紅棗爛果剔除機(jī)設(shè)計(jì)【滾筒式紅棗分選機(jī)】【水果大小分選】【紅棗分級(jí)機(jī)】,滾筒式紅棗分選機(jī),水果大小分選,紅棗分級(jí)機(jī),紅棗爛果剔除機(jī)設(shè)計(jì)【滾筒式紅棗分選機(jī)】【水果大小分選】【紅棗分級(jí)機(jī)】,紅棗,剔除,設(shè)計(jì),滾筒,分選,水果,生果,瓜果,大小,分級(jí) 紅棗爛果剔除機(jī) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 XXXX 日 期 2012.6 XXXX 大學(xué)教務(wù)處制 前 言 紅棗的分選是紅棗的進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到紅棗的生產(chǎn)的效益。在市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的今天，異地銷(xiāo)售、大宗農(nóng)產(chǎn)品交易和農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易等均離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化。而紅棗 的分選就是實(shí)現(xiàn)紅棗的商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國(guó)是紅棗的生產(chǎn)大國(guó)，但絕大部分紅棗的 來(lái)源于農(nóng)村集體和個(gè)體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過(guò)程中不同程度的損傷等影響， 給紅棗的的分選工作帶來(lái)一定的困難。尤其是在出口的紅棗的當(dāng)中，由于大部分沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的 分級(jí)處理，致使出口價(jià)格偏低，每年的經(jīng)濟(jì)損失上億美元。目前我國(guó)的紅棗的分選工作多由人工 完成，缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低且分選精度不穩(wěn)定。采用微機(jī)控制的機(jī)電一體化設(shè)備來(lái)代替 人工作業(yè),可以實(shí)現(xiàn)紅棗的分選的自動(dòng)化，有效地提高分選效率和分選精度。因此，研究開(kāi)發(fā)紅棗 的采后的自動(dòng)化處理設(shè)備，對(duì)紅棗的進(jìn)行分級(jí)篩選然后銷(xiāo)售或加工,是我國(guó)目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究的 重要課題。本論文的研究主要以機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、建立在電腦同步系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)之上，主要研究 和設(shè)計(jì)了主要研究和設(shè)計(jì)了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下： 1.設(shè)計(jì)制作了紅棗分選過(guò)程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動(dòng)帶動(dòng)紅棗支撐滾子的傳動(dòng)。 2.設(shè)計(jì)了紅棗分選過(guò)程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動(dòng)分選，能夠?qū)崿F(xiàn)紅棗 能夠快速準(zhǔn)確的被收集，并且要有良好的機(jī)械特性。 3.設(shè)計(jì)了紅棗的分選過(guò)程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 目 錄 前 言.1 1.緒論. 2 1.1 選題的意義和目的 .2 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .2 1.2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 .2 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .2 1.3 存在問(wèn)題 .3 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 .3 2.紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理. 3 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 4 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計(jì)及其上的組件布置 .4 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .5 3.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 .5 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計(jì) .5 3.3 紅棗輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理 .9 3.4 紅棗分級(jí)卸料裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理 .10 3.5 稱(chēng)重試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) .10 3.5.1 稱(chēng)重試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理 .10 3.5.2 紅棗支承滾子組件及分選杠桿組件的組成及工作原理 .10 3.5.3 稱(chēng)臺(tái)的設(shè)計(jì) .11 4 力學(xué)分析.11 4.1 紅棗質(zhì)量的理論計(jì)算 .11 5 其它零部件.13 5.1 分選機(jī)支架的設(shè)計(jì) .13 5.2 輸送帶的設(shè)計(jì) .13 5.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計(jì) .14 5.4 槽型帶輸送的設(shè)計(jì) .14 6 總結(jié).15 致 謝.16 參考文獻(xiàn) . 17 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1.緒論 1.1 選題的意義和目的 當(dāng)前，棗產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展。從全球角度來(lái)看，中國(guó)棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步得到鞏固。 近年來(lái)，我國(guó)棗樹(shù)面積和產(chǎn)量每年都以 10%以上的速度增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)資料，2003 年 我國(guó)棗產(chǎn)量為 171 萬(wàn)噸，估計(jì) 2008 年總產(chǎn)量可達(dá) 300 多萬(wàn)噸，面積約 150 萬(wàn)公頃，占全世界的 99%左右。正憑借其得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢(shì)打造中國(guó)和世界上最大的優(yōu)質(zhì)干棗生產(chǎn)基地，僅 阿克蘇地區(qū)就要在 35 年內(nèi)發(fā)展 10 萬(wàn)公頃棗樹(shù)；另外，北方的鮮食棗、貯藏加工和營(yíng)銷(xiāo)產(chǎn)業(yè)正在 崛起!但是，近年來(lái)一些發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)軍我國(guó)棗產(chǎn)業(yè)特別是棗加工業(yè)的勢(shì)頭正在顯現(xiàn)。 的地理位置，特別是南疆的地理位置，氣候干燥，降雨量少，晝夜溫差大，光照時(shí)間長(zhǎng)， 熱量資源非常豐富，這些特殊的氣候環(huán)境都造就了紅棗的勝產(chǎn)。紅棗屬于耐旱作物，種植簡(jiǎn)單， 收益高又便于管理。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外紅棗的加工品 種越來(lái)越多，人們對(duì)紅棗的的品質(zhì)也有了更高的要求。