珠海钣金设计珠海职业培训珠海电脑学校

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以下是爆米花机的设计规范,其中用到了钣金设计零件的技术参数和设计要求。
爆米花机设计规范
1 范围
本标准规定了本公司生产的交流电压250V以下,额定频率为50Hz/60Hz,额定功率1200W以下的家用爆米花机 (以下简称爆米花机)产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存等要求。
本标准适用于本公司爆米花机系列产品的设计开发。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB 4706.1 家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求
GB 5296.2 消费品使用说明 家用和类似用途电器的使用说明
IEC 60335-1 家用及类似电器件安全标准 第1部分 通用要求
UL 1026 家用电子灶具和食品加工器具安全标准
Q/DRB107 UL爆米花机类产品认可测试计划(PQTP)
3 用途及原理
爆米花机的主要用途是爆玉米花。
它的原理是通过加热装置将盘里的温度达到280℃~400℃度之间对玉米进行加热,所以也可以用于需类似加热要求的食品加工。
4 分类
4.1按加热方式分:电热管式、发热丝式、燃气式等。
4.2 按用途分:商用、家庭。

5 爆米花机的基本原理
通过加热装置将盘里的温度达到280℃-400℃之间对玉米进行加热,当玉米在一定时间内受热后,玉米内部的气体和物质受热膨胀,将玉米表皮爆开,完成爆玉米。
6 结构组成

6.1 爆米花的结构一般分为三大部分:
1)用于储存加工好的爆米花部分。如上图1的爆米花桶组件,一般由容器类形状构成,包含一些人性化的辅助零配件。
2)用于爆玉米的加热部分。如上图1的加热组件,加热组件的工作原理是在爆米花盘下面布置加热元气件让盘能在较短的时间达到玉米的爆开温度,并保持一定时间,上图中爆米花盘是一个铝制的小盘,下面有一发热管给盘加热,整个盘就固定在托盘上,工作时先将爆米花盘里放一定量的玉米和植物油,通电后发热管工作将热量传递到盘表面,玉米在盘中加热一段时间后开始爆开。
3)用于整个爆玉米过程的控制部分。如上图1的底座组件,一般由电源提供组件和控温组件及辅助装置等组成。上图的底座组件主要是由下列部分组成:
----电源提供部分,包括电源线、开关、发热管触点等零部件;
----控温部分,包括感温头、温控器等零件以及辅助装置;
----搅拌机构部分,包括电机,传动部件,搅拌棒等零部件。
6.2 现就上图1的爆米花机(型号179301)在结构特点和重要零部件的设计方面做一些说明:
6.2.1 结构特点:
1)加热部分和底座部分分离设计,这种设计的优点是:在爆完玉米后,发热盘组件可直接放到洗碗机清洗(见图2)。
2)加热装置用的是发热管且直接焊接在爆米花盘上的设计,这一点的好处是热效率很高。一般功率控制在500W~600W之间就可以了(见图3)。
3)此机型带有搅拌功能,通过电机和传动机构带动搅拌棒转动,搅动的作用是让玉米受热更均匀,增加爆玉米的完成率(见图2)。
6.2.2产品设计需要考虑以下几点问题:
1)材料选择方面应考虑:
a)材料选择首要考虑的就是与食物接触部份是否符合食物等级要求;
b)因盘的温度要求达到两百多度,所以提供盘的支撑及离此高温附近的材料要考虑耐温方面的问题;
c)爆米花时一般会加入少量的植物油,所以也要考虑表面处理和材料对植物油要有比较好抗氧化和溶解能力;
d)爆米花机在使用完后部份零部件需要清洗,所以在选材上要考虑此部分材料抗腐蚀性和塑胶材料方面的吸水率问题。
2)产品结构方面应考虑:
a)配合间隙方面:
----零部件之间的配合间隙要考虑的重点是因热胀冷缩零部件之间要留有足够的间隙。比如说托盘和发热盘之间配合间隙就要留的比较大。179301型爆米花机托盘和发热盘之间单边间隙就留有1.5mm(中间加了0.7mm硅胶圈)(见图4)。
----设计时配合尺寸中也要考虑到表面处理会增加一定的厚度,比如喷油,喷粉,有这些表面处理也要考虑到可能在装配方面的影响。
----工艺加工的精度上也要考虑间隙是否应该放大些。比如179301中托盘和底座内衬的配合就需要考虑到托盘在注塑时不能做到理想中的那么圆,所以它们之间的配合间隙单边就留有0.8mm。
b)零部件强度方面:主要是针对不同的部件强度要合理,尽量多加加强筋,即保证强度又节约成本。另外是针对不同的材质在设计上有不同的要求,比如说电木材质在零件设计上尽量过度顺畅,结构要求尽量简单,减少太多的转折,减少应力集中。
c)控制局部温度方面:爆米花机属于电热类产品,所以在控制局部温升方面要求比较高。在局部温度超过规定值时可以考虑增加通气孔,让热量迅速导出。也可以增加隔热片等,也可以用耐温更高的材料。

