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樱桃番茄分级传输机构设计

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文档分类: 机械及其自动化论文

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关于本文

  • 本文标题:樱桃番茄分级传输机构设计.doc
  • 链接地址:https://wk.sbvv.cn/view/19124.html
  • 内容摘要:樱桃番茄分级传输机构设计 摘要 互联网时代的到来,科技技术得到日益创新和发展,各行各业迎来了新的发展高潮,打破了传统制造业的生产模式,迎来了科技时代。对于传统的机械制造业而言,低效高耗能资金投入大,人工费用高等成为其可持续发展的掣肘,随着互联网科技时代的到来,机械制造业日益具备高效低能耗成本低等优点,成为其占据市场份额可持续发展的强大动力。对于水果自动分拣系统而言,其主要由PLC电路系统图像处理以及机械转动等各个子系统联合组成的系统,用于水果分拣,能够根据水果种类,大小重量等因素自动完成分拣。具体而言,首先,该系统通过录影室对水果图形进行采集,后将采集的图形信息通过信号传输至分级系统,后分级系统根据信号信息完成分级动作,实现水果分级。该系统成本低,效率高,精准度强,对水果损害较小,在市场上得到广泛运用。 关键字,自动,图形处理,气动分级 Abstract WiththeadventoftheInteeterascienceandtechnologyhavebeenincreasinglyinnovatedanddevelopedandvariousindustrieshaveusheredinanewdevelopmentclimaxbreakingthetraditionalmanufacturingmodeofproductionandusheringintheeraoftechnology。Forthetraditionalmachinerymanufacturingindustrylowefficiencyhighenergycoumptionlargecapitalinvestmentandhighlaborcostshavebecomeobstaclestoitssustainabledevelopment。WiththeadventoftheInteettechnologyerathemachinerymanufacturingindustryhasbecomeincreasinglyefficientlowenergycoumptionandcosteffective。Lowleveladvantageshavebecomeapowerfuldrivingforceforitssustainabledevelopmentinoccupyingmarketshare。ForfruitautomaticsortingsystemitismainlycomposedofPLCcircuitsystemimageprocessingmechanicalrotationandothersubsystems。Itisusedforfruitsortingandcanautomaticallysortaccordingtofactosuchasfruittypesizeandweight。。Specificallyfitthesystemcollectsfruitgraphicsthroughtherecordingroomandthentramitsthecollectedgraphicsinformationtothegradingsystemthroughsignals。Thepostgradingsystemcompletesthegradingactionaccordingtothesignalinformationtoachievefruitgrading。Thesystemhaslowcosthighefficiencystrongaccuracyandlessdamagetofruitssoitiswidelyusedinthemarket。 Keywords,automatic,graphicsprocessing,pneumaticclassification。 目录 摘要 I Abstract II 1前言 1 1。1引言 1 1。2国内外分级机械的研究与发展 1 1。2。1国内分级机构的发展现状 1 1。2。2国外分级机构的发展现状 2 1。3气动水果分级传输装置原理简介 3 1。