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12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
層疊式紅棗分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書
學(xué)生姓名 張 家 華
學(xué) 號(hào) 8031208215
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師 張 宏
日 期 2012.5
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
層疊式紅棗分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)
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(jí)機(jī)等等。 國(guó)內(nèi)的紅棗分級(jí)機(jī)的分選水平還是比較高的。國(guó)內(nèi)在分選的過(guò)程中，通過(guò)不斷的摸索和實(shí)踐在紅棗的分選上也有一些新的想法和創(chuàng)新，對(duì)于實(shí)現(xiàn)紅棗更優(yōu)質(zhì)的分級(jí)提供了可靠的保證。課題主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械分選代替手工分選，告別手工式作坊，降低勞動(dòng)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(jí)質(zhì)量，確保分級(jí)的精度。保證紅棗品質(zhì)。為實(shí)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(jì)的機(jī)構(gòu)能夠很好的運(yùn)行和完成規(guī)定運(yùn)動(dòng)。從而最終將紅棗按大小的不同進(jìn)行等級(jí)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(hào)：TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
Cascading red dates grade machine design
Zhang 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(guó)是紅棗的原產(chǎn)國(guó)，也是世界上最大的棗生產(chǎn)國(guó)，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(shí)間長(zhǎng)，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(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外紅棗的加工品種越來(lái)越多，人們對(duì)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(méi)跟上時(shí)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(guó)紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備落后，而紅棗分級(jí)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(shí)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(jí)，需要對(duì)紅棗進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小的分級(jí)。目前，我國(guó)具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少，因此市場(chǎng)上銷售的紅棗大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分選。人工分選的主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)量大、生產(chǎn)率低而且分選精度不穩(wěn)定；紅棗分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無(wú)損壞制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此實(shí)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(shì)。利用智能機(jī)械化作業(yè)來(lái)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(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)。輸送鏈的鏈節(jié)距為31.75mm，相鄰滾子之間的間距為兩個(gè)鏈節(jié)距，即為63.5 mm。滾子呈雙錐凹形，紅棗支承在兩個(gè)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(dòng)時(shí)，紅棗就一面在滾子上翻轉(zhuǎn)滾動(dòng)，一面隨滾子和輸送鏈一起向前輸送。層疊式紅棗分級(jí)機(jī)總共分為三級(jí)，每一級(jí)的分級(jí)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(jí)杠桿的間距。第一級(jí)分級(jí)杠桿間距為30mm，第二級(jí)分級(jí)杠桿間距為40mm，第三級(jí)分級(jí)杠桿間距為50mm。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)鏈輪，鏈條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)紅棗大小分選。前面的分級(jí)杠桿間距小，最后的分級(jí)杠桿間距大。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中采用鏈傳動(dòng)，每一級(jí)都有相應(yīng)的一條傳送鏈，在兩級(jí)相接處有兩個(gè)鏈輪，內(nèi)側(cè)的鏈輪與下一級(jí)的內(nèi)側(cè)鏈輪相連。保證整個(gè)機(jī)器的側(cè)面在一個(gè)平面。紅棗分級(jí)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(jì)
紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、水果輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分級(jí)卸料裝置和稱重臺(tái)等組成。主要作用是為整個(gè)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(cè)和分級(jí)卸料過(guò)程。
2.1 機(jī)體框架的設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)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(cè)以及分級(jí)卸料提供一個(gè)包括圖像采集區(qū)、重量大小檢測(cè)區(qū)和分級(jí)卸料區(qū)三部分的水平工作表面。傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用三級(jí)傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器輸入軸為第一級(jí)，減速器輸入、輸出軸之間為第二級(jí)，減速器輸出軸驅(qū)動(dòng)輸送鏈主動(dòng)輪為第三級(jí)。第一級(jí)采用聯(lián)軸器傳動(dòng)；第二級(jí)就采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動(dòng)；第三級(jí)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(dòng)。
3 紅棗質(zhì)量的理論計(jì)算