但紅棗的加工工業(yè)卻沒(méi)跟上時(shí)代的步伐， 紅棗的很多加工環(huán)節(jié)還是傳統(tǒng)的手工作業(yè)。其重要原因是我國(guó)紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備 落后，而紅棗分級(jí)加工和分選是采后處理加工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，這一方面制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的快 速發(fā)展，同時(shí)也阻礙了紅棗產(chǎn)品檔次的提高。為了提高紅棗的加工質(zhì)量和出品等級(jí)，需要對(duì)紅棗 進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小的分級(jí)。目前，我國(guó)具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少，因此市場(chǎng)上 銷(xiāo)售的紅棗大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分選。人工分選的主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)量大、生產(chǎn) 率低而且分選精度不穩(wěn)定；紅棗分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無(wú)損壞制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此 實(shí)行紅棗智能分選機(jī)機(jī)械化作業(yè)是紅棗發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。利用智能機(jī)械化作業(yè)來(lái)分選紅棗大 大提高了紅棗產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了人工分選作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率分選精度。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 大小分選機(jī)是按照水果大小進(jìn)行分選, 由于選出果實(shí)大小形狀基本一致, 有利于包裝貯存和 加工處理, 故該種分選機(jī)在果實(shí)分選中應(yīng)用最廣泛。 目前可用于紅棗類(lèi)圓形水果分選的方法有篩子分選法、回轉(zhuǎn)帶分選法、輥軸分選法、滾筒式 分選法等。篩子分選法采用的是振動(dòng)原理，果品易損壞，因此不宜采用。回轉(zhuǎn)帶分選法的工作方 式是將水果置于兩條分離帶之間，若果徑小于兩帶之間的距離，水果便從中落下。由于兩條選果 帶之間的距離沿水果運(yùn)行方向不斷增大，使不同尺寸的水果落在下方相應(yīng)的輸送帶上，該方法從 結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)、簡(jiǎn)單、故障少，但分選精度不高。輥軸分選法分選較為準(zhǔn)確，但從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn) 較為復(fù)雜，機(jī)器成本較高。滾筒式分選法其分選裝置主要由喂料機(jī)構(gòu)、V 型槽導(dǎo)果板、分選滾筒、 接果盤(pán)及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。此分選裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)水果損傷小、成本較低、分選精度和效率較高， 適用于球形和近似球形物料的分選，在國(guó)外應(yīng)用較廣。為減少果實(shí)碰撞, 提高好果率, 有的分級(jí) 機(jī)是利用浮力、振動(dòng)和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分級(jí)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了果實(shí)間的互相碰撞, 在分級(jí)的同時(shí)可對(duì)果實(shí)進(jìn)行清洗和消毒作業(yè)。 有以上可知，水果大小機(jī)械分選法中，滾筒式分選法是最優(yōu)的一種。另外，隨著電子技術(shù)和 計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展，采用光電傳感器或 CCD 攝像機(jī)對(duì)水果的大小進(jìn)行測(cè)量判別已成為此類(lèi)分 選機(jī)的研究熱點(diǎn)。馮斌，汪懋華（2003）研究了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的水果大小檢測(cè)方法，試驗(yàn) 表明，該方法檢測(cè)速度快，正確率高，適用范圍寬，能夠滿足水果自動(dòng)檢測(cè)要求。 1.2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)目前能生產(chǎn)的水果分級(jí)設(shè)備基本還限于機(jī)械分級(jí)階段，主要進(jìn)行大小、重量的分級(jí)。 目前我國(guó)研制的 6GF - 110 型水果大小分級(jí)機(jī), 采用先進(jìn)的輥、帶間隙分級(jí)原理 , 工作時(shí)分 級(jí)輥?zhàn)鲃蛩俎D(zhuǎn)動(dòng), 輸送帶作直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)果實(shí)直徑小于分級(jí)輥與輸送帶之間的間隙時(shí), 則會(huì)順著 間隙掉入水果槽中, 在機(jī)器工作過(guò)程中, 果實(shí)因直徑不同而通過(guò)不同的間隙落到相應(yīng)級(jí)別的水果 槽。分級(jí)精度95 % , 生產(chǎn)效率115 t/ h。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院籍保平教授等針對(duì)我國(guó)水果生產(chǎn)現(xiàn)狀研發(fā)了一條機(jī)器 視覺(jué)水果分級(jí)系統(tǒng)，可以對(duì)水果的外部缺陷、色澤、尺寸和形狀進(jìn)行全面的檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上， 對(duì)水果進(jìn)行高速和精確的分級(jí)。 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外早期的水果自動(dòng)分級(jí)方法主要通過(guò) CCD 相機(jī)，采用無(wú)損檢測(cè)、計(jì)算機(jī)分析處理等手段對(duì) 水果逐一進(jìn)行分析判別后得出綜合結(jié)論。利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)是目前 國(guó)際上正在研究的熱點(diǎn)課題。除了使用高效的信息處理技術(shù)，水果的質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)手段包括近紅 外線、紅外線檢驗(yàn)等光學(xué)檢驗(yàn)方法和高光譜、多光譜技術(shù)等。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 國(guó)外公司較早開(kāi)始對(duì)水果自動(dòng)分級(jí)的研究進(jìn)行產(chǎn)品化。 1995 年美國(guó)研制成功的 Merling 高速高頻計(jì)算機(jī)視覺(jué)水果分級(jí)系統(tǒng)，生產(chǎn)率約為 40t/h，美 國(guó)每年有 50%以上的蘋(píng)果經(jīng)過(guò)該設(shè)備處理。 美國(guó)俄勒岡州的 Alle Electronics 公司的研制成果能夠分選果實(shí)、蔬菜、果仁及各種小食品 的“Inspecttronic”裝置。該分選裝置能按產(chǎn)品的色澤或大小進(jìn)行分選，并能將特定產(chǎn)品分選內(nèi) 容參數(shù)編成程序預(yù)先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)。 Italy - 001 - A 型分級(jí)機(jī): 該機(jī)是意大利最新研制成的果實(shí)自動(dòng)分級(jí)機(jī), 可將果實(shí)按大小 進(jìn)行無(wú)級(jí)分級(jí)。