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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械電器化工程
班級(jí)
農(nóng)機(jī)13-班
學(xué)生姓名
康鵬程
學(xué)號(hào)
8031209104
課題名稱(chēng)
一種小型水果自動(dòng)分級(jí)機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2012年10月29日——2013年5月18日（周）
指導(dǎo)教師
肖愛(ài)玲
職稱(chēng)
副教授
課題內(nèi)容：在對(duì)水果預(yù)處理時(shí)，首先要對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)處理。分級(jí)的要求不僅要較為精確的分出果品的大小，還要使果品不受損傷，保證果品的質(zhì)量。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)小型水果設(shè)計(jì)出自動(dòng)分級(jí)機(jī)機(jī)械部分。主要包括：水果分級(jí)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)、水果輸送機(jī)構(gòu)。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）：
第1周—第2周 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，了解小型水果的品種及特性。水果自動(dòng)分級(jí)機(jī)械發(fā)展的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。
第3周—第5周 設(shè)計(jì)小型水果自動(dòng)分級(jí)機(jī)機(jī)械部分的總體方案。
第6周—第9周 針對(duì)小型水果設(shè)計(jì)出自動(dòng)分級(jí)機(jī)機(jī)械部分：水果分級(jí)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)、水果輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻(xiàn)：
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[11] 何東健, 楊 青, 薛少平,等. 果實(shí)表面顏色計(jì)算機(jī)視覺(jué)分級(jí)技術(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998,14(3).
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[13] 單輝祖. 材料力學(xué)[M].第3版. 北京：高等教育出版社,2009.2
[14] 裘建新.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].第 5版.北京：高等教育出版社，2008.
[15] 陸鳳儀. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
編號(hào)：
外文翻譯
（原文）
題 目： 水果分選機(jī)分選
部分設(shè)計(jì)
院 （系）：
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
職 稱(chēng)：
題目類(lèi)型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
對(duì)java蘋(píng)果果實(shí)損傷最小的分選機(jī)器的設(shè)計(jì)
摘要
Java蘋(píng)果水果特性是：有非常吸引力的皮膚,甜而脆肉,對(duì)高機(jī)械損傷非常敏感。java蘋(píng)果在泰國(guó)生產(chǎn)已經(jīng)流行于當(dāng)?shù)睾屯鈬?guó)市場(chǎng),幾乎全年都是可用的,以優(yōu)惠的價(jià)格出售。水果采后出口驅(qū)動(dòng)的機(jī)械化設(shè)備,其中至關(guān)重要的新型機(jī)等機(jī)械為java蘋(píng)果仍然是不可用的。本研究旨在設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試和評(píng)估一個(gè)有效的分級(jí)機(jī)對(duì)于java蘋(píng)果。設(shè)計(jì)概念特色有：a) 一個(gè)分級(jí)參數(shù)決定了直徑的水果，b) 一個(gè)分級(jí)機(jī)制導(dǎo)致最小傷害。分級(jí)機(jī)是由送料單元和由兩個(gè)187 W 220 V 50赫茲電機(jī)驅(qū)動(dòng)、齒輪減速器和滑輪組成的一個(gè)傳送單元。性能測(cè)試表明, 帶的速度和傾角的大??；帶的進(jìn)給速度和水果取向嚴(yán)重影響著工藝性能于p < 0.05。在最佳工藝條件下連續(xù)機(jī)械分級(jí)取決于品種。最佳的工藝性能的顯著特征就是污染或錯(cuò)誤比為10.8%-16.5%,和一個(gè)吞吐量能力為149.7 -195.1Kg/h。此時(shí)對(duì)水果沒(méi)有明顯的損害。手動(dòng)分選的導(dǎo)出的java蘋(píng)果出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤比率為27.9%,傷害比例的13.3%,和一個(gè)容量為107.2Kg/h。因此,java蘋(píng)果分級(jí)機(jī)可以經(jīng)營(yíng)沒(méi)有增加更多的機(jī)械破壞大小的水果。
命名
java蘋(píng)果的直徑 ，mm
傳送帶的發(fā)散角 ，
傳送帶的傾斜角度 ，
java蘋(píng)果等級(jí)1和等級(jí)2之間的孔直徑 ，mm
java蘋(píng)果等級(jí)2和等級(jí)3之間的孔直徑 ，mm
等級(jí)為1的java蘋(píng)果果實(shí)的平均直徑 ，mm
等級(jí)為2的java蘋(píng)果果實(shí)的平均直徑，mm
等級(jí)為1的java蘋(píng)果果實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差
等級(jí)為2的java蘋(píng)果果實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差
分選效率
Q 吞吐能力，Kg/h
平均污染錯(cuò)誤率
等級(jí)i的流率，Kg/h
相關(guān)成本等級(jí)為i的分?jǐn)?shù)
等級(jí)為i的蘋(píng)果果實(shí)的總數(shù)
等級(jí)j從等級(jí)i回收的品種數(shù)量
等級(jí)g從等級(jí)j回收的品種數(shù)量
等級(jí)i中回收的蘋(píng)果總數(shù)量，Kg
混合之初等級(jí)i的分?jǐn)?shù)
從等級(jí)i中回收的正確的水果分?jǐn)?shù)
t 進(jìn)給時(shí)間，h
權(quán)函數(shù)
等級(jí)i中回收的總重量 Kg
注入分選系統(tǒng)的總重量，Kg
介紹
Java蘋(píng)果果實(shí)流行于泰國(guó)和國(guó)外因其美麗的皮膚顏色也是甜而脆肉。水果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高。在2005年，出口蘋(píng)果肉來(lái)自泰國(guó)的爪哇達(dá)到高達(dá)4460萬(wàn)美元,這使它第三排名后出口水果榴蓮和龍眼。采后的行動(dòng)在新鮮水果、上漿是相當(dāng)?shù)膭趧?dòng)密集型的。漿紗是必要的，因?yàn)榇笮〉乃鸻）具有較高的價(jià)值,如果出售水果嗎b) 它吸引買(mǎi)家和c) 它促進(jìn)包裝設(shè)計(jì)（[Jarimopas et al,2007]和[Peleg,1985]）手動(dòng)漿紗是充滿緩慢上漿率,較大的誤差和機(jī)械損傷。例如,手工上漿的新鮮芒果[Jarimopas,Toomsaengtong, & Inprasit,2007]和榴蓮(Jarimopas,Siriratchataapong,Sukharom,Sihavong, & Goto,1992) 被發(fā)現(xiàn)造成偏差率和43%的34。上漿機(jī)開(kāi)發(fā)工作與熱帶水果通常由一個(gè)雙齒輥破碎機(jī)輥齒孔式、帶、板儀、和不同帶。Jarimopas,Kongwatananon,Rangdang,Yamashita(1988)測(cè)試了一個(gè)商業(yè)橘紅色的上漿機(jī),基于多孔輸送機(jī)機(jī)制儀。他們的機(jī)器由五孔直徑和大小不一的鋼瓶的6年級(jí)水果的容積為1.5噸h?1和上漿效率可達(dá)87.5%。效率高上漿也許是由于non-deformable光圈。雖然商業(yè)上可行,喂養(yǎng)必須單層手動(dòng)控制,這是一種不良的特征。一個(gè)小的尺寸的橘子數(shù)目長(zhǎng)期阻礙了斜面水果鋼瓶之間,使經(jīng)營(yíng)者有手動(dòng)移動(dòng)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓筒水果繼續(xù)上漿。這是一個(gè)憤怒的原因操作員和它減慢了。扶輪上漿機(jī)(GREEFA,Geldermalsen、荷蘭),這是發(fā)達(dá)模型和董事會(huì)雙齒輥破碎機(jī)輥齒皮帶,被用來(lái)大小芒果([Jarimopas等問(wèn)題,2007]和[Jarimopas等問(wèn)題,2007])。芒果雙齒輥破碎機(jī)輥齒的3個(gè)年級(jí)能種類(lèi)(小、中、大)在一個(gè)持續(xù)的容量為1026公斤h?1和一個(gè)錯(cuò)誤,發(fā)生率為23%。扶輪Greefa概念也被應(yīng)用于其他sphere-shaped大小的水果和蔬菜,如番石榴(Jarimopas,Rachanukroa,和陳,2002)。儀器的優(yōu)點(diǎn)是它的緩解交通工具,例如在輕型卡車(chē)。然而,它的性能局限于單層喂食和其特點(diǎn)是不一致的錯(cuò)誤由于縫隙。Jarimopas丁曉萍。(1988)開(kāi)發(fā)了一種新型解決分歧的帶芒果。分帶的是由兩個(gè)75毫米寬腰帶是在一個(gè)角度傾斜25°以水平表面?！∵@臺(tái)機(jī)器在一個(gè)能力分級(jí)芒果1100Kg/h效率率為80%。低的傾向需要上漿帶芒果旅行前更遠(yuǎn)校準(zhǔn)的直徑和血統(tǒng)的水果從通徑帶構(gòu)成的主要缺點(diǎn)是這臺(tái)機(jī)器。