由于所設(shè)計(jì)的稱臺(tái)長(zhǎng)度能同時(shí)支承兩個(gè)滾子，而兩個(gè)滾子上面正好容納一個(gè)紅棗，滾子、紅棗、滾子軸及滾子軸支架等會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于o點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩所以，稱重傳感器所稱的總重量應(yīng)為一個(gè)紅棗和兩個(gè)滾子及附件（滾子軸及滾子軸支架等）相對(duì)于鏈條的轉(zhuǎn)矩在稱重傳感器上的等效重量與稱臺(tái)的重量之和。
4 其它零部件的設(shè)計(jì)
4.1分選機(jī)支架的設(shè)計(jì)
4.1.1設(shè)計(jì)
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(gè)端蓋通過(guò)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(gè)機(jī)體均采用通用的不銹鋼型號(hào)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(jì)
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(jì)尺寸為：4000mm×1000mm。帶輪直徑為640mm。支架設(shè)計(jì)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(hào)為CC-56，規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見(jiàn)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(hào)
扯斷強(qiáng)度
（N/mm）
每層質(zhì)量
（kg/）
每層厚度
mm
伸長(zhǎng)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(guó)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(jì)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(jì)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(guò)理論計(jì)算表明，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
（2）設(shè)計(jì)制作了紅棗分選過(guò)程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動(dòng)帶動(dòng)紅棗支撐滾子的傳動(dòng)。
（3）設(shè)計(jì)了紅棗分選過(guò)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(jì)了紅棗的分選過(guò)程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。
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前 言 紅棗的分選是紅棗的進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到紅棗的生產(chǎn)的效益。 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的今天，異地銷售、大宗農(nóng)產(chǎn)品交易和農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易等均離不開標(biāo) 準(zhǔn)化。而紅棗的分選就是實(shí)現(xiàn)紅棗的商品標(biāo)準(zhǔn)化的最基礎(chǔ)的一步。我國(guó)是紅棗的生產(chǎn)大國(guó)， 但絕大部分紅棗的來(lái)源于農(nóng)村集體和個(gè)體種植戶，其品質(zhì)差別很大，加上采摘及運(yùn)輸過(guò)程 中不同程度的損傷等影響，給紅棗的分選工作帶來(lái)一定的困難。尤其是在出口的紅棗的當(dāng) 中，由于大部分沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的分級(jí)處理，致使出口價(jià)格偏低，每年的經(jīng)濟(jì)損失上億美元。 目前我國(guó)的紅棗的分選工作多由人工完成，缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低且分選精度不穩(wěn) 定。采用微機(jī)控制的機(jī)電一體化設(shè)備來(lái)代替人工作業(yè),可以實(shí)現(xiàn)紅棗的分選的自動(dòng)化，有效 地提高分選效率和分選精度。因此，研究開發(fā)紅棗的采后的自動(dòng)化處理設(shè)備，對(duì)紅棗的進(jìn) 行分級(jí)篩選然后銷售或加工,是我國(guó)目前農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究的重要課題。本論文的研究主要以 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、建立在電腦同步系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)之上，主要研究和設(shè)計(jì)了主要研究和設(shè)計(jì) 了紅棗智能分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下： 1.設(shè)計(jì)制作了紅棗分選過(guò)程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動(dòng)帶動(dòng)紅棗支撐滾子的 傳動(dòng)。 2.設(shè)計(jì)了紅棗分選過(guò)程中分選執(zhí)行系統(tǒng)。分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動(dòng)分選，能夠?qū)?現(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。 3.設(shè)計(jì)了紅棗的分選過(guò)程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 層疊式紅棗分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì) 目 錄 1.緒論 ...............................................................................................................1 1.1 選題的意義和目的 ....................................................................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................1 1.3 存在問(wèn)題 ....................................................................................................................................1 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 ............................................................................................................................2 1.5 可行性分析 ................................................................................................................................2 2.紅棗分選機(jī)的主要組成及工作原理 ................................................................2 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................3 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計(jì)及其上的組件布置 ........................................................................................3 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................3 3.