胡萝卜自动分级机的设计毕业论文(编辑修改稿)

胡萝卜自动分级机的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

变化，实现连续分级。 该装置分级柔和，效率高且分级精度好，但结构复杂，制作安装精度要求高，且速度配合要求严格。 图 111 可变间隙辊轴式果蔬分级机 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 9 另外一种变间隙辊式分级机 [19]采用导轨上的突起控制辊筒输送带上的活动辊升降，使得两辊相对间隙变化。 其输送链板上开有垂直长槽，活动辊轴两端卡在长槽内，具有垂直方向的自由度，通过突起物的作用力，控制两固定辊轴间的一根活动辊轴升降，当活动辊上升至最高时，固定辊与活动辊的间距最大，当物料直径小于该间隙时，从此处落下，否则停留在两辊轴间继续往前输送。 该装置能够准确高效分级，但制造复杂，成本高。 图 112 辊筒输送带及辊筒工作原理 同样的，利用这种增加垂直距 离的方式，广西农业机械研究院设计了一种新型的链板式间距可调果类分级机 [25]，间隙的大小由螺杆升降装置调节，以改变分级链板的间距。 该装置操作调整方便，适用可靠，适用于球形或椭球形果蔬。 辊轴式分级机具有分级精度高，分级柔和等优点，但也有结构复杂，制造成本高等不可忽略的缺陷。 辊轴式分级能适用于直径分级的各类果蔬，具有很好的通用性。 图 113 链板式间距可调果类分级机 存在的主要问题 目前，在果蔬分级的技术研究上投入成本越来越多，但是对长杆状作物的分级设备的探索却处于空白。 国内外现有的果蔬分级机主要 针对于球形果蔬，对于胡萝卜分级并不完全适用。 在人工成本越来越昂贵的今天，对机械化程度的要求也逐渐变高，本文就当前果蔬分级加工机械的现状进行总结发现存在问题如下： 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 10 （ 1） 现有分级机械基本上是针对球形以及类球形果蔬，对胡萝卜这种长杆状作物不适用。 （ 2） 成套的图像处理分级装置价格昂贵，常用于大型农场以及大规模的果蔬加工厂，对于小型工厂的成本过高。 （ 3） 机械式分级设备的分级指标均为直径参数，然而胡萝卜国家标准的分级指标为长度，采用原有直径类的分级机械可能造成分级的误差变大。 研究的内容和具体要求 研究内容 设计一 种新型的 胡萝卜自动分级机 ， 特别 是针对 长杆状果蔬的分级装置，采用机械分级的方式，按照胡萝卜的长度进行分级。 （ 1）进行胡萝卜自动分级机总体方案的设计，比较方案实现的难易程度，进行方案确定； （ 2）进行相应的匀果上料装置和分级装箱装置的总体设计和相关主要零部件的结构设计、相关部件的选型计算以及最优参数的确定； （ 3）绘制装配图和各非标准件零件图； （ 4）对分级机总体进行理论分析、检验计算及校核优化。 具体要求 （ 1）胡萝卜分级机按照长度自动将胡萝卜分为大、中、小三种规格，规格要求分别为 15~ 15； （ 2）分级前应首先实现单果输送，分级过程中不得有卡果、堆积等现象，保证胡萝卜的准确分级； （ 3）胡萝卜整齐装箱，人工称重封箱； （ 4）胡萝卜分级机生产率为。 研究方法 （ 1）工厂参观，进行实地考察。 对现有的胡萝卜生产设备进行 考察研究，确定装置的工作原理； （ 2）查阅相关文献资料，总结经验，进行理论分析和总体方案设计。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 11 技术路线 资料的收集与分析 确定 总体方案 匀果上料 装置的设计 分级装箱 装置的设计 各主要机构的 设计 计算和校核 撰写论文 ， 绘制图纸 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 12 2 总体方案的确定 胡萝卜自 动分级机总体方案的确定 如图 21 所示为胡萝卜自动分级包装机的整体结构示意图，主要由两个部分组成： 1.匀果上料装置、 ，胡萝卜首先经过匀果上料装置实现单果，然后通过分级装箱装置实现按长度分级的要求。 