2766 慣性式紅棗分級(jí)的設(shè)計(jì)
2766 慣性式紅棗分級(jí)的設(shè)計(jì),慣性,紅棗,分級(jí),設(shè)計(jì)
慣性式紅棗分級(jí)裝置開(kāi)題報(bào)告1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義目前,全國(guó)紅棗種植面積約 2300 萬(wàn)畝,總產(chǎn)量 350 萬(wàn)噸以上,平均單產(chǎn)越140 公斤,但內(nèi)地大部分紅棗產(chǎn)區(qū)降雨量較多,病蟲(chóng)害比較嚴(yán)重,紅棗之制干后質(zhì)較差,近年來(lái)感知紅棗主產(chǎn)區(qū)已慢慢向轉(zhuǎn)移。南疆地區(qū)有著優(yōu)越的光熱資源,很適合紅棗的大面積種植,而且非常有利于紅棗自然成熟和質(zhì)制干,品質(zhì)好,單產(chǎn)高,吸引了大量?jī)?nèi)地紅棗加工企業(yè)落戶。的紅棗形成了獨(dú)特的品牌,如“和田玉棗,天山玉棗,四木王”等。的紅棗產(chǎn)業(yè)處于快熟發(fā)展中,兵團(tuán)規(guī)劃到 2012 年建設(shè)高產(chǎn)高效紅棗園 200 萬(wàn)畝,紅棗總產(chǎn)量80 萬(wàn)噸以上,紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。紅棗分級(jí)是紅棗干制過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié),紅棗分級(jí)質(zhì)量的好壞直接影響到紅棗經(jīng)濟(jì)效益,目前主要采用人工分級(jí),勞動(dòng)強(qiáng)度大,成本高,而且分及質(zhì)量受人為因素影響較大,分級(jí)質(zhì)量無(wú)法確保,紅棗的自動(dòng)分集技術(shù)已成為影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。本設(shè)計(jì)通過(guò)研究紅棗分級(jí)工藝及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行紅棗分級(jí)裝置喂料.分級(jí)等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),最終設(shè)計(jì)成慣性式紅棗分級(jí)裝置,解決人工分級(jí)中存在的問(wèn)題,提升紅棗加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平,解放勞動(dòng)力,提高紅棗經(jīng)濟(jì)效益。2、本課題所涉及的問(wèn)題及國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析目前,國(guó)外的果蔬自動(dòng)分選機(jī)較為先進(jìn),自動(dòng)化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高,很值得我們借鑒。而國(guó)內(nèi)紅棗分級(jí)裝置多而雜,我國(guó)對(duì)智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段,對(duì)水果品質(zhì)檢測(cè)及自動(dòng)分級(jí)研究時(shí)間不長(zhǎng),國(guó)內(nèi)目前生產(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),自動(dòng)分級(jí)設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段,依舊存在著很多問(wèn)題亟待解決。目前我國(guó)的紅棗分級(jí)機(jī)主要有以下幾種:一種是按重量分級(jí),同時(shí)可進(jìn)行色澤進(jìn)行選別的電腦控制的全自動(dòng)代設(shè)備,此設(shè)備技術(shù)含量高,價(jià)格昂貴,國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)能做。一種是很早以前的滾筒式分級(jí)機(jī),現(xiàn)已經(jīng)被大多數(shù)廠淘汰不用,主要原因是在分級(jí)過(guò)程中,因棗子為橢圓形,會(huì)卡入分級(jí)條形欄中,產(chǎn)量小,并影響棗子的質(zhì)量,及分級(jí)效果,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。第三種,就是皮帶程 V 字形,下面加 V 字形滾杠的傳輸,此種分級(jí)方式理論上應(yīng)是很好的,類(lèi)似于以前的菠蘿分級(jí)機(jī),在其基礎(chǔ)上加上 V 字形皮帶,因此分級(jí)機(jī)本人未能實(shí)際接觸,不加以過(guò)多評(píng)價(jià)。第四種,是三滾杠式分級(jí)機(jī),此種分級(jí)機(jī),由三根滾杠,上兩下一,托住物料前進(jìn),但因滾杠的轉(zhuǎn)動(dòng),物料在里面受的壓力增大,所以會(huì)有擠壓的現(xiàn)象發(fā)生,導(dǎo)致成大棗子在擠壓的情況下進(jìn)入小棗子的出料處,分級(jí)不均,目前一些廠已經(jīng)不再生產(chǎn)此設(shè)備。第五種,是雙滾杠,級(jí)別之間有落差的分級(jí)機(jī),采用兩根滾杠帶動(dòng)物料,前進(jìn),滾杠之間距離固定,下一級(jí)滾杠間距大于上一級(jí),此種分級(jí)機(jī)由我公司工程師安有成設(shè)計(jì)而成,但因滾杠之間跟離不變,存在同樣的與滾筒式分級(jí)機(jī)一樣的卡棗問(wèn)題,雖經(jīng)改進(jìn),仍未能完全克服,并此設(shè)備占地面積大,成本高。第六種,雙滾杠分級(jí)機(jī),此種分級(jí)機(jī)是我公司最新完成的分級(jí)機(jī),借助國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn),完全克服了卡棗的問(wèn)題。物料由兩根滾杠帶動(dòng)前進(jìn),滾杠自身間距慢慢變大,不存在卡棗的地方,并且成本相對(duì)低,效率好,產(chǎn)量大,占地小。盡管機(jī)械式紅棗分級(jí)技術(shù)存在明顯的缺陷,但由于一方面使用對(duì)象大多是種植規(guī)模較小的棗農(nóng); 另一方面我國(guó)基于機(jī)器視覺(jué)紅棗 級(jí)技術(shù)大都處于試驗(yàn)室及探索階段,且價(jià)格昂貴,機(jī)械式紅棗分級(jí)機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)還有廣大市場(chǎng)。隨著紅棗分級(jí)技術(shù)的發(fā)展,基于機(jī)器視覺(jué)的紅棗分級(jí)機(jī)在特定使用對(duì)象方面取代現(xiàn)有的機(jī)械式紅棗分級(jí)機(jī)是必然趨勢(shì)3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析成功設(shè)計(jì)出紅棗分級(jí)機(jī)應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求:1、省電耐用、方便快捷、外形美觀、操作簡(jiǎn)便、效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、安全等優(yōu)點(diǎn)。2、結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,且維修方便。3、可將不同形狀的紅棗按形狀和質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)。4、多用途,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后可進(jìn)行其他干果的分級(jí)挑選。4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路4.1 研究?jī)?nèi)容本課題重點(diǎn)研究慣性式紅棗分級(jí)裝置的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)紅棗慣性式分級(jí)。本裝置根據(jù)慣性原理,可將紅棗按形狀質(zhì)量及其慣性的不同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.自動(dòng)化分級(jí)。并且可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后可對(duì)其他干果進(jìn)行分級(jí),如杏干.銀杏等。