臍橙品質(zhì)分級機的輸送裝置及單列化結(jié)構(gòu)【含全套CAD圖紙】

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本科畢業(yè)設計說明書 題目 臍橙品質(zhì)分級機的輸送裝置及單列化結(jié)構(gòu) 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 年 級： 指導教師： 職稱： 年 月 I 摘要 本論文設計的是臍橙品質(zhì)分級機的水果輸送及單列化結(jié)構(gòu)設計 ,單列化結(jié)構(gòu)對后續(xù)的臍橙品質(zhì)精確檢測和分級至關重要。主要設計臍橙輸送及單列化裝置， 臍橙輸送裝置的單列化結(jié)構(gòu)一般是利用一個傾斜的輸送裝置（這里采用一個凹形板，利用臍橙的重力滑入輸送帶）和一個 從臍橙輸送進來到輸送出去的方向），滾筒利用電動機帶動，當電機運轉(zhuǎn)時通過中間軸聯(lián)軸器傳動，帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動。主動滾筒通過輸送帶到從動滾筒轉(zhuǎn)動。臍橙從凹形板滑入輸送帶后的前后位置不同，所以使臍橙進入輸送帶時候已經(jīng)形成了單列化排布，在 V 型布置的輸送帶上臍橙沿著輸送帶傳送，為下一步的分級做好準備了。 臍橙品質(zhì)分級機器的市場潛力巨大，為推動臍橙的生產(chǎn)加工將作出巨大的貢獻。由于臍橙種類多，而且大 小不均勻，這里我主要以贛南 紐 荷爾種 臍橙為研究對象。 關鍵詞： 品質(zhì)分級 單列化 臍橙輸送 n of of of of is of of is an a a V of to by a a to so to in in of of a to of is as a g ； 錄 摘要 ................................................................ I 目錄 .............................................................. 緒論 .............................................................. 1 水果分級機器的現(xiàn)狀 ......................................................................................................... 1 水果品質(zhì)分級的意義 ........................................................................................................ 1 臍橙品質(zhì)分級機器的市場 ................................................................................................ 1 2 單列化結(jié)構(gòu)零部件的設計和選擇 ..................................... 3 總體方案的設計 ................................................................................................................ 3 送裝置主要參數(shù)及設計選用 .......................................................................................... 3 表 ........................................................... 4 送帶的選擇 ........................................................................................................................ 4 筒的設計 ............................................................................................................................ 6 帶托板的設計 ................................................................................................................... 7 筒夾板設計 ........................................................................................................................ 8 ............................................................................................................... 