2325 層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計

2325 層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計,層疊,紅棗,分級,設(shè)計 層疊式紅棗分級機(jī)的設(shè)計張家華 張宏（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）摘要 紅棗的加工機(jī)械有紅棗清洗機(jī)，紅棗風(fēng)干機(jī)，紅棗分級機(jī)等等。 國內(nèi)的紅棗分級機(jī)的分選水平還是比較高的。國內(nèi)在分選的過程中，通過不斷的摸索和實踐在紅棗的分選上也有一些新的想法和創(chuàng)新，對于實現(xiàn)紅棗更優(yōu)質(zhì)的分級提供了可靠的保證。課題主要任務(wù)是實現(xiàn)機(jī)械分選代替手工分選，告別手工式作坊，降低勞動強(qiáng)度，提高分選效率，節(jié)約成本，改善加工環(huán)境，提高分級質(zhì)量，確保分級的精度。保證紅棗品質(zhì)。為實現(xiàn)以上任務(wù)就要要求必須要達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，所設(shè)計的機(jī)構(gòu)能夠很好的運行和完成規(guī)定運動。從而最終將紅棗按大小的不同進(jìn)行等級劃分。關(guān)鍵詞 紅棗分選；輸送系統(tǒng)；支撐翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中圖分類號：TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: ACascading red dates grade machine designZhang Jiahua Zhang Hong（Tarim University, Mechanical Electrical Engineering）Abstract the processing machinery have red jujube cleaner, red jujube drying machine, red jujube grade machine and so on. Domestic red jujube grade machine sorting or higher level. In the process of domestic sorting, through continuous exploration and practice on the separation in red jujube have also some new ideas and innovation, to realize the red jujube more quality classification provides a reliable guarantee. Subject main task is to realize the mechanical sorting instead of manual sorting, say goodbye to the manual type workshop, the reduction of labor intensity, improve the separation efficiency, saving cost and improving processing environment, improve the quality of classification, to ensure the accuracy of classification. Ensure that red jujube quality. To realize the above task would demand to achieve technical requirements of the regulations, the design agency well run and complete provisions movement. And in the end will be red jujube according to size the difference of different weight class divide.Keywords Separation dates; delivery systems; support tilting mechanism引言中國是紅棗的原產(chǎn)國，也是世界上最大的棗生產(chǎn)國，占世界棗產(chǎn)量的 95%以上，且每年均以 10%的速度遞增。的地理位置，特別是南疆的地理位置，氣候干燥，降雨量少，晝夜溫差大，光照時間長，熱量資源非常豐富，這些特殊的氣候環(huán)境都造就了紅棗的勝產(chǎn)。但近年來，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國內(nèi)外紅棗的加工品種越來越多，人們對紅棗的品質(zhì)也有了更高的要求。但紅棗的加工工業(yè)卻沒跟上時代的步伐，紅棗的很多加工環(huán)節(jié)還是傳統(tǒng)的手工作業(yè)。其重要原因是我國紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備落后，而紅棗分級加工和分選是采后處理加工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，這一方面制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時也阻礙了紅棗產(chǎn)品檔次的提高。為了提高紅棗的加工質(zhì)量和出品等級，需要對紅棗進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級和大小的分級。目前，我國具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少，因此市場上銷售的紅棗大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實現(xiàn)分選。