這導(dǎo)致了一個(gè)長(zhǎng)的機(jī)器,使運(yùn)輸困難。此外,孔徑不均勻性是矛盾的,因?yàn)樯蠞{帶。為frustum-shaped水果,比如梨子和胡蘿卜,法勒(1985)建議使用分帶進(jìn)行有效的雙齒輥破碎機(jī)輥齒的排序。一個(gè)適當(dāng)?shù)纳蠞{機(jī)應(yīng)該快速上漿率的特點(diǎn),可接受的誤差比率微不足道的機(jī)械損傷。Mohsenin(1996)表示,機(jī)械損傷是副產(chǎn)品的利用農(nóng)業(yè)機(jī)械。這是可能的,造成上述機(jī)器機(jī)械損壞,但是相關(guān)的評(píng)估報(bào)道。Bupata,Jarimopas,和通常(2007)報(bào)道,直徑的java蘋(píng)果果實(shí)不同比例和水果的重量。javaapplefruit直徑的變化各自的尺寸了Sarakan品種,Jarimopas,通常(2007)?；趬嚎s破裂javaapple皮膚的力量,其皮膚被發(fā)現(xiàn)更容易受到損傷,比蘋(píng)果([Jarimopas等問(wèn)題,2007]和[Jarimopas等問(wèn)題,2007)。磨損和傷害都可能發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果聯(lián)合國(guó)，包裝java。java蘋(píng)果產(chǎn)量高價(jià)格商業(yè)化,并獲得知名度在國(guó)外市場(chǎng)上可用的幾乎所有地方一年到頭。水果生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)墓ぷ鞣倘焙蛣趧?dòng)力成本變得至關(guān)重要。因此,要求上漿機(jī)增加了。一個(gè)特定java蘋(píng)果上漿機(jī)是不可用的。因此,本研究旨在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,崎嶇的機(jī)械儀工作與非常敏感的水果都是一個(gè)挑戰(zhàn)。
材料和方法
設(shè)計(jì)和運(yùn)行
設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)理念包含四個(gè)標(biāo)準(zhǔn):一)漿紗參數(shù)由直徑的java蘋(píng)果頭直徑(Dm在圖1),b)不得不在曲線斜率上漿機(jī)理的損失減少到最低程度,c)上漿機(jī)必須提供一種機(jī)制能夠始終如一地米果直徑和統(tǒng)一釋放量水果裝入接收集裝箱相應(yīng)的大小和d)機(jī)器應(yīng)該簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用,且可移動(dòng)。皮帶的設(shè)計(jì)選擇了不同,因?yàn)?我)漿紗皮帶提供兩種接觸點(diǎn)的直徑測(cè)量java蘋(píng)果進(jìn)展而水果沿腰帶。(二)在漿紗帶旅行期間同時(shí)運(yùn)動(dòng)分歧,因此,測(cè)量水果前往了皮帶腰帶在他們的基地(孔)失去接觸測(cè)量孔的果實(shí);水果降落到接收集裝箱相應(yīng)的大小。(3)java蘋(píng)果果實(shí)的形狀。初步跌落試驗(yàn)java蘋(píng)果果實(shí) 15新鮮完整(粒度大小均勻)從150年、200年和250毫米高到一個(gè)堅(jiān)硬的表面緩解由20毫米泡沫橡膠透露水果損壞發(fā)生在一個(gè)最小的投入高度200毫米。為一個(gè)假定的均勻加速運(yùn)動(dòng),這相當(dāng)于0.2秒下降時(shí)間(Meriam,1975)。旅行速度的漿紗帶200毫米年代1和聯(lián)合時(shí)間的水果和水果的脫除下降到盤(pán)0.5秒,規(guī)定一個(gè)可行的安排在200×0.5 =水果100毫米間隔。上漿機(jī)的分帶設(shè)計(jì)為允許3水果同級(jí)去沿著帶序列(小年級(jí)允許4水果)(圖2)。三個(gè)等級(jí)(大、中、小型)是必需的。積極的長(zhǎng)度為900毫米和100毫米的額外的空間收果子的反彈(如果有的話)兩邊,提供一個(gè)總長(zhǎng)度1100毫米是指明。帶的發(fā)散角β在圖1。根據(jù)Bupata丁曉萍。(2007年) β 等于0.29、0.55、0.34和°的javaapple Toonklao品種,分別Tubtimjan和Tongsamsri。傾斜的角度表現(xiàn)為α帶圖1。分帶的需要傾向于水平面,因?yàn)閮A向?qū)е娄咙c(diǎn)與運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中每一顆果子不論尺寸大小。因此,每一個(gè)水果以它的頭直徑，應(yīng)該α是太大的水果瀑布和不對(duì)稱(chēng)的躺在皮帶就運(yùn)動(dòng),因此沒(méi)頭直徑測(cè)量。如果α太小,水果可能呆在籃下的肩膀,直徑測(cè)量不發(fā)生。適當(dāng)?shù)膬A斜角度(α)因此需要確定。情緒智商。(1)(法勒,1985)提出了估計(jì)的直徑的分離(X12,X23)之間的java蘋(píng)果果實(shí)相鄰的成績(jī)從均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差的每一個(gè)相鄰的品位。X12的價(jià)值觀和X23由表1給出。
這里，
java蘋(píng)果等級(jí)1和等級(jí)2之間的孔直徑 ，mm
等級(jí)為1的java蘋(píng)果果實(shí)的平均直徑 ，mm
等級(jí)為2的java蘋(píng)果果實(shí)的平均直徑，mm
等級(jí)為1的java蘋(píng)果果實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差
等級(jí)為2的java蘋(píng)果果實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差
表1
統(tǒng)計(jì)的插孔和角的漿紗腰帶。
品種 結(jié)果最大粒徑大?。╩m） (mm) (mm) （°）
S M L
TK 52.921.57 57.700.89 64.121.37 59.964.16 53.017.30 0.29
TM 45.302.93 58.081.53 65.801.36 62.879.40 94.8632.73 0.55
TS 51.152.20 58.471.53 63.071.82 65.3310.02 47.3913.29 0.34
顯示發(fā)達(dá)java蘋(píng)果果實(shí)上漿機(jī)的單位和分帶料漿單位。進(jìn)料單位,598毫米寬,長(zhǎng)1430毫米- 520毫米高,是鋼做的。兩個(gè)25.4毫米直徑圓柱軸安裝在頂部的框架,便于帶的調(diào)整。喂料帶,Ammeraal型帶Flexam EM 10月2日綠色成品(Ammeraal Beltech,Heerhugowaard、荷蘭),是100毫米寬,2400毫米長(zhǎng)和并行到地板上。喂料裝置,推動(dòng)了0.19 kW 220 V 50赫茲電機(jī)、1:20齒輪減速器,一個(gè)鏈和一個(gè)滑輪。一個(gè)“u”型橡膠地墊是附屬于傳送帶表面80毫米間距部分集裝箱水果為均勻半自動(dòng)水果吃食。上漿機(jī)、鋼做的和390毫米寬,長(zhǎng)1510毫米和765毫米高,表現(xiàn)了一個(gè)托盤(pán)的鋼材收到600厘米寬長(zhǎng)1100毫米、80毫米深。接收托盤(pán)緩沖與20毫米橡膠泡沫為兩個(gè)可調(diào)分區(qū)水果尺寸要求的分離。上漿帶偏離和傾向于水平面的在α學(xué)位。每?jī)煞N漿紗皮帶,Ammeraal類(lèi)型Nonex EM 8/2藍(lán)色成品100毫米寬長(zhǎng)2500毫米。的外表面帶內(nèi)襯有4毫米膠乳泡沫。每一個(gè)帶被趕在相同的速度下由一個(gè)220 V 50赫電機(jī)工作在1450轉(zhuǎn)/分鐘以減小齒輪以及萬(wàn)向節(jié)。錐形布管的端部之間放置喂料帶的開(kāi)始帶控制上漿垂直下降的java蘋(píng)果果實(shí),減速水果掉落在漿紗帶從而減少損壞的水果。運(yùn)動(dòng)上漿帶水果低于水平從而減少垂直滑動(dòng)。圓錐形布管120毫米長(zhǎng)和由紗。它有一個(gè)直徑100毫米孔徑頂部和厚度不超過(guò)60毫米的孔直徑在底部，麥克喂食。
運(yùn)行
Java蘋(píng)果水果手動(dòng)輸入u型橡膠連續(xù)飼喂帶由操作員以這樣的方式結(jié)束的水果是桿平行于帶運(yùn)動(dòng)。這就提供了一個(gè)統(tǒng)一的自動(dòng)送料的水果漿紗帶。然而,喂料機(jī)容量限制了使用者的能力。水果離開(kāi)喂食運(yùn)輸帶和垂直進(jìn)入了圓錐形布管(圖4)，但圓錐形布管不僅把水果垂直。
進(jìn)行上漿帶的爪哇蘋(píng)果果實(shí)過(guò)去2接觸點(diǎn)。向前運(yùn)動(dòng),分歧的漿紗帶和單果重下降導(dǎo)致水果對(duì)低端或皮帶的光圈。因此,兩個(gè)接觸點(diǎn)帶面尺寸和水果不斷。這種現(xiàn)象的發(fā)生,會(huì)導(dǎo)致皮膚擦到水果和可能引起磨損。當(dāng)水果達(dá)到的孔，這是防止表面的緩沖的漿紗腰帶。
性能測(cè)試
樣品制備測(cè)定的最佳工作條件包括隨機(jī)選擇newly-harvested、統(tǒng)一和損害自由java蘋(píng)果果實(shí)。每種大小三十樣品水果(三個(gè)大小:小、中、大)各品種的(三品種:Toonklao Tubtimjan和Tongsamsri,收集整理了。最大的水果頭直徑、長(zhǎng)度和重量測(cè)量每個(gè)樣本的游標(biāo)制動(dòng)和電子平衡(G 6000年,生產(chǎn)的生產(chǎn)公司,Goettingen、德國(guó))。
測(cè)定的最佳傾角與速度的角度漿帶
方差分析(一個(gè)樣品的java蘋(píng)果果實(shí)為原料,制備了如上所述。測(cè)試條件包括兩個(gè)控制因素;傾向的角度的漿紗帶(3個(gè)等級(jí):75°、80°和85°)和漿紗帶速度(3個(gè)等級(jí):10歐分,20歐分和30米分鐘?1)。均勻喂java蘋(píng)果樣品,上漿帶是在15米管制?1分鐘。進(jìn)行了五次重復(fù),為一個(gè)結(jié)合的控制因素。上漿機(jī)的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)與Eqs。(2)、(3)、(4)。
=
Q=
=
這里，
=
=+
=
=
=
同時(shí)在這里，
上漿效率
Q 吞吐能力，Kg/h
平均污染里錯(cuò)誤率
等級(jí)i的流率，Kg/h
相關(guān)成本等級(jí)為i的分?jǐn)?shù)
等級(jí)為i的蘋(píng)果果實(shí)的總數(shù)
