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摘要
摘要
目前在蔬菜種植中，由于營養(yǎng)缽育苗在移栽時對幼苗無損傷，所以有取代傳統(tǒng)穴盤育苗的趨勢。為了滿足營養(yǎng)缽育苗日益普遍的現(xiàn)狀，研制新型嫁接機成為現(xiàn)在的一個熱門課題。本次設計的自動嫁接機針對的是采用營養(yǎng)缽育苗的葫蘆科植物，實現(xiàn)了砧木苗在營養(yǎng)缽內無需拔苗即可直接的操作，有助于嫁接以后苗的恢復，在生產中具有較高的使用價值。
本次畢業(yè)設計是葫蘆科植物自動嫁接機的苗木傳輸系統(tǒng)及平臺。通過分析原有各種嫁接機，我們決定選取傳感器配合帶式運輸機作為苗木傳輸系統(tǒng)。首先對嫁接機及其苗木傳輸系統(tǒng)和膠帶輸送機作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。簡單的說明了輸送機的安裝與維護。最后說明了傳感器的選擇，平臺的設計。
關鍵詞：嫁接機；苗木傳輸系統(tǒng)；平臺；帶式輸送機；選型設計；主要部件
Abstract
Because the bowl seeding has no harm to the stock when transplanted, therefore it is used widely and tends to replace the hole seeding. In order to apply to the current increasing numbers for nutritional bowl seeding of vegetables, the development of new Grafting automatic machine now become a hot topic. The Grafting automatic machine is the cucurbitaceous vegetables which seedling in nutritional bowl.. It solves a difficult problem in vegetables’ grafting., therefore, has high value for use in vegetable production.
The graduation project is the transmission system of grafting automatic machine and platform design. After all of the original graft machine, we decided to select the sensor with a belt conveyor as seedlings transmission system. At first, it is introduction about the grafting automatic machine, seedlings transmission system and the belt conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor.
Keyword: Grafting automatic machine, seedlings transmission system , belt conveyor; Lectotype Design, main parts
40
目錄
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
第一章 引言 1
1.1 課題目的意義 1
1.2 葫蘆科嫁接機的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3 苗木傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 3
1.4 帶式輸送機的概述 3
1.4.1 帶式輸送機的應用 3
1.4.2 帶式輸送機的分類 4
1.4.3 各式輸送機的特點 4
1.4.4 帶式運輸機的發(fā)展現(xiàn)狀 5
1.4.5 帶式運輸機的工作原理 6
1.4.6 帶式運輸機的機構和布置形式 8
1.5 傳感器簡介 10
第二章 帶式輸送機設計 11
2.1帶式輸送機的設計計算 11
2.1.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 11
2.1.2 計算步驟 12
2.1.2.1 帶寬的確定: 12
2.1.2.2輸送帶寬度的核算 15
2.1.3 圓周驅動力 15
2.1.3.1 計算公式 15
2.1.3.2 主要阻力計算 16
2.1.3.3 主要特種阻力計算 18
2.1.3.4 附加特種阻力計算 18
2.1.3.5 傾斜阻力計算 18
2.1.4傳動功率計算 18
2.1.4.1 傳動軸功率（）計算 18
2.1.4.2 電動機功率計算 19
2.1.5 輸送帶張力計算 20
2.1.5.1 輸送帶不打滑條件校核 20
2.1.5.2 輸送帶下垂度校核 21
2.1.6傳動滾筒最大扭矩計算 22
2.1.7 拉緊力計算 23
2.1.8繩芯輸送帶強度校核計算 23
2.2 驅動裝置的選用與設計 23
2.2.1 電機的選用 24
2.2.2 聯(lián)軸器 25
2.3 帶式輸送機部件的選用 26
2.3.1 輸送帶 26
2.3.2 傳動滾筒 26
2.3.3 托輥 27
2.3.4 制動裝置 28
2.3.5 拉緊裝置 28
2.4其他部件的選用 29
2.4.1 機架與中間架 29
2.4.2 電氣及安全保護裝置 31
第三章 傳感器的選擇 33
3.1 傳感器的概述 33
3.1.1定義 33
3.1.2 分類 33
3.2 傳感器的選擇 34