8 筒軸的設 ........................................................................................................................... 9 架的設計 ........................................................................................................................... 9 滾筒軸承的選擇 ............................................................................................................... 9 機的選擇 ........................................................................................................................ 10 機確定 ..................................................................................................................... 10 電機機架確定 ........................................................................................................... 10 固件的選擇 ............................................................................................................. 11 2． 12 鍵的選擇 ......................................................................................................................... 11 軸器的選擇 ................................................................................................................... 12 3 設計計算 ......................................................... 13 料面積計算 ..................................................................................................................... 13 送能力計算 ...................................................................................................................... 13 率計算 .............................................................................................................................. 14 滾筒軸的校核計算 ........................................................................................................... 14 筒軸承的計算 ..................................................................................................................... 15 的設計計算 ...................................................................................................................... 16 參考文獻 ........................................................... 17 總結(jié) ............................................................... 18 致謝 ............................................................... 19 1 1 緒論 水果分級機器的現(xiàn)狀 水果是國內(nèi)繼糧食和蔬菜之后的第三大種植產(chǎn)品 ,80 年代中后期以來 ,我國的水果迅猛發(fā)展。近幾年我國的水果產(chǎn)量均居世界首位。按照農(nóng)業(yè)部的規(guī)劃 ,2010 年水果產(chǎn)量將達到 9300萬噸 ,人均消費水果總量 44 公斤。然而 ,由于國內(nèi)的消費需求沒有相應跟上 ,加上國外水果的大量涌入 ,導致水果行業(yè)競爭日益激烈。