4.2 解決思路解決的思路如下:(1)動(dòng)力源的選擇;(2)確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu);(3)慣性分級(jí)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(4)畫(huà)出裝配圖。(5)對(duì)傳動(dòng)軸、鏈輪及連桿進(jìn)行受力分析。5、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃完成本課題的方案:在原紅棗分級(jí)機(jī)基礎(chǔ)上,對(duì)分級(jí)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),采用慣性分級(jí)原理,改進(jìn)紅棗分級(jí)裝置,達(dá)到效率高、壽命長(zhǎng)、造作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。第 1-2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn),撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第 3-4 周 調(diào)查走訪紅棗加工企業(yè),進(jìn)行測(cè)量,比較,決定設(shè)計(jì)方案。第 5-6 周 根據(jù)工作要求,查閱相關(guān)手冊(cè),對(duì)各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算,畫(huà)草圖。第 7-8 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件,畫(huà)裝配圖。第 9-10 周 從工藝性能,經(jīng)濟(jì)性能,實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),校核,修正。第 11-12 周 完成產(chǎn)品說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備答辯。6、主要參考文獻(xiàn)1 馬學(xué)武,何建國(guó). 基于機(jī)器視覺(jué)紅棗無(wú)損自動(dòng)分級(jí)設(shè)備的研制J. 寧夏工程技術(shù), 2008,(03) .2 王松磊,何建國(guó), 賀曉光, 張冬,詹志彪. 紅棗自動(dòng)分級(jí)機(jī)分級(jí)執(zhí)行系統(tǒng)的研制J. 寧夏工程技術(shù), 2009,(033賀曉光,何建國(guó), 王松磊. 靈武長(zhǎng)棗自動(dòng)分級(jí)機(jī)輸送系統(tǒng)的研制J. 寧夏農(nóng)林科技, 2008,(06) .4張雪松. 基于線陣 CCD 的紅棗分選技術(shù)J. 食品與機(jī)械 , 2008,(03) .5袁麗,努爾夏提 朱馬西, 楊軍,李忠新,沈衛(wèi)強(qiáng). 柵條滾筒式杏干分級(jí)機(jī)的試驗(yàn)研究J. 農(nóng)機(jī)化研究, 2006,(06) .6李彩云,吳曉君, 郝博揚(yáng). 基于 USS 協(xié)議下 PLC 在紅棗加工系統(tǒng)中的應(yīng)用J. 農(nóng)機(jī)化研究, 2009,(06) .7李湘萍. 6ZF0.5 型紅棗分級(jí)機(jī)的試驗(yàn)研究 J. 山西農(nóng)機(jī), 2000,(S1) .8張雪松,神會(huì)存. 基于單片機(jī)的光電式紅棗分選技術(shù)研究J. 中原工學(xué)院學(xué)報(bào), 2007,(02) .塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 本課題研究的背景、目的和意義目前,全國(guó)紅棗種植面積約 2300 萬(wàn)畝,總產(chǎn)量 350 萬(wàn)噸以上,平均單產(chǎn)越 140公斤,但內(nèi)地大部分紅棗產(chǎn)區(qū)降雨量較多,病蟲(chóng)害比較嚴(yán)重,紅棗之制干后質(zhì)較差,近年來(lái)感知紅棗主產(chǎn)區(qū)已慢慢向轉(zhuǎn)移。南疆地區(qū)有著優(yōu)越的光熱資源,很適合紅棗的大面積種植,而且非常有利于紅棗自然成熟和質(zhì)制干,品質(zhì)好,單產(chǎn)高,吸引了大量?jī)?nèi)地紅棗加工企業(yè)落戶。的紅棗形成了獨(dú)特的品牌,如“和田玉棗,天山玉棗,四木王”等。的紅棗產(chǎn)業(yè)處于快熟發(fā)展中,兵團(tuán)規(guī)劃到 2012 年建設(shè)高產(chǎn)高效紅棗園 200 萬(wàn)畝,紅棗總產(chǎn)量 80 萬(wàn)噸以上,紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。紅棗分級(jí)是紅棗干制過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié),紅棗分級(jí)質(zhì)量的好壞直接影響到紅棗經(jīng)濟(jì)效益,目前主要采用人工分級(jí),勞動(dòng)強(qiáng)度大,成本高,而且分及質(zhì)量受人為因素影響較大,分級(jí)質(zhì)量無(wú)法確保,紅棗的自動(dòng)分集技術(shù)已成為影響其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。本設(shè)計(jì)通過(guò)研究紅棗分級(jí)工藝及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行紅棗分級(jí)裝置喂料.分級(jí)等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),最終設(shè)計(jì)成慣性式紅棗分級(jí)裝置,解決人工分級(jí)中存在的問(wèn)題,提升紅棗加工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平,解放勞動(dòng)力,提高紅棗經(jīng)濟(jì)效益。1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析目前,國(guó)外的果蔬自動(dòng)分選機(jī)較為先進(jìn),自動(dòng)化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高,很值得我們借鑒。而國(guó)內(nèi)紅棗分級(jí)裝置多而雜,我國(guó)對(duì)智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段,對(duì)水果品質(zhì)檢測(cè)及自動(dòng)分級(jí)研究時(shí)間不長(zhǎng),國(guó)內(nèi)目前生產(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),自動(dòng)分級(jí)設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段,依舊存在著很多問(wèn)題亟待解決。目前我國(guó)的紅棗分級(jí)機(jī)主要有以下幾種:一種是按重量分級(jí),同時(shí)可進(jìn)行色澤進(jìn)行選別的電腦控制的全自動(dòng)代設(shè)備,此設(shè)備技術(shù)含量高,價(jià)格昂貴,國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)能做。一種是很早以前的滾筒式分級(jí)機(jī),現(xiàn)已經(jīng)被大多數(shù)廠淘汰不用,主要原因是在分級(jí)過(guò)程中,因棗子為橢圓形,會(huì)卡入分級(jí)條形欄中,產(chǎn)量小,并影響棗子的質(zhì)量,及分級(jí)效果,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。第三種,就是皮帶程 V 字形,下面加 V 字形滾杠的傳輸,此種分級(jí)方式理論上應(yīng)是很好的,類(lèi)似于以前的菠蘿分級(jí)機(jī),在其基礎(chǔ)上加上 V 字形皮帶,因此分級(jí)機(jī)本人未能實(shí)際接觸,不加以過(guò)多評(píng)價(jià)。第四種,是三滾杠式分級(jí)機(jī),此種分級(jí)機(jī),由三根滾杠,上兩下一,托住物料前進(jìn),但因滾杠的轉(zhuǎn)動(dòng),物料在里面受的壓力增大,所以會(huì)有擠壓的現(xiàn)象發(fā)生,導(dǎo)致成大棗子在擠壓的情況下進(jìn)入小棗子的出料處,分級(jí)不均,目前一些廠已經(jīng)不再生產(chǎn)此設(shè)備。