等級(jí)j從等級(jí)i回收的品種數(shù)量
等級(jí)g從等級(jí)j回收的品種數(shù)量
等級(jí)i中回收的蘋(píng)果總數(shù)量，Kg
混合之初等級(jí)i的分?jǐn)?shù)
從等級(jí)i中回收的正確的水果分?jǐn)?shù)
t 進(jìn)給時(shí)間，h
權(quán)函數(shù)
等級(jí)i中回收的總重量 Kg
注入上漿系統(tǒng)的總重量，Kg
確定最佳水果取向和相關(guān)的機(jī)械損傷
java的形狀蘋(píng)果果實(shí)(圖5)確定了維度的最大值和最小值的水果的頭。這兩個(gè)參數(shù)都有顯著性差異(Bupata et al,2007)。決定的條件和傾向速度,水果形狀影響水果定位試驗(yàn)條件對(duì)于樣品放置在喂養(yǎng)帶(2個(gè)可能:隨機(jī)位置和水平最大橫徑位置)。每一個(gè)水果放在樣品干轉(zhuǎn)向上漿單位。
繼90年爪哇蘋(píng)果樣品測(cè)試各種尺寸的隨機(jī)收集并存儲(chǔ)與之在15°C 6小時(shí)([Jarimopas et al ,2007]和[Jarimopas et al,2007)。java蘋(píng)果的損傷力學(xué)特性,機(jī)器尺寸,既與無(wú)錐形布管,以及控制套水果(這是不處理后經(jīng)本機(jī))使用Eqs比較分析。(5)、(6)、(7)。
java蘋(píng)果公司被損壞的評(píng)估分為三個(gè)層次:等級(jí)1例;無(wú)明顯損害、二級(jí)；破壞的地區(qū)<0.5%，三級(jí): 破壞的地區(qū)<0.5%。
連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)
具備條件的速度和角度的傾向的漿紗帶、喂料帶速度、水果導(dǎo)向?qū)α蠋Ч潭ㄔ谝郧暗玫搅藴y(cè)試。五百年,newly-harvested、統(tǒng)一和損害自由java蘋(píng)果果實(shí)采收各品種的隨機(jī)從出口果園在Nakornpathom、泰國(guó)。所有的水果都無(wú)法各品種的樣品測(cè)量的物理特征,進(jìn)行了每一個(gè)水果樣品作為早些時(shí)候報(bào)道。
結(jié)果和討論
優(yōu)化速度和傾斜角度的漿紗帶
具體品種、速度和傾斜角度的漿紗帶平均污染嚴(yán)重影響效率和上漿率p < 0.05)；基于優(yōu)先級(jí)的污染率。最優(yōu)速度和傾斜角度20米/分鐘和85°為T(mén)oonklao變化,導(dǎo)致最低的23.3%和79.7%的電子戰(zhàn)(表2)。為T(mén)ubtimjan品種,適當(dāng)?shù)乃俣群蛢A斜角度20米/分鐘和75°,導(dǎo)致最低的12.1%和Ew 92.8%(表3)。雖然速度的喂養(yǎng)一帶保持不變?cè)?5米/分鐘,最佳速度和傾斜角度的漿紗帶為T(mén)ongsamsri是20 - 30米/分鐘和80°,導(dǎo)致最低的88.2%的大約18.9%和Ew(表4)。
表2
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)java蘋(píng)果果實(shí)(Toonklao種類(lèi))上漿機(jī)。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 26.354.00 76.138.07
12 26.487.35 80.3210.49
30 27.443.48 81.977.82
80 10 25.712.91 80.1110.95
20 33.146.28 75.247.23
30 33.272.45 74.914.92
85 10 30.194.58 70.194.45
20 23.304.19 79.745.21
30 25.263.91 76.246.07
*是指在同一字母在同一列中標(biāo)微不足道的差異指定p < 0.05)
表3
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)java蘋(píng)果上漿機(jī)(Tubtimjan品種)。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 17.705.33 91.975.47
12 12.133.39 92.772.63
30 16.891.89 88.221.96
80 10 20.749.17 85.427.96
20 24.255.86 88.4211.07
30 19.153.61 91.225.33
86 10 25.255.09 76.188.26
20 24.645.14 86.766.83
30 15.990.47 92.495.79
*是指在同一字母在同一列中標(biāo)微不足道的差異指定p < 0.05)。
表4
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)爪哇蘋(píng)果上漿機(jī)(Tongsamsri品種)。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 24.072.76 94.963.76
12 29.015.05 95.554.73
30 23.853.25 95.103.16
80 10 22.503.66 85.428.73
20 18.913.26 88.427.64
30 19.917.94 93.545.15
87 10 28.604.95 87.098.92
20 21.494.46 92.396.28
30 20.495.58 84.164.94
*是指在同一字母在同一列中標(biāo)微不足道的差異指定p < 0.05)。
料帶速度優(yōu)化
操作機(jī)器的java蘋(píng)果上漿在我)受控狀態(tài)的最佳速度、傾斜角度的漿紗帶和二期各品種的變化速度由于帶均勻喂喂水果由操作員u型橡膠,發(fā)現(xiàn)喂食帶速度有很大影響,艾瑪及Q p < 0.05為特定的品種。所示的最高和最低的電子戰(zhàn)最佳飼養(yǎng)帶速度為T(mén)oonklao,Tubtimjam和Tongsamsri品種。
表6
水果取向的影響中的表現(xiàn)java蘋(píng)果果實(shí)上漿機(jī)。
品種 水果取向 Q (kg/h) (%) (%)
Toonklao 隨機(jī) 263.9211.30 17.212.09 93.523.00
最大粒徑 179.874.90 9.841.93 93.621.83
Tubtimjan 隨機(jī) 333.0928.51 6.472.46 91.2310.41
最大粒徑 214.2233.49 3.161.07 97.940.97
Tongsamsri 隨機(jī) 326.7033.49 14.263.69 88.635.30
最大粒徑 187.445.69 8.661.08 91.512.70
*是指在同一字母在同一列中標(biāo)微不足道的差異指定p < 0.05)。
顯示群java的蘋(píng)果果實(shí)大小分帶上漿機(jī)既與無(wú)圓錐形布管和對(duì)照組的Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品種。各種各樣的大小的水果按機(jī)器安裝錐形布管較少損傷比水果展出按機(jī)器沒(méi)有錐形布管安裝。Tongsamsri品種,有損傷3級(jí)按機(jī)器沒(méi)有錐形布管,而沒(méi)有蘋(píng)果。表7;java機(jī)械損傷大小蘋(píng)果果實(shí)(既與無(wú)錐形布管在機(jī))在比較與控制樣品。蘋(píng)果是java的傷害分成三個(gè)層次- 1級(jí):沒(méi)有明顯的損失,等級(jí)2:破壞的地區(qū)小于0.5%和三級(jí):破壞的地區(qū)超過(guò)0.5%。
連續(xù)性能
上漿機(jī)的分帶,經(jīng)500年java蘋(píng)果果實(shí)不斷上漿中的各Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品種。Tubtimjan品種和Q為12.2%和195.1公斤/小時(shí),而Tongsamsri品種分別為的16.5%和181.7公斤/ 小時(shí),Toonklao 10.8%和149.7公斤/小時(shí)。對(duì)于一個(gè)給定的變化,并問(wèn)相對(duì)低于先前的測(cè)定中獲得2.3.3項(xiàng)。這可能發(fā)生的,因?yàn)?.3.3節(jié),有平等的編號(hào)為各大小;然而樣品制備連續(xù)性能測(cè)試時(shí)依賴什么水果種植提供。重量比蘋(píng)果果實(shí)的爪哇的小:中等:大尺寸的Tubtimjan品種是0.2:1:0.24,這些Tongsamsri品種1:0.99:0.57和Toonklao品種分別為0.48:1.00:0.33,分別。手動(dòng)份量的java的Tongsamsri蘋(píng)果品種,開(kāi)往出口,平均達(dá)到107.2公斤/小時(shí)的表演污染率為27.9%,機(jī)械損傷(Eq。(7) )的13.3%?？刂聘鞣N各樣的受損區(qū)域被發(fā)現(xiàn)有輕微不同p < 0.05機(jī)械尺寸的水果相比, 這意味著上漿機(jī)不花額外的明顯損傷大小的水果。另外,java蘋(píng)果果實(shí)機(jī)械儀可以運(yùn)行在零明顯的損傷作用。少犯錯(cuò)誤,提高能力,特別是零明顯損害分類(lèi)的水果都被認(rèn)為是一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)的漿紗分帶機(jī)器。
結(jié)論
性能測(cè)試的java蘋(píng)果果實(shí)上漿機(jī)表明速度和傾斜角度的漿紗帶、進(jìn)料帶速度和水果取向顯著地影響漿紗性能,p < 0.05)。最適反應(yīng)條件下連續(xù)機(jī)械漿是依賴于各種各樣的水果。上漿性能最優(yōu)有相當(dāng)一個(gè)錯(cuò)誤比率為10.8 ~ -16.5%,吞吐能力149.7 ~ -195.1公斤/小時(shí)。手動(dòng)份量的java蘋(píng)果開(kāi)往出口的27.9%,平均比值特征誤差13.3%,在損傷和容量107.2公斤/小時(shí)。發(fā)達(dá)java蘋(píng)果漿紗設(shè)備可以運(yùn)行在“零明顯的損傷”,因此沒(méi)有額外的機(jī)械損傷大小的水果。
承認(rèn)
所有的作者想把這項(xiàng)工作對(duì)成功的Bundit Jarimopas遲教授。本研究通過(guò)程序格蘭特是支持前沿研究網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略獎(jiǎng)學(xué)金,博士。泰國(guó)博士學(xué)位程序從辦公室的高等教育委員會(huì),泰國(guó)。作者想表達(dá)自己的感激之情對(duì)金融支持收到了研究生教育和研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目采后技術(shù)在清邁大學(xué)和研究生院的Kasetsart大學(xué)、采后技術(shù)創(chuàng)新中心(PHTIC)。最終,我們要感謝Rajamankala理工大學(xué)Thanyaburi、泰國(guó)。