3.2.1 傳感器的類型 34
3.2.2 傳感器水平間距 34
3.2.3 傳感器垂直間距 34
3.2.4 傳感器電源 34
第四章 平臺設計 35
4.1材料選取 35
4.2 結構示意圖 35
4.3 聯(lián)接方式 35
第五章 結論和建議 36
5.1結論 36
5.2 建議 36
參考文獻 37
致 謝 39
引言
第一章 引言
1.1 課題目的意義
嫁接就是把兩種幼苗安插、結合到一起的作業(yè)。利用抗性強的砧木進行嫁接育苗， 可大大增強抗病性(嫁接西瓜、黃瓜可防止枯萎病， 嫁接茄子可防止黃萎病、根結線蟲病， 嫁接番茄可防止青枯病、枯萎病，一般嫁接苗防止土傳病害的效果達89.6%～100%)； 同時，通過嫁接換根，還可使植株的抗寒性及耐熱、耐濕、耐旱、吸肥能力大大提高，還可克服連作障礙，因而可顯著增產，瓜類、茄果類嫁接后一般可增產20%以上，重病區(qū)可成倍增產。
嫁接機是一種集機械、自動控制與園藝技術于一體的機器。它根據(jù)不同嫁接方法，把蔬菜苗莖稈直徑為幾毫米的砧木、穗木的嫁接為一體，使嫁接速度大幅度提高； 同時由于砧、穗木接合迅速，避免了切口長時間氧化和苗內液體的流失， 從而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接機被稱為嫁接育苗的一場革命。葫蘆科植物是重要的蔬菜和水果植物，例如黃瓜、西瓜等，其嫁接機系統(tǒng)的研究，將會大幅度的提高生產率，減輕農民的勞動強度。
1.2 葫蘆科嫁接機的發(fā)展現(xiàn)狀
國外蔬菜嫁接機研究現(xiàn)狀。在日本， 西瓜、黃瓜、茄子靠嫁接栽培的分別達到l00%、90%、96%，每年大約嫁接10多億棵。從1986年起，日本開始了對嫁接機器人的研究，以日本“生物系特定產業(yè)技術研究推進機構”為主，一些大的農業(yè)機械制造商參加了研究開發(fā)， 其成果已開始在一些農協(xié)的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自動化及嫁接機器人技術在農業(yè)生產上的廣闊前景，日本一些實力雄厚的廠家如YANM A、M 1TSUBISHI等也競相研究開發(fā)自己的嫁接機器人，嫁接對象涉及西瓜、黃瓜、西紅柿等。日本研制開發(fā)的嫁接機有較高的自動化水平，但機器體積龐大，結構復雜，價格昂貴。20世紀90年代初，韓國也開始了對自動化嫁接技術的研究，但其研究開發(fā)的技術，只是完成部分嫁接作業(yè)的機械操作，自動化水平較低，速度慢，而且對砧、穗木苗的粗細程度有較嚴格的要求，不適于工廠化的大規(guī)模嫁接生產。在歐洲的意大利、法國、荷蘭等農業(yè)發(fā)達國家，蔬菜的嫁接育苗相當普遍，大規(guī)模的工廠化育苗中心每年向用戶提供嫁接苗。但這些國家尚無自己的嫁接機技術和產品，嫁接作業(yè)大部分停留在手工嫁接的水平上，極少地方使用日本的嫁接機器。
我國蔬菜嫁接機研究現(xiàn)狀。嫁接栽培技術已在我國日光溫室、大棚等設施瓜類蔬菜生產中得到推廣應用。但到目前為止，我國蔬菜嫁接都是采用人工方法，瓜類蔬菜的手工嫁接， 有靠接、插接等方法。蔬菜嫁接是一項時間緊迫、作業(yè)量浩大的工作。例如，栽培1畝地黃瓜需要3500～4000株苗，而幼苗適于嫁接的時間只有3～5天，一個熟練的操作者平均每分鐘只能嫁接l～2株。為爭取速度，加快進度，人們需要長時間地連續(xù)嫁接，甚至通宵達旦地工作。嫁接苗的砧木苗直徑在3～4 毫米左右，穗木苗直徑只有l(wèi)～2毫米，加之幼苗脆嫩細弱，所以嫁接起來很耗費精力。而且，每個人所掌握的嫁接技術要領、手法及熟練程度不同，難以保證高的嫁接質量和高的成活率。由于費工費時，在有些地區(qū)，又出現(xiàn)了放棄嫁接栽培的現(xiàn)象，取而代之的是大量施用農藥、殺蟲劑、殺菌劑。這樣不但造成了浪費， 更嚴重的是污染了蔬菜，破壞了環(huán)境，對人類健康構成威脅。蔬菜的手工嫁接效率低、勞動強度大、嫁接苗成活率低，已遠遠不能適應我國農業(yè)生產的要求。因此，在我國發(fā)展機械化、自動化的嫁接技術勢在必行。目前，我國主要有兩種蔬菜嫁接機。一種是由長春裕豐自動化技術責任有限公司與中國農業(yè)大學合作，利用日本、韓國專利技術研制了“ 蔬菜半自動嫁接機”，主要用于黃瓜苗、西葫蘆苗和西瓜苗嫁接，也可用于番茄苗、茄子苗嫁接。它采用的是靠接法。先取出砧木苗，置于嫁接機左側的壓苗片中。然后從育苗穴盤中取出接穗苗，置于嫁接機右側的壓苗片中。機器啟動后，自動進行夾苗、切口、結合等動作，并用嫁接夾從右側夾住已嫁接的苗子。最后取出嫁接苗，栽植在預備好的苗床中。如果有3～4人配合，嫁接速度可大大提高最快每小時可嫁接540株，比手工嫁接效率提高數(shù)倍，成活率達90%。另一種是由中國農業(yè)大學機械工程學院農業(yè)機械化系張鐵中副教授研制的一種智能全自動蔬菜嫁接機。該機由計算機控制，實現(xiàn)了砧木和接穗取苗(用穴盤育苗)、切割、結合、固定和擺放等嫁接全過程的自動化操作，在體積、重量、嫁接速度和性能等方面的指標，均達到了國際先進水平，獲得了國家專利。它每小時可嫁接1000株苗，克服了手工嫁接速度慢、費工費時和嫁接成活率低的缺點，可用于保護地黃瓜嫁接，也可用于茄子等其他蔬菜嫁接。但是這個機構使用穴盤育苗苗木成活率不高，本次設計采用營養(yǎng)缽育苗成活率也高于穴盤育苗。
1.3 苗木傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
目前在蔬菜種植中，由于營養(yǎng)缽育苗在移栽時對幼苗無損傷，所以有取代傳統(tǒng)穴盤育苗的趨勢。目前大部分采用營養(yǎng)缽育苗，采用傳感器配合帶式輸送機的傳輸裝置，穴盤傳輸?shù)姆绞街饾u被淘汰。
1.4 帶式輸送機的概述
1.4.1 帶式輸送機的應用
帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中，連續(xù)運輸機是生產過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運輸機可分為：
（1）具有撓性牽引物件的輸送機，如帶式輸送機，板式輸送機，刮板輸送機，斗式輸送機、自動扶梯及架空索道等；
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機，如螺旋輸送機、振動輸送機等；
（3）管道輸送機(流體輸送)，如氣力輸送裝置和液力輸送管道。
其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的，帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。
1.4.2 帶式輸送機的分類
帶式輸送機分類方法有多種，按運輸物料的輸送帶結構可分成兩類，一類是普通型帶式輸送機，這類帶式輸送機在輸送帶運輸物料的過程中，上帶呈槽形，下帶呈平形，輸送帶有托輥托起，輸送帶外表幾何形狀均為平面；另外一類是特種結構的帶式輸送機，各有各的輸送特點。其簡介如下：
1.4.3 各式輸送機的特點
（1）QD80輕型固定式帶輸送機 QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型相比，其帶較薄、載荷也較輕，運距一般不超過100m，電機容量不超過22kw。
（2） 它屬于高強度帶式輸送機，其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里。
（3）U形帶式輸送機 它又稱為槽形帶式輸送機，其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形。這樣一來輸送帶與物料間產生擠壓，導致物料對膠帶的摩擦力增大，從而輸送機的運輸傾角可達25°。
（4）管形帶式輸送機 U形帶式輸送帶進一步的成槽，最后形成一個圓管狀，即為管形帶式輸送機，因為輸送帶被卷成一個圓管，故可以實現(xiàn)閉密輸送物料，可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染，并且可以實現(xiàn)彎曲運行。
（5）氣墊式帶輸送機 其輸送帶不是運行在托輥上的，而是在空氣膜(氣墊)上運行，省去了托輥，用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥，運動部件的減少，總的等效質量減少，阻力減小，效率提高，并且運行平穩(wěn)，可提高帶速。但一般其運送物料的塊度不超過300mm。增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外，也可以改變輸送帶本身，把輸送帶的運載面做成垂直邊的，并且?guī)в袡M隔板。一般把垂直側擋邊作成波狀，故稱為波狀帶式輸送機，這種機型適用于大傾角，傾角在30°以上，最大可達90°。
（6）壓帶式帶輸送機 它是用一條輔助帶對物料施加壓力。這種輸送機的主要優(yōu)點是：輸送物料的最大傾角可達90°，運行速度可達6m/s，輸送能力不隨傾角的變化而變化，可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送。其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。
（7）鋼繩牽引帶式輸送機 它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產物，既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點，又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。
1.4.4 帶式運輸機的發(fā)展現(xiàn)狀
目前帶式輸送機已廣泛應用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯帶式輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設施等。
這些輸送機的特點是輸送能力大(可達30000t/h)，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設備維護檢修容易，爬坡能力大(可達16°)，經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。
目前，帶式輸送機的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機的定型設計。鋼繩芯帶式輸送機的適用范圍：
（1）適用于環(huán)境溫度一般為°°C；在寒冷地區(qū)驅動站應有采暖設施；
（2）可做水平運輸，傾斜向上(16°)和向下()運輸，也可以轉彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達15km；
（3）可露天鋪設，運輸線可設防護罩或設通廊；
（4）輸送帶伸長率為普通帶的1/5左右；其使用壽命比普通膠帶長；其成槽性好；運輸距離大。
1.4.5 帶式運輸機的工作原理
帶式輸送機又稱膠帶運輸機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構和承載機構。帶式輸送機組成及工作原理如圖1-1所示，它主要包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。
圖1-1 帶式輸送機簡圖
1-張緊裝置 2-裝料裝置 3-犁形卸料器 4-槽形托輥
5-輸送帶 6-機架 7-動滾筒 8-卸料器
9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-清掃器