第五種,是雙滾杠,級(jí)別之間有落差的分級(jí)機(jī),采用兩根滾杠帶動(dòng)物料,前進(jìn),滾杠之間距離固定,下一級(jí)滾杠間距大于上一級(jí),此種分級(jí)機(jī)由我公司工程師安有成設(shè)計(jì)而成,但因滾杠之間跟離不變,存在同樣的與滾筒式分級(jí)機(jī)一樣的卡棗問(wèn)題,雖經(jīng)改進(jìn),仍未能完全克服,并此設(shè)備占地面積大,成本高。第六種,雙滾杠分級(jí)機(jī),此種分級(jí)機(jī)是我公司最新完成的分級(jí)機(jī),借助國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn),完全克服了卡棗的問(wèn)題。物料由兩根滾杠帶動(dòng)前進(jìn),滾杠自身間距慢慢變大,不存在塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2卡棗的地方,并且成本相對(duì)低,效率好,產(chǎn)量大,占地小。盡管機(jī)械式紅棗分級(jí)技術(shù)存在明顯的缺陷,但由于一方面使用對(duì)象大多是種植規(guī)模較小的棗農(nóng); 另一方面我國(guó)基于機(jī)器視覺(jué)紅棗 級(jí)技術(shù)大都處于試驗(yàn)室及探索階段,且價(jià)格昂貴,機(jī)械式紅棗分級(jí)機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)還有廣大市場(chǎng)。隨著紅棗分級(jí)技術(shù)的發(fā)展,基于機(jī)器視覺(jué)的紅棗分級(jí)機(jī)在特定使用對(duì)象方面取代現(xiàn)有的機(jī)械式紅棗分級(jí)機(jī)是必然趨勢(shì)1.3 慣性式紅棗分級(jí)裝置性能的要求本課題重點(diǎn)研究慣性式紅棗分級(jí)裝置的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)紅棗慣性式分級(jí)。本裝置根據(jù)慣性原理,可將紅棗按形狀質(zhì)量及其慣性的不同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.自動(dòng)化分級(jí)。并且可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后可對(duì)其他干果進(jìn)行分級(jí),如杏干.銀杏等。成功設(shè)計(jì)出紅棗分級(jí)機(jī)應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求:(1) 省電耐用、方便快捷、外形美觀、操作簡(jiǎn)便、效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、安全等優(yōu)點(diǎn)。(2) 結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作可靠,且維修方便。(3)可將不同形狀的紅棗按形狀和質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)。(4)多用途,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)后可進(jìn)行其他干果的分級(jí)挑選。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)32 慣性式紅棗分級(jí)機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)題目分析(1)給定數(shù)據(jù)生產(chǎn)率: 20kg/min驅(qū)動(dòng)電機(jī): 3KW 1500r/min灰棗分級(jí)規(guī)格: 寬 b 質(zhì)量b26mm m6.5gb=23-25 m=5g-6.4gb=21-23 m=4.1g-4.9gb 2/ E ,分母大于0, 分子中帶根號(hào)項(xiàng)的絕對(duì)值大于前一項(xiàng)的絕對(duì)值。所以, 根號(hào)前的符號(hào)只能取正號(hào)。即222(1)4)acFccFbE如果c 2/ E , 式中的分母小于0, 分子中帶根號(hào)項(xiàng)的絕對(duì)值小于前一項(xiàng)絕對(duì)值。要保證b 大于0, 就必須保證F 大于0, 即 。公式( 4) 根號(hào)內(nèi)的代數(shù)式必須大于或等于0。由此可解得兩組根12和 。第二組根不符合雙2cos(/+)/cE1212cos(/+ )/E柄機(jī)構(gòu)存在條件,所以應(yīng)當(dāng)舍去。此外, 考慮到機(jī)構(gòu)尺寸因素, 根號(hào)前面的符號(hào)推薦使用+ 號(hào),這樣使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。綜上所述, 設(shè)計(jì)的使用條件為:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10如果 且1212cos(/ /)Ece如果 利用 與 是單調(diào)減函數(shù)的特性, 當(dāng)給定 時(shí), 用Kc 0K簡(jiǎn)單迭代法( 一元方程求根方法) 很容易求出c 值。下面是根據(jù)區(qū)間二分法改造的計(jì)算過(guò)程: 給定初值c, 迭代精度 , 迭代步長(zhǎng) ;h 計(jì)算 , ;0()hsign , 計(jì)算 , 直到 ;cK0 , 計(jì)算 , 直到 0.50.5()hsignKh曲柄及連桿的長(zhǎng)度計(jì)算在本設(shè)計(jì)中 2.1324取初值 2 c8解得 1.9107 1.5036 1.5241ba3.2 雙曲柄機(jī)構(gòu)的確定由上解得的 1.9107 1.5036 1.5241 分別將其擴(kuò)大 10 倍c1d得:圖 3-2 雙曲柄機(jī)構(gòu)AB= =15cm BC= =15cm CD= =19cm AD= =10cm 1l2l3l4lCQ= DQ= 56l3.3 雙曲柄機(jī)構(gòu)校核在圖 2-3 中,分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況,得到了速度、加速度和位移的計(jì)算公式。A 點(diǎn)的加速度:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11當(dāng) 時(shí),02max(1)R式中,已知 n=120r/minR=0.1m解得 2 2ax 0.9().()/32ms當(dāng) 時(shí),180min1解得 in27/sA 點(diǎn)的慣性力:當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)至位置 1 時(shí),慣性力 Pa( 為慣性篩質(zhì)量, 為篩面上物體的質(zhì)量)122慣性篩質(zhì)量約為 25kg,每分鐘加工紅棗 20kg平均速度 0.9.3/6Rnvms物料移過(guò) 1.5m 篩體所需時(shí)間 158.篩面上的物料 23.8/0kgs此時(shí) 2(1)904/9.Pmam當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)到位置 2 時(shí),使連桿產(chǎn)生壓縮,此時(shí): 25(.0)76/8kgs連桿均采用雙頭鉸鏈?zhǔn)?,?dāng)曲柄、連桿、篩體上的移動(dòng)點(diǎn) A 三點(diǎn)在一條直線上時(shí),連桿內(nèi)部不是受最大拉力就是受最大壓力。曲柄轉(zhuǎn) n 次近似對(duì)應(yīng)變化了 n 次。所以連的破壞認(rèn)為是疲勞破壞。受變動(dòng)應(yīng)力決定連桿截面積:對(duì)稱(chēng)循環(huán)下的許用應(yīng)力 1n 為強(qiáng)度裕度,變動(dòng)載荷時(shí)一般取 5.0變動(dòng)彎曲時(shí): 1(.4)B變動(dòng)拉伸時(shí): 1.P材料取 60 Mn 鋼, 2/Bkgm=45551(0.5.)=203014P 2/連桿截面積的選?。?1/S,20kgm213.54/Pkg取 則14/P26Sm塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 3-3 連桿截面由圖可知 ,連桿截面積遠(yuǎn)大于計(jì)算面積,符合要求,同理可校核其它連桿均符合要求。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)134 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4.1 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)鏈輪齒數(shù)選 =27 由于采用 傳動(dòng),所以本機(jī)械中鏈輪齒數(shù)均相等。