13 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
小金橘自動(dòng)分級(jí)機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)老師
日 期
前 言
我國(guó)是一個(gè)水果生產(chǎn)大國(guó)，水果產(chǎn)量高，品種繁多，種類(lèi)較為齊全。這是我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，但這其中也存在一些問(wèn)題。我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)中有一部分是小規(guī)模型，由小戶的果農(nóng)種植。這些果農(nóng)由于規(guī)模小，對(duì)于水果產(chǎn)后的商品化處理較為簡(jiǎn)單，甚至不進(jìn)行處理，直接進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。隨著果農(nóng)經(jīng)營(yíng)理念的進(jìn)步，也意識(shí)到要改變生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)水果進(jìn)行分級(jí)等處理，以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化。這是市場(chǎng)的需求，本設(shè)計(jì)的目的就是為了給市場(chǎng)提供一種小型水果的分級(jí)方案，供用戶選擇。
本文介紹了水果分級(jí)技術(shù)對(duì)與我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)的作用及意義。同時(shí)針對(duì)水果分級(jí)技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述。在充分了解了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)，以國(guó)內(nèi)外水果分級(jí)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀作為技術(shù)依據(jù)，設(shè)計(jì)了小型水果自動(dòng)分級(jí)機(jī)械。本設(shè)計(jì)以小金橘為例進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。對(duì)采摘后的“小金橘”一類(lèi)的小型水果，對(duì)體積的大小進(jìn)行分級(jí)處理，主要完成上料機(jī)構(gòu)部分、分級(jí)結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)及計(jì)算，包括方案的論證、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、分級(jí)部分鏈條、鏈輪軸及其他主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算。
關(guān)鍵詞：金桔、水果分級(jí) 、 分級(jí)機(jī)構(gòu) 、上料機(jī)構(gòu)
目 錄
1 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.4 課題研究的意義 2
2 總體設(shè)計(jì) 2
2.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2
2.2 設(shè)計(jì)的依據(jù) 3
2.3 設(shè)計(jì)的要求 3
3 總體結(jié)構(gòu)的布置與設(shè)計(jì) 3
3.1 分級(jí)機(jī)械的整體布局 3
3.2 主要的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 4
4 上料部分的設(shè)計(jì) 5
4.1 上料機(jī)的尺寸設(shè)計(jì) 5
4.2 上料鏈條的設(shè)計(jì) 7
4.3 上料動(dòng)力軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 10
5 分級(jí)部分的設(shè)計(jì) 12
5.1 分級(jí)部分的布局設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 12
5.2 分級(jí)部分鏈條的設(shè)計(jì) 13
5.3 螺桿的設(shè)計(jì) 15
5.4 限距螺桿動(dòng)力軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 15
5.5 分級(jí)鏈輪軸的設(shè)計(jì) 15
總 結(jié) 15
致 謝 15
參考文獻(xiàn) 15
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 概述
果品分級(jí)是果品經(jīng)營(yíng)行業(yè)早已實(shí)施多年的經(jīng)營(yíng)方式。嚴(yán)格分級(jí)卻是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下果品銷(xiāo)售的重要一環(huán)。在堅(jiān)持嚴(yán)格分級(jí)這一點(diǎn)上,體現(xiàn)得非常明顯,分級(jí)越嚴(yán),效益就越好,分級(jí)不嚴(yán),就會(huì)不利于產(chǎn)品的銷(xiāo)售。在國(guó)際高級(jí)市場(chǎng)上,進(jìn)口水果分級(jí)很?chē)?yán),色彩亮麗。打開(kāi)每箱,所有果子都象一個(gè)模子鑄出來(lái)似的,價(jià)格也高得離譜,有時(shí)500克蘋(píng)果能賣(mài)出國(guó)內(nèi)1箱或幾箱水果價(jià),但如果分級(jí)不嚴(yán)格,價(jià)格低得出奇,而且少有人問(wèn)津[1]。國(guó)內(nèi)水果從整體上看,質(zhì)量沒(méi)有提高上去,果面不凈、色不亮、外觀質(zhì)量差是造成賣(mài)難的根本原因。另一個(gè)原因是,好壞檔次沒(méi)拉開(kāi),即使有好水果也無(wú)法賣(mài)好價(jià)錢(qián)。國(guó)際市場(chǎng)尚且如此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的情況更是不容樂(lè)觀。從思想根源看,多年來(lái),果農(nóng)的小農(nóng)思想意識(shí)尚未改變,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)淡薄,總習(xí)慣于“混裝統(tǒng)賣(mài)”、 “一口價(jià)買(mǎi)斷果園”的初級(jí)交易方法,而對(duì)果品在收購(gòu)環(huán)節(jié)分級(jí)等既不了解,又嫌麻煩,或者不以為然?？可蠈友b大果好果、下層裝小果、次果等手法弄虛作假。這種只顧眼前利益、目光短淺的做法,不利于水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。許多果農(nóng)嫌麻煩是因?yàn)闆](méi)有分級(jí)的機(jī)械，造成沒(méi)有分級(jí)機(jī)械的原因有兩點(diǎn)，一是低端的分級(jí)機(jī)械精度較低不能滿足要求，果農(nóng)不愿意購(gòu)買(mǎi)；二是精度較高的分級(jí)機(jī)械，價(jià)格相對(duì)較高，增加了生產(chǎn)成本而不購(gòu)買(mǎi)。既要滿足精度的要求，又要降低成本，這勢(shì)必要在方法上進(jìn)行創(chuàng)新。國(guó)外水果分級(jí)技術(shù)起步較早，發(fā)展的較為成熟熟，有很多地方值得借鑒。
1.2 國(guó)外發(fā)展現(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。其發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：
（1）由于水果一般都比較嬌嫩，容易擦傷或碰傷，采用傳統(tǒng)的機(jī)械式分選分級(jí)機(jī)具難免會(huì)出現(xiàn)損傷，從而造成“降級(jí)”損失。隨著科技水平的不斷提高，各學(xué)科互相滲透日益普遍，光學(xué)、電子技術(shù)廣泛應(yīng)用到分選分級(jí)設(shè)備中。運(yùn)用光、電技術(shù)，不僅效率高，檢驗(yàn)精度也高，還可以測(cè)定果實(shí)的成熟度、含糖量、有否病蟲(chóng)害、空心等，對(duì)這些項(xiàng)目，傳統(tǒng)機(jī)械式是無(wú)能為力的。運(yùn)用光、電技術(shù)，還可以去掉很多繁雜的結(jié)構(gòu)，機(jī)具緊湊、靈巧，可靠性高，甚至造價(jià)還低。
（2）為適應(yīng)生產(chǎn)要求，機(jī)具的處理能力日漸提高自動(dòng)化水平也不斷提高，所需操作人員越來(lái)越少，因而成本不斷下降。設(shè)備廣泛實(shí)現(xiàn)了儀表化和數(shù)顯化。
（3）注意改善勞動(dòng)條件，在可能條件下，為操作者提供比較舒適的工作環(huán)境。
（4）逐步由單項(xiàng)檢驗(yàn)發(fā)展為多項(xiàng)復(fù)合檢驗(yàn)，聯(lián)機(jī)群檢成一線，可以對(duì)形狀、成熟度、內(nèi)部質(zhì)量等方面按要求同時(shí)依次連續(xù)進(jìn)行，這樣可避免由于被檢項(xiàng)目較多、多次裝機(jī)幾經(jīng)周折而損傷果實(shí)，從而進(jìn)一步提高了商品競(jìng)爭(zhēng)能力。
（5）大力發(fā)展多品種通用分選機(jī)，可用于幾種果實(shí)的分選。使用機(jī)械分選的一般是大、中型綜合果樹(shù)場(chǎng)或大型果品公司、蔬菜公司，由于果實(shí)品種較多，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，只需更換部分部件及分選標(biāo)準(zhǔn)的指令，就可進(jìn)行另一種水果或果菜的分選。這樣，在分期收獲的大忙時(shí)節(jié)，機(jī)具可充分利用，節(jié)約了機(jī)具設(shè)備的投資、存放場(chǎng)地和保養(yǎng)費(fèi)用。