我國雖為水果生產(chǎn)大國卻不是生產(chǎn)強國 ,我國水果每年的出口量還不到總產(chǎn)量 10%,主要原因在于我國水果商品化程度和內(nèi)在質(zhì)量低 ,外觀質(zhì)量較差 ,導致水果的市場競爭力比較弱。如水果品種的形狀、顏色不能明顯的區(qū)分于其它 品種 ,有許多水果沒有品牌 ,造成水果優(yōu)劣難分 ,因此 ,大力發(fā)展水果商品化處理技術已經(jīng)成為水果行業(yè)很緊迫的一個課題。 水果品質(zhì)分級的意義 水果的產(chǎn)后商品化處理有多個步驟 ,分級是其中關鍵的環(huán)節(jié) ,分級技術國外已經(jīng)較為成熟 ,最近幾年在國內(nèi)發(fā)生了較大的變化 ,但與其它環(huán)節(jié)如清洗、打蠟、包裝等環(huán)節(jié)相比 ,還處于落后狀態(tài) ,許多方面處于理論研究狀態(tài) ,未能實際應用 ;分級是水果進入流通的第一個環(huán)節(jié) ,具有很重要的作用 ;水果在生長發(fā)育過程中受到外界多種因素的影響 ,因此檢測水果的外部或內(nèi)部品質(zhì)是一個比較復雜的分析過程 ,對水 果進行快速、準確的分級 ,對于提高水果的附加值有著關鍵的意義。 分級的標準主要有外部品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)兩個指標 ,外部品質(zhì)主要是大小、顏色、形狀、表面缺陷等參數(shù) ,內(nèi)部品質(zhì)主要是糖度、酸度、堅實度等參數(shù)。國外早在上世紀 80 年代就開始了水果分級的研究 ,上世紀 90 年代后已經(jīng)實現(xiàn)了應用。盡管如此 ,由于國外的設備較為昂貴 ,因此國內(nèi)很少有購買此類設備的例子。因此研制出價格低廉的水果分機裝置在國內(nèi)市場上具有很大的前途。國內(nèi)的研究相對較為落后 ,目前 國內(nèi)的分級技術較為成熟的是在水果的外部品質(zhì)分級方面 ,而對于消費者最重要的內(nèi)部 品質(zhì)方面的研究近幾年也發(fā)展很快。發(fā)展出能同時檢測水果內(nèi)部和外部品質(zhì)的水果分級裝置的意義是顯而易見的 臍橙品質(zhì)分級機器的市場 據(jù)前兩年的統(tǒng)計，我國生產(chǎn)鮮食甜橙 300 多萬噸，其中臍橙 120萬噸左右，主要是國內(nèi)市場消費。少量出口東南亞各國和俄國斯。我國臍橙的平均畝產(chǎn)只有 460千克，為世界臍橙平均畝產(chǎn) 800千克的 58%，為美國、以色列臍橙平均畝產(chǎn) 2 噸的 23%。全球 2 柑桔人均消費 中臍橙人均消費 國柑桔人均消費 中臍橙人均消費 克，不論是國外，還是國內(nèi)市場，臍橙的消費有很大的潛力。作為臍橙，其外觀、肉質(zhì)十分重要，好看、好吃是消費者購買的前提。我國有不少外觀美，內(nèi)質(zhì)優(yōu)的臍橙品種，但因采后處理， 運 輸滯后而影響外觀，外觀（包括包裝）跟不上，臍橙未到消費者手中就傷痕累累，改進包裝，改善外觀，是增強臍橙競爭力的關鍵。臍橙商品化處理后，特別是經(jīng)過機械化處理后，臍橙外觀質(zhì)量改善，規(guī)格品質(zhì)一致，除去了表皮塵土，雜質(zhì)，能防止病菌污染，減輕果品呼吸強度，抑制腐爛，保證臍橙原有質(zhì)量，方便貯運，促進銷售，提高競爭力具有重要意義。隨著臍橙種植面積不斷增加，產(chǎn)量也迅速增加，這將對臍橙鮮銷造成集中上市的現(xiàn)象，對銷售價格就會產(chǎn)生影響，而且大量臍橙囤積在倉庫，不進行保鮮處理，會造成果實品質(zhì)下降、腐爛，最后不能食用。因此，必須加大 臍橙商品化處理的力度，其中作為最關鍵的一步就是臍橙品質(zhì)分級，這一步將大大增加臍橙商品化過程的利潤。 3 2 單列化結(jié)構(gòu)零部件的設計和選擇 總體方案的設計 圖 設計是臍橙品質(zhì)分級及其單列化輸送裝置，是一種能實現(xiàn)臍橙自動形成單列的裝置并通過近紅外光譜儀的檢測后，按不同級別進行分離。將臍橙倒入喂入口，喂入口通過重力作用滾入單列化結(jié)構(gòu)，單列化結(jié)構(gòu)由滾筒 以及 過近紅外光譜儀檢測，將信息傳送到 同品質(zhì)分離到不同槽。 送裝置主要參數(shù)及設計選用 ① 機型 平行 ② 帶寬 100 帶速 帶速系列與帶寬的選擇見表 表 據(jù)需要選擇 ④ 驅(qū)動裝置 由表選擇 表 4 特輕型風冷式電動滾筒驅(qū)動。 ⑤ 傳動滾筒的許用扭矩 表 輸送帶 特輕型帶式輸送機由于滾筒直徑較小，故輸送帶選用的橡膠輸送帶。帶的接頭方式優(yōu)先采用熱硫化膠接或者冷膠法。對于臍橙分級機的負載特輕，長度不大的輸送機可以選擇較小的帶寬。 ⑦ 輸送機的組合長度 m。 ⑧ 將托輥改為托板，便于安裝。 ⑨ 拉緊裝置為選擇中間拉緊裝置，便于安放拉緊裝置。 送帶的選擇 輸送帶用來傳遞牽引力和承放被運貨物，因此要求它強度高、抗磨耐用、伸長率小和便于安裝修理。帶式輸送機使用的輸送帶有橡膠帶、塑料帶、鋼帶、金屬網(wǎng)帶等，最常用的是橡膠帶。橡膠輸送帶有棉織芯，合成纖維芯，鋼絲繩芯等多種。塑料輸送帶有層芯和整芯之分。各種芯材和不同的覆蓋膠可組成各種類型的光面或花紋輸送帶。 在進行系統(tǒng)設計時，應認真研究輸送量，輸送距離，輸送速度及輸送帶寬度之間的關系。 