人工分選的主要缺點是：勞動量大、生產(chǎn)率低而且分選精度不穩(wěn)定；紅棗分選難以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無損壞制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此實行紅棗智能分選機(jī)機(jī)械化作業(yè)是紅棗發(fā)展的一種必然趨勢。利用智能機(jī)械化作業(yè)來分選紅棗大大提高了紅棗產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了人工分選作業(yè)的勞動強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率分選精度。1 紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理該分選機(jī)主要由紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選機(jī)械系統(tǒng)、稱重模塊組成。分選紅棗的重量范圍 10g-50g，橫徑大約范圍為 30mm-50mm，紅棗輸送速度為 0.38m/s。分選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示：圖 1-1 紅棗分選機(jī)的工作原理圖1、入料斗 2、鏈條 3、軸承座 4、鏈輪 5、 彈性擋圈 6、 減速器 7 、帶輪 8、 電動機(jī) 9、 緊固螺栓 10、紅棗收集箱紅棗的支承滾子和紅棗的分選杠桿都安裝在循環(huán)輸送鏈上，并隨輸送鏈一起向前運動。輸送鏈的鏈節(jié)距為 31.75mm，相鄰滾子之間的間距為兩個鏈節(jié)距，即為 63.5 mm。滾子呈雙錐凹形，紅棗支承在兩個相鄰滾子之間，分選杠桿則正好處于紅棗的的正下方。當(dāng)滾子在摩擦帶上滾動時，紅棗就一面在滾子上翻轉(zhuǎn)滾動，一面隨滾子和輸送鏈一起向前輸送。層疊式紅棗分級機(jī)總共分為三級，每一級的分級桿之間的間距不同。根據(jù)紅棗一般的大小情況確定紅棗分級杠桿的間距。第一級分級杠桿間距為 30mm，第二級分級杠桿間距為 40mm，第三級分級杠桿間距為 50mm。通過電機(jī)帶動鏈輪，鏈條傳動實現(xiàn)紅棗大小分選。前面的分級杠桿間距小，最后的分級杠桿間距大。機(jī)器在運轉(zhuǎn)過程中采用鏈傳動，每一級都有相應(yīng)的一條傳送鏈，在兩級相接處有兩個鏈輪，內(nèi)側(cè)的鏈輪與下一級的內(nèi)側(cè)鏈輪相連。保證整個機(jī)器的側(cè)面在一個平面。紅棗分級落入相應(yīng)的紅棗收集箱內(nèi)。2 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)體框架、傳動系統(tǒng)、水果輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分級卸料裝置和稱重臺等組成。主要作用是為整個分選系統(tǒng)提供支承和安裝基礎(chǔ)，并完成水果的上料、輸送、翻轉(zhuǎn)、重量檢測和分級卸料過程。2.1 機(jī)體框架的設(shè)計及其上的組件布置機(jī)體框架為分選機(jī)的所有其他部件提供安裝和支承基礎(chǔ)。分選系統(tǒng)的主要尺寸為 2400mm×300 mm×1000 mm。沿著輸送鏈輸送方向，自從動鏈輪一側(cè)開始，在輸送鏈上依次布置圖 2-1 紅棗分選機(jī)布置示意圖2.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計傳動系統(tǒng)主要由電動機(jī)、減速器、鏈輪和一條封閉的循環(huán)輸送鏈組成。循環(huán)輸送鏈布置在與地面垂直的平面內(nèi)，在輸送鏈緊邊的下面設(shè)置有支承導(dǎo)板，以保持輸送鏈緊邊處于水平狀態(tài)，從而為紅棗的、輸送、圖像采集、重量大小檢測以及分級卸料提供一個包括圖像采集區(qū)、重量大小檢測區(qū)和分級卸料區(qū)三部分的水平工作表面。傳動系統(tǒng)主要采用三級傳動：電動機(jī)驅(qū)動減速器輸入軸為第一級，減速器輸入、輸出軸之間為第二級，減速器輸出軸驅(qū)動輸送鏈主動輪為第三級。第一級采用聯(lián)軸器傳動；第二級就采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動；第三級由于轉(zhuǎn)速較低（減速器輸出軸轉(zhuǎn)速約為 60 r/min）采用鏈傳動。3 紅棗質(zhì)量的理論計算由于所設(shè)計的稱臺長度能同時支承兩個滾子，而兩個滾子上面正好容納一個紅棗，滾子、紅棗、滾子軸及滾子軸支架等會產(chǎn)生一個相對于 o 點的轉(zhuǎn)矩所以，稱重傳感器所稱的總重量應(yīng)為一個紅棗和兩個滾子及附件（滾子軸及滾子軸支架等）相對于鏈條的轉(zhuǎn)矩在稱重傳感器上的等效重量與稱臺的重量之和。4 其它零部件的設(shè)計4.1 分選機(jī)支架的設(shè)計4.1.1 設(shè)計考慮到軸的安裝，故機(jī)體壁的一邊從和軸中心上下分成兩半，軸裝上以后，用一個端蓋通過螺栓連接再連接到一起。為減少機(jī)體的重量，故只在與軸配合的地方，增加厚度，其他的地方用薄壁板進(jìn)行加工。支架安裝在分選機(jī)右側(cè)，滾子處于懸起狀態(tài)。支架尺寸為：2800 mm×100mm×1000mm。4.1.2 選擇為防止生銹，故整個機(jī)體均采用通用的不銹鋼型號 SUS304 進(jìn)行制造，這樣也能保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和硬度。4.2 輸送帶的設(shè)計由于用于紅棗的輸送，則輸送帶類型選用平帶輸送。為了后面分選機(jī)構(gòu)的精確分選，前面的輸送裝置必須將紅棗在輸送帶上的分布面積擴(kuò)大，所以帶寬應(yīng)選擇較大帶寬，即平帶設(shè)計尺寸為：4000mm×1000mm。帶輪直徑為 640mm。支架設(shè)計尺寸為：2000mm×1200mm×1500mm。