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 ...................................................................................................3 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計(jì) ...................................................................................................................4 3.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................................................5 4 軸選擇和校核 ..................................................................................................7 4.1 軸承的選擇 ................................................................................................................................7 4.2 軸的剛度校核 ............................................................................................................................7 4.3 軸的強(qiáng)度校核 ............................................................................................................................8 4.3.1 求垂直面的支承反力 .......................................................................................................8 4.3.2 求水平面的支承反力 .......................................................................................................8 4.3.3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 ...................................................................................................9 5.紅棗質(zhì)量的理論計(jì)算 ......................................................................................9 6 其它零部件 ...................................................................................................10 6.1 分選機(jī)支架的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................10 6.2 輸送帶的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................10 6.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計(jì) ......................................................................................................................10 7 總 結(jié) ..............................................................................................................11 致 謝 ...............................................................................................................12 參 考文獻(xiàn) ..........................................................................................................13 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1.緒論 1.1 選題的意義和目的 當(dāng)前，棗產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展。從全球角度來(lái)看，中國(guó)棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步得到鞏固。 近年來(lái)，我國(guó)棗樹面積和產(chǎn)量每年都以 10%以上的速度增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)資料，2003 年 我國(guó)棗產(chǎn)量為 171 萬(wàn)噸，估計(jì) 2008 年總產(chǎn)量可達(dá) 300 多萬(wàn)噸，面積約 150 萬(wàn)公頃，占全世界的 99%左右。正憑借其得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢(shì)打造中國(guó)和世界上最大的優(yōu)質(zhì)干棗生產(chǎn)基地，僅 阿克蘇地區(qū)就要在 3~5 年內(nèi)發(fā)展 10 萬(wàn)公頃棗樹；另外，北方的鮮食棗、貯藏加工和營(yíng)銷產(chǎn)業(yè)正在 崛起!但是，近年來(lái)一些發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)軍我國(guó)棗產(chǎn)業(yè)特別是棗加工業(yè)的勢(shì)頭正在顯現(xiàn)。 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(shí)間長(zhǎng)， 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)。紅棗屬于耐旱作物，種植簡(jiǎn)單， 收益高又便于管理。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外紅棗的加工品 種越來(lái)越多，人們對(duì)紅棗的的品質(zhì)也有了更高的要求。但紅棗的加工工業(yè)卻沒(méi)跟上時(shí)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(guó)紅棗采后處理加工技術(shù)和加工設(shè)備 落后，而紅棗分級(jí)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(shí)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(jí)，需要對(duì)紅棗 進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小的分級(jí)。目前，我國(guó)具備先進(jìn)紅棗分選設(shè)備的企業(yè)很少，因此市場(chǎng)上 銷售的紅棗大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分選。