毕业设计(论文)栅条滚筒式干果分级机设计.doc
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1、毕业设计(论文)题 目: 栅条滚筒式干果分级机设计 学 院: 农业工程与食品科学学院 专 业: 机械设计 姓 名: 学 号: 指导教师: 毕业设计(论文)时间:二一 年 三 月一日 六月 十七 日 共 十五 周摘 要在国内外干果分级设备研究的基础上,开发出一种生产率高、作业质量好、能耗低的新型干果分级设备栅条滚筒式干果分级机。通过对各文献的阅读及经验借鉴,对栅条滚筒式干果分级机某些细节进行必要的改进和技术上的提高,以使其更适合生产要求及有更强的适应性。然后,按照设计要求,对栅条滚筒式干果分级机的参数进行选定,并通过已知公式的计算,确定该机械的各部分的尺寸,依据各尺寸对该机器的各零件进行选用校核
2、,并最终将各零件装配成形,在设计计算的前提下,得到所需要的新型栅条滚筒式干果分级机。关键词:干果,栅条滚筒式,分级,设计AbstractOn the basis of research on s dried fruit sorting machine at home and abroad , a new-type dried fruit sorting machine with high productivity, high processing quality and low energy consumption-dried fruit sorting machine of grid cyl
3、inderBy reading the literature and learning experience from it,there are some improving enhancing on the details of the sorting machine and its technical,to make it more suitable for production requirements and more adaptive.Then,in accordance with the design requirements,we select the parameters fo
4、r dried fruit sorting machine of grid cylinder,and according to the calculation of the known formula to determine the mechanicals all parts of the size, based on the size of various parts of the machinery we do the checking and selection of the parts.After all the work being done, we assembly formin
5、g the various parts in the design.Ultimately we have the machine that we needed. Keywords: dried fruit, grid cylinder,sorting machine, improved design目 录摘 要.I4Abstract(英文摘要).目 录.第一章 绪 论1.1 课题研究的目的及意义.11.2 国内外研究现状.21.3 研究内容及方向.7第二章栅条滚筒式干果分级机总体方案的确定. .92.1 技术关键.92.2 工作结构设计.92.3 主要工作参数的确定.102.4 整机结构及技术
6、参数特征.13第三章 栅条滚筒式干果分级机零部件的设定. .153.1 传动部分设计.153.2 栅条滚筒的设计.173.3 轴的设计. 203.4 其它主要部件的设计.21第四章 社会经济效益分析.23结 论.24致 谢.25参考文献.26第一章 绪论1.1 课题研究的目的及意义 改革开放以来,我国林果业发展取得了巨大成绩。近几年,干果的年产量逐年大幅度增加,总产量及增产速度也在世界名列前茅。林果业种植面积和产量的增加,对于干果的加工也提出了的新的要求。干果的等级差价较大,每级的差价为310元/公斤,而红枣、核桃、杏干、巴旦杏、无花果等干果机械化分级是个空白,人工分级劳动强度大,效率低,成本