（6）新技術(shù)為市場(chǎng)需要服務(wù)，但要善于了解消費(fèi)者的心理。目前，探測(cè)果實(shí)是否空心或內(nèi)在質(zhì)量時(shí)，廣泛采用測(cè)透光率的方法，也有應(yīng)用X射來(lái)測(cè)量。
（7）分選分級(jí)只是收獲后包裝前的一個(gè)環(huán)節(jié)而已，目前不少?gòu)S家已將分選、清洗、初加工、包裝等幾道工序連成一線，視生產(chǎn)的需要及果品的實(shí)際情況統(tǒng)一考慮，而不必將分選分級(jí)另外劃為一個(gè)獨(dú)立部分[2]。
1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
如國(guó)內(nèi)研究的對(duì)象大多在靜態(tài)的狀態(tài)下進(jìn)行，另外以前對(duì)水果研究主要的是單渠道單指標(biāo)的分級(jí)，對(duì)水果的多個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，處理速度較慢。對(duì)水果品質(zhì)進(jìn)行快速、全量檢測(cè)，多渠道同時(shí)并行，國(guó)內(nèi)學(xué)者需要繼續(xù)研究與攻克的難題之一。同時(shí)，理論和實(shí)際還有很大的距離。目前我國(guó)水果所用的分級(jí)設(shè)備還僅限于機(jī)械分級(jí)法，即利用重量和大小分級(jí)設(shè)備進(jìn)行分級(jí)；機(jī)器自動(dòng)分級(jí)設(shè)備主要依靠于進(jìn)口，應(yīng)用并不廣泛，主要用于一些大的生產(chǎn)廠商[3]。
導(dǎo)致這一結(jié)果的不僅僅因起步晚。還有我國(guó)的國(guó)情所決定。在我國(guó)有小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的存在，許多果農(nóng)自產(chǎn)自銷(xiāo)沒(méi)有規(guī)模。在水果采摘后他們會(huì)進(jìn)行自行處理，進(jìn)行簡(jiǎn)單的分級(jí)，為降低成本的情況下會(huì)選擇小型的水果分級(jí)機(jī)械。對(duì)于一些小規(guī)模的水果加工廠，因其產(chǎn)品主要是在當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售，品牌的知名度較低。以實(shí)現(xiàn)利益最大化的原則，也會(huì)選擇機(jī)械式的分選機(jī)械來(lái)降低其生產(chǎn)成本。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求這一大背景下，我們要在努力研發(fā)先進(jìn)的分級(jí)設(shè)備的同時(shí)要兼顧低端產(chǎn)品的改造與創(chuàng)新。
1.4 課題研究的意義
水果的生產(chǎn)在我國(guó)整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有很大的比例。除滿足國(guó)人的需求外,也大量出口國(guó)外,隨著水果產(chǎn)量的增加,以及人們生活水平的提高,水果銷(xiāo)售市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,人們對(duì)水果的表和品質(zhì)提出越來(lái)越高的要求。尤其是外銷(xiāo)水果,為了提高水果品質(zhì)與保鮮期限,出口前,必須進(jìn)行分選、清洗、打蠟及分級(jí)等產(chǎn)后商品化處理。如果采用人工分選、分級(jí),由于人工操作勞動(dòng)量大、生產(chǎn)率低，勢(shì)必造成成本提高且不利于水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此,研究和開(kāi)發(fā)水果產(chǎn)后自動(dòng)化處理系列設(shè)備十分有必要。水果產(chǎn)后商品化處理,主要包括水果外部品質(zhì)檢測(cè),果品表面保鮮與美化處理以及商標(biāo)打印與包裝處理等三方面的內(nèi)容。水果的外部品質(zhì)檢測(cè)的項(xiàng)目有顏色、形狀、大小、病斑和表面缺陷等。果品表面保鮮與美觀處理主要指清洗表皮、表皮上保鮮劑及表皮打蠟增加光澤等內(nèi)容[4]。
基于水果的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn),營(yíng)養(yǎng)學(xué)家已把水果作為食物結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分,并指出了為維持人體健康,每人每年需要食用80kg左右水果的指標(biāo)。隨著社會(huì)生活水平的提高，對(duì)健康意識(shí)的增強(qiáng)。人們不僅對(duì)水果的需求量越來(lái)越大而且對(duì)水果品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，水果的分選變得越來(lái)越重要[5]；不僅如此隨著勞動(dòng)者文化水平的提高，他們將農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的理論實(shí)踐于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。不再用原始的粗狂式經(jīng)營(yíng)方法，而是懂得將水果進(jìn)行分級(jí)處理。不同等級(jí)的價(jià)格不同，從而獲得更大的利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)利益最大化?？梢?jiàn)水果分級(jí)不僅是廣大消費(fèi)者的要求，更是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)者自主性的生產(chǎn)勞動(dòng)。而水果有著分選工作時(shí)效性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)高的特點(diǎn)。如果靠人工實(shí)現(xiàn)分選工作，將增加生產(chǎn)勞動(dòng)者的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。而且人工勞動(dòng)不僅效率低且成本較高。因此實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)勢(shì)在必行。
隨著需求的增長(zhǎng)我國(guó)的水果產(chǎn)業(yè)面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如此大的需求量必定帶來(lái)巨大的市場(chǎng)，但隨著水果量的增加必定面臨諸多的問(wèn)題。最關(guān)鍵的問(wèn)題就是產(chǎn)品商品處理化的問(wèn)題，以過(guò)去人工的方式必然滿足不了市場(chǎng)的需求。機(jī)械化智能化的處理勢(shì)在必行，解決好這個(gè)問(wèn)題必然帶來(lái)水果業(yè)的快速發(fā)。因此水果加工機(jī)械的發(fā)展將為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 總體設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容
本設(shè)計(jì)的定位是機(jī)械式的適用于小型果農(nóng)的低端產(chǎn)品，不使用光電檢測(cè)技術(shù)，純機(jī)械式分選，降低成本。減小整機(jī)的體積，使得機(jī)械設(shè)備方便運(yùn)輸。加工難度降低，使得小型農(nóng)業(yè)設(shè)備生產(chǎn)廠可以加工。
設(shè)計(jì)的水果分選機(jī)分級(jí)針對(duì)“小金橘”一類(lèi)的小型水果，果皮較厚，不易破損，形狀較為規(guī)則的水果。不僅要較為精確的分出果品的大小，還要減小果品的二次損傷，保證果品的質(zhì)量。
（1）總體設(shè)計(jì)：使用現(xiàn)有的較為成熟的滾杠式的分級(jí)方案，改變滾杠的間隙大小，實(shí)現(xiàn)水果大小的分級(jí)。不采用階梯式的固定間隙式分級(jí)滾杠，經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)滾杠在同一平面間隙的動(dòng)態(tài)變化。減少水果掉落的次數(shù)，從而達(dá)到減小水果二次損傷的目的。繪制總裝圖、繪制soildworks
1. 入料槽 2.鋪平刷 3.限距螺桿 4.分級(jí)機(jī)架
5.一級(jí)出料口 6.二級(jí)出料口7.三級(jí)出料口 8.四級(jí)出料口 9.上料機(jī)機(jī)架
圖2-1 整機(jī)布局圖
入料槽為儲(chǔ)料部件，上料滾杠是上料的核心部件，運(yùn)輸物料向分級(jí)部件運(yùn)動(dòng)。鋪平刷是調(diào)整物料在進(jìn)入分級(jí)部件前，物料姿態(tài)的裝置。限距絲桿是分級(jí)部分的核心部件，控制分級(jí)的過(guò)程。一、二、三等出料口是物料的回收部件，保證物料分級(jí)回收。
（2）零部件設(shè)計(jì)：
分級(jí)機(jī)械的機(jī)架 傳動(dòng)軸、鏈輪、鏈條 變距限距絲杠的設(shè)計(jì) 滾杠與變距限距絲桿接合零部件的設(shè)計(jì) 有關(guān)傳動(dòng)軸、鏈輪等部件的有關(guān)計(jì)算和校核。
2.2 設(shè)計(jì)的依據(jù)
（1）小金橘物理特性：果實(shí)矩圓形或卵形，厚25～35毫米，11～12月果熟時(shí)金黃色，果皮肉質(zhì)而厚，平滑，有許多腺點(diǎn)，一般單果重12～15克，最大果重20克。
（2）分級(jí)指標(biāo)：依據(jù)一、“小金橘”厚度在25～35毫米參數(shù) 依據(jù)二、市場(chǎng)上“小金橘”產(chǎn)品的種類(lèi)：果脯類(lèi)（進(jìn)行脫水后的水果即果干）茶飲類(lèi)（金橘制作的茶品，飲料）直接作為新鮮水果在市面上銷(xiāo)售。
（3）水果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：初級(jí)設(shè)定分為四級(jí)，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)厚度為35毫米及以上；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)厚度30～35毫米之間；三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)厚度25～30毫米之間；四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)厚度25毫米以下（注釋?zhuān)河捎跊](méi)有查到金橘分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)由以上依據(jù)設(shè)定）