輸送帶1繞經(jīng)傳動滾筒2和機尾換向滾筒3形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機頭滾筒(在此，即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。
普通型帶式輸送機的機身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積，下帶為返回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥。帶式輸送機可用于水平、傾斜和垂直運輸。對于普通型帶式輸送機傾斜向上運輸，其傾斜角不超過18°，向下運輸不超過15°。
輸送帶是帶式輸送機部件中最昂貴和最易磨損的部件。當輸送磨損性強的物料時，如鐵礦石等，輸送帶的耐久性要顯著降低。
提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮：
（1）增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽引力雖然是可行的。但因增大必須相應地增大輸送帶斷面，這樣導致傳動裝置的結構尺寸加大，是不經(jīng)濟的。故設計時不宜采用。但在運轉中由于運輸帶伸長，張力減小，造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力?
（2）增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。
（3）增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦系數(shù)。
通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動中擬采用這種方法。
1.4.6 帶式運輸機的機構和布置形式
（1） 帶式輸送機的結構
帶式輸送機主要由以下部件組成：頭架、驅動裝置、傳動滾筒、尾架、托輥、中間架、尾部改向裝置、卸載裝置、清掃裝置、安全保護裝置等。
輸送帶是帶式輸送機的承載構件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。使用光面輸送帶沿傾斜線路布置時，不同物料的最大運輸傾角是不同的，如下表1-1所示：
表1-1 不同物料的最大運角
物料種類
角度
物料種類
角度
煤塊
18°
篩分后的石灰石
12°
煤塊
20°
干沙
15°
篩分后的焦碳
17°
未篩分的石塊
18°
0—350mm礦石
16°
水泥
20°
0—200mm油田頁巖
22°
干松泥土
20°
由于帶式輸送機的結構特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設備臺數(shù)少，轉載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設備比較，初期投資高且不適應輸送有尖棱的物料。
輸送機年工作時間一般取4500-5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；當三班工作和輸送環(huán)節(jié)少的礦石輸送，并有儲倉時，取上限為宜。
（2）布置方式
電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩種。
通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅動方式的，即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。
單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表1-2所示：
表1-2 帶式輸送機典型布置方式
1.5 傳感器簡介
國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器
按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
按傳感器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量（“１”和"０”或“開”和“關”）的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
帶式輸送機的設計
第二章 帶式輸送機設計
2.1帶式輸送機的設計計算
2.1.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件
帶式輸送機的設計計算，應具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料
（1）物料的名稱和輸送能力：
（2）物料的性質：
粒度大小，最大粒度和粗度組成情況；
堆積密度；
動堆積角、靜堆積角，溫度、濕度、粒度和磨損性等。
（3）工作環(huán)境、露天、室內、干燥、潮濕和灰塵多少等；
（4）卸料方式和卸料裝置形式；
（5）給料點數(shù)目和位置；
（6）輸送機布置形式和尺寸，即輸送機系統(tǒng)（單機或多機）綜合布置形式、地形條件和供電情況。輸送距離、上運或下運、提升高度、最大傾角等；
（7）裝置布置形式，是否需要設置制動器。
原始參數(shù)和工作條件
（1）輸送物料： 營養(yǎng)缽
（2）物料特性： 1）塊度：0～80mm
2）散裝密度：0.099t/
3）在輸送帶上堆積角：ρ=0°
4）物料溫度：<50℃
（3）工作環(huán)境：室內
（4）輸送系統(tǒng)及相關尺寸： （1）運距：3m
（2）傾斜角：β=0°
（3）最大運量:0.18t/h
初步確定輸送機布置形式，如圖2-1所示：
圖2-1 傳動系統(tǒng)圖
2.1.2 計算步驟
2.1.2.1 帶寬的確定:
按給定的工作條件,取堆積角為0°.