4传输分级机构工作原理 4 1。5设计安排 5 1。6课题研究意义 5 1。7本章小结 6 2进料机构设计 6 2,1进料机架的设计 6 2,1,1加工工艺的选择 6 2,1,2材料的选择 7 2,2进料槽的设计 7 2,2,1加工工艺的选择 7 2,2,2材料的选择 8 2,2,3进料槽的结构 8 2,3进料筛选机构设计 9 2,3,1方案的确定 9 2,3,2筛选机构结构 9 2,3,3振动电机的选择 10 2,4支撑结构的设计 10 2,4,1进料支撑结构 10 2,5振动机架 11 3主要技术参数和电机选择 11 3。1主要技术参数和电机选择 11 3。2樱桃番茄主要参数 12 4传动系统设计 13 4。1链条和链轮的设计 13 4。1。1链轮的设计 14 4。1。2链条的设计计算 15 4。2滚子设计 17 4。3轴承和轴承座的设计 19 4。3。1轴承的选择 19 4。3。2轴和轴承的安装方式 21 4。4同步带和同步带轮设计 21 4。4。1同步带选择 22 4。4。2同步带带轮设计计算 22 4。5轴的设计 24 4。5。1主动轴设计及校核 25 4。5。2从动轴设计 25 5安装结构设计计算 26 5。1机架设计 26 5。1。1机架材料选择 26 5。1。2机架连接方式 27 总结 28 参考文献 29 1前言 1。1引言 众所周知,我国地大物博,水果种类较多,随着农作物种植水平的不断提高,水果产量日益增大,发展较为迅速,为提高水果经济作物等收入,较多选择出口至国外,然而因我国水果包装不到位,水果整体质量参差不齐,造成我国水果在国际市场中竞争力较差,市场份额较少,对我国经济带来不利影响。鉴于此,随着分级传输机构的设计,我国水果出口迎来了新的发展机遇,通过水果分级传输打包,对水果进行了严格分类,大大提高了我国水果出口整体质量,进一步提高了其市场竞争力。 最初,我国水果分级较多选择人工进行,主要因我国是人口大国,劳动力较为充足,成本较低。但随着市场竞争力的加剧,人工分类存在较为明显的缺点,分级标准不一,主观影响因素较多,效率低,成本加大,分级效果较差,对我国水果出口带来不利影响。鉴于此,为提高水果分级的精准度和效率,本文以樱桃番茄作为研究对象,进一步探究分级传输系统,促进我国水果分级传输,促进其国际化发展。 1。2国内外分级机械的研究与发展 1。2。1国内分级机构的发展现状 追溯我国分级机构技术的发展,可将其概括为三部分,第一,是对分级机构技术的引进,第二是对技术的吸收,第三是对分级机构技术的创新。在1980年左右,我国对分级机构技术主要以引进国外先进设备为主,并未开展对该项技术的研究。随着我国制造业的不断发展和完善,国家逐渐加大对制造业设备的重视,逐渐开展对分离机构技术的研究,国内相关企业开展对国外先进设备研究和运用,同时,加以创新设计,设计符合我国自身实际需求的分级机构技术。到1990年,随着分级机构技术的逐渐应用,我国逐渐开展设计属于自身国家知识产权的分级机构设备。但是,相比于国外先进技术,我国分级技术仍存在技术单一,成本高,能耗高以及对物品损害大等问题。 随着时代的不断发展,科技技术逐渐得到创新和改革,对于我国而言,分级机构技术研究成果也日益成熟,在国际市场中也有了较强的竞争力,尤其是水果分级机器,在市场上得到广泛运用,大大提高了我国水果分级的品质和精准度,在国际市场中有了更多的竞争力。举例说明,以我国苹果作为研究对象,若我国苹果通过自动分级设备,将高品质苹果每公斤增加两角钱,那么根据我国苹果的出口总量,我国苹果出口金额增加高达6亿元。由此可见,通过提高水果的品质,进而提高其单价,将大大提高我国水果出口的竞争力,同时进一步降低了我国人口劳动力工作的强度,对我国经济和社会的发展具有重要的促进作用。 1。2。2国外分级机构的发展现状 对于外国而言,其分级机构技术主要通过对ccd相机的技术条件以及利用计算机进行分析,实现对水果的检测,进而实现水果分级,该种分级机构技术是应用较为早期的一种技术。当前在国外通过机器视觉技术进行水果质量的检测,应用较为广泛,成为研究的热点问题。 当前在水果分级技术中,光学检测技术以及信息处理技术应用较为广泛,大大提高了水果质量检测的精准度。对人工神经网络技术而言,其主要是通过对大脑结构等进行模仿的一种信息处理手段,在一定程度上提高了分级机构系统的智能化。对于分类器而言,其研究精准度较高的国家当属德国,其整体的结构设计较为紧凑,在一定程度上,大幅度的降低了对分级物品的损害,在水果分级中应用较为广泛。对于水果分级机械而言,美国的生产技术,在国际上较为先进,其产品主要包括5种类型,可根据物品的重量,大小形状以及颜色等进行分级运输,其运输的通道最多可高达9个,运输的速率较高,每秒可达到12个,同时可根据水果的影视图像,进而对水果的尺寸进行测量,实现精准分级。 