（4）實(shí)地調(diào)研：由于實(shí)際環(huán)境限制，把阿拉爾市區(qū)內(nèi)的果品加工企業(yè)“大漠棗業(yè)”作為調(diào)研對(duì)象。該水果加工企業(yè)現(xiàn)用的水果分級(jí)機(jī)械為滾杠式分級(jí)形式。本設(shè)計(jì)的部分技術(shù)參數(shù)與之相似。如滾杠的直徑、滾杠的材質(zhì)、滾杠與鏈條的連接方式、機(jī)器的生產(chǎn)效率、電機(jī)的轉(zhuǎn)速選用以及其他部件的參數(shù)。通過(guò)調(diào)研收集相關(guān)資料后予以借鑒，使得設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更加合理。
2.3 設(shè)計(jì)的要求
(1)定位為低端產(chǎn)品，對(duì)象為小規(guī)模的農(nóng)戶。則需要產(chǎn)品體積小，移動(dòng)方便，操作簡(jiǎn)單，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求低。
(2)部件設(shè)計(jì)避免粗狂型的焊接及剛性固定，采用靈活的螺栓等方式固定。使得機(jī)器的維修保養(yǎng)更加方便，同時(shí)可以減少機(jī)器改造時(shí)的成本。
(3)設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，通用件，降低制造成本。
(4)采用較為人性化的設(shè)計(jì)理念，方便勞動(dòng)者的操作和使用，減少勞動(dòng)者的體力消耗。
(5)機(jī)器要盡量滿足多種水果分級(jí)的要求，做到一機(jī)多用的功能。
3 總體結(jié)構(gòu)的布置與設(shè)計(jì)
3.1 分級(jí)機(jī)械的整體布局
分級(jí)機(jī)械的設(shè)計(jì)，主要分為四個(gè)重點(diǎn)部分：儲(chǔ)存原料部件、上料部件、分級(jí)部件和收料部件。
（1）儲(chǔ)料部件的大小決定著人工加料的次數(shù)、頻率。儲(chǔ)料部件的大小要適宜，太大物料過(guò)多會(huì)使得底部物料受到較大的擠壓力，造成果品的損傷。太小增加上料的次數(shù)，耗費(fèi)人力，不易于分級(jí)操作的連續(xù)進(jìn)行，浪費(fèi)能源。
（2）上料部件的作用，一是完成對(duì)物料的輸送，將物料運(yùn)輸?shù)椒旨?jí)機(jī)的分級(jí)執(zhí)行部位，減少人力勞動(dòng)，保護(hù)人不接觸使人不適的環(huán)境。二是調(diào)整物料的姿態(tài)，使物料保持良好的位置關(guān)系，能夠輔助分級(jí)部件在執(zhí)行分級(jí)動(dòng)作時(shí)更加精準(zhǔn)。
（3）分級(jí)部件是分級(jí)機(jī)的核心部分，該部分的設(shè)計(jì)直接影響著機(jī)器的性能。同時(shí)也是成本的核心問(wèn)題，太過(guò)精密勢(shì)必造成本的增加，整機(jī)的價(jià)格較貴。太過(guò)粗狂，分級(jí)的質(zhì)量較低造成浪費(fèi)，也是行不通。精巧而簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)才有很好的競(jìng)爭(zhēng)力。
（4）收料部件是將分級(jí)后的不同等級(jí)的物料分別回收，主要問(wèn)題有：首先要防止已經(jīng)分級(jí)好的部分物料再次混合，造成分級(jí)失敗。其次是保證物料在回收時(shí)避免二次損傷，二次物料的損傷往往是由收料部件不合理的設(shè)計(jì)或放置所造成的。良好收料裝置的設(shè)計(jì)是完成分級(jí)很重要的一部分。
3.2 主要的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
(1)由整體布局圖可見(jiàn)，上料機(jī)呈現(xiàn)一定的角度。設(shè)計(jì)這一角度的設(shè)計(jì)目的是為了調(diào)整物料的分布狀態(tài)，使得物料均勻分布。其原理是：當(dāng)物體在傾斜面上是，由于受到重力的作用，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)重力分量，沿著斜面向下。當(dāng)物料之間的摩擦力小于這個(gè)重力分量時(shí)，會(huì)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。因此，上料機(jī)部分的傳送帶呈現(xiàn)一定角度，有利于物料的均勻平鋪，減小物料集聚。在物料進(jìn)入分級(jí)部分時(shí)能夠是分散的狀態(tài)進(jìn)入。有利于分級(jí)的精準(zhǔn)。同時(shí)也是基于人性化的考慮。呈現(xiàn)出一定的角度，使得入料槽的高度降低，方便操作人員的入料操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。而在輸送部分采用滾杠式輸送，也能對(duì)物料進(jìn)行很好的定位作用。兩滾杠間有間隙，物料會(huì)滑入間隙之間，形成了條狀排列。而滾杠表面光滑的圓面，不會(huì)損傷水果，是輸送物料較為理想的方式之一。
圖3-1 上料輸送機(jī)構(gòu)
(2)鋪平刷設(shè)計(jì)的作用是再次對(duì)物料狀態(tài)調(diào)整，在一些情況下，物料沒(méi)能在上料傳送帶上完全平鋪，任然有堆積的情況，這時(shí)候鋪平刷起到刮、撥的作用，使得重疊堆積在上層的物料滑下。從而實(shí)現(xiàn)再次調(diào)整物料分布的功能。鋪平刷的材質(zhì)為塑料，具有一定的彈性。刷毛寬度為1100mm。
圖3-2 鋪平刷
(3)限距螺桿的作用是實(shí)現(xiàn)滾杠間隙的動(dòng)態(tài)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的分級(jí)。主要原理是：滾杠通過(guò)結(jié)合桿連接到限距螺桿上，連桿的一段在螺紋槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。限距螺桿的設(shè)計(jì)是一個(gè)變螺距的螺桿，根據(jù)分級(jí)等級(jí)的個(gè)數(shù)來(lái)確定螺距的節(jié)數(shù)。本設(shè)計(jì)將水果分為四級(jí)，因此限距螺桿的螺距節(jié)數(shù)為四節(jié)。四節(jié)不同的螺距與水果每一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的直徑相對(duì)應(yīng)。
圖3-3 限距螺桿
(4)滾杠是上料和分級(jí)部分中通用的零件之一，也是設(shè)計(jì)中承載物料的部件。滾杠是厚度為1mm的不銹鋼材質(zhì)的鐵皮卷制而成，表面光滑不易生銹。有較好的的強(qiáng)度。其尺寸為外徑30mm，內(nèi)徑28mm，長(zhǎng)度為1100mm。
4 上料部分的設(shè)計(jì)
4.1 上料機(jī)的尺寸設(shè)計(jì)
圖4-1 上料機(jī)尺寸
(1)上料機(jī)物料估算：
料槽中的物料質(zhì)量，由圖可知料槽的尺寸，料槽的寬為1100mm，由此可知料槽的體積為：
Ⅴ料槽=S底面積×h=1478×400×1100× （4-1）
為計(jì)算方便將小金橘理想化模型為小正方體，小金橘的體積為：
Ⅴ小金橘=L3邊長(zhǎng)=25×25×25 （4-2）
小金橘的質(zhì)量最大果重為20g，可知料槽盛裝的果重為：
（4-3）
（4-4）
(2)平鋪于上料機(jī)斜面上的物料質(zhì)量
斜面的長(zhǎng)度：
（4-5）
2118mm為斜邊的有效長(zhǎng)度，斜面的寬度為1100mm。
S斜面=2118×1100 S小金橘=25×25
（4-6）
（4-7）
物料的總重量為：
（4-8）
物料作用于斜面上的力為（取g=10N/kg）：
（4-9）
(3)作用于鏈條上的力
受力分析圖如下：
圖4-2 鏈條受力分析
（4-10）
（4-11）
（4-12）
料條為美標(biāo)準(zhǔn)大滾子鏈，鏈條在軌道上滾動(dòng)，由鋼—鋼的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25
（4-13）
（4-14）
（4）上料電機(jī)的選擇
由以上估算可知運(yùn)送鏈條的有效拉力約F=2800N 設(shè)計(jì)鏈輪的半徑R=100mm設(shè)計(jì)生產(chǎn)的鏈輪運(yùn)動(dòng)線速度V=0.15m/s，工作機(jī)空載啟動(dòng)，載荷變化較大，單向運(yùn)轉(zhuǎn)使用期限10年，每年工作時(shí)間為30—90天。電機(jī)的容量按工作要求和條件，選用三相籠形異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。
由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為
（4-15）
式中傳動(dòng)效率：
η——聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.99
η——渦輪蝸桿傳動(dòng)效率0.6
η——軸承傳動(dòng)效率0.98
η總=0.99×0.6×0.98×0.98≈0.56 （4-16）
P=== 0.75kW （4-17）
確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)鏈輪的工作轉(zhuǎn)速來(lái)確定：
n== =14.33r/min （4-18）
渦輪蝸桿的傳動(dòng)比范圍為（5～80）
n=i·n=14.33×（5～80）=（71.56～1146.4）r/min （4-19）
在這一范圍內(nèi)的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min
根據(jù)實(shí)際情況選擇Y90L－6
表4—1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)參數(shù)
電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kW 滿載轉(zhuǎn)速/（r/min） 額定轉(zhuǎn)矩/N 最大轉(zhuǎn)矩/N 質(zhì)量/kg
Y90l－6 1.1 910 2.2 2.3 25
（5）由此可知傳動(dòng)比為
（4-20）
減速器的傳動(dòng)比為65比1
4.2 上料鏈條的設(shè)計(jì)