堆積密度按99kg/;
輸送機的工作傾角β=0°;
帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為
（2.2-1）
式中：——輸送量（；
——帶速（；
——物料堆積密度（）；
在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積,
K----輸送機的傾斜系數(shù)
帶速選擇原則：
(1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。
(2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。
(3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。
(4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根據(jù)物料特性和工藝要求決定。
(5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。
(6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。
(7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。
(8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。
(9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。
帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關.當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.。
表2-1傾斜系數(shù)k選用表
傾角(°)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
k
1.00
0.99
0.98
0.97
0.95
0.93
0.91
0.89
0.85
0.81
輸送機的工作傾角=0°;
查DTⅡ帶式輸送機選用手冊（表2-1）(此后凡未注明均為該書)得k=1
按給定的工作條件,取堆積角為0°;
堆積密度為99kg/;
考慮工作條件取帶速為0.6m/s;
將參數(shù)值代入上式, 可得到為保證給定的運輸能力,帶上必須具有的的截面積
因為營養(yǎng)缽是直徑且重量較輕,所以我們確定選用帶寬B=500mm,CC-56棉帆布輸送帶
CC-56棉帆布輸送帶的技術規(guī)格：
帶厚6.0mm;
輸送帶質量5.44Kg/m.
2.1.2.2輸送帶寬度的核算
由于營養(yǎng)缽直徑，小于帶寬500mm，故，輸送帶寬滿足輸送要求。
2.1.3 圓周驅動力
2.1.3.1 計算公式
1）所有長度（包括L〈80m）
傳動滾筒上所需圓周驅動力為輸送機所有阻力之和，可用式（2.3-1）計算：
（2.3-1）
式中——主要阻力，N；
——附加阻力，N；
——特種主要阻力，N；
——特種附加阻力，N；
——傾斜阻力，N。
五種阻力中，、是所有輸送機都有的，其他三類阻力，根據(jù)輸送機側型及附件裝設情況定，由設計者選擇。
2.1.3.2 主要阻力計算
輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉所產生阻力的總和。可用式（2.4-4）計算：
（2.4-4）
式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。
——輸送機長度（頭尾滾筒中心距），m；
——重力加速度；
初步選定托輥為平行托輥，上托輥間距＝1m，下托輥間距 ＝2m。
——承載分支托輥組每米長度旋轉部分重量，kg/m，用式（2.4-5）計算
（2.4-5）
其中——承載分支每組托輥旋轉部分重量，kg；
——承載分支托輥間距，m；
托輥已經(jīng)選好，知
計算：==11.6 kg/m
——回程分支托輥組每米長度旋轉部分質量，kg/m，用式（2.3-6）計算：
（2.3-6）
其中——回程分支每組托輥旋轉部分質量
——回程分支托輥間距，m；
kg
計算：==5.2 kg/m
——每米長度輸送物料質量
=kg/m
——每米長度輸送帶質量，kg/m，=5.44kg/m
=0.02×3×9.8×[11.6+5.2+（2×5.44+0.083）×cos0°]=9.8784 N
運行阻力系數(shù)f值應根據(jù)表2-5選取。取=0.02。
表2-5 阻力系數(shù)f
輸送機工況
工作條件和設備質量良好，帶速低，物料內摩擦較小
0.02～0.023
工作條件和設備質量一般，帶速較高，物料內摩擦較大
0.025～0.030
工作條件惡劣、多塵低溫、濕度大，設備質量較差，托輥成槽角大于35°
0.035～0.045
2.1.3.3 主要特種阻力計算
主要特種阻力包括托輥前傾的摩擦阻力和被輸送物料與導料槽攔板間的摩擦阻力兩部分，由于這次設計運輸機沒有導料槽，托輥為水平托輥，故主要特種阻力為0。
2.1.3.4 附加特種阻力計算
附加特種阻力包括輸送帶清掃器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，由于本次設計的輸送機沒有清掃器，卸料器，所以附加特種阻力為0 。
2.1.3.5 傾斜阻力計算
傾斜阻力按下式計算：
（2.3-13）
式中：因為是本輸送機水平運輸，所有H=0
=0
由式=9.8784+0+0+0+0+0=9.8784N
2.1.4傳動功率計算
2.1.4.1 傳動軸功率（）計算
傳動滾筒軸功率（）按式（2.4-1）計算：
（2.4-1）
2.1.4.2 電動機功率計算
電動機功率，按式（2.4-2）計算：
（2.4-2）