7、高且不准确。林果业种植地区干果增值低,市场销售的干果大多数是通货或少量的人工分级,大部分以原料形式出售,附加值低,竞争处于劣势,干果加工的滞后制约林果业种植区干果业的发展。目前,随着人民消费水平不断提高,消费者对于高品质干果的需求也不断增加。作为果农既要满足消费者需求又要使干果增值,只有通过干果的加工才能同时满足二者的要求。干果分级机是干果加工必不可缺的初级设备,该设备的研制成功对林果种植区干果加工具有十分重要的意义。据相关市场调查和掌握的信息,很多林果种植区的果农急需干果分级机,初步估算,需求量在1000余台,干果分级机的研制非常必要,而且市场潜力巨大。因此,研制出适合林果种植区农村的干果分
8、级机是当务之急!1.2 国内外研究现状1.2.1国外现状国外的干果加工业已经相当成熟并且形成了一定的规模。美国、欧洲以及澳大利亚等发达国家,干果几乎100的都经过机械化的分级、清洗、烘干、包装等生产线,进行分级、商品化处理后,再投放市场。国外水果分级机的分级方式主要有以下三种:重量分级机、色泽分级机、色泽重量分级机。这些分级方式同样可以适用于干果分级当中。果实重量分级机按重量分级的分级机械是利用杠杆原理进行的。在杠杆的一端装有盛果斗,盛果斗与杠杆间是铰链连结,杠杆的另一端上部由平衡重压住,下部有支撑导杆以保持水平状态,杠杆中间由铰链点支撑,当盛果斗的果实重量超过平衡重时,杠杆倾斜,盛果斗翻到,
9、抛出果实。承载轻果的杠杆越过此平衡重的位置沿导杆继续前移,当遇到小于果实重量的平衡重时,杠杆才倾斜,盛果斗翻到在新的位置抛出较轻的果实,由此,果实可按重量不同被分成若干等级。目前较先进的微机控制的重量分级机,采用最新电子仪器测定重量,可按需选择准确的分级基准,分级精度高,使用特别的滑槽,落差小,水果不受冲击、不损伤。分级、装箱所需时间为传统的1/2。美国Penwalt公司Decco型分级机是一种新型果实分级机,具有速度快、性能好、通用性强的特点。它根据“体积”分级的原理进行工作,综合了大小和重量分级机最突出的优点,同时消除了二者的缺点,使分级作业真正得以柔和平缓地进行。Decco型分级机工作原
10、理是:提升机辊子将待分级的果实送入四星装料斗,星轮与提升机以链条驱动的各对定距辊子同步,辊子承载水果通过分级全程,这样的装置,星轮可以很柔和地将水果从提升机传送到由一对滚子形成的凹槽中,根据选用分级机规格的不同,分级部分包括6-9行高度可调的“摩擦指”,滚子从摩擦指下通过,缓缓地作反时针回转,水果则作顺时针转动,当水果遇到摩擦指(最大的水果首先接触摩擦指),由于转动与摩擦的组合,水果极柔和地从滚子上移动并落入弹性的摆动活动门上,水果自重足够使其滑出并滚到输送皮带上,然后由皮带送入包装槽中。由于水果没有摔落,也没有其他任何典型的引起损伤的动作,分级柔和。果实色泽分级机按色泽分级的分级机工作原理是
11、:果实从电子发光点前面通过时,反射光被测定波长的光电管接受,颜色不同,反射光的波长就不同,再由系统根据波长进行分析和确定取舍,达到分级效果。在意大利的果品贮藏加工业生产中,使用颜色分级机较早,主要是对苹果进行颜色分级,其原理是按照绿色苹果比红色苹果的反射光强的道理进行的。工作时,果实在松软的传送带上跳跃移动,光线可照射到水果的大多部位,这样就避免了水果单面被照射。反射光传递给电脑,由电脑按照反射率的不同来将果实分开,一般分为全绿果、半绿(半红)果、全红果等级别。日本三菱电器公司研制的水果成熟度分级机,是利用传感器综合测出梨的表面颜色、对特定光的透光率、形状和大小,并与事先贮存在计算机中的优良梨