1z1:鏈條節(jié)數(shù)初定中心距 則:032ap01PaLz=96 節(jié)32p計(jì)算功率 1.43.capKkW鏈條節(jié)距 0czmP1.089K1.0827采用單排鏈,故 04.1PkW實(shí)際中心距 0325.812.apm計(jì)算鏈速 1740.37/66znv s符合要求作用在軸上的壓力取 則:.23QF1.QF4.2100576CPNv.57694.2 鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)一般應(yīng)布置在鉛垂平面內(nèi),盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。如確有需要,則應(yīng)考慮加脫板或張緊輪等裝置,并且設(shè)計(jì)較緊湊的中心距。鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)張緊的目的,主要是為了避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象;同時(shí)也為了增加鏈條與嚙合包角。當(dāng)兩輪軸心連線傾斜角大于 60 度時(shí),通常設(shè)有張緊裝置。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14由于本設(shè)計(jì)傾斜角在 60 度的范圍內(nèi),故不需要有張緊裝置。鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑十分重要,對(duì)高速、重載的鏈傳動(dòng)更為重要。良好的潤(rùn)滑可緩和沖擊,減輕磨損,延長(zhǎng)鏈條使用壽命。潤(rùn)滑油推薦采用牌號(hào)為 L-AN32,L-AN46,L-AN68 的全損耗系統(tǒng)用油。溫度低時(shí)取前者。對(duì)于開(kāi)式重載低速傳動(dòng),可在潤(rùn)滑油中加入 MoS2,WS2 等添加劑。對(duì)用潤(rùn)滑油不便的場(chǎng)合,允許涂抹潤(rùn)滑脂,但應(yīng)定期清洗和涂抹。4.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪的齒廓形狀對(duì)傳動(dòng)質(zhì)量有重要的影響,正確的鏈輪齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)的進(jìn)入和退出嚙合,盡量降低接觸應(yīng)力,減小磨損和沖擊,還應(yīng)便于加工。目前常用的一種是三圓弧一直線齒形(如圖 4-1(a)所示,由三圓弧、aa、ab、cd 和一直線 bc 組成) ,并用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具加工,只需一把滾刀便可切制節(jié)距相同而齒數(shù)不同的鏈輪。在鏈輪工作圖中,端面齒形不必畫(huà)出,但要在圖上注明“齒形按 3R GB12441985 規(guī)定制造” 。鏈輪的軸面齒形需畫(huà)出如(圖 4-1(b)),兩側(cè)齒廓為圓弧狀,以利于鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合。圖 4-1(a)端面齒形 圖 4-1(b)軸面齒形鏈輪的主要尺寸:滾子外徑 md40.251鏈輪節(jié)距 p=24.45mm軸孔直徑 dk分度圓弦齒高 mpha 0.1245.27.0.齒側(cè)凸緣直徑 hzg 6.7918cot分度圓直徑 .sin齒頂圓直徑 zpda 4.1250t54.o齒根圓 f 07.1最大齒根距離(奇數(shù)) mdLx 6.9cos塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)155 傳動(dòng)系統(tǒng)分析計(jì)算5.1 分析傳動(dòng)系統(tǒng)工作情況傳動(dòng)系統(tǒng)的作用作用:介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間,主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī),在此起減速作用,并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。傳動(dòng)方案的特點(diǎn)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容易制造、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列,導(dǎo)致橫向尺寸較大,機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對(duì)稱(chēng),高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端,可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消,以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。電機(jī)和工作機(jī)的安裝位置電機(jī)安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端,并用聯(lián)軸器連接;工作機(jī)安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端,并用聯(lián)軸器連接。計(jì)算總傳動(dòng)比 i,總效率 ,傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下圖 5-1 傳動(dòng)系統(tǒng)5.2 確定電機(jī)型號(hào)根據(jù)工作條件:室內(nèi)常溫、灰塵較大、兩班制、連續(xù)單向運(yùn)行,載荷較平穩(wěn),電壓為 380V 的三相交流電源,電動(dòng)機(jī)輸出功率 P=3kw,及同步轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 等,選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī),型號(hào)為 Y100L2-4,其主要性能數(shù)據(jù)如表 5.1:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16表 5.1 主要性能數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào) 額定功率PM滿載轉(zhuǎn)速nm同步轉(zhuǎn)速ns凈重Y100L2-4 3kw 1430r/min 1500r/min 38kg計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比和效率1、各級(jí)傳動(dòng)比:其余傳動(dòng)比均為 1430 1.2ai2、各級(jí)效率: 123.9506.83234計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩如表 4.2表 5.2 主要參數(shù)功率 P(kw) 轉(zhuǎn)矩 T(N*m)軸名輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)數(shù) nr/min傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)軸 3 19.03 1430 11.2軸 2.88 2.73 205.34 194.6 1341軸 2.63 2.58 187.5 183.95 134軸 2.48 2.38 176.8 169.7 13415.3 軸的設(shè)計(jì)軸的最小直徑的確定按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度;如果還受有不大的彎矩時(shí),則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17的軸,也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為3950.2TTPnWd式中: 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為 MPa;T軸所受的扭矩,單位為 N mm;軸的抗扭截面系數(shù),單位為 mm3 軸的轉(zhuǎn)速,單位為 r/min;n軸傳遞的功率,單位為 Kw;P計(jì)算截面處軸的直徑,單位為 mm;d需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為 MPa;T表 5.3 軸常用幾種材料的 及T0A軸的材料 Q235-A、20Q275、35 45 4rC/tMPa15-25 20-35 25-45 35-550149-126 135-112 126-203 112-97軸的直徑333950950.2.2TTPPdnn式中 0/A取 MaT4531min02.71dm32in0.58A33min0.19d軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案,確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。