其中：匀果上料 装置由隔板输送带以及传动机构组成。 隔板输送带由电动机带动，将胡萝卜均匀送入分级区。 所设计输送带的每两个隔板间可容纳一根大中型的胡萝卜，从而减少堆积现象的产生。 分级装箱装置由输送装置，基准矫正装置、分级装箱装置以及传动装置等组成。 通过分级槽的长度尺寸不同，实现不同等级的胡萝卜的分级。 各等级的胡萝卜进入相应的 U形槽装箱集果装置，实现自动分级装箱功能。 图 21 胡萝卜自动分级包装机整体结构示意图 总体传动方案的确定 为减少电机数量，并保证匀果输送装置与分级装置能够有合理的速比关系，本装置采用链传动的方 式将动力进行分配，整体传动方案如图 22 所示。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 13 图 22 传动方案 动力传递路线： 分级装置动力输入轴 电机 涡轮减速器Ⅰ 链传动Ⅱ 链传动Ⅲ 匀果装置动力输入轴 匀果上料装置的工作原理 匀果上料是进行胡萝卜分级前的准备环节，是防止胡萝卜在分级过程中产生相互干扰的有效措施，并能减少胡萝卜从清洗机口出来后产生的堆积。 为了满足要求，本设计选用了隔板式输送带将胡萝卜均匀的输送入分 级装置，通过合理确定隔板的尺寸参数，达到均匀单果上料的目的。 匀果上料装置主要包括机架、进料斗、链传动、隔板输送带、输送滚筒以及调节防护装置等，其结构如图 23 所示。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 14 图 23 匀果上料装置结构图 1 隔板输送带 2 支撑板 3 防护栏 4 出料斗 5 进料斗 6 轴承座 7 调节锁紧装置 8 机架 9 从动滚筒 10 主动滚筒 分级装箱装置的工作原理 按照国家标准 规定 的长度 等级 要求 ， 采用 机械分级的方式进行胡萝卜分级 ， 提出了如图 24 所示的胡萝卜分级装箱装置的总体设计。 该装置由 输送装置、 分级基准矫正 装置、分级装箱部分、传动部分以及机架等组成。 由原理图可知胡萝卜位于输送装置的两输送推板间，同时，位于胡萝卜上方的相接触的毛刷转动产生摩擦力，通过摩擦力的作用使得胡萝卜往矫正板一侧运动，胡萝卜一边往前输送一边以一侧对齐；待胡萝卜都整齐的排好后进入分果区，分级板上开有长度由小到大的分级槽，当胡萝卜的长度小于该分级槽的长度时，胡萝卜从槽中落下进入 U型集果槽，实现胡萝卜的分级。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 15 图 24 分级装箱装置结构示意图 1 输送链轮 2 输送链 3 小马达 4 毛刷 5 基准矫正挡板 6 支撑板 7 U 型槽 8 涡 轮减速器 9 电机 10 机架 11 从动链轮 12 主动链轮 13 S 级果出料口 14 M 级果出料口 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 16 3 相关参数的确定 匀果上料装置 相关参数的确定 输送带带速 根据任务书的要求，按照胡萝卜的产量、隔板间隔以及胡萝卜的平均质量，推算得输送带的带速 v 为： 3600v Q l m 式中： = 1 5 0 0 k g /Q Q h 胡 萝 卜 的 产 量 ， 取 = 8 0 m mll 隔 板 间 隔 ， 取 =gm  胡 萝 卜 平 均 质 量 160 计算得： 1 5 0 0 x 8 0 1 6 0 x 3 6 0 0 =0 . 2 1 /v m s 输送带倾斜角度 在提升输送胡萝卜上料的过程中，其单果效率受到隔板尺寸以及输送倾斜角度的影响。 倾斜角度过大会导致提 升胡萝卜效果差，胡萝卜无法承载于隔板上，倾斜角度过小会导致胡萝卜产生堆积。 为了保证单果率，其输送带的倾斜角度应大于其物料的动堆积角度 [28]。 考虑安装以及胡萝卜能够稳定的盛放于隔板之间，并且有利于单果率，初定倾角为35176。 隔板尺寸参数 隔板的尺寸对匀果上料装置的设计尤为重要，影响胡萝卜匀果输送装置的单果效果。 胡萝卜安放在隔板上，一方面受到隔板的支持力，另一方面受到自身重力的作用有往下滚落的趋势，如果隔板的尺寸不合理，可能会造成胡萝卜堆积或者胡萝卜难以提升的问题产生。 