（1）對(duì)物料的計(jì)算得到作用在鏈條上的總的拉力為2800N，由上式(5-14)可得。上料機(jī)有兩條鏈。單條鏈條所受的力為1400N。
表4-3 美標(biāo)大滾子鏈條 （來(lái)源：百度文庫(kù)）
綜合條件：a、兩節(jié)鏈條的兩端要接加滾杠，滾杠的直徑為30mm，小金橘的直徑為25～35mm之間，節(jié)距太大，水果從滾杠的間隙處漏出。
b、單條鏈條所受的力為1400N，由于上料機(jī)有上料的過(guò)程，載荷在上料時(shí)會(huì)有較大變化。鏈條選擇要大于1400N的承載能力，提高安全系數(shù)。
c、節(jié)約成本，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。
鏈條選擇ISO鏈號(hào)：
圖4-4 改造C208AL鏈條圖（注釋?zhuān)焊淖冧N(xiāo)軸長(zhǎng)）
經(jīng)過(guò)改造的鏈條如上圖，長(zhǎng)的軸銷(xiāo)子是為了添加與滾杠的連接部件，添加后如下圖：
圖4-5 鏈條與滾杠連接方式
藍(lán)色部件為連接零件，黃色部件為滾杠。鏈條的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如以上所示。
（2）動(dòng)力輸出鏈輪Z1和從動(dòng)鏈輪Z2齒數(shù)和傳動(dòng)比i
已知傳動(dòng)功率P為0.75kW，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1為 14.33r/min圓整取14r/min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2為14.33 r/min圓整取14r/min，主動(dòng)輪機(jī)械特性運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，從動(dòng)輪機(jī)械特性運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)類(lèi)型為傾斜傳動(dòng)。根據(jù)生產(chǎn)線尺寸要求和功能要求，動(dòng)力輸出鏈輪的傳動(dòng)功率為 P=1.1kW，主動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，從動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，主動(dòng)輪速度，動(dòng)力輸出鏈輪齒數(shù)轉(zhuǎn)速Z1為25，從動(dòng)鏈輪齒數(shù)轉(zhuǎn)速Z2為25，傳動(dòng)比i12計(jì)算：
（4-21）
設(shè)計(jì)功率Pd計(jì)算：
（4-22）
其中：
——復(fù)排鏈排數(shù)系數(shù)，經(jīng)查取 1；
——工況系數(shù)，經(jīng)查取 1；
——主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，經(jīng)查取 1。
（3）中心距的確定
根據(jù)確定的鏈條型號(hào)得到鏈條節(jié)距 p=25.4mm，傳動(dòng)比i12=1，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)Z1為25，節(jié)距為25.4mm，最小中心距a0min計(jì)算：
a0min=0.2Z1（i12+1）p=0.2×25×（1+1）p=10p （4-23）
a0取值較小時(shí)，雖然結(jié)構(gòu)較緊湊，但是a0太小，傳動(dòng)鏈條總長(zhǎng)較短，每一節(jié)鏈條單位時(shí)間內(nèi)嚙合次數(shù)較多，次數(shù)多就會(huì)加劇鏈的磨損和疲勞；而a0過(guò)大，雖然提高了承載能力，但是也會(huì)增加橫向振動(dòng)，一般a0=(30~50)p，a0max=80p（張緊或托板），本設(shè)計(jì)中有托板支撐，因此在選a0max=80p。
鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) X 的計(jì)算：
（4-24）
（4）鏈條長(zhǎng)度L計(jì)算
L = XP /1000 =185×25.4/1000 = 4.699≈4.7m （4-25）
（5）鏈速v計(jì)算
（4-26）
（6）理論中心距a計(jì)算
（4-27）
經(jīng)過(guò)計(jì)算的 a =2190.75mm
（7）實(shí)際中心距 a計(jì)算
（4-28）
（8）圓周力和作用于軸上的拉力計(jì)算
有效圓周力F計(jì)算
（4-29）
（9）作用在軸上的拉力FQ計(jì)算
FQ=（1.2～1.3）F，取FQ=1.3F （4-30）
FQ=1.3×5000=6500N
4.3 上料動(dòng)力軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
（1）軸的初步估算
（4-31）
式中：C是由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)，見(jiàn)下表。應(yīng)用此式求出的d值，一般作為傳遞轉(zhuǎn)矩軸段的最小直徑。
表4—2常用材料的值和C值
軸的材料
Q235,20
35
45
40Cr，35SiMn
[]/MPa
12～20
20～30
30～40
40～50
C
160～135
135～118
118～107
107～98
（來(lái)源：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版）
軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。
(2)軸的設(shè)計(jì)
圖4-6 扭矩圖
軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核
由公式：
（4-32）
（4-33）
（4-34）
（4-35）
式中：
T——為轉(zhuǎn)矩；
L——為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度0.155mm；
G——為材料的切變模量80GPa；
d——為軸徑42mm；
計(jì)算可得0.03，而因此可知軸是安全的。
（3）軸的強(qiáng)度校核
已知： L=1100mm，K=155 mm，圓周力F=5000N，徑向力主要有鏈條的重力決定
Fr = Mg （4-36）
鏈條質(zhì)量：
M=SL=0.87kg/m×2.12m≈1.8kg （4-37）
g=10N/kg
綜合考慮加入滾杠的質(zhì)量，以及滾杠和鏈條鏈接零件的質(zhì)量可知，M總=20kg
Fr=20×10=200N （4-38）
垂直直面的支承反力：
Fy1 =Fy2 =100N （4-39）
水平面上的支承反力：
（4-40）
以上可以知道垂直面的彎矩：
（4-41）
水平面的彎矩：
（4-42）
合成彎矩為：
（4-43）
繪制
圖4-7 彎矩圖
（4）計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑
軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理查的則
（4-44）
上料機(jī)動(dòng)力軸的中段的直徑取D=50mm
5 分級(jí)部分的設(shè)計(jì)
5.1 分級(jí)部分的布局設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)
（1）分級(jí)部分示意圖如下
圖5-1 分級(jí)部分示意圖
a．設(shè)計(jì)將水果分為四個(gè)等級(jí)，設(shè)計(jì)為1000mm長(zhǎng)為一個(gè)分級(jí)行程。限距螺桿長(zhǎng)為4000mm。
b．分級(jí)滾杠與上料滾杠通用，為1100mm長(zhǎng)。
圖5-2 分級(jí)部分示意圖
5.2 分級(jí)部分鏈條的設(shè)計(jì)
（1）分級(jí)部分物料的估算
由以上條件可知，分級(jí)部分承載物料的有效面積為：
S有效=L螺桿·L滾杠=1100×4000 （5-1）
S小金橘=25×25
（5-2）
（5-3）
（2）作用于鏈條上的力
物料作用于分級(jí)部分上的力為（取g=10N/kg）：
（5-4）
料條為美標(biāo)準(zhǔn)大滾子鏈，鏈條在軌道上滾動(dòng)，由鋼—鋼的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25
（5-5）
由以上計(jì)算可得F拉=353N，根據(jù)5.2中鏈條選擇的原則選擇鏈條。選擇美標(biāo)大滾子鏈條C212AL,參數(shù)如上表（4-20）所示。示意圖如下圖5—2 改造鏈條。
圖5-3 改造鏈條
為降低成本又滿足設(shè)計(jì)要求，使用標(biāo)準(zhǔn)的鏈節(jié)，對(duì)鏈板進(jìn)行改造。目的如下圖所示：
圖5-4 分級(jí)鏈條與滾杠連接示意圖
1.標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)鏈節(jié) 2.分級(jí)滾杠 3.改造外鏈節(jié) 4.鏈條與滾杠連接部件
圖5-5 分級(jí)鏈條與滾杠連接部件
5.3 螺桿的設(shè)計(jì)
(1)螺桿的受力分析
圖5-6 限距螺桿連接滾杠示意圖
受力分析圖如下：
圖5-7受力分析示意圖
如圖：Fa為軸向載荷，F(xiàn)為作用于中徑處的水平推力，F(xiàn)n為法向反力，a為螺紋升角，F(xiàn)nf為摩擦力，f為摩擦系數(shù)，p為摩擦角。
（5-6）
限距螺桿為主動(dòng)件，滾杠連接部件為從動(dòng)件，當(dāng)滾杠連接部件在限距螺桿內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，對(duì)限距螺桿的反作用力為Fa。
（5-7）
（5-8）
（5-9）
式中：
——限距螺桿為螺距；
—— 限距螺桿的直徑；
—— 為螺旋線數(shù),條數(shù)為1；
由（5-5）可知Fa=353N，a為5.5度，p為14度，d為100mm帶入式（5-7）（5-8）（5-9）可得：F=125N T=6.25N·m
（2）限距螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇
上料機(jī)的鏈條運(yùn)動(dòng)速度為v=0.15m/s，分級(jí)鏈條的速度與之相同，才能保證分級(jí)部分不會(huì)有物料堆積，或者上料機(jī)上料過(guò)慢，導(dǎo)致分級(jí)部分空轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致能量的浪費(fèi)。因此分級(jí)鏈條的速度為v=0.15m/s，螺桿的螺距為P=60mm。
因此限距螺桿的轉(zhuǎn)速為：
（5-10）
圓周線速度為：
