自動油炸鍋的設(shè)計

錢建洋 李 樂 孫 淵 王炳堯 / 上海電機學(xué)院

自動油炸鍋的設(shè)計

錢建洋 李 樂 孫 淵 王炳堯 / 上海電機學(xué)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(shè)計了一種自動油炸鍋，主要由自動油炸機構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，可以自動實現(xiàn)油炸食物在油鍋內(nèi)翻轉(zhuǎn)、撈起、瀝油、出鍋等動作，完成油炸工作，并且根據(jù)食物的特點，可通過控制面板調(diào)節(jié)油炸時間和油溫，自動地完成油炸過程。

油炸機構(gòu)；控制系統(tǒng)；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(fù)性的油炸動作會引起員工的手腕綜合癥，導(dǎo)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(jù)上述問題，設(shè)計了一種自動油炸鍋，主要由自動油炸機構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，可以自動完成對食物的油炸、翻轉(zhuǎn)、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(jù)食物的特點，可通過控制面板調(diào)節(jié)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(dāng)?shù)挠驼〞r間和溫度，食物可口美味、安全與衛(wèi)生。

1.自動油炸鍋的結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文所設(shè)計的自動油炸機構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)設(shè)于機械腔體周側(cè)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(wǎng)（4），一個驅(qū)動電機（7）。八個鏈輪左右對稱放置在腔體的兩側(cè)，每側(cè)的四個鏈輪與鏈條（3-1、3-2）嚙合在一起，平板狀濾油網(wǎng)（4）與左右側(cè)的兩根鏈條（3-1、3-2）連接在一起。

驅(qū)動電機（7）帶動鏈輪（2-1）轉(zhuǎn)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(wǎng)（4）作跟隨運動，在不同位置處實現(xiàn)不同的位姿，在油鍋內(nèi)帶動食物作翻轉(zhuǎn)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(wǎng)（4），平板濾油網(wǎng)是一種多空網(wǎng)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(cè)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(wǎng)（4）隨著鏈條的移動在油鍋體中做循環(huán)周期運動，將油炸食品從油鍋中翻轉(zhuǎn)、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(dāng)油炸好的東西通過平板濾油網(wǎng)（4）逐漸旋轉(zhuǎn)至最高點，其位姿水平狀態(tài)（0°）逐漸傾斜，最終為垂直狀態(tài)（180°），食材隨著重力而下落，隨后落入到下方的傳送板（5）上。當(dāng)食材從平板濾油網(wǎng)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(zhǔn)備好的盤子中，其中平板濾油網(wǎng)采用多孔結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)至油鍋油面上方處即可以實現(xiàn)瀝油。

圖1 結(jié)構(gòu)組成圖

2.自動油炸鍋的控制系統(tǒng)

2.1 自動油炸鍋的工作原理及工作順序

本設(shè)備的操作流程如流程圖2所示，根據(jù)食物種類設(shè)定溫度和時間，控制油鍋內(nèi)的油溫和電機的轉(zhuǎn)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(shè)定為182°C ，設(shè)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(dá)到設(shè)定油炸溫度后，系統(tǒng)自動啟動驅(qū)動電機7，通過鏈輪、鏈條的嚙合運動，從而帶動平板濾油網(wǎng)（4）在油鍋內(nèi)做循環(huán)周期運動，實現(xiàn)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(wǎng)（4）一起運動，在油鍋內(nèi)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過預(yù)定的時間，平板濾油網(wǎng)（4）將食品從底端翻轉(zhuǎn)傳送至自動油炸機頂部，平板濾油網(wǎng)（4）位姿由水平狀態(tài)逐漸傾斜，最終為垂直狀態(tài)，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(zhǔn)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(diào)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(diào)節(jié)控制的溫度為50~300°C。根據(jù)我們所需要油炸的食物種類不同，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕設(shè)定所需溫度。

2.3 速度控制

自動油炸鍋中的驅(qū)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(diào)速器3（b）上，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器可以控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制鏈輪的轉(zhuǎn)動速度，達(dá)到控制擋板的轉(zhuǎn)動速度。食物在油鍋里的實際油炸時間就由平板濾油網(wǎng)（4）決定，因此通過調(diào)節(jié)減速電機調(diào)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(yè)彬,王君玲主編.機械設(shè)計[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社,2014.

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

[3]高澤遠(yuǎn),王金主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].沈陽：東北工學(xué)院出版社,1987.

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

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

孫淵：（1969.8—）女，上海電機學(xué)院，教授，博士，研究領(lǐng)域為機械設(shè)計及其自動化。

王炳堯：（1995.12—）男，上海電機學(xué)院，本科生，機械電子工程專業(yè)。

本項目是上海市大學(xué)生科創(chuàng)項目：A1-5701-14-006-08-08。