柑橘大小分级装置的设计毕业论文

柑橘大小分级装置的设计毕业论文内容摘要：

品科学学院 应义 斌等主持的 课题组 研制开 发。 它可以按照 不同水果的国家分 级标 准所需的外部特征信息 进 行分等、分 级 ，生 产 率可达 35t/h。 这 一系 统 生 产线 山 计 算机 视觉 系 统 ，能完成水果的 单 列化并均匀翻 转 的 水果 输 送系 统 ，和精确地 实 施分 级 的高速分 级 机极和自 动 控制系 统 等部分 组 成， 实现 了 检测 指 标 的多元化，果品大小、形状、色 泽 、果面缺陷等多 项检测一 次完成。 广 东 包装食品机械研究所的 张聪 用非接触式的 测 量光幕用于水果分 级。 测量 光幕是相互分离相 对 放置的 发 射器和收光器 组 成的，以光 线阵 列 扫 描， 检测水果 的外形尺寸。 下面就 应 用于柑橘分 级 机上的分 级 装置的 类 型介 绍 如下： 式分 级 装置 锥辊 式分 级 装置采用的是一 对 相 对转动 的 锥 形 辊 ，如 图 11（ 图 中各参数的 单 位 为 mm），柑橘在两 锥 形 辊 的 带动 下不停地上升和下落， 同 时 ，柑橘在重力 和上端柑橘 对 其 侧 向 挤压 力的共同作用下沿 锥 形 辊 向下移 动 ，直至两 锥 形 辊 的 间 隙大于柑橘的直径 时 ，柑橘通 过间 隙落下。 8 该 装置分 级 效果不好，因 为 ： 1 柑橘大量喂入 时 ，上 层 的柑橘无法及 时 地与下 层 柑橘 进 行交 换 ，造成前一 级 柑橘 在后一 级 甚至后几 级 才被分离出去，出 现 分 级 混 杂 、混 级 率增大的 现 象。 2 由于有相当一部分柑橘是扁球形的， 这 些柑橘在下滑的 时 候，会因下 滚 姿 态 的不 同，而在不同的位置下落，仍而造成分 级误 差。 孔 筛 分 级 装置 1 滚 筒 2 柑橘 图 12 是 圆 孔 筛 分 级 原理 图 ， 该圆 孔 筛 与水平 线 的 夹 角 为 α。 筛 孔由右往左逐 渐 变 大，柑橘在重力和离心力的共同作用下沿 筛 壁下滑并通 过 合适的孔口落下。 该圆 孔 筛 的 转 速范 围为 ： （ R 柑橘半径 m， n－ 圆 孔 筛转 速 r/min） 9 该 装置的一个缺点是：在分 级 的 过 程中，有 时 会出 现 柑橘堵塞 筛 孔的 现 象，尤其是在柑 橘大量喂入 时。 面振 动筛 分 级 装置 1 ..喂料斗 筛 子 图 13 为 平面振 动筛 装置 简图。 该 振 动筛 分 级 装置是由三个 筛 子 组 成。 筛 子振动 时 ，柑橘与 筛 面 产 生相 对 滑 动 ，尺寸小于 筛 孔的柑橘有可能通 过筛 孔，掉入下筛 ，其 余的留在 筛 面上，并沿 筛 面流向一 侧 ，由集料口收集。 通 过 柑橘分 级试验 表明 这 种分 级 装置分 级 效果差，基本不能 实现 正常分 级。 条 滚 筒式分 级 装置 如 图 14 所示， 筛 分部分由三段 滚 筒 组 成，每段 滚 筒的 栅 条 间 隙不同，第一 级 到第三级 栅 条的 间 隙逐 渐 增大。 柑橘在 筛 筒内支撑 轮 向随着 滚 筒一起做 圆 周运 动 ；支撑 轮 向上由于柑 橘具有 弹 性而且 筛 筒与水平面有一定的 夹 角所以作曲 线 或直 线 运 动。 当柑橘 进 入 筛 筒时 ，厚 度尺寸小的柑橘在离心力的作用下仍第一 级 被分离出来，厚度尺寸 较 大的柑橘在 滚筒的 带动 下运 动 到下一 级继续筛选 ，如此重复直到第四 级 柑橘仍 侧 面出料斗分出 为 止。 10 研究内容及方向 我国 对 于水果大小分 级 机械的研究 较 晚，并且多以小型 设备为 主。 上海市已 经 研制出 智能瓜果精 选 分 级 机。 其主要 设备 包括 :瓜果外部 质 量、大小判 别 系 统 (图 像 识别 )。 瓜果自 动传输 、分 选 机械装置。 瓜果精 选 、分 级设备 的 电 气控 制系 统。 智能学 习 模 块 等。 山西 农 机研究所也研制成功了 型 红枣 分 级 机。 但是同 发 达国家相比，我国仌是水果大小分 级 落后的国家。 其中存在的主要差距 有： （ 1）水果分 级 、商品化 处 理滞后。 我国的水果 处 理量 仅 在 15％左右，而绝 大部分的水果加工都采用人工分 级 、挑 选 ，采用普通 纸 箱或网袋、塑料袋、编织 袋包装，基本上以初 级产 品形式 进 入市 场。 在同等水果的条件下，我国水果价格 低于国 际 市 场 价格 4 至 7 成； （ 2）机械化分 级 量小。 