人工分選的主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)量大、生產(chǎn) 率低而且分選精度不穩(wěn)定；紅棗分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無(wú)損壞制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此 實(shí)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(shì)。利用智能機(jī)械化作業(yè)來(lái)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(dòng)強(qiáng)度和提高了生產(chǎn)率分選精度。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前可用于紅棗類圓形水果分選的方法有篩子分選法、回轉(zhuǎn)帶分選法、輥軸分選法、滾筒式 分選法等。篩子分選法采用的是振動(dòng)原理，果品易損壞，因此不宜采用。回轉(zhuǎn)帶分選法的工作方 式是將水果置于兩條分離帶之間，若果徑小于兩帶之間的距離，水果便從中落下。由于兩條選果 帶之間的距離沿水果運(yùn)行方向不斷增大，使不同尺寸的水果落在下方相應(yīng)的輸送帶上，該方法從 結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)、簡(jiǎn)單、故障少，但分選精度不高。輥軸分選法分選較為準(zhǔn)確，但從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn) 較為復(fù)雜，機(jī)器成本較高。滾筒式分選法其分選裝置主要由喂料機(jī)構(gòu)、V 型槽導(dǎo)果板、分選滾筒、 接果盤及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。此分選裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)水果損傷小、成本較低、分選精度和效率較高， 適用于球形和近似球形物料的分選，在國(guó)外應(yīng)用較廣。為減少果實(shí)碰撞, 提高好果率, 有的分級(jí) 機(jī)是利用浮力、振動(dòng)和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分級(jí)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了果實(shí)間的互相碰撞, 在分級(jí)的同時(shí)可對(duì)果實(shí)進(jìn)行清洗和消毒作業(yè)。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 對(duì)于我國(guó)紅棗產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，從全球的角度來(lái)看，中國(guó)紅棗產(chǎn)業(yè)的超強(qiáng)地位進(jìn)一步鞏固。近年 來(lái)，我國(guó)的紅棗面積和產(chǎn)量都在以 10%以上的速度增長(zhǎng)。隨著我國(guó)紅棗種植面積的擴(kuò)增和產(chǎn)量的 提高，在國(guó)內(nèi)紅棗主要產(chǎn)區(qū)涌現(xiàn)一大批紅棗加工企業(yè)。層疊式紅棗分級(jí)機(jī)在紅棗的加工系統(tǒng)也有 應(yīng)用，主要是為了更好的更細(xì)致的分選紅棗，分選效果還還以。紅棗分選的目的就是為了實(shí)現(xiàn)更 好、均勻的分級(jí)。層疊式紅棗分級(jí)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)多層的排列，分選流暢，分選大小均勻。從分選的 效果來(lái)看，分選的大小沒(méi)有太大的問(wèn)題，主要問(wèn)題是在喂料時(shí)紅棗的質(zhì)量，比如霉?fàn)€，漿口等因 素影響紅棗分選品質(zhì)。 國(guó)外研究現(xiàn)狀 相比較中國(guó)的大面積的種植和加工，外國(guó)的種植和生產(chǎn)規(guī)模雖然不大，但是加工技術(shù)成熟。 國(guó)外紅棗加工技術(shù)已經(jīng)能夠進(jìn)行多項(xiàng)深加工，并且自動(dòng)化水平較高。國(guó)外的紅棗加工技術(shù)可以加 工棗酒，棗飲料，棗醋，棗粉等等。紅棗分級(jí)機(jī)是紅棗加工的第一步，為了保證紅棗后期的加工 比如脫核，烘干，榨汁順利進(jìn)行，紅棗的分級(jí)起著重要的作用。所以國(guó)外在紅棗的分級(jí)機(jī)上的技 術(shù)是很先進(jìn)的 1.3 存在問(wèn)題 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(jí)機(jī)等等。 國(guó)內(nèi)的紅棗分級(jí)機(jī)的分選水 平還是比較高的。國(guó)內(nèi)在分選的過(guò)程中，通過(guò)不斷的摸索和實(shí)踐在紅棗的分選上也有一些新的想 法和創(chuàng)新，對(duì)于實(shí)現(xiàn)紅棗更優(yōu)質(zhì)的分級(jí)提供了可靠的保證。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1.4 主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)目前紅棗的分選機(jī)械研究方面存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)主要研究設(shè)計(jì)了紅棗的智能分選機(jī)機(jī) 械部分的設(shè)計(jì)，在電腦同步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上通過(guò)對(duì)紅棗的重量的綜合檢測(cè)和分析，從而達(dá)到 對(duì)紅棗大小的分選。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括紅棗輸送機(jī)構(gòu)、分選部分機(jī)械系統(tǒng)、稱重模塊的設(shè)計(jì)及研 制。具體研究?jī)?nèi)容如下：1）紅棗智能分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要包括紅棗的輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分 級(jí)卸料裝置等的設(shè)計(jì)及研制。2）稱重試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。包括稱臺(tái)的設(shè)計(jì) 3）紅棗從卸料到分選過(guò)程 中的輸送器械的設(shè)計(jì)。本課題擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題是設(shè)計(jì)稱重模塊及紅棗的分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)，在同 步控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上完成輸送線上紅棗的動(dòng)態(tài)位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)和連續(xù)跟蹤，及紅棗的大小重量、 紅棗的等級(jí)和紅棗的位置信息的正確配準(zhǔn)。從而最終將紅棗按大小重量的不同進(jìn)行等級(jí)劃分。 1.5 可行性分析 了解和知道紅棗的特點(diǎn)和外觀形狀，要考慮到不同大小紅棗的需求，為紅棗的優(yōu)質(zhì)分級(jí)做準(zhǔn)備。 層疊式分級(jí)每一級(jí)的所涉及層疊的間距尺寸，根據(jù)紅棗的大致形狀擬定每一層?xùn)艡谥g的間距。層 疊式分級(jí)機(jī)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的因素： （1） 機(jī)構(gòu)的用電耗能。 （2） 機(jī)構(gòu)的層面振動(dòng)頻率，工作的負(fù)荷。 （3） 機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)的安全性，平穩(wěn)性，持久性。 （4） 機(jī)構(gòu)的安全調(diào)速范圍以及振動(dòng)的劇烈程度。 （5） 分級(jí)的流利和分級(jí)的準(zhǔn)確性。 （6） 分級(jí)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)的可靠性，安全性。 （7） 系統(tǒng)的操作和維修的難易程度。 （8） 紅棗分級(jí)機(jī)構(gòu)的總體成本。 紅棗在上料時(shí)喂料要均勻，可以提高工作效率高，振動(dòng)的目的是將紅棗精確分級(jí)，要求執(zhí)行 的機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，均勻。以滿足分選級(jí)別的需求。分級(jí)機(jī)構(gòu)要適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，保證正常的 工作。還要重點(diǎn)考慮分級(jí)機(jī)構(gòu)的工作環(huán)境，工作負(fù)荷以及工作效率。 重點(diǎn)研究 (1)如何更好更均勻的實(shí)現(xiàn)喂料。 (2)分級(jí)過(guò)程中每一層的間距大小。 (3)每一個(gè)層面的平面往復(fù)振動(dòng)的頻率以及速度的可調(diào)節(jié)性。 (4)喂料的重量與分級(jí)機(jī)構(gòu)的工作負(fù)荷相關(guān)性。 (5)每一層的工作任務(wù)量和工作時(shí)間的一致性。 本課題所涉及的關(guān)鍵問(wèn)題是分選的問(wèn)題。因紅棗自身的特點(diǎn)的不同，品種的不同，直徑的不 同。本課題針對(duì)各種紅棗的種類以及尺寸進(jìn)行分析研究。在本課題中加入振動(dòng)機(jī)構(gòu)，以提高在分 級(jí)中得工作效率和分選質(zhì)量。為了保證分級(jí)的準(zhǔn)確性和可調(diào)節(jié)性，在每一層的兩側(cè)面預(yù)留出和分 級(jí)柵欄粗細(xì)的空間，柵欄可以在預(yù)留的空間中滑動(dòng)，根據(jù)不同的紅棗尺寸調(diào)節(jié)分級(jí)的間距。在降 低成本方面首先通過(guò)組裝想辦法，盡量用較少種類的部件生產(chǎn)更多種類的組合件。其次是優(yōu)化生 產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)損耗，降低人工設(shè)備成本。最后采用新工藝，降低材料動(dòng)力的使用。在選擇分 級(jí)柵欄的時(shí)候盡量選擇質(zhì)量輕，價(jià)格適中的合金材料。為了使安裝方便，在安裝方面盡量減少齒 輪的使用，在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的時(shí)候盡量對(duì)一些重要的參數(shù)要計(jì)算準(zhǔn)確，有焊接的部位要保證焊接的牢 固性 研究紅棗的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在紅棗喂料的過(guò)程中盡量保證喂料的均勻性?？紤]到紅棗的品種 和大小的不同，要精確的計(jì)算每一級(jí)的間距以及每一層?xùn)艡诘拈g距。在分選時(shí)采用振動(dòng)，要采用 工作穩(wěn)定，工作效率高的電機(jī)。所選用的電機(jī)要時(shí)也要考慮喂料的質(zhì)量。保證電機(jī)的正常工作。 2.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 2-1 所示： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖 2-1 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(dòng) 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(yùn)動(dòng)。輸送鏈的 鏈節(jié)距為 31.75mm，相鄰滾子之間的間距為兩個(gè)鏈節(jié)距，即為 63.5 mm。滾子呈雙錐凹形，紅棗支承 在兩個(gè)相鄰滾子之間，分選杠桿則正好處于紅棗的的正下方。在圖像采集區(qū)域設(shè)置有光照箱，滾子下 面還設(shè)置有摩擦帶。當(dāng)滾子在摩擦帶上滾動(dòng)時(shí)，紅棗就一面在滾子上翻轉(zhuǎn)滾動(dòng)，一面隨滾子和輸送鏈 一起向前輸送，層疊式紅棗分級(jí)機(jī)總共分為三級(jí)，每一級(jí)的分級(jí)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(jí)杠桿的間距。第一級(jí)分級(jí)杠桿間距為 30mm，第二級(jí)分級(jí)杠桿間距為 40mm，第 三級(jí)分級(jí)杠桿間距為 50mm。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)鏈輪，鏈條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)紅棗大小分選。前面的分級(jí)杠桿間距小， 最后的分級(jí)杠桿間距大。機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中采用鏈傳動(dòng)，每一級(jí)都有相應(yīng)的一條傳送鏈，在兩級(jí)相接 處有兩個(gè)鏈輪，內(nèi)側(cè)的鏈輪與下一級(jí)的內(nèi)側(cè)鏈輪相連。保證整個(gè)機(jī)器的側(cè)面在一個(gè)平面。紅棗分級(jí)落 入相應(yīng)的紅棗收集箱內(nèi)。 3 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅棗分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、水果輸送翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、分級(jí)卸料裝置和稱重 臺(tái)等組成。主要作用是為整個(gè)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(cè)和分級(jí)卸料過(guò)程。 3.1 機(jī)體框架的設(shè)計(jì)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(dòng)鏈輪一側(cè)開始，在輸送鏈上依次布置 圖 3-1 紅棗分選機(jī)布置示意圖 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)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(cè)以及分級(jí)卸料提供一個(gè)包括圖像采集區(qū)、重量大小 檢測(cè)區(qū)和分級(jí)卸料區(qū)三部分的水平工作表面。傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用三級(jí)傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器輸 入軸為第一級(jí)，減速器輸入、輸出軸之間為第二級(jí)，減速器輸出軸驅(qū)動(dòng)輸送鏈主動(dòng)輪為第三級(jí)。 第一級(jí)采用聯(lián)軸器傳動(dòng)；第二級(jí)就采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動(dòng)；第三級(jí)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(dòng)。 3.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 進(jìn)過(guò)查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》和相關(guān)資料，確定鏈輪的轉(zhuǎn)速為 50-70r/min，選擇 60r/min,確定鏈輪所 需功率為 1.5KW，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第 167 頁(yè)表 12-1 可知有： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 表 3-1 電動(dòng)機(jī)的類型 方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 kw同步轉(zhuǎn)速 minr滿載轉(zhuǎn)速 inr電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 kg參考價(jià) 格 傳動(dòng)裝 置 傳動(dòng)比 1 Y90S-2 1.5 3000 2840 22 5.00 47 2 Y90L-4 1.5 1500 1400 27 3.48 23 3 Y100L-6 1.5 1000 940 25 2.22 15 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及傳動(dòng)比，可見(jiàn)第二種方案比較合適，因 此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是 Y90L-4。 