工作原理是利用一條帶有網(wǎng)眼的分級(jí)傳送帶, 在這條傳送帶上, 從左到右, 其網(wǎng) 眼的孔徑是無(wú)級(jí)變化的, 網(wǎng)眼在最左邊時(shí), 孔徑最小, 傳送帶向右運(yùn)行時(shí), 網(wǎng)眼孔徑也就隨之增 大, 到達(dá)最右邊時(shí), 孔徑最大。當(dāng)傳送帶從下端向回運(yùn)行時(shí), 網(wǎng)眼孔徑又由大變小。果實(shí)最先落 在傳送帶左邊時(shí), 小的果實(shí)漏下來(lái), 隨著傳送帶向右運(yùn)行 , 大的果實(shí)開(kāi)始落下, 這樣就將果實(shí)由 小到大進(jìn)行了多級(jí)分級(jí)。 1.3 存在問(wèn)題 水果分選機(jī)從稱(chēng)重方面來(lái)講，實(shí)際上主要是通過(guò)稱(chēng)重傳感器對(duì)被分選對(duì)象進(jìn)行重量數(shù)據(jù)采集， 并根據(jù)分選標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)數(shù)據(jù)的判斷結(jié)果，移動(dòng)被分選對(duì)象位置的裝置。但是，與工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)設(shè) 備相比，分選機(jī)要具有一定的柔軟性，即不能損傷被分選對(duì)象。同時(shí)，水果的分選標(biāo)準(zhǔn)也很難用 具體的數(shù)據(jù)和邏輯關(guān)系公式來(lái)表達(dá)，而且目前傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也達(dá)不到像人一樣具備的 智能判斷要求。在動(dòng)態(tài)稱(chēng)重過(guò)程中，由沖擊載荷造成的采集數(shù)據(jù)的變化較大，要選擇合理的數(shù)據(jù) 處理方法，以減少這種不穩(wěn)定因素的影響。目前紅棗分選機(jī)的研制主要是機(jī)械加人工分選，分選 效率較低，不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化分選。因此，研究紅棗的全自動(dòng)化分選是勢(shì)在必行的。 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)目前紅棗的分選機(jī)械研究方面存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)主要研究設(shè)計(jì)了紅棗的智能分選機(jī)機(jī) 械部分的設(shè)計(jì)，在電腦同步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上通過(guò)對(duì)紅棗的重量的綜合檢測(cè)和分析，從而達(dá)到 對(duì)紅棗大小和爛果的分選。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選部分機(jī)械系統(tǒng)、稱(chēng)重模塊的設(shè) 計(jì)及研制。具體研究?jī)?nèi)容如下：1）紅棗智能分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要包括紅棗的輸送翻轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)、分級(jí)卸料裝置等的設(shè)計(jì)及研制。2）稱(chēng)重試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。包括稱(chēng)臺(tái)的設(shè)計(jì) 3）紅棗從卸料到分 選過(guò)程中的輸送器械的設(shè)計(jì)。本課題擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題是設(shè)計(jì)稱(chēng)重模塊及紅棗的分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)， 在同步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上完成輸送線上紅棗的動(dòng)態(tài)位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)和連續(xù)跟蹤，及紅棗的大小 重量、紅棗的等級(jí)和紅棗的位置信息的正確配準(zhǔn)。從而最終將紅棗按大小重量的不同進(jìn)行等級(jí)劃 分。 2.紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理 該分選機(jī)主要由紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選機(jī)械系統(tǒng)、稱(chēng)重模塊組成。分選紅棗的重量范圍 10g- 50g，橫徑大約范圍為 30mm-50mm，紅棗輸送速度為 0.38m/s。分選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖 1-1 紅棗爛果剔除機(jī)的工作原理圖 1 分選執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2 攝像機(jī) 3 光照箱 4 紅棗支撐滾子 5 紅棗分選杠桿 6 循環(huán)輸送鏈 7 摩擦帶 8 稱(chēng)重傳感器 9 稱(chēng)臺(tái) 10 紅棗收集箱 11 同步編碼器 12 剩余紅棗輸送帶 13 鏈 輪 紅棗的支承滾子和紅棗的分選杠桿都安裝在循環(huán)輸送鏈上，并隨輸送鏈一起向前運(yùn)動(dòng)。輸送 鏈的鏈節(jié)距為 31.75mm，相鄰滾子之間的間距為兩個(gè)鏈節(jié)距，即為 63.5 mm。滾子呈雙錐凹形，紅 棗支承在兩個(gè)相鄰滾子之間，分選杠桿則正好處于紅棗的的正下方。在圖像采集區(qū)域設(shè)置有光照 箱，滾子下面還設(shè)置有摩擦帶。當(dāng)滾子在摩擦帶上滾動(dòng)時(shí)，紅棗就一面在滾子上翻轉(zhuǎn)滾動(dòng)，一面 隨滾子和輸送鏈一起向前輸送，從而將其不同表面都先后呈現(xiàn)在攝像機(jī)前。圖像處理系統(tǒng)接收到 攝像機(jī)所采集的每個(gè)紅棗的圖像之后，提取其品質(zhì)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行圖像處理和等級(jí)判定。在稱(chēng)重 區(qū)域滾子下面設(shè)有一稱(chēng)臺(tái)，稱(chēng)臺(tái)下面兩端各安裝一稱(chēng)重傳感器。傳感器檢測(cè)紅棗的重量，并通過(guò) 稱(chēng)重模塊控制器將紅棗的重量信息上報(bào)給紅棗分選機(jī)主控制器，以實(shí)現(xiàn)紅棗的重量信息與外觀大 小評(píng)定結(jié)果的實(shí)時(shí)融合，確定最終的紅棗的分選等級(jí)。分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在紅棗的輸送線上方， 主要由分選凸輪和步進(jìn)電機(jī)組成。在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，分選凸輪可在“分選”和“通過(guò)”兩個(gè) 工作位置之間來(lái)回切換。在“分選”位置，凸輪工作表面的最高點(diǎn)正好與分選杠桿的上表面齊平。 當(dāng)杠桿在輸送鏈的帶動(dòng)下沿凸輪工作表面向前滑動(dòng)時(shí)，凸輪升程將杠桿的一端壓下，另一端則將 紅棗從滾子上撬起并滾入相應(yīng)的紅棗輸送平帶并輸送到相應(yīng)收集箱，從而完成紅棗的分級(jí)卸料。 在“通過(guò)”位置，凸輪工作表面的最低點(diǎn)高于分選杠桿的上表面，分選杠桿自由通過(guò)。當(dāng)帶有等 級(jí)信息的紅棗的到達(dá)對(duì)應(yīng)的卸料出口時(shí)，同步控制系統(tǒng)控制分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，完成紅棗的的自 動(dòng)分級(jí)卸料。剩余的所有等級(jí)外紅棗則由平帶輸送回去，再次進(jìn)行分選。 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、水果輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分級(jí)卸料裝置和稱(chēng)重 臺(tái)等組成。主要作用是為整個(gè)分選系統(tǒng)提供支承和安裝基礎(chǔ)，并完成水果的上料、輸送、翻轉(zhuǎn)、 重量檢測(cè)和分級(jí)卸料過(guò)程。 