1 號(hào)軸:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18圖 5-2 第一軸第一段的直徑 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求,第一段軸左端需制出一段鍵槽,故第148d二段軸的直徑 ,用來(lái)配合軸承座。第三段軸 中間開(kāi)鍵槽,用來(lái)固定鏈輪。第四25035d段軸直徑 ,用來(lái)配合軸承座。第五段軸直徑 右端開(kāi)鍵槽,用來(lái)固定曲柄。4 42 號(hào)和 3 號(hào)軸圖 5-3 第二、三軸第一段軸直徑 ,用來(lái)配合軸承座。第二段軸直徑 ,軸上開(kāi)鍵槽用來(lái)固125dm230dm定鏈輪。第三段軸直徑 ,用來(lái)配合軸承座。第四段軸直徑 ,右端開(kāi)鍵槽,3 4用來(lái)固定主動(dòng)曲柄。4 號(hào)軸圖 5-4 第四軸第一段軸直徑 ,第二段軸直徑 ,用來(lái)配合軸承座。第三段軸直徑130dm25dm塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19,右端開(kāi)鍵槽,用來(lái)固定從動(dòng)曲柄。320dm軸上零件的周向定位鏈輪、與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 4-1,查得平鍵截面當(dāng)時(shí) ,當(dāng) 時(shí) 。當(dāng) 時(shí)6bhm30d108bhm5dm。當(dāng) 時(shí) 。鍵槽用鍵槽銑刀加工,同時(shí)104549為了保證鏈輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ;同樣,曲柄與軸67/nH的聯(lián)接,選用平鍵連接,帶輪與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承軸的周向定位是借過(guò)度配合來(lái)保證67/nH的,此處選軸的直徑尺寸公差為 。6確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 ,各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)軸零件圖。245軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支承點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手冊(cè)中查取 B 值(參看機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖 15-23)。對(duì)于 6211 型深溝球軸承,由手冊(cè)查得 B=21mm.因此,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。5.4 軸的校核鏈輪的力分析計(jì)算I 軸: 圓周力 329645873.9tLTFNd徑向力 tr 08.24tan.2ano支座反力分析定跨距測(cè)得: ; ;681L7923L水平反力:NFRtBH 6.17942.32BHtD 84350.6垂直反力:LrV34.15832NRFDVrB7當(dāng)量彎矩水平彎矩:塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20mNLRMBH 62.18709.23垂直面彎距:V.64921D5032合成彎矩:mNVH 30.1948.62.1879221M6502;取 得:mNT9740.當(dāng)量彎矩:22)(IeTmN82.796330.1941校核強(qiáng)度按扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面 C 處當(dāng)量彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí),只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度,軸的強(qiáng)度校核公式1WMe其中:因?yàn)檩S的直徑為 d=55mm 的實(shí)心圓軸,故取31.0d因?yàn)檩S的材料為 45 鋼、調(diào)質(zhì)處理查1P330 取軸的許用彎曲應(yīng)力為:#合格 MPaWMe 60475.82796132 結(jié)論根據(jù)軸承號(hào) 6211 查表取軸承基本額定動(dòng)載荷為:C=43200N;基本額定靜載荷為:Cor=29200N由軸承壽命公式得:hFnLph 952.74631.245306016013因?yàn)閷?shí)際壽命 hh88所以 故軸承使用壽命足夠、合格。h結(jié)論在設(shè)計(jì)方面,本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式分級(jí)原理,主要采用雙曲柄機(jī)構(gòu)將電機(jī)的的輸出轉(zhuǎn)化為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21慣性力機(jī)械造價(jià)成本較低,節(jié)省勞動(dòng)力,節(jié)省了農(nóng)機(jī)戶的生產(chǎn)成本,同時(shí)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)分處理后價(jià)值大大提高,可有效增加農(nóng)機(jī)戶的收入。而技術(shù)方面,慣性式紅棗分級(jí)裝置是根據(jù)慣性原理,將不同尺寸的紅棗進(jìn)行分級(jí),分級(jí)效率適中,適合一些小型紅棗加工企業(yè)和農(nóng)戶自我加工使用,該裝置成本較低,使用方便,操作簡(jiǎn)單,維護(hù)修理容易。在對(duì)網(wǎng)篩進(jìn)行更換后可對(duì)其他干果進(jìn)行分級(jí),用途廣泛。但分級(jí)效率較低,不適宜大仙加工企業(yè)使用,還有待改進(jìn)。致 謝自2011年11月接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì),衷心的感謝我的指導(dǎo)老師李宜峰安老師給予了塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22精心的指導(dǎo)和熱情的幫助,在我設(shè)計(jì)初期由于對(duì)畫(huà)圖軟件的不熟悉,使我感到迷茫和恢心的時(shí)候,李宜峰老師及時(shí)的開(kāi)導(dǎo)我,鼓勵(lì)我,幫助我。李宜峰老師能夠從忙碌的工作中抽出時(shí)間悉心教導(dǎo)我,督促我,使我在軟件的應(yīng)用上有了很大進(jìn)步。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,這樣使得我得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作 ,而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取,謹(jǐn)此向李宜峰老師表示衷心的感謝和崇高的敬意!在此我還要感謝王老師,雖然肖老師有事不能帶我完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),但是在我有困惑的時(shí)候,肖老師仍會(huì)百忙之中抽出時(shí)間給我講解,并給我一些寶貴的意見(jiàn),這也是我可以完成設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原因;最后感謝所有課題組的輔導(dǎo)老師,在你們的辛苦輔導(dǎo),監(jiān)督下我們才可以完成設(shè)計(jì),向所有的輔導(dǎo)老師中心的說(shuō)一聲:老師,您辛苦了!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。感謝我的母校塔里木大學(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。