該電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸如下表 3—2： 表 3-2 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸 確定總的傳動(dòng)比： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 =1400r/min 和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速 n=60r/min，可得傳動(dòng)裝置mn 的總的傳動(dòng)比是： (3-1) 236014?ia 由于傳動(dòng)比為 23，大于 8，故初步選擇減速器為展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，由于該類型減 速器 ， ，故確定減速器的 、 分別為 5、3.2。??215.~3ii?1 1i2 減速器選用 JZQ 型系列減速器，型號(hào)為 JZQ200，速比為 23。由于電動(dòng)機(jī)輸出軸的直徑為 24mm，故選擇減速器高速軸的直徑為 24mm，此時(shí)低速軸的直徑為 30mm。 3.2.2 輸送鏈的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)臺(tái)輸送機(jī)構(gòu)采用帶附件的雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，在附件上安裝水果支承滾子組件。 水果放置在相鄰的兩個(gè)滾子上，水果分選杠桿的正上方，并隨輸送鏈條一起向前輸送。 （1）輸送鏈鏈條型號(hào)的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩擦力和鏈條 在鏈輪上轉(zhuǎn)彎時(shí)的慣性力，所以對(duì)鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈， 由于鏈條在輸送過(guò)程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾動(dòng)，從而減少摩擦和磨損。 通過(guò)查閱有關(guān)資料，最終選擇了 C210H 型 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈鏈條，其結(jié)構(gòu)和具體參 數(shù)如圖 3-2 和表 3-3 所示 表 3-3 鏈條型號(hào)的選擇 （2）輸送鏈附件的選擇 紅棗在輸送過(guò)程中，隨紅棗支承滾子組件一起運(yùn)動(dòng)，而紅棗支承滾子組件又隨著輸送鏈條一 起運(yùn)動(dòng)。為了在輸送紅棗的同時(shí)檢測(cè)紅棗的重量，紅棗支承滾子組件與輸送鏈鏈條之間必須是鉸 接安裝，且能夠繞著平行于輸送鏈鏈條運(yùn)動(dòng)方向的縱向水平軸在垂直于鏈條運(yùn)動(dòng)方向的豎直平面 內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在組件的另一端通過(guò)稱重傳感器檢測(cè)組件重量，進(jìn)而可以判斷出紅棗的等級(jí)。 中心高 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 90 335×180×190 125×140 10 50×24 8 節(jié)距 P(mm) 滾子直 徑 d1 (mm) 內(nèi)鏈板 內(nèi)節(jié)寬 度 b1 銷軸直 徑 d2(mm) 銷軸長(zhǎng) 度(mm b4 內(nèi)鏈板 高度 h2 鏈板厚 度 （mm） 抗拉強(qiáng)度 KN C210H 12.7 7.6 3.76 2.036 8.7 6.03 1.6 8.72 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 同時(shí)，紅棗分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用杠桿式撬動(dòng)分選，紅棗分選杠桿也必須能夠繞著平行于輸送鏈條運(yùn) 動(dòng)方向的轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，為了安裝紅棗支承滾子組件和紅棗分選杠桿組件，必須在輸送鏈 的每個(gè)鏈節(jié)處提供一個(gè)平行于輸送鏈條運(yùn)動(dòng)方向的縱向水平軸。為此選用 A2 型雙節(jié)距直板輸送鏈 附件，其結(jié)構(gòu)如圖 3-3 所示，具體參數(shù)如表 3-4 所示。在 A2 型附件上再安裝一個(gè) U 型支架，在支 架上安裝所需的縱向水平軸. 表 3-4 鏈條參數(shù)的選擇 ANSI 鏈號(hào) 節(jié)距 P(mm) 兩安裝孔 中心距 g (mm) 中心孔距鏈條中 心線距離 f(mm) 平臺(tái)高度 h4 (mm) 安裝孔直徑 d4 (mm) C210H 31.75 11.9 15.9 11.1 3.3 所以，最終選擇 C210H 型雙節(jié)距大滾子輸送鏈和 A2 型節(jié)距直板輸送鏈附件作為該傳動(dòng)系統(tǒng)的 輸送鏈條。 （3）輸送鏈鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 3-2 所示。 圖 3-2 鏈條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸送鏈鏈條型號(hào)的選擇 由于輸送鏈主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，所受阻力只有鏈條與導(dǎo)板間的摩擦力和鏈條在鏈 輪上轉(zhuǎn)彎時(shí)的慣性力，所以對(duì)鏈條的載荷要求較小，所以選擇 A 系列雙節(jié)距大滾子輸送鏈，由于 鏈條在輸送過(guò)程中，鏈條滾子可在支承導(dǎo)板上滾動(dòng)，從而減少摩擦和磨損 （1）鏈輪公差 查文獻(xiàn)[8]表 13-16 與表 13-19 有： 齒表面粗糙度： a6.3Rm?? 齒根圓極限偏差 量柱測(cè)量距極限偏差： 由于： ，查文獻(xiàn)[8]表 13-6 有：上偏差 0，下偏差-0.25。125fd 量柱測(cè)量距：查文獻(xiàn)[8]表 13-17 得， （3-1909cos6.4cos7.2.1RMdmZ?????? 2） 式中： —量柱直徑， ，量柱的技術(shù)要求為：極限偏差為：上偏差+0.01，下偏差dRr 0；表面粗糙度 ；表面硬度為：55--60HRC。a.m? 鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動(dòng)量： 不能超過(guò) fx{08 +,0.15}=. 軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的端面跳動(dòng)量： 不能超過(guò) fa.9d.4m 孔徑：H8 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 齒頂圓直徑：h11 齒寬：h14 （2）選擇鏈輪齒數(shù) 取傳動(dòng)比為 i=1 參照鏈速和傳動(dòng)比查文獻(xiàn)[11]表 8-2-5 取 Z1=21 （3）選擇大鏈輪齒數(shù) =iz1=1×21=21<120 故合理2 （4）確定計(jì)算功率 已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，設(shè)計(jì)功率為： (3-3)41.301.8???mkZpAd 式中：P—傳遞功率 KW —工況系數(shù)，查文獻(xiàn)[11]表 11-3，取 =1.0Ak A —鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查文獻(xiàn)[12]表 13-13，取 =1.114z zk 多排鏈系數(shù)，查文獻(xiàn)[12] 表 13-14，取?m 0.1?m （5）鏈條節(jié)距選用 根據(jù)設(shè)計(jì)功率 （取 = ）和小鏈輪轉(zhuǎn)速 ，由文獻(xiàn)[11]表 11-1 選用 40A 號(hào)鏈條，查表pdp?n 11-1 節(jié)距 P=63.50 （6）驗(yàn)算鏈輪輪轂孔徑 max3134kkd???1060d 式中： —由支承軸的設(shè)計(jì)確定 kd —鏈輪輪轂孔的最大許用直徑，查文獻(xiàn)[11]表 11-4 得 =310mmmax maxkd 故鏈輪輪轂孔徑滿足設(shè)計(jì)要求。 （7）計(jì)算鏈輪尺寸 圖 3-3 鏈輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 分度圓的直徑： mm (3-4)06.42)1/80sin(5.63)/180sin( ???ozpd 齒頂圓直徑： mm75.468.395.2.max ??????rd 齒根圓直徑： mm.94?rf 分度圓的弦齒高： (3-5)mpzhra 2..0.63)218.5.0(.)8.0625.(?? （8）初定中心距 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 51108.962xdm??737?68(0)3.24x???????????? ?。? 12.4m?? 則可得中心距： 213813()4axd22180(763.5)180m????2466.4..4??? （9）鏈條長(zhǎng)度及鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) 鏈長(zhǎng)： 8012Lxxm? 鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)： （3-29..7p 6） 圓整成偶數(shù)節(jié)，取 630 節(jié)。? （10）實(shí)際中心距 由文獻(xiàn)[11]表 8-2-5 有 ，通常， 。'a??(0.2.4)aa?? 因中心距可調(diào)，取 ，則 0.44'13'8.1879.m??4265026350a （11）鏈速 （3-17.n4/./60pzVs??? 7） 屬于低速傳動(dòng)。 （12）有效圓周力 （3-10.713854pFNV?? 8） （13）作用于軸上的拉力 對(duì)于傾斜傳動(dòng)有： （3-(1..20)1.381596.2QAKF???? 9） （14）潤(rùn)滑方式 根據(jù) p＝12.7mm、 v = 由文獻(xiàn)[11]圖 8-2-4 查出宜用油刷或油壺人工定期潤(rùn)滑。.54m/s 4 軸選擇和校核 4.1 軸承的選擇 軸兩端由軸承固定在機(jī)架上。根據(jù)軸受力和軸徑的不同，，本設(shè)計(jì)選用的軸承是：深溝球軸 承 已知此處軸徑 ，所以選內(nèi)徑為 40mm 的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇深溝球軸承；d40? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 查表 6-1，選擇型號(hào)為 6008 GB/T276—1994 的軸承。另一處已知軸徑為 ，所以選內(nèi)徑md40? 也為 40mm 的軸承，選擇型號(hào)也為 6008 GB/T276—1994 的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下：[12] 軸承外徑：B =15mm，D=68mm 基本額定動(dòng)載荷：C =16.2KNr 4.2 軸的剛度校核 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。 軸的扭矩計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： T = = （4-dmdnp950NM46.2510?? 1） 式中： 為電動(dòng)機(jī)額定功率， 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速dp 主軸輸入轉(zhuǎn)矩： （4-1235.4620.96.7084.5Ti N??????? 2） 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書參考表 1 初選1 9.? 為軸承的傳動(dòng)效率初選2 8.3 為內(nèi)外磨的傳動(dòng)效率初選3 9604? 根據(jù)要求，軸要滿足下列條 軸的強(qiáng)度條件： （4- ][53.2.7.533 ?? ???MPadWT 3） 式中： 為軸的切應(yīng)力，MPa;T 為轉(zhuǎn)矩，N.mm; 為抗扭截面系數(shù)， ; 為許用扭切應(yīng)TW3m][? 力，MPa. 表 4-1 常用材料的 值和 C 值][? 軸的材料 Q235,20 35 45 40Cr，35SiMn][? 12-20 20-30 30-40 40-52 C 160-135 135-118 118-107 107-98 該軸的材料為 45 號(hào)鋼，則滿足強(qiáng)度條件，軸是安全的。 軸的剛度計(jì)算 （4- ][689.035.10.824.73244 ???? ?????radGTlIlP 4） 式中：T 為轉(zhuǎn)矩； 為受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度， mm;G 為材料的切變模量，MPa;d 為軸徑，mm;l 為軸截面的極慣性距。 , ，故軸是安全的。PI][?? 4.3 軸的強(qiáng)度校核 已知：軸的結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖。L=224mm，K=128.5 mm 齒輪的嚙合力： 圓周力：F = N (4-5)t 2.45.70321??d 徑向力：F = F =2445.22× =910.01N (4-6)rt?an0tan 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 法向力： =2445.22/cos20°=513.06 N (4-7)?costnF? 4.3.1 求垂直面的支承反力 N (4-8)35.29417.5821??LrV F = F —F =294.35 Nvrv 4.3.2 求水平面的支承反力 F =F = N (4-9)H12 7.80.6t 4.3.3 F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 F = N (4-10)3.145.3??LK F =F+ F =6486.3 N21 外力 F 作用方向與帶傳動(dòng)的布置有關(guān)，在尚未確定具體布置前， 可按最不利情況考慮。 5.紅棗質(zhì)量的理論計(jì)算 由于所設(shè)計(jì)的稱臺(tái)長(zhǎng)度能同時(shí)支承兩個(gè)滾子，而兩個(gè)滾子上面正好容納一個(gè)紅棗，滾子、紅 棗、滾子軸及滾子軸支架等會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于 o 點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩（如圖 3-7 所示） 。所以，稱重傳感器所 稱的總重量應(yīng)為一個(gè)紅棗和兩個(gè)滾子及附件（滾子軸及滾子軸支架等）相對(duì)于鏈條的轉(zhuǎn)矩在稱重 傳感器上的等效重量與稱臺(tái)的重量之和。 受力分析如上圖所示。稱重模塊各部分在自重的作用下產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于 o 點(diǎn)的力矩，用 M 表 示。其力臂的大小分別設(shè)為 ， ， ,即各部分的重心到通過(guò) o 點(diǎn)的垂直線的距離。由合力矩定1l23l 理可得， （5-)()()(50400GMG?? 1） 又有力矩計(jì)算公式得， （5-2250 41320)()(lGl?? ） 式中： ——滾子、滾子軸及滾子軸支架作用在稱臺(tái)上的等效重力 2G ——滾子軸支架所受的重力3 ——滾子軸所受的重力4 ——滾子所受的重力5 又由力矩平衡得， （5-)()(00GM? 3） 其中， 3002)(l? 式中： ——紅棗所受的重力G ——紅棗作用在稱臺(tái)上的等效重力0 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 設(shè)兩稱重傳感器所稱的總重量為 w kg，則有:20mw?? 式中： ——紅棗的等效質(zhì)量 ——承臺(tái)質(zhì)量1 ——滾子、滾子軸及滾子軸支架在稱臺(tái)上的等效質(zhì)量2 其中，紅棗支撐滾子所用的材料為尼龍 6，取密度為 1.14g/cm3。