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計(jì)及其上的組件布置 機(jī)體框架為分選機(jī)的所有其他部件提供安裝和支承基礎(chǔ)。分選系統(tǒng)的主要尺寸為 2400mm300 mm1000 mm。沿著輸送鏈輸送方向，自從動(dòng)鏈輪一側(cè)開(kāi)始，在輸送鏈上依次布置： 圖像采集光照箱、水果稱(chēng)重工作臺(tái)和 5 個(gè)分級(jí)出口（注：由于機(jī)構(gòu)過(guò)長(zhǎng)，分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)及支撐滾 子過(guò)小，所以不能完全顯示 5 個(gè)分級(jí)出口） 。具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3-1 所示， 圖 3-1 紅棗分選機(jī)布置示意圖 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、鏈輪和一條封閉的循環(huán)輸送鏈組成。循環(huán)輸送鏈布置在與 地面垂直的平面內(nèi)，在輸送鏈緊邊的下面設(shè)置有支承導(dǎo)板，以保持輸送鏈緊邊處于水平狀態(tài)，從 而為紅棗的、輸送、圖像采集、重量大小檢測(cè)以及分級(jí)卸料提供一個(gè)包括圖像采集區(qū)、重量大小 檢測(cè)區(qū)和分級(jí)卸料區(qū)三部分的水平工作表面。傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用三級(jí)傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器輸 入軸為第一級(jí)，減速器輸入、輸出軸之間為第二級(jí)，減速器輸出軸驅(qū)動(dòng)輸送鏈主動(dòng)輪為第三級(jí)。 第一級(jí)采用聯(lián)軸器傳動(dòng)；第二級(jí)就采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動(dòng)；第三級(jí)由于轉(zhuǎn)速較低（減速器輸出 軸轉(zhuǎn)速約為 60 r/min）采用鏈傳動(dòng)。 3.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 進(jìn)過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)和相關(guān)資料，確定鏈輪的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min，選擇 60r/min,確定鏈輪 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 所需功率為 1.5KW，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第 167 頁(yè)表 12-1 可知 有： 表 3-1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 minr滿載轉(zhuǎn)速 inr電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 kg參考價(jià) 格 傳動(dòng)裝 置 傳動(dòng)比 1 Y90S-2 1.5 3000 2840 22 5.00 47 2 Y90L-4 1.5 1500 1400 27 3.48 23 3 Y100L-6 1.5 1000 940 25 2.22 15 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動(dòng)比，可見(jiàn)第二種方案比較合適，因 此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是 Y90L-4。 該電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸如下表 32： 表 3-2 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸 確定總的傳動(dòng)比： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 =1400r/min 和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速 n=60r/min，可得傳動(dòng)裝置mn 的總的傳動(dòng)比是： （3-1） 236014nima 由于傳動(dòng)比為 23，大于 8，故初步選擇減速器為展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，由于該類(lèi)型減 速器 ， ，故確定減速器的 、 分別為 5、3.2。215.3ii161i2 減速器選用 JZQ 型系列減速器，型號(hào)為 JZQ200，速比為 23。由于電動(dòng)機(jī)輸出軸的直徑為 24mm，故選擇減速器高速軸的直徑為 24mm，此時(shí)低速軸的直徑為 30mm。 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)臺(tái)輸送機(jī)構(gòu)采用帶附件的雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，在附件上安裝水果支承滾子組件。 水果放置在相鄰的兩個(gè)滾子上，水果分選杠桿的正上方，并隨輸送鏈條一起向前輸送。 （1）輸送鏈鏈條型號(hào)的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩擦力和鏈條 在鏈輪上轉(zhuǎn)彎時(shí)的慣性力，所以對(duì)鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈， 由于鏈條在輸送過(guò)程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾動(dòng)，從而減少摩擦和磨損。 通過(guò)查閱有關(guān)資料，最終選擇了 C210H 型 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，其結(jié)構(gòu)和具體參 數(shù)如圖 3-2 和表 3-3 所示 中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 90 335180190 125140 10 5024 8 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 圖 3-2 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈結(jié)構(gòu)示意圖 表 3-3 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈結(jié)構(gòu)參數(shù) （2）輸送鏈附件的選擇 紅棗在輸送過(guò)程中，隨紅棗支承滾子組件一起運(yùn)動(dòng)，而紅棗支承滾子組件又隨著輸送鏈條一 起 運(yùn)動(dòng)。為了在輸送紅棗的同時(shí)檢測(cè)紅棗的重量，紅棗支承滾子組件與輸送鏈鏈條之間必須是 鉸接安裝，且能夠繞著平行于輸送鏈鏈條運(yùn)動(dòng)方向的縱向水平軸在垂直于鏈條運(yùn)動(dòng)方向的豎直平 面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在組件的另一端通過(guò)稱(chēng)重傳感器檢測(cè)組件重量，進(jìn)而可以判斷出紅棗的等級(jí)。 同時(shí)，紅棗分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動(dòng)分選，紅棗分選杠桿也必須能夠繞著平行于輸送鏈條運(yùn) 動(dòng)方向的轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，為了安裝紅棗支承滾子組件和紅棗分選杠桿組件，必須在輸送鏈 的每個(gè)鏈節(jié)處提供一個(gè)平行于輸送鏈條運(yùn)動(dòng)方向的縱向水平軸。為此選用 A2 型雙節(jié)距直板輸送鏈 附件，其結(jié)構(gòu)如圖 3-3 所示，具體參數(shù)如表 3-4 所示。