塔里木大學(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?!白詮?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。最后,祝愿各位老師身體健康,工作順利,學(xué)校越辦越好,桃李滿天下!參考文獻(xiàn)1 蔣新麗,ZKK3642 型寬篩面強(qiáng)迫同步直線振動(dòng)篩在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用J.煤質(zhì)技術(shù).2012.01,782 溫義德,HDZK3645 型直線振動(dòng)篩的應(yīng)用與改造 J.煤炭加工與綜合利用, 2011.02,2024塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)233 穆存遠(yuǎn),慣性振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)主參數(shù)設(shè)計(jì)J. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2000(08),65684 王峰,篩分機(jī)的電機(jī)功率的選擇和計(jì)算J. 選煤技術(shù). 1991(04) ,25275 張會(huì)芳,沈惠平,楊廷力,黃秀芹, 一種新型并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩主機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析J. 江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(02),20226 李玉鳳,李永志,潘東明,張學(xué)成,鮑玉新,直線振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定J.煤礦機(jī)械. 2008(03) ,54567 劉少剛,韓繼光,對(duì)心雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)急回特性研究J.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2004(02) ,37408 韓繼光,劉少剛,按傳動(dòng)角設(shè)計(jì)尺寸和最小的雙曲柄機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) J.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2004(09) ,47509 張春雨,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的解析新法J. 安徽農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào) . 2000(03),46 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)慣性式紅棗分級(jí)裝置的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名 孫國(guó)良 學(xué) 號(hào) 8031208108 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 李宜峰 日 期 2012.06 前 言隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,紅棗種植面積和產(chǎn)量迅速擴(kuò)大,已經(jīng)成一些地區(qū)主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。人們消費(fèi)理念和水平的提高也帶動(dòng)了紅棗加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在紅棗加工工程中,紅棗分級(jí)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),無(wú)論是鮮棗收購(gòu),貯藏保鮮,還是紅棗制干,定量包裝等環(huán)節(jié),作為紅棗商品化加工的第一步,就是對(duì)紅棗進(jìn)行分級(jí)分選,以便于以后加工和產(chǎn)品附加值的提高。據(jù)調(diào)查,分級(jí)包裝后優(yōu)質(zhì)的“和田玉棗”可以達(dá)到260 元/kg,但如果未經(jīng)分級(jí)大小混雜統(tǒng)一銷(xiāo)售,其售價(jià)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低。傳統(tǒng)紅棗分級(jí)多采用人工分級(jí)或簡(jiǎn)單的機(jī)械分級(jí),不僅分級(jí)速度慢效率低,且成本高,分級(jí)不精確。很難適應(yīng)紅棗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式,因此,紅棗分級(jí)機(jī)的研究與發(fā)展將有助于解決目前紅棗加工過(guò)程中對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求,同時(shí)提高紅棗生產(chǎn)率及其商品價(jià)值。目前,國(guó)外的果蔬自動(dòng)分選機(jī)較為先進(jìn),自動(dòng)化.標(biāo)準(zhǔn)化水平較高,很值得我們借鑒。而國(guó)內(nèi)紅棗分級(jí)裝置多而雜,我國(guó)對(duì)智能化程度較高的果品分選機(jī)的研制尚處于起步階段,對(duì)水果品質(zhì)檢測(cè)及自動(dòng)分級(jí)研究時(shí)間不長(zhǎng),國(guó)內(nèi)目前生產(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),自動(dòng)分級(jí)設(shè)備基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段,依舊存在著很多問(wèn)題亟待解決。目 錄1 緒論 .11.1 本課題研究的背景、目的和意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 .11.3 慣性式紅棗分級(jí)裝置性能的要求 .22 慣性式紅棗分級(jí)機(jī)的總體設(shè)計(jì) .32.1 設(shè)計(jì)題目分析 .32.2 工作原理 .32.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .43 慣性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .63.1 雙曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .63.2 雙曲柄機(jī)構(gòu)的確定 .103.3 雙曲柄機(jī)構(gòu)校核 .104 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .134.1 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .134.2 鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑 .134.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 .145 傳動(dòng)系統(tǒng)分析計(jì)算 .155.1 分析傳動(dòng)系統(tǒng)工作情況 .155.2 確定電機(jī)型號(hào) .155.3 軸的設(shè)計(jì) .165.4 軸的校核 .19結(jié)論 .21致 謝 .22參考文獻(xiàn) .23慣性式紅棗分級(jí)裝置的設(shè)計(jì)孫國(guó)良、李宜峰(塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院, 阿拉爾 843300)摘要:針對(duì)南疆地區(qū)紅棗種植面積逐年擴(kuò)大,已形成規(guī)?;N植的趨勢(shì),紅棗產(chǎn)量也比較高。但在機(jī)械分選紅棗的過(guò)程中,混級(jí)率依然比較嚴(yán)重,所以設(shè)計(jì)了一種慣性式紅棗分級(jí)裝置。該機(jī)采用雙曲柄機(jī)構(gòu)作為慣性輸出裝置,可將形狀不同的紅棗按指定要求進(jìn)行分級(jí)分選。