柑橘类等水果的分级检测,西班牙国家较多采用光谱相机进行,其应用原理主要通过在DSR之间进行图像的采集,具有较高的识别度,高达90%以上,同时,能够对正常水果以及损坏水果有较高的识别度,对于一些损坏水果而言,其与正常水果热辐射相不同,进而实现热红外图像的监测,实现高精准识别。 对于意大利国家而言,其主要利用001A分类器实现对水果的分级,该分类器技术较为先进,可以根据水果整体大小进行具体的分类,其工作原理主要利用网孔实现分级,网孔存在于传送带上,当传送带向左转动时,此时网孔的孔径最小,相反,当传送带向右转动时,网孔的孔径,便达到最大值。总而言之,网孔的大小跟随传送带的方向进行变换,进而实现水果大小的分类。具体而言,当一类水果在传送带上进行运输时,首先水果落在传送带左侧时,此时小果便通过网孔落下,当在传送带右侧运输时,大果开始落下,进而实现水果分级。 1。3气动水果分级传输装置原理简介 气动分级机构,顾名思义,其主要利用气动实现物品的分级,该机构在水果输送装置中应用广泛。在该装置中,主要可分为四大结构,第一是驱动机构,第二是基架,第三是水果的采集段,第四是水果的分级段。当水果通过图像采集段实现图像采集后,此时,图像采集信号将传送至水果分级,水果分级段主要位于基架的一侧,该侧旁边包含有气动机构,气动机构主要由控制件以及储气罐这两部分构成,水果通过图像采集,发送采集信号后,气动结构中的控制件和储气罐,将根据图像采集信号,产生喷气等一系列动作,根据信号实现对各个水果大小的分级。对于该气动机构而言,喷射器的压力可通过按钮进行相应的调节,操作较为简单,同时成本投入较低,对水果损害小,效率较高,应用较为广泛。具体原理结构图如下所示, 图11 1。4传输分级机构工作原理 在本文中,研究课题主要以樱桃番茄为对象,实现对其大小的分级,主要利用气动水果分级传输机构实现,通过该机构能够实现对番茄樱桃三个层次的分级。具体而言,该机构主要包括九大组成结构,分别是同步带轮,双面链轮,轴承套,双面套传动链,基架,动力电机,双锥滚子轴承和同步带构成。 樱桃番茄利用该传输机构实现三层分级,首先,樱桃番茄通过该机构的进料口均匀的运输至圆锥式滚子上,同时利用毛刷挡板实现樱桃番茄的均匀运输,避免出现重叠问题。该传输机构保持均匀不变的速度进行运输,主要通过动力装置带动同步带,同步带带到转动轴实现链条的匀速运转,并进一步将樱桃番茄运输至第一级输出端。在该阶段,进一步运用气泵以及压缩机等进行喷淋,促使滚子和番茄樱桃等进行分离,实现分级。与第一级原理相似,番茄樱桃逐步进入第二级出口,第三级出口,进而实现樱桃番茄的三级分类。需注意,在该分级过程中,要保证该机构的平稳运行,保证分级的顺利进行,进而完成实验课题。 1。5设计安排 在干课题设计研究室,主要将整个设计制作环节划分为5大环节。第一环节,对机构的初步设计。在该环节中,主要对整个机构的工作原理,工作目的以及运行效果进行初步确定,并根据工作原理对机构的模型进行初步估计计算,制定初步的设计思路。同时在该环节中,要对该机构的市场前景以及研究成果等进行大量的调查和查阅,为后期机构的设计和制作打下良好的理论和实践基础。在该环节中,还需要对樱桃番茄的形状和大小的相关数据进行采集,为后期实验提供数据支撑。 第二环节,开展对机构模型的初步设计工作。在该环节中主要根据查阅资料以及运行原理等,对机构的模型和构件进行初步的设计和绘制,进一步的明确整体的设计思路和设计方向。 第三环节,对机构的具体器件组成进行选择和明确。在该环节中,主要根据机构的具体器件组成进行选择,同时对整个机构的器件的尺寸进行计算,为下一步机构的组成以及制作打下基础,避免因尺寸不匹配,造成机构的设计运输出现问题。 第四环节,主要对装配图以及零件图进行科学的绘制。 在该环节中,主要对机构的零件图和装配图进行进一步的设计绘制,同时根据各个器件的尺寸统计进行设计,在设计完成后,可将其转换为立体图像,更为直观,便于发现问题并改正。第5环节,对机构的设计,进行进一步的优化改进。在该环节中,主要对以上四环节中存在的问题或漏洞进行检查和更改,保证机构设计的科学性和完整性,确保机构设计的成功。 1。6课题研究意义 自1978年我国改革开放以来,我国经济得到了快速发展,产品出口种类日益增多。其中,随着种植技术的不断提高,水果农作物产量日益增加,然而,我国水果因质量整体参差不齐,包装不到位等问题,在国际市场中竞争力不大,对我国水果出口造成一定的影响。因此,自动分级技术的运用大大提高了我国水果分级的质量和效率,保证了水果出口的高质量,高水平和高标准,提高了我国水果的竞争力,在国际市场上占据一席之地。