帶結(jié)構(gòu)選棉帆布普通輸送帶，輸送帶型號為 CC-56，規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見表 4-1：表 4-1 織物輸送帶的規(guī)格及技術(shù)參數(shù)輸送帶型號 扯斷強(qiáng)度（N/mm）每層質(zhì)量（kg/ ）3m每層厚度mm伸長率（定負(fù)荷）（%）帶寬范圍mm層數(shù)范圍棉帆布 CC-56 56 1.5 1.36 1.5~2 1000 3平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 4-1圖 4-1 平帶輸送結(jié)構(gòu)示意圖5 總結(jié)了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，參考大量文獻(xiàn)及輔導(dǎo)老師幫助的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了紅棗智能分選機(jī)機(jī)械部分的內(nèi)容。主要結(jié)論如下：（1）根據(jù)紅棗外形的各方面因素，制定出了分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，并根據(jù)方案制作完成了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。通過理論計算表明，機(jī)械系統(tǒng)運行正常，滿足預(yù)期設(shè)計要求。（2）設(shè)計制作了紅棗分選過程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動帶動紅棗支撐滾子的傳動。（3）設(shè)計了紅棗分選過程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用層疊式分選，能夠?qū)崿F(xiàn)紅棗能夠快速準(zhǔn)確的被收集，并且要有良好的機(jī)械特性。（4）設(shè)計了紅棗的分選過程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。參考文獻(xiàn)[1] 袁巧霞，吳東升，劉清生. 白果分級的探討，糧食加工與視頻機(jī)械，2001.(6):39-40.[2] 金農(nóng).我國棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2007.(01).[3] 郭滿玲.我國鮮食棗品種資源及分布研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2004.3:42-45.[4] 劉孟軍．河北省棗樹業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及建議．河北果樹，1998.(2):6-7.[5] 梁鴻.中國紅棗及紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、存在問題和對策的研究[D].陜西師范大學(xué),2006.25(9):8-10.[6] 李光梅. 水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩r. 農(nóng)機(jī)化研究，2007.09. [7] 王明俊.稱重式水果分選機(jī)傳感信息采集方法研究.農(nóng)機(jī)化研究. 2009.31(05).[8] 高海生. 果實采后分級處理的自動化技術(shù). 糧油加工與食品機(jī)械，2002.2:34-35.[9] 白菲.水果自動分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展. 食品科學(xué)，2005.26:145-148.[10] 曹樂平.基于計算機(jī)視覺技術(shù)的水果分級研究進(jìn)展[J].農(nóng)機(jī)化研究,2007.15(11):79-81.[11] 魏新華,胡學(xué)同等.水果機(jī)器視覺自動分選機(jī)同步控制系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2008,(11).[12] 魏新華.水果自動分選機(jī)分級卸料實時控制系統(tǒng)的設(shè)計.儀器儀表學(xué)報. 2008.29(5):85-88.[13] 馮斌.基于計算機(jī)視覺的水果大小檢測方法[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2003.42(01):69-71.[14] 魏新華.杠桿式水果高速分級卸料裝置的優(yōu)化設(shè)計.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2007.38(10):57-59. [15] 魏新華.水果視覺分選機(jī)滾子式輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2007.38(9):98-102.[16] 應(yīng)義斌,徐惠榮等.能實現(xiàn)準(zhǔn)球形水果自動成單列輸送并均勻翻轉(zhuǎn)的裝置.中國,02136379.X[P].2003-02-05.[17] 應(yīng)義斌,饒秀勤等.水果高速實時分級機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2004.35(5):117-121.[18] 黃秀玲,鄭加強(qiáng)等.水果分級支撐技術(shù)的研究進(jìn)展[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,(02).[19] 卜炎主編.機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊.上冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.12：29-34. [20] 吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計使用手冊》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998.7.