自動油炸鍋的設計

錢建洋 李 樂 孫 淵 王炳堯 / 上海電機學院

自動油炸鍋的設計

錢建洋 李 樂 孫 淵 王炳堯 / 上海電機學院

目前食物的油炸工作全部由人工操作完成，而且食物油炸時間、溫度不易控制。本文設計了一種自動油炸鍋，主要由自動油炸機構和控制系統組成，可以自動實現油炸食物在油鍋內翻轉、撈起、瀝油、出鍋等動作，完成油炸工作，并且根據食物的特點，可通過控制面板調節油炸時間和油溫，自動地完成油炸過程。

油炸機構；控制系統；自動油炸

目前市場上的飲食店對食品例如薯條、雞翅等的油炸工作全部由員工操作完成，員工的勞動工作量較大，重復性的油炸動作會引起員工的手腕綜合癥，導致肌肉勞損；同時油炸的時間由員工控制，造成實物油炸時間過長而不鮮嫩或者油炸時間過少而不熟透，影響食物的安全與人體的健康。根據上述問題，設計了一種自動油炸鍋，主要由自動油炸機構和控制系統組成，可以自動完成對食物的油炸、翻轉、撈起、瀝油動作，減輕了員工的工作量和工作強度；并且可以根據食物的特點，可通過控制面板調節油炸時間和油溫，自動地完成油炸過程，所油炸食物處于恰當的油炸時間和溫度，食物可口美味、安全與衛生。

1.自動油炸鍋的結構設計

本文所設計的自動油炸機構是由電機帶動的可控傳動裝置、油炸食品的輸送裝置、油炸食品出鍋裝置三個主要部分組成，結構見圖1（a、b）所示。

1.1 電機帶動的可控傳動裝置

該傳動裝置包括八個分別對應設于機械腔體周側八個角上的等大小的鏈輪（2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8），若干平板狀濾油網（4），一個驅動電機（7）。八個鏈輪左右對稱放置在腔體的兩側，每側的四個鏈輪與鏈條（3-1、3-2）嚙合在一起，平板狀濾油網（4）與左右側的兩根鏈條（3-1、3-2）連接在一起。

驅動電機（7）帶動鏈輪（2-1）轉動，鏈輪（2-1）與鏈條（3-1）嚙合，因此鏈條（3-1）作直線移動，從而帶動若干平板狀濾油網（4）作跟隨運動，在不同位置處實現不同的位姿，在油鍋內帶動食物作翻轉和撈起動作。

1.2 油炸食品的輸送裝置

該輸送裝置包括與左右對稱鏈條垂直固定連接的平板濾油網（4），平板濾油網是一種多空網狀板，均勻分布在兩根鏈條之間，由電機帶動鏈輪（2-1）從而帶動左右鏈條（3-1、3-2）移動，由于腔體周側八個角上的等大小的鏈輪（2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8）與左右鏈條（3-1、3-2）嚙合，因此平板濾油網（4）隨著鏈條的移動在油鍋體中做循環周期運動，將油炸食品從油鍋中翻轉、撈起、瀝油，然后輸送到出鍋口。

1.3 油炸食品出鍋裝置

該出鍋裝置包括一個傾斜的長形槽狀傳送板（5），當油炸好的東西通過平板濾油網（4）逐漸旋轉至最高點，其位姿水平狀態（0°）逐漸傾斜，最終為垂直狀態（180°），食材隨著重力而下落，隨后落入到下方的傳送板（5）上。當食材從平板濾油網上落下，隨后隨著傳送板滑下，炸好的食品將自動滑落到下方準備好的盤子中，其中平板濾油網采用多孔結構，在轉至油鍋油面上方處即可以實現瀝油。

圖1 結構組成圖

2.自動油炸鍋的控制系統

2.1 自動油炸鍋的工作原理及工作順序

本設備的操作流程如流程圖2所示，根據食物種類設定溫度和時間，控制油鍋內的油溫和電機的轉速，例如薯條的油炸溫度為168°C，油炸時間為 3分鐘；雞翅更難炸熟一些，我們將雞翅的油炸溫度設定為182°C ，設定好油炸時間為6分鐘。首先倒入食用油于油炸鍋，加熱到達到設定油炸溫度后，系統自動啟動驅動電機7，通過鏈輪、鏈條的嚙合運動，從而帶動平板濾油網（4）在油鍋內做循環周期運動，實現不同的位姿。食品在油炸鍋上方由人工放入油炸鍋中，食品跟隨平板濾油網（4）一起運動，在油鍋內實現翻轉，經過預定的時間，平板濾油網（4）將食品從底端翻轉傳送至自動油炸機頂部，平板濾油網（4）位姿由水平狀態逐漸傾斜，最終為垂直狀態，最終食品將落入油炸食品出鍋裝置（傳送板5）上，食品將在重力作用下自然滑出自動進入下方準備好的盤子。

圖2 油炸鍋的工作流程

2.2 溫度控制

自動油炸鍋中油鍋中油溫由控制器調控，見圖3（a）所示，工作電壓為220V,工作電機功率為3000W，容量為12L，可以調節控制的溫度為50~300°C。根據我們所需要油炸的食物種類不同，通過旋轉旋鈕設定所需溫度。

2.3 速度控制

自動油炸鍋中的驅動電機是一個15W的減速電機，按圖3(c)方式連接在減速電機調速器3（b）上，通過調節調節器可以控制電機的轉速，從而控制鏈輪的轉動速度，達到控制擋板的轉動速度。食物在油鍋里的實際油炸時間就由平板濾油網（4）決定，因此通過調節減速電機調速器，就可以控制食物的油炸時間。

圖3 油溫、電機速度控制器

[1]辛紹杰,蔡業彬,王君玲主編.機械設計[M].湖北：華中科技大學出版社,2014.

[2]濮良貴,紀名剛主編.機械設計(第七版)[M].北京：高等教育出版社,2001.

[3]高澤遠,王金主編.機械設計基礎課程設計[M].沈陽：東北工學院出版社,1987.

錢建洋：（1996.1—）男，上海電機學院，本科生，機械設計制造及其自動化專業。

李樂：（1995.4—）男，上海電機學院，本科生，機械設計制造及其自動化專業。

孫淵：（1969.8—）女，上海電機學院，教授，博士，研究領域為機械設計及其自動化。

王炳堯：（1995.12—）男，上海電機學院，本科生，機械電子工程專業。

本項目是上海市大學生科創項目：A1-5701-14-006-08-08。