其他各部分選用材料為 45 號(hào)鋼，密度為 7.85g/cm3。經(jīng)計(jì)算： 稱臺(tái)的質(zhì)量 =1.083 kg1m 滾子軸支架的質(zhì)量 =0.0783 kg3 滾子軸的質(zhì)量 =0.0517 kg4 滾子的質(zhì)量 =0.495 kg5 而 =39 mm， =104.3 mm， =144.3mm1l2l3l 求解以上各式可得， kgwm)92.1(8.?? 式中：m——紅棗的質(zhì)量 由于稱重是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，由沖擊等各方面影響使得所測(cè)數(shù)據(jù)變化較大，可采取多次試驗(yàn)取 平均值的方法可找出所測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際重量之間的關(guān)系，最后測(cè)得數(shù)據(jù)證號(hào)為紅棗的重量值。 6 其它零部件 6.1 分選機(jī)支架的設(shè)計(jì) （1）支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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(gè)端蓋通過(guò) 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。 （2）支架材料的選擇 為防止生銹，故整個(gè)機(jī)體均采用通用的不銹鋼型號(hào) 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。 6.2 輸送帶的設(shè)計(jì) 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(jì)尺寸為：4000mm×1000mm。帶輪直徑為 640mm。支架設(shè)計(jì)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(hào)為 CC-56，規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 6-1： 表 6-1 織物輸送帶的規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 輸送帶 型號(hào) 扯斷強(qiáng)度 （N/mm） 每層質(zhì)量 （kg/ ）3m 每層 厚度 mm 伸長(zhǎng)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 6-1： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 6-1 平帶輸送的結(jié)構(gòu)示意圖 1 支架 2 帶輪 3 帶 6.3 輥?zhàn)虞斔偷脑O(shè)計(jì) 根據(jù)查找《機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》相關(guān)內(nèi)容，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)選用 GZT9 轉(zhuǎn)軸無(wú)動(dòng)力式圓柱形長(zhǎng)輥輸 送機(jī)，其相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 6-2： 表 6-2 長(zhǎng)輥輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 輥?zhàn)虞斔?機(jī)型式 輥?zhàn)又睆?D（mm） 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 l(mm) 機(jī)架長(zhǎng)度 L（mm） 輥?zhàn)娱g距 P 輸送機(jī)高度 H 輸送速度 m/s GZT9 50 1000 5000 100 800 0.125 根據(jù)紅棗輸送的工作環(huán)境，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的輥?zhàn)舆x用碳鋼制造。 7 總結(jié) 了解國(guó)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(jì)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(jì)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(guò)理論計(jì)算表明，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行正常，滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。 （2）設(shè)計(jì)制作了紅棗分選過(guò)程中的輸送裝置，輸送裝置采用鏈傳動(dòng)帶動(dòng)紅棗支撐滾子的傳動(dòng)。 （3）設(shè)計(jì)了紅棗分選過(guò)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(jì)了紅棗的分選過(guò)程中從卸料到分選機(jī)構(gòu)的輸送裝置。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 致 謝 首先感謝的是我的指導(dǎo)老師，設(shè)計(jì)是在張宏老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他無(wú)論是在資料的整 理，還是在設(shè)計(jì)的畫圖等各個(gè)方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在他的精心指導(dǎo)下，才使得我 的設(shè)計(jì)一步一步的有序的完成，同時(shí)也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識(shí)，受益匪淺，特致以深深 的感謝。同時(shí)也要感謝學(xué)科組每一位老師們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間對(duì)我的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的解答和指 導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，而且在我沒(méi)有想到的方面還給予我詳 細(xì)的指導(dǎo)，為我改進(jìn)設(shè)計(jì)，提供了寶貴的建議，學(xué)生深表謝意。 大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母親人們，我的老師和同學(xué)們、 表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的母校塔里木大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué) 習(xí)和提高。塔里木大學(xué)四季如歌的校園，美麗如詩(shī)的風(fēng)景都深深的留在了我的記憶里。四年珍貴 的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。 “自強(qiáng) 不息，求真務(wù)實(shí)”的校訓(xùn)我將銘記于心，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中躬身踐行。 再次,感謝我的同學(xué)們,在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了他們無(wú)私的幫助，以及許多啟發(fā)性的指導(dǎo)和建議。 在此向所有支持、關(guān)心、幫助我的人表示由衷的感謝!祝他們永遠(yuǎn)健康、幸福! 最后，感謝我的父母親人們對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持，使我能順利完成學(xué)業(yè)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 參考文獻(xiàn) [1] 金農(nóng).我國(guó)棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2007.(01). 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