因此，合理分析胡萝卜在隔板上 的受力状态，找出合适的尺寸参数范围，通过试验的方式确定最佳参数。 （ 1）隔板高度 将胡萝卜简化为圆柱体，其重心位于中心轴上，胡萝卜在不同高度的隔板的受力情况青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 17 如图 31 与图 32 所示。 当重力的作用线位于隔板外侧时，胡萝卜有从隔板上落下的趋势，由图示的几何关系计算可得，保证胡萝卜不下落的隔板高度最小值： m in m ax(1 cos )l R a公式请按要求编号 式中： maxR 为最大胡萝卜半径，取 mm a为输送倾斜角度，取 oa 35 计算得： mm 当胡萝卜产生堆积时，临界 情况为小型胡萝卜容纳在大胡萝卜与隔板产生的凹槽内，故避免胡萝卜产生堆积的隔板高度最大值： 22m a x m i n m i n m i n m i n m i n m i n( ) ( s i n ) c o sl R R R R R a R a      式中： minR 为最小胡萝卜半径，取  计算得： mm 故当 35a时，保证既不堆果也不落果的隔板高度范围为 ~。 初定隔板高度为 25mm。 图 31 胡萝卜在最大隔板高度时的受力状况 图 32 胡萝卜在最小隔板高度时的受力状况 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 18 （ 2）隔板长度 胡萝卜的最大长度为 ，为了保证隔板能够将每根胡萝卜提升起来，按照胡萝卜最大长度，初定隔板的长度为 270mm，输送带宽 B=270mm。 （ 3）隔板间隔 胡萝卜的最大直 径为 ，为保证正常容果且不产生堆积，隔板的最大值为。 又应为胡萝卜可能有一定的弯曲或者不规则，将隔板间距进行适当放大，初定隔板间隔为 80mm。 输送滚筒类型的选择 输送带转动的动力是主动滚筒和从动滚筒组成的输送滚筒组与输送带之间产生的摩擦力提供的，而输送滚筒按照其结构形式以及所承受载荷的大小分为轻型、中型、重型以及工程级滚筒 [29]。 由于胡萝卜匀果输送装置所需功率小，滚筒所受载荷小，故选用轻型滚筒。 轻型传动滚筒通过辐板与筒壳全焊接，轮毂与轴键连接，实现动力传递以及定位，滚筒结 构如图 33 所示。 图 33 轻型滚筒结构图 滚筒长度与直径的确定 根据胡萝卜的长度以及输送带宽 B=270mm，输送辊筒长度 L=280mm。 滚筒直径的大小直接影响输送带的弯曲应力大小。 由《运输设计手册》知：带式输送机的滚筒直径与输送带的构造、所受应力的大小、以及带的接头形式有关，计算得输送带许用比压的滚筒直径 [30]： 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 19 123 6 0 ( )[]3 6 0 (1 8 1 .1 9 6 .8 )0 .4 3 .1 4 2 7 09 4 .0FFDPBmm   式中： p 为 输送带所能承受的需用压力，由运输设计手册查得 :织物带   MPa ； 取滚筒直径为 100D mm。 胡萝卜在输送带上的受力分析 胡萝卜在输送过程中，输送带所克服的力主要为输送带的摩擦力，胡萝卜以及输送带本身的重力以及轴承等传动部件的摩擦力。 在计算过程中，忽略轴承的摩擦力，取带以及胡萝卜为整体作为分析对象，受力如图 34 所示，图示中 G 为胡萝卜以及带的重力。 图 34 输送带上胡萝卜的受力分析 每根胡萝卜的重量按照 160g 计算，输送带每平方米的重量按照 ，则总重力： gmmG )21(  kglmLm 7 0 011  kgBLmm  式中： 1m为胡萝卜的重量； 2m 为输送带的重量； 0m 为输送带每平米的质量，取 20 / mmkgm  ； 1L 为输送距离， mmL 17001 ； 2L 为输送带总长， mmL 35002  ； g 为重力加速度，取 kgNg /10。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 20 计算得： NgmmG10)(( )21 输送带受到下方支撑板的摩擦，所受摩擦力为：。