针对传统切割方法对大尺寸脆性、粘性食品切割时，会产生碎屑挤压变形等问题,对用于食品的20kHz宽刃超声波切割设备的模型设计、刀具横向振动等方面进行了研究。

 根据复合变幅杆设计理论确定了切割刀基本尺寸,通过在刀具特定位置上开槽的方法抑制了刀具横向振动。依照优化流程图,在ANSYS环境下对刀具进行了模态分析,得出了刀具模型you了解,使刀具在20 kHz频率左右刃口振动主要以纵向振动为主,刀具整体振型均匀;利用激光位移传感器对刀尖进行了振幅测量，发现刀具振型稳定;对上述宽刃超声波切割设备进行了面包切割实验。实验结果表明:该宽刃超声波切割刀进行食品切割时整体振型均匀,不会产生碎屑、挤压变形等问题。

    传统的切割方式会使食品出现碎屑、挤压变形等缺点，而且刀具使用寿命短。食品超声波切割技术可以有效避免上述缺点，因而得到广泛应用。

   超声波食品处理系统使用高频率波的振动来快速处理食品,消除了传统切割片连续清洗造成的停机时表间。超声波设备提供了一个新型途径来割块、切条、转向,对齐或传送各种不同的食品,使得生产流程化,废品小化和维护成本低化。

超声波威化饼干切割效果

研究通过理论设计宽刃超声波食品切割刀,对钛其优化,并通过ANSYS对其开槽进行优化分析,使其刃口振幅位移分布均匀、纵向振动纯净。

宽刃超声波切割刀原理

      超声波切割声学系统由压电换能器、变幅杆和切割工具组成。超声波切割原理是:压电换能器将超声波发生器产生的超声频电流转换为超声频机械振动,变幅杆将压电换能器输出的超声频机械振动放大后传递给切割工具。
   超声波发生器又称驱动电源，主要组成元件包括振荡器、电压放大器、功率发生器、输出变压器等基本单位,工作时将市电的交流电信号转换成超声频电振荡信号,驱动超波换能器工作。
   目前，压电式超声换能器是为常见，它的电声转换效率高、生产工艺较成熟。夹芯式压电换能器由声头、绝缘套、压电片、电极片、反射罩和预应力螺栓组成,工作时将超声波电源传人的高频率电振荡信号通过压电陶瓷片逆压电效应转换成超声频机械振动。
  超声变幅杆的作用主要是聚能和阻抗匹配。超声变幅杆,其重要作用是聚能和阻抗匹配,聚能即将在很小的面积集聚较大的超声振动能量,来改变增大换能器的振幅。

超声波cheese蛋糕切割

   由图可以看出:该超声波切割面包时没有产生切割碎屑、食物浪费等问题。

实验表明:该宽刃超声波切割刀刀尖振型均匀，切割面包时可以有效避免传统切割带来的挤压食品、产生碎屑问题。

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