6.2.3主要零部件的设计特点:
6.2.3.1发热盘的设计:
1)发热盘的设计主要考虑导热性,这样发热装置的热量能迅速传置至表面,减少热量损失,一般选用AL的材质,材料厚度主要考虑两个方面,一是要尽量的薄些;二是生产工艺及强度;三是热量传到盘表面的均匀性。
2)发热盘的尺寸与外型,尺寸大小主要是根据每次爆玉米多少来决定的。一般1/2CUP的玉米量盘的容积大约设计为Φ175mm×22mm。外型主要考虑问题是:
a) 方便清洗;
b) 与支撑件的配合;
c) 如果有搅拌装置,要考虑工作中盘的密封性,不能有油渗到盘的下方;
d) 为了增加盘的强度可适量加一些加强筋。
6.2.3.2发热装置的设计
发热装置一般用发热丝和发热管,发热管的热效率更高,采用发热管较多,发热管的功率主要考虑:
1) 能在较短的时间让盘内的温度达到玉米起爆的温度点,时间一般要求小于5分钟以内,图例中的发热管功率为550W;
2) 在控温时能保证温度不能高出起爆点温度太多,防止玉米花因高温烧黑;
3) 发热管周围的温场温度不能超过材料的耐温强度;
4)发热管的形状一般为圆形,主要考虑是盘也为圆形,这样在加热过程能让热量更均匀的到达盘表面。
6.2.3.3 温控器的选择
温控器选择有几点需要特别注意:
1)控温点的选择很重要,此点不但温度不能太高,因为现在的温控器有10万次校准认证的,其温度都在200度以下居多,而且此点温度变化要能迅速反应发热管的工作状态,更好的控制发热管的工作;
2)温控器的断开和闭合的温度选择主要是考虑盘的温度能控制在起爆点以上且不能让盘的温度太高以至玉米花烧黑,一般温控器的断开和闭合温度差在10℃~30℃。
6.2.3.3 搅拌棒的设计
搅拌棒在运动的过程中离盘的表面间隙保持在2mm~3mm,这样能保证盘中的玉米都能被搅拌且不刮伤盘表面。材料的选择主要是要符合食品等级要求;一般用不锈钢加工。
7 性能要求
1)要求美国玉米应完全爆完(中国玉米则须爆开至少85%);
2)无油溢出、水蒸汽等异常;
3)玉米花不得有烧焦;
4)一般要求爆米花机能连续爆玉米三次(每次间隔不超过2分钟)后机器仍能正常工作。
5) 使用寿命要求:3年。

8 安全性能
产品除须满足功能和寿命及外观要求之外,还须满足产品安全要求,安全要求包括通用安全要求和专用安全要求。主要包括电击、高温、火灾、食用安全,主要测试有:泄漏电流、高压测试、异常测试、食品安全认证等。另外欧洲须满足EMC、EMF的要求。不同地区的产品应满足不同的标准,一般:
1)国内产品:通用安全要求应符合GB 4706.1;
2)欧洲产品:通用安全要求应符合IEC 60335-1 ;
3)美洲产品:通用安全要求应符合UL 1026。
9 爆米花机的测试方法
见PQTP标准,如销往美洲产品见 Q/DRB107 《UL爆米花机类产品认可测试计划(PQTP)》。
10  爆米花机的包装设计
在包装设计方面一般要考虑能通过以下几种测试和客户特别增加的测试。
1)跌落测试;包括彩箱和外箱。
2)振动测试;此测试一般只做外箱测试。
3)环境测试。测试标准一般由客户指定。
11 使用说明书及标志标识
11.1 国内产品:应符合GB4706.1、GB 5296.2 、GB/T 191等相关规定;
11.2 欧洲产品:应符合IEC 60335-1等相关规定;
11.3 美洲产品:应符合UL 1026等相关规定;
11.4 所有产品应符合销售地国家(或地区)政府的相应规定;当与合同约定有矛盾时,按合同约定。