式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選取；
——聯(lián)軸器效率；
每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98
液力耦合器器：=0.96；
——減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算；
二級減速機：=0.98×0.98=0.96
三級減速機：=0.98×0.98×0.98=0.94
——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。
——多電機功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅動時，。
根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。
由式（2.5-1）==0.0059W
由式（2.5-2）
=2=0.014w
選用型號: 20SY006-J1齒輪減速永磁式直流伺服電動機
額定電壓/V: 27
額定電流/A: 0.16
軸端輸出|減速比: 96.58
軸端輸出|額定轉速/(r/min): 37～48
軸端輸出|額定轉矩/(N·m): 0.147
2.1.5 輸送帶張力計算
輸送帶張力在整個長度上是變化的，影響因素很多，為保證輸送機上午正常運行，輸送帶張力必須滿足以下兩個條件：
（1）在任何負載情況下，作用在輸送帶上的張力應使得全部傳動滾筒上的圓周力是通過摩擦傳遞到輸送帶上，而輸送帶與滾筒間應保證不打滑；
（2）作用在輸送帶上的張力應足夠大，使輸送帶在兩組托輥間的垂度小于一定值。
2.1.5.1 輸送帶不打滑條件校核
圓周驅動力通過摩擦傳遞到輸送帶上（見圖2-3）
圖2-3作用于輸送帶的張力
如圖4所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應滿足式(28)的要求。
傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應取較大值。取1.5
——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表2-7
表2-7 傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)
工作條件
光面滾筒
膠面滾筒
清潔干燥
0.25～0.03
0.40
環(huán)境潮濕
0.10～0.15
0.25～0.35
潮濕粘污
0.05
0.20
取=1.5，由式 =1.5×9.8784=14.81N
對常用C==1.97
該設計取=0.05；=470。
=1.979.8784=18.77N
2.1.5.2 輸送帶下垂度校核
為了限制輸送帶在兩組托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點的最小張力，需按式（2.5-1）和（2.5-2）進行驗算。
承載分支 (2.5-1)
回程分支 （2.5-2）
式中——允許最大垂度，一般0.01；
——承載上托輥間距（最小張力處）；
——回程下托輥間距（最小張力處）。
取=0.01 由式（2.5-2）得：
=676.56N
N
2.1.6傳動滾筒最大扭矩計算
單驅動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（2.7.1）計算：
（2.7.1）
式中D——傳動滾筒的直徑（mm）。
雙驅動時,傳動滾筒的最大扭矩按式（2.7.2）計算：
（2.7.2）
初選傳動滾筒直徑為240mm,則傳動滾筒的最大扭矩為:
==1.18
2.1.7 拉緊力計算
查〈〈機械設計手冊〉〉初步選定螺旋拉緊裝置。
2.1.8繩芯輸送帶強度校核計算
繩芯要求的縱向拉伸強度按式（2.9-1）計算；
（2.9-1）
式中——靜安全系數(shù)，一般=710。運行條件好，傾角好，強度低取小值；反之，取大值。
輸送帶的最大張力204 N
選為7,由式（2.10-1）
N/mm
可選輸送帶為CC-56,即滿足要求.。
2.2 驅動裝置的選用與設計
帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉矩負載，而且不可避免地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應在帶式輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大6～7倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉子的加速度，使起動過程不超過3～5s。驅動裝置是整個皮帶輸送機的動力來源，它由電動機、偶合器，減速器 、聯(lián)軸器、傳動滾筒組成。驅動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈式聯(lián)軸器傳遞轉矩給傳動滾筒。
減速器有二級、三級及多級齒輪減速器，第一級為直齒圓錐齒輪減速傳動，第二、三級為斜齒圓柱齒輪降速傳動，聯(lián)接電機和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯(lián)軸器，一種是液力聯(lián)軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯(lián)軸器時，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。
傳動滾筒采用焊接結構，主軸承采用調心軸承，傳動滾筒的機架與電機、減速器的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在機頭任一側。
