基于SolidWorks小型火鍋油煙機的機構創新設計

胡素峰+馮博楷+張龍+楊學銳+蘇慶乾+卞恩凱+董曉政

摘 要：針對當前餐飲業油煙多、污染重的問題，設計了一款小型油煙機。通過查閱資料對油煙機進行方案設計，運用SolilWorks三維軟件進行建模和虛擬裝配，創新性設計了一體化的風柜和集散熱一體的風輪。經分析，設計的小型油煙機能夠實現將油煙、水蒸氣等高效吸走，快速排出電機產生的熱量，又能實現3D打印等快速成型技術制造，綠色環保，發展前景廣闊，為當前餐飲業和油煙機的研究設計提供參考。

關鍵詞：油煙機；機構設計；SolidWorks

中圖分類號：TU834 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）05-0034-02

Abstract： In order to solve the problem of heavy pollution and many fumes in the catering industry， a small oil fume machine was designed. Through consulting data to design the scheme of oil fume machine， the SolilWorks three-dimensional software is applied to model and virtual assembly， and innovative design of the integrated wind cabinet and heat dissipation wind wheel are conducted. Through analysis， the design of small oil fume machine can achieve the high-efficient absorption of oil fume and water vapor， the rapid discharge of heat generated by the motor， and the rapid prototyping manufacturing （RPM） such as 3D printing. It is green， environment-friendly and prosperous， which provides a reference for the research and design of catering industry and lampblack machine.

Keywords： lampblack machine； mechanism design； SolidWorks

當前，人們的生活水平越來越高，但在追求豐富的物質生活時候，對社會環境卻造成了巨大的壓力。就在平時吃火鍋的時候，大量的油煙、水汽會充斥著整個空間。油煙里的有害物質侵入人體呼吸道，導致人常出現食欲減退、心煩、精神不振、嗜睡、疲乏無力等癥狀，嚴重還會導致肺癌[1]。設計一款小型火鍋油煙機，即時抽走大部分的油煙、水汽，改善就餐環境，減少油煙對人身體的危害。應用SolidWorks軟件對產品進行參數化三維建模，并對產品進行虛擬裝配和渲染，該產品簡易便捷、綠色環保，具有良好的推廣前景。

1 油煙機工作機理及總體設計方案

1.1 油煙機工作機理

小型火鍋油煙機是由風機系統、控制系統、機械結構系統等組成。風機系統抽風和傳統油煙機一樣，通過電機帶動風輪轉動，在進風口和出風口產生風壓，從而實現油煙和水汽的吸排。油煙機的控制系統由四擋琴鍵開關連接有關元件構成，四擋可進行高速、低速、控制，使油煙水蒸氣排至室外。使用時，將電源插入220V市電插座；按下琴鍵，風道風機運轉；當按下停止按鍵時，各按鍵自動復位，整機停止工作，照明燈熄滅。

設計的小型油煙機機械結構系統，最大特點是具有較長的弧形導管，以及集出風口和電機散熱口一體的類風柜裝置，設計的弧形導管以及類風柜裝置具有較好機械加工結構工藝性，更易于3D打印進行快速成型[2]。

1.2 總體設計

1.2.1 設計目標

小型火鍋油煙機總體由風機系統、控制系統和機械結構系統組成。通過機電一體化的配合實現就餐環境的凈化。總體設計目標：（1）操作方便；（2）簡易便捷，不影響顧客進餐；（3）加工制造方便，盡可能實現3D打印快速成型。

1.2.2 機械結構設計

根據設計目標，結合現代設計技術中[3]對小型油煙機進行結構的劃分，總體設計可分為3部分：（1）控制機構設計；（2）風柜設計；（3）吸入機構設計，分別，對不同結構進行設計。

2 油煙機的參數化建模和虛擬裝配

SolidWorks軟件是一款以參數化特征建模為基礎，可迅速實現多種模型的建立和改進。為此，選擇SolidWorks軟件對小型油煙機進行三維零件和整體虛擬裝配。小型油煙機主要有電機、類風柜部件、具有弧形導管的吸煙部件等部分組成。該油煙機采用機電一體化原理，通過電機驅動各個裝置正常工作，將油煙、水蒸氣抽走，其總裝配體模型如圖1所示。

3 創新機構設計

利用SolidWorks三維建模軟件進行設計時，充分考慮到設備的易于實現性和便捷性，對各個機構的設計充分考慮到快速成型技術的需要，通過3D打印技術能夠快速制造出來。設計的這款小型油煙機，其創新性設計主要有下面2個部分：

3.1 一體化的風柜機構

考慮用餐者的方便性，小型油煙機的尺寸應盡可能的小，同時還要結合油煙機各個機構功能的相互配合性，再加上后續制造的方便性，將電機、風輪和出氣系統集成一體。工作時，通過弧形導管，可以將油煙、水蒸氣，在排風機構轉動產生風力作用下吸入風輪，通過風輪再排入管道。圖2為一體化的風柜。

3.2 集散熱一體的風輪設計

油煙機中的風輪轉動形成轉動區負壓，將油煙和水汽吸入負壓區送入排氣管道。另一方面，在風輪中央轉動的電機發出大量的熱，設計成散熱器型的風輪又能夠快速地將熱量送入排氣管道。集成一體的風輪設計既能實現油煙和水汽的排除，又能實現快速散熱，有效保護電機。風輪設計如圖3所示。

4 結束語

針對當前火鍋店等行業在油煙、水蒸氣處理等難題進行小型油煙機的機構創新設計，并應用SolidWorks軟件進行建模、虛擬裝配和仿真分析，結果表明通過優化設計后，這類油煙機排油煙效果較好。本文設計的小型油煙機通過電機驅動各個裝置工作，實現油煙、水蒸氣的抽離，安全環保，操作方便，外形設計小巧，各個功能機構搭配合理，便用3D打印等快速成型技術制造，縮短產品制造周期，成本較低，為環境保護刻不容緩的餐飲業提供參考。

參考文獻：

[1][EB/OL].http：//bbs.szhome.com/80-130020-detail-94868401.html.

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[5]楊松松，喻翔，趙志超.淺析機械設計及自動化節能設計理念[J].科技創新與應用，2017（16）：165.

[6]崔大一.機械設計制造及自動化的發展探析[J].科技創新與應用，2016（03）：29.endprint