在 A2 型附件上再安裝一個(gè) U 型支架，在支 架上安裝所需的縱向水平軸. ANSI 鏈號(hào) 節(jié)距 P(mm) 滾子直 徑 d1 (mm) 內(nèi)鏈板 內(nèi)節(jié)寬 度 b1 銷(xiāo)軸直 徑 d2(mm) 銷(xiāo)軸長(zhǎng) 度(mm b4 內(nèi)鏈板 高度 h2 鏈板厚 度 （mm） 抗拉強(qiáng)度 KN C210H 31.75 19.05 9.4 5.09 21.8 15.09 4.00 21.8 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 3-3 A2 型雙節(jié)距直板輸送鏈附件示意圖 表 3-4 A2 型雙節(jié)距直板輸送鏈參數(shù) ANSI 鏈號(hào) 節(jié)距 P(mm) 兩安裝孔 中心距 g (mm) 中心孔距鏈條中 心線距離 f(mm) 平臺(tái)高度 h4 (mm) 安裝孔直徑 d4 (mm) C210H 31.75 11.9 15.9 11.1 3.3 所以，最終選擇 C210H 型雙節(jié)距大滾子輸送鏈和 A2 型節(jié)距直板輸送鏈附件作為該傳動(dòng)系統(tǒng)的 輸送鏈條。 （3）輸送鏈鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 3-4 所示。 1) 鏈輪齒數(shù)的選擇 圖 3-4 鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1 電動(dòng)機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 鏈輪 1 4 鏈輪 2 5 減速器 為了輸送平穩(wěn)，選擇主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪具有相同的齒數(shù)，所以傳動(dòng)比 i1。因?yàn)殒湕l的最 高線速度為 1.5 m/s，參照機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè) ，折中考慮鏈輪的尺寸重量和傳送的平穩(wěn)性， 最終選擇 Z3=Z4=25。 2）鏈條節(jié)數(shù) 由于試驗(yàn)臺(tái)采用的鏈傳動(dòng)在其緊邊設(shè)置了水平支承導(dǎo)板，所以允許選擇較大的中心距，初定 中心距 a075 p。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 (3-2)0 243430)(2apzzpaLP 150250175（節(jié)） 為了避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，取 PL176 節(jié)。 3）計(jì)算設(shè)計(jì)功率 水果輸送機(jī)構(gòu)的工作阻力主要是鏈條滾子和支承導(dǎo)板之間的摩擦力及水果支承滾子和摩擦帶 之間的摩擦力，以及系統(tǒng)啟動(dòng)加速時(shí)的慣性力。 則經(jīng)計(jì)算得，主動(dòng)輪（即鏈輪 3）輪軸傳遞功率 (3-3) pkzac 0.5857 kW。 工況系數(shù) Ka：由于往輸送鏈上放置水果，以及水果從輸送鏈上分選離線，都會(huì)使鏈傳動(dòng)載荷 略有變化，故按中等沖擊選擇 Ka。試驗(yàn)臺(tái)采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，所以，Ka=1.3。 主動(dòng)輪系數(shù) Kz：由于鏈輪轉(zhuǎn)速較低，所以， (3-4) 34.1)9(08.zk 多排鏈排數(shù)系數(shù) Kp：輸送鏈采用單排鏈，所以，Kp1。 鏈長(zhǎng)系數(shù) Kl：由鏈節(jié)數(shù) Lp176，取 Kl1.16。則設(shè)計(jì)功率為： (3-5) cpzlcad pk134.6 0.8360.58570.5 kW 4)鏈條節(jié)距 根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pd 和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n，查閱機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，應(yīng)選用型號(hào)為 A 系 列滾子鏈，其節(jié)距為 31.75 mm。而前面根據(jù)結(jié)構(gòu)需要選擇的 C2082H 型 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送 鏈的節(jié)距恰為 31.75 mm，滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。 5）實(shí)際中心距因?yàn)?Z3Z4Z25，所以理論中心距為： (3-6) )(2zLpa125.3971765.3 由于本試驗(yàn)臺(tái)輸送鏈的中心距可調(diào)，所以減少量 a 可取較大數(shù)值。取 a=0.003a，所以實(shí)際中 心距為： a=a-a=3835.4(1-0.003)2380mm (3-7) 6）驗(yàn)算鏈速 輸送鏈條的設(shè)計(jì)線速度為：v0.21.5 m/s，總傳動(dòng)比 i 48.24,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 n =1400 r/min,則 ,由式 min/291rin (3-8)106 pnzvsm/38.2975.3 符合設(shè)計(jì)線速度的要求。 7）選擇潤(rùn)滑方式按 P=31.75 mm，v0.38 m/s，查閱機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)知，可選用油刷 或油壺人工定期潤(rùn)滑。 8）作用在軸上的壓力 FQ 由于試驗(yàn)臺(tái)上的輸送鏈布置為水平方式，所以作用于軸上的壓力為： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 (3-9) FKQAF)20.15( 式中：F有效圓周力。 由 (3-10) V PCN154038.071 所以， NQF240153.20 9)鏈輪主要尺寸由于兩鏈輪齒數(shù)相等，所以分度圓直徑和齒頂圓直徑都相等。分別計(jì)算如下： 鏈輪的分度圓直徑 (3-11) mzpd3.25180sin7.si0 鏈輪的齒頂圓直徑 ：a 鏈輪的端面齒形選擇三圓弧一直線齒形，則： (3-12) )180cot54.(zpdam5.268.7.3 鏈輪的齒根圓直徑 ：f (3-13)df .35.121 因?yàn)檩斔图t棗的要求，鏈傳動(dòng)必須水平布置，兩鏈輪軸線在同一水平面上，鏈條的松邊應(yīng)在 下面，緊邊在上面。因?yàn)閮涉溳喌闹行木噍^大，在輸送鏈下面設(shè)置水平支承板，鏈條的滾子就在 支承板上滾動(dòng)前進(jìn)，以增加輸送的平穩(wěn)性。 3.3 紅棗輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理 為保證攝像機(jī)能采集到紅棗所有表面的圖像，分選機(jī)的輸送機(jī)構(gòu)必須保證在輸送紅棗的同時(shí) 將紅棗的所有表面都呈現(xiàn)在攝像機(jī)鏡頭前。該紅棗分選機(jī)的輸送機(jī)構(gòu)就按照這個(gè)要求設(shè)計(jì)，能使 不同大小紅棗都以近似相同的角速度均勻翻轉(zhuǎn)。 滾子式紅棗輸送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 3-5 所示，整個(gè)機(jī)構(gòu)由一條輸送鏈帶動(dòng)，垂直于輸送鏈橫向 延伸的若干根水平滾子軸按一定間距相互平行地安裝在輸送鏈上，滾子則套裝在滾子軸上并可繞 其自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖像采集區(qū)域，滾子下面設(shè)置有摩擦帶，它與滾子之間有良好接觸并有較大的摩 擦因數(shù)。當(dāng)輸送鏈在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾子就隨滾子軸和輸送鏈一起向前運(yùn)動(dòng)，處于摩 擦帶上的滾子則由于摩擦作用而在摩擦帶上繞滾子軸向前滾動(dòng)。滾子呈雙錐凹形，并在相鄰的兩 個(gè)滾子之間形成一個(gè)容納紅棗的空間，紅棗就支承在兩個(gè)相鄰的滾子上。當(dāng)滾子在摩擦帶上滾動(dòng) 時(shí)，紅棗一邊由滾子向前輸送，一邊在滾子的帶動(dòng)下翻轉(zhuǎn)滾動(dòng)，從而將所有表面都呈現(xiàn)在攝像機(jī) 前。