機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由喂料裝置、分級(jí)裝置、卸料裝置幾部分組成,整體機(jī)構(gòu)緊湊,操作簡(jiǎn)單易行,維護(hù)方便,而且在經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整后可進(jìn)行其他干果的分級(jí)分選,可達(dá)到一機(jī)多用的效果。關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機(jī)械; 紅棗分級(jí); 慣性式;設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: 文章編號(hào):0 引言隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,區(qū)域型農(nóng)產(chǎn)品已成為帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的主要產(chǎn)業(yè)之一。紅棗在我國(guó)已有悠久的種植歷史,但由于區(qū)域性自然資源的限制,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)紅棗品質(zhì)不一。經(jīng)過(guò)近些年的種植經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)地區(qū)非常適合紅棗的種植,尤其是南疆地區(qū)有著優(yōu)質(zhì)的光熱資源,很適合紅棗的生長(zhǎng)。種植出的紅棗果大肉甜,品質(zhì)極佳,很受消費(fèi)者的歡迎。紅棗傳統(tǒng)的食用方法是以鮮棗和干棗為主,但近些年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水品的提高也逐漸改變了人們的消費(fèi)理念和消費(fèi)水平,紅棗的食用方法根據(jù)人們各自的需要也各不相同。這樣就帶動(dòng)了紅棗精加工企業(yè)的發(fā)展,而在紅棗加工過(guò)程中,紅棗的分級(jí)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),無(wú)論是鮮棗收購(gòu)、貯藏保鮮、還是紅棗制干、定量包裝等,作為紅棗商品化加工的第一步就是對(duì)紅棗進(jìn)行分級(jí)分選。機(jī)械式紅棗分級(jí)設(shè)備已逐漸普及,使得紅棗加工生產(chǎn)效率大大的提高。但現(xiàn)有的紅棗分級(jí)機(jī)械,依然存在一些問(wèn)題,在紅棗分選過(guò)程中混級(jí)率較大,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)傷果等現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)著重針對(duì)原有紅棗分級(jí)機(jī)械中存在的這些問(wèn)題,加以改進(jìn),設(shè)計(jì)了慣性式紅棗分級(jí)裝置。1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)1.1 設(shè)計(jì)原理慣性式紅棗分級(jí)機(jī)是將不同外形尺寸大小的紅棗按照慣性原理進(jìn)行分級(jí)篩選的機(jī)械,該機(jī)械可以將紅棗按指定要求分為四個(gè)等級(jí),紅棗在平面篩上運(yùn)動(dòng)時(shí),直徑比篩網(wǎng)間隙小的將通過(guò)篩網(wǎng)進(jìn)入下一層平面篩,而直徑比篩網(wǎng)間隙大的紅棗將停留在篩網(wǎng)上,隨篩網(wǎng)運(yùn)動(dòng),由于機(jī)構(gòu)的急回特性,當(dāng)平面篩運(yùn)功到一端瞬時(shí)停止原有運(yùn)動(dòng),反方向急回運(yùn)動(dòng),但紅棗在慣性力的作用下依舊擁有保持原有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),繼續(xù)沿慣性力的方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)平面篩的篩面做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),有可能使物料在篩面上出現(xiàn)四種不同情況:(1) 物料沿篩面傾斜方向向下滑動(dòng),并與篩面接觸,或稱(chēng)正向運(yùn)動(dòng)。(2) 物料沿篩面傾斜方向向上滑動(dòng),并與篩面接觸,或稱(chēng)反向運(yùn)動(dòng)。(3) 物料跳離篩面,并沿篩面不多向前做拋物線運(yùn)動(dòng)。(4) 相對(duì)靜止,物料與篩面無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),這種情況因避免出現(xiàn)。一般對(duì)篩子采用(1) 、 (2)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為篩選工作條件,且要求正向移動(dòng)必須大于反向移動(dòng),才能正常工作。該機(jī)械在工作時(shí)操作方便,分級(jí)效果顯著,混級(jí)率較低,在篩選過(guò)程中,不會(huì)出現(xiàn)傷果現(xiàn)象,自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,修理維護(hù)容易,成本低。1.2 總體設(shè)計(jì)慣性式紅棗分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如下:1.傳動(dòng)軸 2.主動(dòng)鏈輪 3.主動(dòng)曲柄 4.鉸鏈座 5.從動(dòng)鏈輪 6.短連桿 7.長(zhǎng)連桿 8.滑塊 9.導(dǎo)軌 10.上層分級(jí)篩 11.中層分級(jí)篩 12.卸料斗 13.下層分級(jí)篩圖 1 慣性式紅棗分級(jí)裝置該機(jī)械由功率為 3kW 的電機(jī)驅(qū)動(dòng),工作時(shí)電機(jī)將驅(qū)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞給主動(dòng)曲柄,主動(dòng)曲柄做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從動(dòng)曲柄隨著主動(dòng)曲柄做變速圓周運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)長(zhǎng)連桿和平面篩做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)將篩面上的紅棗進(jìn)行分級(jí)。中層篩和上層篩通過(guò)從動(dòng)鏈輪帶動(dòng)從動(dòng)軸同理做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng),分選出來(lái)的紅棗在慣性力的作用下由卸料口卸下。本機(jī)整體由三部分組成,即雙曲柄機(jī)構(gòu)、篩選機(jī)構(gòu)、卸料部分組成。雙曲柄機(jī)構(gòu)主要是將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為平面篩做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力。篩選機(jī)構(gòu)是有三層平面篩組成,其作用是將不同形狀的紅棗按要求分為四個(gè)等級(jí)。卸料部分的作用是將分選出來(lái)的紅棗從平面篩上卸下,完成分級(jí)分選過(guò)程。2.主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸/mm 2976150236平面篩尺寸/mm 曲柄轉(zhuǎn)速 r/min 120生產(chǎn)率 kg/min 20驅(qū)動(dòng)電機(jī): 3KW 1500r/min3 主要部件的設(shè)計(jì)3.1 雙曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(1)速度變化系數(shù)K如圖2所示,在曲柄回轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中有兩次與機(jī)架平行的位置,此時(shí)主動(dòng)曲柄與從動(dòng)曲柄瞬時(shí)角速度相等。當(dāng)連桿從第一個(gè)平衡位置 運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)平衡位置1BC時(shí),主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度2,從動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的相應(yīng)角度1為 。