根據(jù)輸送帶的工作條件，合理確定安全系數(shù)，經(jīng)濟合理的選擇輸送帶的帶芯材料和帶芯層數(shù)。輸送帶的安全系數(shù)應考慮安全，可靠，壽命，制造質(zhì)量，經(jīng)濟成本，接頭效率，啟動系數(shù)，現(xiàn)場條件，使用經(jīng)驗等因素。 因此選用 向扯斷強度 100N/數(shù)為 1，每層厚度為 層質(zhì)量為 寬選為 100覆蓋膠 1覆蓋膠為 1量為 輸送帶的厚度 輸送帶厚度（ =布層數(shù)×每層厚度（ +上厚膠（ +下厚膠（ =+1+1=3送帶的質(zhì)量 [布層數(shù) *每層質(zhì)量（ +（上膠層 (+（下膠層 ()*每毫米膠粒的質(zhì)量（ )]*帶寬 *帶長 5 輸送帶的全長的計算 m； m； m；（后面確定為 124 m； (后面確定為 124m； m；（這里由于采用托板，兩端拉緊 故富余 100 (這里取 1個接頭 ) 其中接頭長度為硫化接頭長度，其計算公式如下 A=（ S+為 則 A=50終 L=2*3+ ++送帶的最大張緊工作張力： 中 N ? N/( ) 龍帆布一般選擇 10 表 送帶的最大張緊工作張力 送帶全長 送帶的厚度 3送帶的質(zhì)量 M 送帶的功率 送帶的速度 s 6 滾筒軸的扭矩 T=筒的設計 傳動滾筒一般為傳送機構(gòu)的主要部件。滾筒表面有裸露光鋼面，人字形和菱形花紋橡膠覆面，小功率，小帶寬及環(huán)境干燥時故可采用裸露光鋼面滾筒。在這個設計中即選擇了裸露光鋼面滾筒。而滾筒表面要求精度不高，與皮帶間產(chǎn)生摩擦力使輸送帶只要不打滑即可。但在輸送帶繞過滾筒處又會使輸送帶發(fā)生疲勞磨損。所以滾筒直徑不能太小，本機器中有兩對滾筒。兩個主動滾筒。兩個從動滾筒，按 里選擇的滾筒直徑為 60筒的寬度設為 114中放置輸送帶的凹槽 104體尺寸見零件圖。 圖 7 圖 傳動滾筒 帶托板的設計 這里的這里由于帶寬較小，托輥不方便安裝，功率較小故選擇托板來簡化設計，不僅可以節(jié)約金屬材料，減少托輥的使用，方便安裝。托板還有一個重要的作用，它能夠使輸送帶更平穩(wěn)，為水果輸送到分級機構(gòu)做好充分準備。 設計材料為冷軋鋼板 厚度為 擇焊接工藝，具體安裝見裝備圖。設計的托板大概形狀如下圖，具體尺寸見零件圖。 圖 板 8 筒夾板設計 滾筒夾板的設計目的，主要是方便安裝滾筒，為了使?jié)L筒和夾板之間震動減小，使用的螺栓連接一定要保持較 大的預緊力，以免在不斷的交變應力下，隨著時間推移而影響輸送帶的使用壽命。 夾板的設計結(jié)構(gòu)如下圖，材料需要一定較高的強度和硬度，這里選擇鑄鋼 于這里是臍橙品質(zhì)分級機器，受力均不大，所以這里不考慮受力情況。 圖 向滾筒夾板 筒軸撐架的設計 作用：提供夾板和托板的安裝位置，形成 120度的 臍橙輸送的過程呈單列化的重要組成零件。 結(jié)構(gòu)： 120度的 面粗糙度無特殊要求。材料為 3冷軋鋼板。 9 圖 架 筒軸的設 計 軸的材料一般是經(jīng)過軋制或者鍛造的碳素鋼或合金鋼，有條件的可直接用冷拔鋼材。根據(jù)具體需要，一般軸要經(jīng)過表面強化處理或者熱處理。來提高其力學性能及耐磨性等，在一般溫度下合金鋼和碳鋼的彈性模量相差很小，故采用合金鋼不能提高軸的剛度。 本設計中主要是滾筒處采用軸，考慮到是輸送臍橙，故對于軸的各方面要求不高。而且為滾筒轉(zhuǎn)，軸不轉(zhuǎn)的方式。所以選取鋼 45，因為軸的直徑尺寸小于 100以用正火處理，硬度為 170~217.。 架的設計 考慮到機架的長度比較大，所以應該選擇強度比較大的材料，這里設計的材料為45號鋼。為了方便機架的安裝，選擇焊接工藝，而且設計了一些焊接位置供焊接，便于定位和焊接。具體尺寸見零件圖。 滾筒軸承的選擇 通過與滑動軸承的對比，滾動軸承油如下優(yōu)點： 1. 摩擦系數(shù)小，能使機器靈活輕快的旋轉(zhuǎn)，提高工作效率。 2. 滾動軸承一般都是鋼材制造的。因此經(jīng)久耐用。 3. 滾動軸承的尺寸標準化，不像滑動軸承在更換時需要裝配，因此安裝盒拆卸比較方便。 缺點：滾動軸承沖擊負荷的能力較差，因為是整體的，安裝在長軸的中部困難，徑 10 向向尺寸比滑動軸承大，而且在高速運轉(zhuǎn)時聲響較大。 但是這些缺點不影響滾動軸承在本機器中的使用。 這里需要四個軸承，由于受力不大，所以全部選擇深溝球軸承即可，采用的是軸肩定位根據(jù) 276號為 61806基本尺寸為 d=30=42=7 機的選擇 機確定 由于計算單個輸送機功率約為 選用 ,轉(zhuǎn)速 128r/出轉(zhuǎn)矩為。帶寬 B=100率為 送帶速度為 s。 電機機架確定 為了很好地布置電機，使電機的主軸中心線和滾筒的中心線重合，必須保持一定的高度。同時為了保持電機傳動的穩(wěn)定性，電機的固定很重要，所以在電機機架加固而焊接一些 架外形如圖所 示 11 圖 固件的選擇 電機機架和電機采用六角頭螺栓連接， d=l=80B/T 5782 2． 12 鍵的選擇 鍵是一種標準件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的軸向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，還能實 現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。鍵的主要類型有：平鍵連接，半圓鍵連接，楔形連接和切向連接。 這里選擇圓頭平鍵連接，尺寸為。 