通過(guò)合理的參數(shù)優(yōu)化，上述滾子式紅棗輸送機(jī)構(gòu)能夠可靠地輸送大小相差近一倍的紅棗，并 保證紅棗在滾子上以近似相同的角速度均勻翻轉(zhuǎn)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 3-4 滾子式紅棗輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 1 輸送鏈 2 滾子 3 摩擦表面 4 滾子軸 5 紅棗 6 攝像機(jī) 3.4 紅棗分級(jí)卸料裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理 分級(jí)卸料裝置也是紅棗自動(dòng)分選的重要組成部分，它必須保證在分級(jí)卸料的過(guò)程中不對(duì)紅棗 造成明顯的機(jī)械損傷，否則整個(gè)紅棗分選過(guò)程將毫無(wú)意義。為此，與此相關(guān)的一種氣動(dòng)推勉式水 果分級(jí)裝置，依靠推勉力的大小將輸送線上的水果拋入不同的分級(jí)通道，但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且 分級(jí)數(shù)量受到一定限制（Yang et al,1996） 。另一種用于柑橘分選的拖斗式分級(jí)卸料裝置，依靠 分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使拖斗失穩(wěn)來(lái)完成分級(jí)卸料，但該裝置需要設(shè)置獨(dú)立的分級(jí)卸料臺(tái)，而且整體結(jié)構(gòu) 也比較復(fù)雜（應(yīng)義斌等，2004） 。 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的紅棗分級(jí)卸料裝置如圖 3-5 所示，它主要由分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和分選杠桿組件組 成。杠桿式紅棗分級(jí)卸料裝置直接安裝在滾子式紅棗輸送裝置上，分選杠桿的分選臂正好處于支 承在相鄰滾子之間的紅棗的正下方?？v向水平軸固定在輸送鏈上，分選杠桿套裝在縱向水平軸上 并可繞其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)則固定在輸送鏈上方的機(jī)體框架上。當(dāng)輸送鏈在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū) 動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾子、紅棗、縱向水平軸和分選杠桿就隨輸送鏈一起向前輸送。在圖像采集段采集 紅棗整個(gè)表面的圖像并判定其等級(jí)。在稱(chēng)重模塊檢測(cè)紅棗重量，并與圖像處理結(jié)果相融合，得出 最終分選等級(jí)。當(dāng)帶有等級(jí)信息的紅棗到達(dá)對(duì)應(yīng)的卸料出口時(shí)，分選機(jī)主控系統(tǒng)就向?qū)?yīng)的分級(jí) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令，使其分選凸輪進(jìn)入分選杠桿承壓臂的前進(jìn)路線。承壓臂沿分選凸輪的工 作表面繼續(xù)向前滑動(dòng)，凸輪升程就迫使分選杠桿繞縱向水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并由分選臂撬起紅棗完成分 級(jí)卸料。然后分選凸輪快速?gòu)?fù)位，以便其他等級(jí)的水果能自由通過(guò)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 a）為主視圖 圖 b)為俯視圖 圖 3-5 杠桿式紅棗分級(jí)卸料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 1 滾子軸 2 縱向水平軸 3 輸送鏈 4 分選杠桿 5 分選執(zhí)行機(jī)構(gòu) 6 滾子 3.5 稱(chēng)重試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 3.5.1 稱(chēng)重試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理 滾子的外沿支承在稱(chēng)臺(tái)上，稱(chēng)臺(tái)下面兩端各安裝一稱(chēng)重傳感器。其中，紅棗放置在兩個(gè)滾子 之間，分選杠桿的正上方。稱(chēng)臺(tái)長(zhǎng)度為 100 mm，而輸送鏈單個(gè)鏈節(jié)的長(zhǎng)度為 31.75 mm,兩個(gè)滾子 的中心距正好為兩個(gè)鏈節(jié)的距離，即為 63.5 mm，因此，稱(chēng)臺(tái)長(zhǎng)度保證了稱(chēng)臺(tái)上能同時(shí)支承兩個(gè) 滾子。紅棗支承在相鄰的兩個(gè)滾子上，其重力通過(guò)滾子而傳遞到稱(chēng)臺(tái)上。為了在紅棗外部大小檢 測(cè)時(shí)能采集到紅棗的整個(gè)表面圖像，該分選機(jī)采用了雙錐式滾子輸送機(jī)構(gòu)。對(duì)單純的稱(chēng)重過(guò)程來(lái) 講，如果在該機(jī)構(gòu)上連續(xù)地放置紅棗并對(duì)其稱(chēng)重，隨著稱(chēng)重次數(shù)的增加，紅棗重量的誤差會(huì)增大。 所以，當(dāng)支承有紅棗的兩個(gè)滾子同時(shí)在稱(chēng)臺(tái)上時(shí)開(kāi)始采集紅棗的重量檢測(cè)數(shù)據(jù)。 3.5.2 紅棗支承滾子組件及分選杠桿組件的組成及工作原理 紅棗支承滾子組件主要由 U 型支架、紅棗支承滾子、滾子軸、紅棗支承滾子聯(lián)接板、縱向水 平軸等組成?？v向水平軸通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在 U 型支架上；滾子軸以懸臂狀安裝在聯(lián)接板上；而 紅棗支承滾子則安裝在滾子軸上，并可繞滾子軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在輸送鏈每個(gè)鏈節(jié)的附件上都安裝一 個(gè)小 U 型支架，在支架上安裝一根平行于輸送鏈運(yùn)動(dòng)方向的縱向水平軸。此縱向水平軸就分別用 來(lái)安裝紅棗支承滾子組件的聯(lián)接板和分選杠桿。由于是每?jī)蓚€(gè)鏈節(jié)放置一個(gè)紅棗，正好可在中間 鏈節(jié)上安置一組分選杠桿組件。這樣紅棗支承滾子組件和分選杠桿組件正好間隔排列，每個(gè)都分 別占用一個(gè)鏈節(jié)。在輸送過(guò)程中，每個(gè)紅棗都支承在兩個(gè)滾子之間，并可隨滾子一起滾動(dòng)。分選 杠桿安裝在縱向水平軸上，一端伸到兩個(gè)滾子之間紅棗的正下方，另一端則可由分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓 下，以將其上的紅棗撬離滾子和輸送鏈條，落入相應(yīng)的分級(jí)出口裝置。 3.5.3 稱(chēng)臺(tái)的設(shè)計(jì) 為防止稱(chēng)臺(tái)生銹而影響分級(jí)精度，并保證良好的可拆卸性，稱(chēng)臺(tái)選用不銹鋼材料。稱(chēng)臺(tái)與稱(chēng) 重傳感器采用沉頭螺釘連接，并采用密封膠涂平，以保證稱(chēng)臺(tái)的平滑，使當(dāng)滾子通過(guò)時(shí)不會(huì)造成 較大的沖擊而影響檢測(cè)精度。稱(chēng)臺(tái)規(guī)格設(shè)計(jì)為 100 mm30 mm5 mm，這種設(shè)計(jì)保證了紅棗支承 滾子通過(guò)時(shí)，能同時(shí)有兩個(gè)滾子（其上容納有一個(gè)紅棗）的外沿通過(guò)稱(chēng)臺(tái)中央，又有足夠的剛度 以承載各部分載荷，在傳感器的額定稱(chēng)重范圍內(nèi)，又可以保證紅棗的最大稱(chēng)重量。在稱(chēng)臺(tái)下端設(shè) 有一凸臺(tái)，以保證在跟下面的傳感器連接時(shí)，不接觸到傳感器受力端以外的部分而影響稱(chēng)重結(jié)果。 稱(chēng)臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖 3-6 所示： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 a)為主視圖 圖 b)為俯視圖 圖 3-6 稱(chēng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖 1 沉頭螺釘孔 2 稱(chēng)臺(tái) 3 凸臺(tái) 4 力學(xué)分析 4.1 紅棗質(zhì)量的理論計(jì)算 由于所設(shè)計(jì)的稱(chēng)臺(tái)長(zhǎng)度能同時(shí)支承兩個(gè)滾子，而兩個(gè)滾子上面正好容納一個(gè)紅棗，滾子、紅 棗、滾子軸及滾子軸支架等會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于 o 點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩（如圖 3-7 所示） 。