固定安装在集流环支架的前端，变幅杆和传振杆穿过空心套筒。

所述空心套筒通过两个圆锥滚子轴承安装在轴承座内，接线环固定安装在轴承座的后端。圆锥滚子轴承能够承受周向力和轴向力。

所述圆片切割刀下方设有工作台，工作台上面安装有砧板。工作台作往复运动。

所述变幅杆后端通过螺纹连接换能器，传振杆后端通过螺纹连接变幅杆，圆片切割刀通过楔销安装到传振杆上；空心套筒通过螺杆固定安装在集流环支架的前端。

所述超声波发生器的输出功率不小于2000瓦特，频率范围为18~22KHz可调。

所述换能器为直桶型，4块晶片，谐振频率为20.20kHz，功率为1250W，直径Φ为64mm，换能器与变幅杆的总长度为232mm。

所述变幅杆的材料为H13模具钢，输出端振幅为18μm。

所述圆片切割刀的直径60~100mm，旋转速度32~53转/分。

所述电动机的型号为YE-B3-50-750-40-A，功率为750瓦特。

本实用新型的工作原理为：

工作前，调整圆片切割刀的刃口到盛放果蔬糕的砧板的纵向距离，使该纵向距离等于果蔬糕的平均厚度。工作时，将果蔬糕平铺在砧板上，砧板推入工作台。

然后同时打开超声波发生器和电动机。超声波发生器产生20~30kHz的高频电振动信号，经电线、接线环、碳刷、集流环及集流环支架将超声频的电振荡信号传入换能器，换能器将电振荡信号转换为同频率的约为0.005~0.01mm机械振动，再通过变幅杆将机械振动进行共振放大到约18~20μm振动和能量，最后由传振杆将这部分振动和能量传导至圆片切割刀，圆片切割刀产生轴向振动。换能器、变幅杆、传振杆、圆片切割刀、空心套筒及集流环支架一方面由电动机带动绕轴承座中心旋转，另一方面所产生的超声振动的振幅沿旋转中心线的轴向振动。圆片切割刀的旋转及振动对上述的果蔬糕进行切割。在切割完成之后，由下料系统将已完成切割的果蔬糕下料。

在上述参数下，超声切割装置能切割厚度3~5mm的果蔬糕，生产能力500公斤/小时。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

1、本具有轴向振动旋转刀具的果蔬糕食品超声切割装置，将超声振动能量加载在圆片切割刀上，圆片切割刀产生轴向振动，可以有效地击碎材料的边界，降低切削力，克服热效应，解决了粘刀的问题。

2、对物料的适应性广，能够切割多层不同材料结构的果蔬糕，切割表面质量明显改善。

3、切割过程中摩擦力小，刀具损耗小，基本无需维修保养，降低成本，提高生产效率。