（5-11）
（5-12）
已知d=100mm=0.1m，r=2.5，帶入式（5-11）、（5-12）
V=0.785m/s
由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率由公式（5-15）式可得，、已知F=125、V=0.785m/s。
由公式（5-17）可得限距螺桿電機(jī)的功率為Pd≈0.21KW，有螺桿的轉(zhuǎn)速可知n=150r/min，選用渦輪蝸桿減速器，由式（5-18）可得電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為n=（750～12000）r/min。減少成本的原則和實(shí)際情況結(jié)合電機(jī)選擇Y801-2。
表5-1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)參數(shù)
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率/
kW
滿載轉(zhuǎn)速/（r/min）
額定轉(zhuǎn)矩/
N
最大轉(zhuǎn)矩/
N
質(zhì)量/
kg
Y80l－2
0.75
2825
2.2
2.3
16
（來(lái)源：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版）
（3）由此可知傳動(dòng)比，由式（5-20）可得i=20，減速器的傳動(dòng)比為20比1。
（4）由式（6-8）可得到轉(zhuǎn)矩為T(mén)=6.25N·m。限距螺桿為外直徑是D=100mm,內(nèi)徑為80mm，壁厚為S=20mm，長(zhǎng)L=4m，材質(zhì)為Q235的圓形管材。由公式（5-32）
（5-13）
聯(lián)立可得：0.00005遠(yuǎn)小于許用值，因此螺桿的扭轉(zhuǎn)剛度符合要求。限距螺桿受到的徑向力和軸向力較小，估算結(jié)果滿足條件要求。
5.4 限距螺桿動(dòng)力軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
（1）軸的初步估算，由上式（4-31）估算可得最小軸徑d=12mm。由上表5-3可得數(shù)據(jù)。軸的材料，軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用45號(hào)剛作為軸的材料。調(diào)制處理。
（2）軸的設(shè)計(jì)，由（5-13）可知，軸主要受到彎矩的作用和軸向力的作用，扭轉(zhuǎn)力所受的力較小。由圖6-5受力分析示意圖可知，軸向力F=Fa=125N，彎矩主要受到限距螺桿重力作用。
估算限距螺桿的質(zhì)量：
限距螺桿長(zhǎng)L=4000mm，直徑D=100mm，內(nèi)徑d=60mm，Q235的密度普碳鋼板和低密度都7.85g/cm3
（5-14）
由式（5-9）可得：G = 888N
圖5-8 剪切力、彎矩圖
（5-15）
考慮到鍵槽的消弱，將d值加大5%
d=1.05×27≈29mm （5-16）
根據(jù)綜合因素考慮軸的最處小直徑為d=35mm。
圖5-9 限距螺桿動(dòng)力軸尺寸
5.5 分級(jí)鏈輪軸的設(shè)計(jì)
（1）分級(jí)部分的主要部件是限距螺桿及其動(dòng)力軸，主要推動(dòng)滾杠式分級(jí)鏈運(yùn)動(dòng)。而鏈輪及其軸為輔助部件，起到支撐鏈條的作用，受力較小。鏈條分為工作部分和非工作部分。工作部分承載物料，在滑道上由滑道支撐物料和工作部分鏈條的重量。下部非工作部分鏈條的重量由鏈輪軸支撐。由上選擇選擇美標(biāo)大滾子鏈條C212AL, 可知質(zhì)量為1.94kg/m，非工作部分鏈條長(zhǎng)為4200mm，因此可估算出鏈條質(zhì)量：
M鏈=1.94kg/m×4.2m≈9kg (5-17)
綜合考慮滾杠的質(zhì)量，總質(zhì)量為M總約為20kg。
有以上計(jì)算可知道，鏈輪軸的受力情況較為簡(jiǎn)單，僅起到支撐作用，考慮綜合因素。軸的直徑D取30mm，材質(zhì)使用取Q235號(hào)鋼。
（2）鏈輪受力較小只有支撐作用，只需滿足與鏈條的嚙合。尺寸方面考慮其他零部件的布置，綜合因素，分度圓d取300mm。
總 結(jié)
本設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)內(nèi)外水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用，在了解我國(guó)現(xiàn)有市場(chǎng)上的分級(jí)機(jī)械和我國(guó)的國(guó)情的前提下，進(jìn)行的從上料、分級(jí)、收料的整機(jī)設(shè)計(jì)。主要結(jié)論如下：
（1）對(duì)于小型水果的分級(jí)方法，多采用大小分級(jí)且一般都以機(jī)械式進(jìn)行大小的鑒別，篩選。主要是由于小型水果質(zhì)量輕、體積小的原因。質(zhì)量太輕，用稱(chēng)量式的分級(jí)方法精度不易保證。用光電式的鑒別方法成本高，對(duì)于光電設(shè)備硬件要求高。目前光電式鑒別法用于荔枝這樣易損傷的水果分級(jí)（僅限于實(shí)驗(yàn)室）。
（2）使用固定間隙式的分級(jí)機(jī)械，分級(jí)過(guò)程必須對(duì)水果進(jìn)行多次轉(zhuǎn)移，才能實(shí)現(xiàn)分級(jí)過(guò)程。對(duì)于易損水果，在這一過(guò)程中勢(shì)必會(huì)造成一定的損傷。減小水果轉(zhuǎn)移次數(shù)，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)在同一平面內(nèi)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)間隙的動(dòng)態(tài)變化，很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
（3）設(shè)計(jì)中注意到實(shí)際勞動(dòng)者的需求，將人性化的理念考慮其中，減少勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
（4）面對(duì)小型農(nóng)戶這樣的市場(chǎng)主體，水果分級(jí)機(jī)械體積小、操作簡(jiǎn)單、分級(jí)較為精準(zhǔn)、能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。這樣的設(shè)計(jì)將有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
本設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題：
（1）限距螺桿的設(shè)計(jì)還過(guò)于粗狂，使用圓空心鋼進(jìn)行車(chē)削加工，加工出變螺距的螺紋。加工后的螺距固定，功能有局限性。通過(guò)精巧的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)螺距可根據(jù)需要調(diào)整。
（2）出料的部分設(shè)計(jì)有一定缺陷，物料與收料板有撞擊，有發(fā)生撞擊損傷的隱患。
（3）限距螺桿的直徑大小的確定仍需優(yōu)化，直徑過(guò)大圓周線速度大會(huì)產(chǎn)生熱，直徑過(guò)小導(dǎo)程角變大，不利于滾杠向前移動(dòng)。需要經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)確定最優(yōu)值。
致 謝
通過(guò)近三個(gè)月來(lái)的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。首先我要感謝我的導(dǎo)師肖愛(ài)玲。肖愛(ài)玲老師是一位優(yōu)秀的，經(jīng)驗(yàn)豐富的老師，具有豐富的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的導(dǎo)師給了我極大的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)我的設(shè)計(jì)給予系統(tǒng)的指導(dǎo)，從研究的方向，設(shè)計(jì)的方法及步驟，一些關(guān)鍵難題都給出了重要的指導(dǎo)意見(jiàn)。這些意見(jiàn)都結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的設(shè)計(jì)有更加貼合實(shí)際，更加的有可行性。在寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)時(shí)，又不厭其煩的幫助進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的修改和改進(jìn)，對(duì)計(jì)算的方向給出了意見(jiàn)。再次，我要感謝我們本組做課題的同學(xué)們，在設(shè)計(jì)過(guò)程中與他們的討論，給我了許多對(duì)設(shè)計(jì)的啟發(fā)。同時(shí)他們也給我設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)部分，不合理的地方提出了重要的意見(jiàn)，使得我在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免了一些錯(cuò)誤，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能夠順利的完成。謝謝你們！同時(shí)也要感謝這篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。
本次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次全面考驗(yàn)，它也是對(duì)即將走向社會(huì)的我進(jìn)行的一次訓(xùn)練。在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)里，我查閱了許多資料，學(xué)到了許多知識(shí)，同時(shí)也使我對(duì)四年學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)做了一個(gè)較為系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。整個(gè)過(guò)程提高了我獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。感謝能給我這樣一次鍛煉自己的機(jī)會(huì)。
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