所以，稱(chēng)重傳感器所 稱(chēng)的總重量應(yīng)為一個(gè)紅棗和兩個(gè)滾子及附件（滾子軸及滾子軸支架等）相對(duì)于鏈條的轉(zhuǎn)矩在稱(chēng)重 傳感器上的等效重量與稱(chēng)臺(tái)的重量之和。 紅棗作用在稱(chēng)臺(tái)上的等效重力0G 1紅棗所受的重力 滾子、滾子軸及滾子軸支架作用在稱(chēng)臺(tái)上的等效重力 2 滾子軸支架所受的重力3 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 滾子軸所受的重力4G 滾子所受的重力5 圖 4-1 稱(chēng)重模塊受力分析示意圖 1 滾子 2 螺柱 3 聯(lián)接板 4 稱(chēng)重傳感器 5 稱(chēng)臺(tái) 受力分析如上圖所示。稱(chēng)重模塊各部分在自重的作用下產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于 o 點(diǎn)的力矩，用 M 表 示。其力臂的大小分別設(shè)為 ， ， ,即各部分的重心到通過(guò) o 點(diǎn)的垂直線的距離。由合力矩定ll 理可得， （4-)()()(504020GMG 1） 又有力矩計(jì)算公式得， （4-2）250 41320)()(lGl 式中： 滾子、滾子軸及滾子軸支架作用在稱(chēng)臺(tái)上的等效重力 2G 滾子軸支架所受的重力3 滾子軸所受的重力4 滾子所受的重力5 又由力矩平衡得， （4-)()(00GM 3） 其中， 3002)(lGM 式中： 紅棗所受的重力 紅棗作用在稱(chēng)臺(tái)上的等效重力 設(shè)兩稱(chēng)重傳感器所稱(chēng)的總重量為 w kg，則有:20mw 式中： 紅棗的等效質(zhì)量 承臺(tái)質(zhì)量1 滾子、滾子軸及滾子軸支架在稱(chēng)臺(tái)上的等效質(zhì)量2 其中，紅棗支撐滾子所用的材料為尼龍 6，取密度為 1.14g/cm3。其他各部分選用材料為 45 號(hào)鋼，密度為 7.85g/cm3。經(jīng)計(jì)算： 稱(chēng)臺(tái)的質(zhì)量 =1.083 kg1m 滾子軸支架的質(zhì)量 =0.0783 kg3 滾子軸的質(zhì)量 =0.0517 kg4 滾子的質(zhì)量 =0.495 kg5 而 =39 mm， =104.3 mm， =144.3mm1l2l3l 求解以上各式可得， kgwm)92.1(8. 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 式中：m紅棗的質(zhì)量 由于稱(chēng)重是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，由沖擊等各方面影響使得所測(cè)數(shù)據(jù)變化較大，可采取多次試驗(yàn)取 平均值的方法可找出所測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際重量之間的關(guān)系，最后測(cè)得數(shù)據(jù)證號(hào)為紅棗的重量值。 5 其它零部件 5.1 分選機(jī)支架的設(shè)計(jì) （1）支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 考慮到軸的安裝，故機(jī)體壁的一邊從和軸中心上下分成兩半，軸裝上以后，用一個(gè)端蓋通過(guò) 螺栓連接再連接到一起。為減少機(jī)體的重量，故只在與軸配合的地方，增加厚度，其他的地方用 薄壁板進(jìn)行加工。支架安裝在分選機(jī)右側(cè)，滾子處于懸起狀態(tài)。支架尺寸為：2800 mm100mm1000mm。 （2）支架材料的選擇 為防止生銹，故整個(gè)機(jī)體均采用通用的不銹鋼型號(hào) SUS304 進(jìn)行制造，這樣也能保證機(jī)體有足 夠的強(qiáng)度和硬度。 5.2 輸送帶的設(shè)計(jì) 由于用于紅棗的輸送，則輸送帶類(lèi)型選用平帶輸送。 為了后面分選機(jī)構(gòu)的精確分選，前面的輸送裝置必須將紅棗在輸送帶上的分布面積擴(kuò)大，所 以帶寬應(yīng)選擇較大帶寬，即平帶設(shè)計(jì)尺寸為：4000mm1000mm。帶輪直徑為 640mm。支架設(shè)計(jì)尺 寸為：2000mm1200mm1500mm。 帶結(jié)構(gòu)選棉帆布普通輸送帶，輸送帶型號(hào)為 CC-56，規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 5-1： 表 5-1 織物輸送帶的規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 輸送帶 型號(hào) 扯斷強(qiáng)度 （N/mm） 每層質(zhì)量 （kg/ ）3m 每層 厚度 mm 伸長(zhǎng)率 （定負(fù)荷） （%） 帶寬 范圍 mm 層數(shù)范 圍 棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36 1.52 1000 3 平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5-1： 圖 5-1 平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖 1 支架 2 帶輪 3 帶 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 5.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計(jì) 根據(jù)查找機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)相關(guān)內(nèi)容，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)選用 GZT9 轉(zhuǎn)軸無(wú)動(dòng)力式圓柱形長(zhǎng)輥輸 送機(jī)，其相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 5-2： 表 5-2 長(zhǎng)輥輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 輥?zhàn)虞斔?機(jī)型式 輥?zhàn)又睆?D（mm） 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 l(mm) 機(jī)架長(zhǎng)度 L（mm） 輥?zhàn)娱g距 P 輸送機(jī)高度 H 輸送速度 m/s GZT9 50 1000 5000 100 800 0.125 根據(jù)紅棗輸送的工作環(huán)境，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的輥?zhàn)舆x用碳鋼制造。 輥?zhàn)虞斔偷臋C(jī)構(gòu)示意圖如圖 5-2 所示： 圖 5-2 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖 1 機(jī)架 2 輥?zhàn)?3 電動(dòng)機(jī) 5.4 槽型帶輸送的設(shè)計(jì) 槽型帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是由兩個(gè)平帶傾斜放置，形成一個(gè) V 型槽，能夠使紅棗在運(yùn)輸過(guò)程中較好 的逐個(gè)排列，為后面的分選奠定基礎(chǔ)。 根據(jù)查閱相關(guān)資料，確定平帶 1 的設(shè)計(jì)尺寸為：3000mm200mm。帶輪直徑為 100mm。 平帶 2 的設(shè)計(jì)尺寸為：3200mm200mm。兩平帶帶輪直徑都為 100mm。 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5-3： 圖 5-3 槽型帶結(jié)構(gòu)示意圖 1 平帶 1 2 平帶 2 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 6 總結(jié) 了解國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，參考大量文獻(xiàn)及輔導(dǎo)老師幫助的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了紅棗智能分選機(jī)機(jī) 械部分的內(nèi)容。