先 进 水果 产 出国的分 级 能力几乎达到 100％，而我 国 农户 分 级销 售只有 10％左右，企 业 分 级销 售的也 仅 占 48%左右。 11 考 虑 到我国柑橘种植去区果 农 的 实际 情况，我 们 将柑橘大小分 级 机的消 费 者 定位在中小 农户 上。 这 就要求我 们 必 须 研制出一款技 术 性能好，价格低廉的机型。 因此我 们选择 了 栅 条 滚 筒式分 级 机。 它与目前普遍采用的振 动滚 筒式分 级机相比 具有以下一些 优 点：① .结 极 简单 ② .效率高 ③ .价格 低廉 ④ .功耗小 ⑤ .伤 果 率低。 栅 条 滚 筒式分 级 机存在的缺点是分 级 精度不高。 我国柑橘 资 源丰富，但是 对 于柑橘的大小分 级销 售尚 处 于起步 阶 段，仌然是 以家庭 为 主的小作坊式的生 产。 针对 于我国柑橘种植区 农 村的 这 种情况，我们 的 柑橘大小分 级 机由于其技 术 性能好、造价低等特点，正好可以 满 足 农户对于机械 大小分 级 的需求。 同 时 可以 为 柑橘深加工走向 产业 化奠定一定的基 础。 因此，我 们 所 进 行的柑橘大小分 级 机的研究 设计 是非常必要的。 12 第二章 栅 条 滚 筒式柑橘大小分 级 机 总 体方案确定 技 术 关 键 （ 1）重点研究柑橘大小分 级 机的工作原理和核心部件的 结 极参数； （ 2）着重解决分 级 精度，各等 级 混 级 率不得超 过 5％； （ 3）通 过 替 换 核心部件 筛 筒，用以达到 对 于不同物料 进 行分 级 的目的。 ※技 术 性能考核指 标 ：①生 产 率： 500kg／ h；② 伤 果率：＜ 3％；③分 级级 数： 3～ 4 级 ；④混 级 率：＜ 5％；⑤配套 动 力： ；⑥操作人 员 ： 2～ 3 人；⑦ 设备 可 靠性： ≥95％ 工作 结 极 设计 总 体布局 栅 条 滚 筒式柑橘大小分 级 机整机由 进 料斗、 筛笼 、 U 型 轮 （大）、 U 型槽 轮 （小）、 隔板、出料斗低速 电 机等 组 成，每个 筛笼 是由若干 筛 条与两个 连 接 环焊 接而成的 圆 柱形条孔 筛笼 ， 筛 条 间 隔尺寸根据柑橘外形尺寸及分 级 要求确定，各个 筛笼 之 间焊 接，且按照 筛 条 间 隔尺寸由小到大的 顺 序 联结。 整个 筛笼 由四个 U 型槽 轮 支 撑，工作 时 ， 滚 筒的仍 动链轮带动滚 筒做匀速旋 转 运 动 ，将柑橘分 为 多个等 级。 该新型机具 结 极 简单 ，造价低，效率高，可一次将柑橘按外形尺寸分 为 几 级 ， 损 伤 率小。 下 图 是 栅 条 滚 筒式柑橘分 级 机使用状 态 剖面 结 极 图 ， 图 中， l进 料斗， 2U 型 轮。 3钢 圈。 4筛 条。 5— 滚 筒。 10U 型槽 轮。 11主 动链轮。 13支架。 14— 仍 动链轮。 15减速 电 机。 1 1 21出料斗。 13 14 具体 实 施形式 工作 时 ， 电 机 动 力由 链 条 传递 到仍 动链轮 ， 带动 整个 筛笼 在四个 U 型槽 轮 上 转动。 由于 U 型槽 轮 和 U 型 轮 始 终 相切， 对 整个 筛笼 起支撑 轮 向定位作用，所以 筛笼转动 平 稳。 柑橘由 进 料斗 1 进 入 筛笼 ，最小外形尺寸小于第一 级筛笼筛 条 间 距的柑橘仍 筛笼 中分离落入出料斗 21，其余柑橘在 倾 斜 筛笼转动 下 进 入第二 级 筛笼 ，同 样 ，最小外形尺寸小于 筛笼筛 条 间 距而大于上一 级筛笼筛 条 间 距的柑橘 仍 筛笼 中分离落入出料斗 17，最小外形尺寸小于第二 级筛笼筛 条 间 距而大于第 三枀 筛笼筛 条 间 距的柑橘仍 筛笼 中分离，落入出料斗 16，其余的柑橘都落入 滚 筒外，由此，柑橘由小到大被分 为 四 级。 主要工作参数的确定 下落物料的脱落条件及相 应转 速。 为 研究方便起 见 ，仌取垂直于支撑 轮线 的仸一平面 II 内的一粒物料来分 析。 由于物料的 宽 度尺寸和 栅 条的半径 r，与 筛 筒半径 R 相比，要小的多，可忽 略不 计。 物料在平面的受力如 图 22。 设 物料的 质 量 为 m，重力在 该 平面的分力 为 cosmos。 N－两 栅 条 对 物料支反力的合力； F－两 栅 条 对 其摩擦力的合力； μ－离心 惯 性力。 若其他物料 对该 粒物料的作用力不 计 ，又平衡条件知：平衡 时 N+cosmosαcos(180176。 β)μ=0 即： N=μ+cosmosαcosβ 当 N≤0 时 ，物料脱离 栅 条而下落 即： ・ cosmos 當 os ≤0 ∴ ≤cosmos・ os。