根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可知,在2區(qū)間( , ) 內(nèi), 從動(dòng)曲柄的類(lèi)角速度1( 即 ) , 稱(chēng)為慢轉(zhuǎn)階/d31段; 在其余區(qū)間( , ) 內(nèi), 2( 即 ) , 稱(chēng)為快轉(zhuǎn)階/131段。定義從動(dòng)曲柄快轉(zhuǎn)階段與慢轉(zhuǎn)階段平均角速度之比為雙曲柄機(jī)構(gòu)的速度變化系數(shù)K 。系數(shù)K 表示從動(dòng)曲柄的速度變化程度, 它是機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。圖2如圖2 所示。分別過(guò) 和 點(diǎn)作線1B2段 和 的平行線交機(jī)架AD 的延1CD2長(zhǎng)線于F 和G 點(diǎn)。為了便于計(jì)算, 取機(jī)架長(zhǎng)度d = 1。依據(jù)圖示的幾何關(guān)系可得: 22(1)arcosb221()r222 (1) =arcosb222()r,2121則速度變化系數(shù)k 的計(jì)算公式為 ()K=v快慢(2)雙曲柄機(jī)構(gòu)計(jì)算如圖2所示, 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中, 主動(dòng)曲柄與機(jī)架的兩次共線位置 和 1AB2是傳動(dòng)角的兩個(gè)極小值位置, 對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)角分別記為 和 , 在快轉(zhuǎn)階段中, 121而 在慢轉(zhuǎn)階段中。根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作狀況, 2常常會(huì)提出不同的 和 。如果 = 1212則稱(chēng)雙曲柄機(jī)構(gòu)為最佳傳動(dòng)雙曲柄機(jī)構(gòu)。采用相對(duì)尺寸表示機(jī)構(gòu), 即設(shè)機(jī)架長(zhǎng)度。此時(shí), 機(jī)構(gòu)共有三個(gè)參數(shù)可選擇。1d由余弦定理可得:222( a-)cosb+1 公式( 3) 提供了兩個(gè)約束, 因此機(jī)構(gòu)只有一個(gè)參數(shù)可以自由選擇。設(shè)c 為變量, 由公式( 3) 解得: 222(1)4)FccEb式中,12E =cos+ F在雙曲柄機(jī)構(gòu)中, 機(jī)架d = 1 是最短構(gòu)件。因此b 和c都大于1。如果c 2/ E ,分母大于0, 分子中帶根號(hào)項(xiàng)的絕對(duì)值大于前一項(xiàng)的絕對(duì)值。所以, 根號(hào)前的符號(hào)只能取正號(hào)。即 2221(1)4)abcEFccF如果c 2/ E , 式中的分母小于0, 分子中帶根號(hào)項(xiàng)的絕對(duì)值小于前一項(xiàng)絕對(duì)值。要保證b 大于0, 就必須保證F 大于0, 即 。公式( 4) 根12號(hào)內(nèi)的代數(shù)式必須大于或等于0。由此可解得兩組根122cos(/+ )/Ec和 ,12( )二組根不符合雙曲柄機(jī)構(gòu)存在條件,所以應(yīng)當(dāng)舍去。此外, 考慮到機(jī)構(gòu)尺寸因素, 根號(hào)前面的符號(hào)推薦使用+號(hào),這樣使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。綜上所述, 設(shè)計(jì)的使用條件為:如果 12且2cos(/)Ece如果 12利用 與 是單調(diào)減函數(shù)的特性, 當(dāng)給定K時(shí), 用0簡(jiǎn)單迭代法( 一元方程求根方法) 很容易求出c 值。下面是根據(jù)區(qū)間二分法改造的計(jì)算過(guò)程:( 1) 給定初值c, 迭代精度 , 迭代步長(zhǎng) ;h( 2) 計(jì)算 , ;K0()hsignK( 3) , 計(jì)算 , 直到c;0)( 4) , 計(jì)算 , .5h直到 0.5()hsignK在本設(shè)計(jì)中 2.135245取初值 2 c80解得 1.9107 1.5036 b1.5241a由上解得的 1.9107 1.5036 1.5241 分ba1d別將其擴(kuò)大 10 倍得:圖 2.2AB= =15cm BC= =15cm 1l2lCD= =19cm AD= =10cm 343.2 其他部件篩料機(jī)構(gòu)是由平面篩和滑塊導(dǎo)軌組成,滑塊導(dǎo)軌采用 TBR25S3 滑塊導(dǎo)軌 ,平面篩和滑塊采用螺栓連接,導(dǎo)軌與機(jī)架采用螺栓連接,通過(guò)更換平面篩可以實(shí)現(xiàn)其他干果等物料的分級(jí),最大程度的利用機(jī)械的價(jià)值。3 結(jié)論1) 本機(jī)械總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,適合廣大棗農(nóng)初級(jí)加工使用。分機(jī)效率在 1.5t/h 左右。2) 該機(jī)械在工作時(shí)主要依靠紅棗自生重力和慣性力來(lái)實(shí)現(xiàn)紅棗的分級(jí),整個(gè)過(guò)程中對(duì)紅棗基本沒(méi)有傷害,且混幾率低。3) 工作時(shí)操作容易,維護(hù)方便,經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,能最大程度的利用機(jī)械的價(jià)值。主要參考文獻(xiàn) :01蔣新麗,ZKK3642 型寬篩面強(qiáng)迫同步直線振動(dòng)篩在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用J. 煤質(zhì)技術(shù).2012.01,782 溫義德,HDZK3645 型直線振動(dòng)篩的應(yīng)用與改造 J. 煤炭加工與綜合利用, 2011.02,20243 穆存遠(yuǎn),慣性振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)主參數(shù)設(shè)計(jì)J. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2000(08),65684 王峰,篩分機(jī)的電機(jī)功率的選擇和計(jì)算J. 選煤技術(shù) . 1991(04) ,25275 張會(huì)芳、沈惠平、楊廷力、黃秀芹,一種新型并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩主機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析J. 江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(02),26 李玉鳳、李永志、潘東明、張學(xué)成、鮑玉新, 直線振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的確定J. 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But in the process of sorting machinery red jujube, mixed grade rate is still serious, so design a kind of inertia type red jujube grading device. The machine USES double crank mechanism as inertial output device, but will shape the different red jujube in the specified requirements for grading sorting. The main mechanical structure by feeding device, grading device, unloader device a few parts, whole mechanism compact, simple operation, convenient maintenance, and after due after adjustment for other dried fruit classification sorting, can achieve multi-usage effect.
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