主要結(jié)論如下： （1）根據(jù)紅棗外形的各方面因素，制定出了分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)方案制作完 成了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。通過(guò)理論計(jì)算表明，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。 （2）設(shè)計(jì)制作了紅棗分選過(guò)程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動(dòng)帶動(dòng)紅棗支撐滾子的傳動(dòng)。 （3）設(shè)計(jì)了紅棗分選過(guò)程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動(dòng)分選，能夠?qū)崿F(xiàn)紅棗能 夠快速準(zhǔn)確的被收集，并且要有良好的機(jī)械特性。 （4）設(shè)計(jì)了紅棗的分選過(guò)程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 致 謝 首先感謝的是我的指導(dǎo)老師，設(shè)計(jì)是在 XXXX 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無(wú)論是在資料的整 理，還是在設(shè)計(jì)的畫(huà)圖等各個(gè)方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下，才使得我 的設(shè)計(jì)一步一步的有序的完成，同時(shí)也學(xué)到了許多書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，受益匪淺，特致以深深 的感謝。同時(shí)也要感謝學(xué)科組每一位老師們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間對(duì)我的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的解答和指 導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，而且在我沒(méi)有想到的方面還給予我詳 細(xì)的指導(dǎo)，為我改進(jìn)設(shè)計(jì)，提供了寶貴的建議，學(xué)生深表謝意。 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué) 們、表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校 XXXX 大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù) 學(xué)習(xí)和提高。XXXX 大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩(shī)的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴 的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。 “自強(qiáng) 不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。 再次,感謝我的同學(xué)們,在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了他們無(wú)私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和 建議。在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成學(xué)業(yè)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 參考文獻(xiàn) 1 劉孟軍透視中國(guó)棗產(chǎn)業(yè)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1:7. 2 金農(nóng).我國(guó)棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀J.農(nóng)產(chǎn)品加工,2007.(01). 3 郭滿玲.我國(guó)鮮食棗品種資源及分布研究D.西北農(nóng)林科技大學(xué),2004.3:42-45. 4 劉孟軍北省棗樹(shù)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀存在的問(wèn)題及建議J河北果樹(shù)，1998.(2):6-7. 5 梁鴻.中國(guó)紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、存在問(wèn)題和對(duì)策的研究D.陜西師范大學(xué),2006.25(9):8- 10. 6 李光梅. 水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩rJ. 農(nóng)機(jī)化研究，2007.09. 7 王明俊.稱(chēng)重式水果分選機(jī)傳感信息采集方法研究J.農(nóng)機(jī)化研究. 2009.31(05). 8 高海生. 果實(shí)采后分級(jí)處理的自動(dòng)化技術(shù)M. 糧油加工與食品機(jī)械，2002.2:34-35. 9 白菲.水果自動(dòng)分級(jí)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展J. 食品科學(xué)，2005.26:145-148. 10 曹樂(lè)平.基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的水果分級(jí)研究進(jìn)展J.農(nóng)機(jī)化研究,2007.15(11):79-81. 11 魏新華,胡學(xué)同等.水果機(jī)器視覺(jué)自動(dòng)分選機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2008,(11). 12 魏新華.水果自動(dòng)分選機(jī)分級(jí)卸料實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.儀器儀表學(xué)報(bào). 2008.29(5):85- 88. 13 馮斌.基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的水果大小檢測(cè)方法J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2003.42(01):69-71. 14 魏新華.杠桿式水果高速分級(jí)卸料裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2007.38(10):57-59. 15 魏新華.水果視覺(jué)分選機(jī)滾子式輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2007.38(9):98- 102. 16 應(yīng)義斌,徐惠榮.能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)球形水果自動(dòng)成單列輸送并均勻翻轉(zhuǎn)的裝置.中國(guó),02136379.XP. 2003-02-05. 17 應(yīng)義斌,饒秀勤等.水果高速實(shí)時(shí)分級(jí)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2004.35(5):117-121. 18 黃秀玲,鄭加強(qiáng)等.水果分級(jí)支撐技術(shù)的研究進(jìn)展J.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007,(02). 19 卜炎主編.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.12：29-34. 20 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998.7. 21 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本軸及其聯(lián)接M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1:54-58.