2.2.1 電機的選用
電動機功率，按式（2.4-2）計算：
（2.4-2）
式中——傳動效率，一般在0.85~0.95之間選取；
——聯(lián)軸器效率；
每個機械式聯(lián)軸器效率：=0.98
液力耦合器器：=0.96；
——減速器傳動效率，按每級齒輪傳動效率.為0.98計算；
二級減速機：=0.98×0.98=0.96
三級減速機：=0.98×0.98×0.98=0.94
——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。
——多電機功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅動時，。
根據(jù)計算出的值，查電動機型譜，按就大不就小原則選定電動機功率。
由式（2.5-1）==0.0059W
由式（2.5-2）=2=0.014w
選用型號: 20SY006-J1齒輪減速永磁式直流伺服電動機
額定電壓/V: 27
額定電流/A: 0.16
軸端輸出|減速比: 96.58
軸端輸出|額定轉速/(r/min): 37～48
軸端輸出|額定轉矩/(N·m): 0.147
2.2.2 聯(lián)軸器
本機采用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T 5014-1985軸孔直徑30mm。
這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉矩的能力很大，結構更為簡單，安裝、制造方便，耐久性好，也有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動較大、正反轉變化較多和起動頻繁的場合。
2.3 帶式輸送機部件的選用
2.3.1 輸送帶
本機屬于輕型的運輸機，對帶沒有太高要求，故選用面帆布帶，棉帆布價格低廉，且能達到要求。硫化（塑化）接頭具有承受拉力大，使用壽命長，對滾筒表面不產生損害，接頭效率高達60%—95%的優(yōu)點，故采用硫化（塑化）接頭。
對于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀，如下圖2-4所示：
圖2-4 分層織物層芯輸送帶的硫化接頭
然后將兩個端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設備加壓加熱并保持一定的時間即可完成。其強度為原來強度的(i-1)/i3100%。其中i為帆布層數(shù)。
2.3.2 傳動滾筒
傳動滾筒是傳遞動力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行的部件。傳動滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。本機滾筒是根據(jù)唐冶TK型滾筒設計選用手冊制造其結構示意圖如圖2-5所示：
傳動滾筒長度的確定. 查《唐冶TK型滾筒選用手冊》得：
其主要性能參數(shù)如表2-8所示：
表2-8傳動滾筒參數(shù)表
mm
許用扭矩
許用合力
500
9
240
再查《唐冶TK型滾筒選用手冊》可得出滾筒長度為550。
或者由經(jīng)驗公式：
已知帶寬B＝500，傳動滾筒直徑為240，滾筒長度比膠帶寬略大，一般取
（50-100）
取500＋50＝550 與查表結果一致。
2.3.3 托輥
本次輸送物品營養(yǎng)缽為件貨，故選取平行托輥，平行上托輥為DTⅡ01C1411，平行下托輥為DTⅡ01C2111。因為輸送距離為3m，故可不加調心托輥。
平形托輥由一個平直的輥子構成，用于輸送件貨。
其結構簡圖如下：
平行托輥
托輥間距的布置應遵循膠帶在托輥間所產生的撓度盡可能小的原則。膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的2.5％。在裝載處的上托輥間距應小一些，一般的間距為300～600mm，而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500～3000mm，或取為上托輥間距的兩倍。
2.3.4 制動裝置
因為該輸送機的設計為水平運輸，所以不需要制動裝置。
2.3.5 拉緊裝置
因本機長為3m，小于100m，可選用螺旋式拉緊裝置，拉緊行程為200mm。拉近裝置示意圖：
螺旋式拉緊裝置
1-螺桿 2-滾筒 3-機架 4-可移動的滾筒軸承座
2.4其他部件的選用
2.4.1 機架與中間架
機架式支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。
（1）機架有四種結構如圖所示。可滿足帶寬500~1400㎜、傾角、圍包角多種形式的典型布置。并能與漏斗配套使用。
機 架
a.01機架：用于傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。選用時應標注角度。
b．02機架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動滾筒。
c．03機架：用于傾角的頭部探頭滾筒或頭部卸料傳動滾筒，圍包角小于或等于。
d．04機架：用于傳動滾筒設在下分支的機架?？捎糜趩螡L筒傳動，也可以用于雙滾筒傳動（兩組機架配套使用)。圍包角大于或等于。
e．01，02機架適于帶寬500~1400mm；03，04機架適于帶寬800~1400mm。
(2).本系列機架適用于輸送帶強度范圍；CC-56棉帆布3~8層，NN-100~300尼龍帶及EP-100~300聚酯帶3~6層；鋼繩芯帶ST2000以下。
(3) 滾筒直徑范圍：200~1000mm。
(4) 中間架用于安裝托輥。標準長度為6000mm，非標準長度為3000~6000mm及凸凹弧段中間架；支腿有I型(無斜撐)、H型(有斜撐)兩種。中間架和中間架支腿全部采用螺栓聯(lián)接，便于運輸和安裝。