12 軸器的選擇 聯(lián)軸器用來把兩軸連接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分開；只有機器停下來時并將連接才開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響，往往不能保證嚴格的對中，而是存在某種相對位移。由于機架的布置的影響和輸送帶 以這里采用 帶沉孔接中間軸型聯(lián)軸器， 型號為 13 3 設計計算 這里設計計算的一個前提，是將該設計的輸送裝置近似為 里將臍橙平分等同于半個臍橙在一個平行布置的輸送機上輸送，以下計算都是基于這個模型。 圖 料面積計算 =y 式中 算取為 計算得 =送能力計算 這里按成件物品的輸送計算，公式如下 式中 /h； m，這里視為 0； m，直徑約為 80 = 計算得 n=10080件 /h； Q=h 上面已經(jīng)給出這個公式的變形，所以不再闡述。 求得 Z<1 這里層數(shù)選為 1層即可。 14 率計算 ① 傳動滾筒軸功率按 =式中 加功率空載功率； 里取 f= m 這里 L=3m； m,這里取值 =49m； m， H=0； 送單位長度內(nèi)所有運動質(zhì)量總和， kg/m； 應先計算 W=m 公式 W=M+/d； 這里取 這里約為 80 經(jīng)過計算 = 電機的功率計算 式中 =于傳動滾筒功率較小，這里 K= 計算得 滾筒軸的校核計算 ① 軸的強度校核計算 ,,這里材料為 45號鋼，故 里取最大值，為 由 r=90r/ 19于先前設計的軸最小處， d=24 15 這里按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 =47里取最小處的直徑，為 24 軸的剛度校核計算 考慮到軸受的扭轉(zhuǎn)程度影響較大，所以考慮扭轉(zhuǎn)剛度。 式中 T=9540000 于鋼材 對于圓軸， ; ,度和極慣性矩。 計算得 = 經(jīng)過校核，所選用的軸適合該情況下的使用條件，有足夠的富裕。 筒軸承的計算 滾動軸承的摩擦主要有：滾動體與滾道之間的滾動摩擦和滑動摩擦；保持架與滾動體及套圈引導面之間的滑動摩擦；滾子端面和套圈當邊之間的摩擦；潤滑劑的粘性阻力；密封裝置的滑動摩擦等。其大小取決與軸承的類型，尺寸，負荷，轉(zhuǎn)速，潤滑，密封等因素。 滾動軸承的正常失效形式是內(nèi)外圈滾道或者滾體上的點蝕破壞，由于制造精度，材料的勻質(zhì)程度等的差異，即使是同樣的尺寸，同樣的材料以及同一批的軸承，在完全相同的條件下工作，它們的使用壽命也極 為不同。所以這里將其可靠度為 90%時的壽命作為標準壽命，即按照一組軸承中 10%的軸承發(fā)生點蝕破壞，而 90%的軸承不發(fā)生點蝕破壞前的轉(zhuǎn)速或者工作數(shù)小時作為軸承的壽命。 軸承的壽命與所受載荷的大小有關，工作載荷越大，引起的接觸應力也就越大，因 16 而在發(fā)生點蝕破壞前所能接受的應力變化次數(shù)也就越小，也就說壽命越短。 的設計計算 T=， T= k= 頭平鍵 l= []里 =100 計算得 00故安全。 17 參考文獻 [1] 濮良貴 ,紀名剛 北京 :高等教育出版社 ,[2] 成大先 ,機械設計手冊 ,北京： 化學工業(yè)出版社， [3] 邵立新，夏素民，孫立紅等 文版， 北京：清華大學出版社， [4] 袁紐，運輸機械設計選用手冊，北京：化學工業(yè)出版社， 18 總結(jié) 臍橙品質(zhì)分級機器未來的市場非常巨大，對提高水果的收益起著巨大的貢獻作用，機器的使用是為了解放勞動力的必經(jīng)途徑。 隨著我國經(jīng)濟的崛起，農(nóng)業(yè)作為一個國家的經(jīng)濟支柱，我們應該首先把提高農(nóng)業(yè)機械化水平作為頭等大事。解放勞動力是人民不斷在科技領域?qū)崿F(xiàn)突破的最主要的目的，只有不斷挺高我們對機械的認識，實踐應用，才能夠更深入發(fā)掘更多更有用的機械裝置，為祖國的經(jīng)濟騰飛注入新鮮血液。機械也在朝著自動化的方向邁進，我們力求用最簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)最多的功能 ，這是每一個學機械的學子孜孜不倦的追求。 第一，接到任務以后進行選題。選題是畢業(yè)設計的開端，選擇恰當?shù)?、感興趣的題目，這對于整個畢業(yè)設計是否能夠順利進行關系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。因此，選題時一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半，到圖書館、書店 ,雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊还芡ㄟ^哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。 19 致謝 在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個畢業(yè)設計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨 立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 1 圖紙簡介 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15