12、的数据进行对比,推算出成熟度和糖分。果实色泽重量分级机既按果实着色程度又按果实大小来进行分级,是当今世界生产上最先进的果实采后处理技术,该机首先在意大利研制成功并应用于生产。工作原理是;将上述的自动化色泽分级和自动化大小分级相结合。首先是带有可变孔径的传送带进行大小分级,在传送带的下边装有光源,传送带上漏下的果实经光源照射,反射光又传送给电脑,由电脑根据光的反射情况不同,将每一级漏下的果实又分为全绿果、半绿半红果、全红果等级别,又通过不同的传送带输送出去。该生产线每小时可处理苹果15-20吨。美国俄勒冈州的Alle Electronics公司生产能分选果实、蔬菜、果仁及各种小食品的装置。该装置
13、采用高晰像度的CCD摄像机,能识别以每分钟580英尺速度在传送带上移动的产品上仅1mm大小的变色部分和缺陷部分。在进料传送带与接取传送带之间用空气输送产品之际,计算机使128个次品排除器中的1个工作,排除次品。排除时能控制空气吹在次品的中心部位,几乎不发生错误排除现象。该分选装置能按产品的色泽或大小进行分选,并能将特定产品分选内容参数编成程序预先储存在存储器内。 1.2.2 国内现状我国对于分级技术的研究经历了如下三个阶段:20世纪70年代末,以引进国外技术及设备为主,国内对此基本上是空白的;20世纪80至90年代,我国加工技术逐步发展起来,人们逐渐认识到了分级技术的重要性,于是开始引进、学习
14、国外先进技术,并开始进行新设备的开发工作,国内开始出现分级设备的研究机构和生产厂家,20世纪90年代中期以来,由于市场对分级技术及设备的要求越来越高,并且此时国内对分级技术的研究积累也达到了一定程度,且取得了显著进步,并开发出了诸多具有自主知识产权的新技术、新设备。但尽管如此,与发达国家相比,中国目前在分级领域仍然存在大型设备不足、工艺控制技术落后、磨耗和单位产品能耗偏高、特殊粒形的生产工艺和设备落后等问题。下面就应用于干果分级机上的分级装置的类型介绍如下:1.锥辊式分级装置 锥辊式分级装置采用的是一对相对转动的锥形辊,如图1-1(图中各参数的单位为mm),干果在两锥形辊的带动下不停地上升和下
15、落,同时,干果在重力和上端干果对其侧向挤压力的共同作用下沿锥形辊向下移动,直至两锥形辊的间隙大于干果的直径时,干果通过间隙落下。该装置分级效果不好,因为: 干果大量喂入时,上层的干果无法及时地与下层干果进行交换,造成前一级干果在后一级甚至后几级才被分离出去,出现分级混杂、混级率增大的现象。 由于有相当一部分干果是椭球形的,这些干果在下滑的时候,会因下滚姿态的不同,而在不同的位置下落,从而造成分级误差。2.圆孔筛分级装置图1-2是圆孔筛分级原理图,该圆孔筛与水平线的夹角为。筛孔由右往左逐渐变大,干果在重力和离心力的共同作用下沿筛壁下滑并通过合适的孔口落下。该圆孔筛的转速范围为:(R干果半径m,n
16、圆孔筛转速r/min)该装置的一个缺点是:在分级的过程中,有时会出现干果堵塞筛孔的现象,尤其是在干果大量喂入时。3.平面振动筛分级装置图1-3为平面振动筛装置简图。该振动筛分级装置是由三个筛子组成。筛子振动时,干果与筛面产生相对滑动,尺寸小于筛孔的干果有可能通过筛孔,掉入下筛,其余的留在筛面上,并沿筛面流向一侧,由集料口收集。通过干果分级试验表明这种分级装置分级效果差,基本不能实现正常分级。4.栅条滚筒式分级装置如图1-4所示,筛分部分由三段滚筒组成,每段滚筒的栅条间隙不同,第一级到第三级栅条的间隙逐渐增大。干果在筛筒内轴向随着滚筒一起做圆周运动;轴向上由于干果具有弹性而且筛筒与水平面有一定的
17、夹角所以作曲线或直线运动。当干果进入筛筒时,厚度尺寸小的干果在离心力的作用下从第一级被分离出来,厚度尺寸较大的干果在滚筒的带动下运动到下一级继续筛选,如此重复直到第四级干果从侧面出料斗分出为止。1.3 研究内容及方向我国对于干果分级机械的研究较晚,并且多以小型设备为主。上海市已经研制出6GZ4.0智能瓜果精选分级机。其主要设备包括:瓜果外部品质、大小判别系统(图像识别);瓜果自动传输、分选机械装置;瓜果精选、分级设备的电气控制系统;智能学习模块等。山西农机研究所也研制成功了6ZF-0.5型红枣分级机。但是同发达国家相比,我国仍是干果加工落后的国家。其中存在的主要差距有:(1)干果分级、商品化处
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