中間架為螺栓聯(lián)接的快速拆裝支架，它由鋼管、H型支架、下托輥、和掛鉤式槽形托輥組成，是機器的非固定部分，鋼管作為可拆卸的機身，用彈性柱銷架設在H型支架的管座中。柱銷固裝在鋼管上，只是打入的位置適當轉動鋼管，就能方便地從管座中抽出或放入。
中間架
槽形托輥軸的兩端加工成矩形，這樣就可以把單個滾筒放進機架中，即可以定位又可以起到固定軸的作用。因為皮帶運輸機的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當輥子需要維修時，就可以快速取下，以便于維修和更換，對運輸很小，提高了工作效率。這就是快速拆裝的特點。
中間架作為輸送機架的一部分，輸送機架的選型即決定了中間架的型式。
輸送機的機架隨輸送機類型的不同而不同，有落地式和吊掛式，而落地式又有鋼架落地式和繩架落地式，吊掛式有鋼架調掛式和繩架吊掛式等種類。本皮帶運輸機是屬于DTⅡ型固定式，選用鋼架落地式機架。
該種機架機身機構簡單，節(jié)省鋼材，安裝、拆卸方便，不易跑偏等特點。
2.4.2 電氣及安全保護裝置
安全保護裝置是在輸送機工作中出現(xiàn)故障能進行監(jiān)測和報警的設備，可使輸送機系統(tǒng)安全生產，正常運行，預防機械部分的損壞，保護操作人員的安全。此外，還便于集中控制和提高自動化水平。
(1)電氣及安全保護裝置的設計、制造、運輸及使用等要求，應符合有關國家標準或專業(yè)標準要求，如IEC439《低壓開關設備和控制裝置》；GB4720《裝有低壓電器的電控設備》；GB3797《裝有電子器件的電控設備》。
(2)電氣設備的保護：主回路要求有電壓、電流儀表指示器，并有斷路、短路、過流(過載)、缺相、接地等項保護及聲、光報警指示，指示器應靈敏、可靠。
(3)安全保護和監(jiān)測；應根據(jù)輸送機輸送工藝要求及系統(tǒng)或單機的工況進行選擇，常用的保護和監(jiān)測裝置如下：
a．輸送帶跑偏監(jiān)測：一般安裝在輸送機頭部、尾部、中間及需要監(jiān)測的點，輕度跑偏量達5％帶寬時發(fā)出信號并報警，重度跑偏量達l 0％帶寬時延時動作，報警、正常停機。
b．打滑監(jiān)測：用于監(jiān)視傳動滾筒和輸送帶之間的線速度之差，并能報警、自動張緊輸送帶或正常停機。
c．超速監(jiān)測：用于下運或下運工況，當帶速達到規(guī)定帶速的l15％~l25％時報警并緊急停機。
d．沿線緊急停機用拉繩開關，沿輸送機全長在機架的兩側每隔60m各安裝—組開關，動作后自鎖、報警、停機。
e．其他料倉堵塞信號、縱向撕裂信號及拉緊、制動信號、測溫信號等，可根據(jù)需要進行選擇。
傳感器的選擇
第三章 傳感器的選擇
3.1 傳感器的概述
3.1.1定義
國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
3.1.2 分類
目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：
按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器
按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
按傳感器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量（“１”和"０”或“開”和“關”）的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
3.2 傳感器的選擇
3.2.1 傳感器的類型
為了提高抗干擾性，本機采用的是兩個對射式光電傳感器。
3.2.2 傳感器水平間距
根據(jù)適合嫁接的植物砧木子葉寬度，考慮到幾種不同砧木子葉的寬度變動范圍及其他因素（如軟件延時，響應速度等），選定兩個傳感器的水平間距可調。
3.2.3 傳感器垂直間距
根據(jù)適合嫁接的植物砧木特征參數(shù)，來選定傳感器發(fā)光管和接收管的垂直間距。
3.2.4 傳感器電源
根據(jù)實際情況選擇5V或者12-24V的直流電源。
平臺設計
第四章 平臺設計
4.1材料選取
鋼板 厚度10mm
4.2 結構示意圖
4.3 聯(lián)接方式
鋼板與支架之間采用螺母聯(lián)接，方便拆裝。支架部分鋼板采用焊接聯(lián)接。平臺與機械手，切削裝置聯(lián)接采用螺母聯(lián)接。
結論和建議
第五章 結論和建議
5.1結論
通過對葫蘆科植物嫁接機的苗木傳輸系統(tǒng)設計，可以得出以下主要結論：
1該嫁接機實現(xiàn)了苗木無需拔苗即可直接嫁接到操作，使得苗木根系免受損傷，有助于嫁接后苗木的恢復，提高了嫁接到成活率。這適應了當前的育苗方式的發(fā)展，具有較高的實用價值。
2在苗木傳輸系統(tǒng)中，采用皮帶運輸方式，皮帶有直流伺服電機驅動。其中直流伺服電機和光電傳感器共同完成苗木的傳送和定位功能，實現(xiàn)了供苗的自動化。該系統(tǒng)定位準確，運行可靠，可減輕作業(yè)強度。
3 嫁接機采用PLC控制，實現(xiàn)嫁接到自動化，提高了嫁接到速度，減輕了勞動強度。速度達到了360棵/小時，實現(xiàn)了預期要求，為其推廣應用打下良好基礎。
5.2 建議
由于時間短，對嫁接機的自動傳輸系統(tǒng)的設計不完善，還存在著以下不足
1傳輸系統(tǒng)采用步進電機，增加了制造成本。之所以不采用直流電機，是因為氣干擾現(xiàn)象特別嚴重。因此建議提高系統(tǒng)的抗干擾部分的硬件、軟件技術，是該機器可以采用直流電源，以降低生產成本。
2 建議優(yōu)化硬件結構，以進一步提高嫁接到精度和可靠性。
3 建議增加報警、自動檢測技術和計數(shù)功能，提高嫁接機的智能化水平。
參考文獻
參考文獻
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