当前,我国对于水果大小分级的研究其理论成果仍处于发展阶段,因此通过对番茄,樱桃的研究,能够大幅度提高水果产后商品化的价值,进而提高我国水果出口的竞争力。在该课题研究中,主要运用气动分级传输装置,与震动滚筒式分级装置相比,该装置成本低,效率高,能耗低,对水果损害较小等。 1。7本章小结 中国地大物博,水果种类多,产量可高达一千万吨,然而我国水果出口,竞争力较低,究其原因,主要在于我国水果整体质量参差不齐,包装差等,在市场上竞争力较低,制约了我国水果出口的发展。该章节中通过对国内外水果分级机的研究现状工作原理以及分级机的意义等进行的叙述,进一步明确该课题的研究内容和研究意义。 2进料机构设计 2,1进料机架的设计 2,1,1加工工艺的选择 对进料机架进行设计时,主要包括两种加工工艺,分别是铸造和焊接两种加工工艺,对铸造而言,其主要通过液体金属等浇筑至模型内,待液体冷却后,便获得相应形状的零件。在整个的机械制造行业中,对于毛坯或零件的获取较多选择铸造,通过铸造,能够获得一些精准度较为复杂的毛坯或零件,效率和精准度较高,成本低,应用较为广泛。但相比其他工艺方法,铸造容易出现毛孔粗大气孔缩孔疏松等问题,使得铸件的硬度和韧性降低,同时铸造的环境一般较差。 对于焊接而言,该加工工艺主要通过两种方式实现物品之间的结合,一种是加热,另一种是加压。通过焊接,实现物品之间的结合,通常是永久性连接,在一定程度上能够节约金属的材料,同时连接性较好,封密性较强,能够较为简单的制造双金属结,质量较高,一般处于较好的工作环境。 通过对以上两种加工工艺的优缺点进行对比,在该课题中选择焊接获取零件。 2,1,2材料的选择 通过焊接实现零件的获取,需要原始材料具有一定的焊接性,对于焊接性而言,其主要是指通过焊接,金属材料能够能够在连接处获得优质焊接头的难易。一般而言,焊接性主要包括工艺焊接性和使用焊接性这两类。对于工艺焊接性而言,其代表着焊接接头出现缺陷的可能性,如裂缝等。对于使用焊接性而言,其主要代表焊接接头,在使用过程中的质量以及可靠性等,如性能等。对于金属材料而言,通过焊接获取新的产品,该产品并非是完全一样的,究其原因,主要在于焊接方式的不同,采用的方式不同,其性能也存在一定的差异。一般而言,一般选择钢材等金属材料作为焊接的对象,究其原因,主要在于钢材呢,含有丰富的碳元素,能够根据碳当量方法对焊接的性能进行进一步估算。总而言之,根据以上叙述,在该课题研究中,对于底座和工作台选择30号钢,作为焊接的金属材料,对于加强筋和支撑,选择45号钢作为焊接的金属材料。2,1,3进料机架结构 对于进料机架而言,其主要包括三大组成结构,分别是支撑结构,底座结构,以及加强筋结构。对于底座结构而言,其主要包括六个地脚孔,并通过螺栓,实现底座和机架之间的连接。同时在该进料机架结构中,含有振动电机结构,为提高该进料机架的整体稳定性,向支撑结构中加入加强筋,提高整体稳定性。 2,2进料槽的设计 2,2,1加工工艺的选择 对于弯曲加工工艺而言,其主要代表着零件的一种成型方法,主要利用板料本身的弯曲性能,通过加压等方式,使板料成为一定的形状。通过弯曲成型获取零件,要求板料具有一定的回弹和弯曲半径。回弹是指材料在进行加压等方式发生弯曲变形时,当压力等卸去后,出现弹性恢复的现象。弯曲半径主要代表板料弯曲变形的程度,当弯曲半径较小时,能够使得弯曲件出现开裂的问题。总而言之,为获取高质量的加工零件,要求板料具有一定的回弹和弯曲半径,确保零件具有高工艺性和高性能。 在进料槽结构中,其下方设有振动电机,在一定程度上承受载荷,因此,对于槽的厚度设计不应太薄,同时对于进料槽的刚度进行进一步明确。在该研究课题中,因进料槽厚度未达到要求,选择焊接的工艺方式制作进料槽。对于出料槽而言,因仅仅应用于对番茄,樱桃的出料,不承受载荷,因此,以薄钢板作为弯曲对象获得即可。 2,2,2材料的选择 在进行进料槽制作时,以20号钢板作为焊接材料,其板厚20毫米即可。在进行出料槽制作时,以20号钢板作为焊接材料,板厚5毫米即可。 2,2,3进料槽的结构 进料槽的结构主要通过焊接获得,其主要包括两侧挡板,底板以及右端大圆盘,右端圆盘主要用于上料,同时挡板两侧包括有三个螺旋孔,主要用于螺杆的调节。具体结构如下所示。 图3进料槽结构图 2,3进料筛选机构设计 2,3,1方案的确定 对于番茄樱桃的分级运输,需保证从进料口的大量进入逐步单独传递,便需要对分级机构进行相应设计。同时,因番茄樱桃容易受到损害,选择斜坡滚入式的方式进行筛选,避免对番茄樱桃造成二次损害。因此在结构设计中,需利用筛选机构,排序装置等实现对番茄樱桃的筛选,同时可增加振动电机,避免番茄樱桃在传递运输过程中,被机器卡住,影响运输分级。 2,3,2筛选机构结构 在对筛选机构结构进行设计时,选择铰链和挡板进行相应的连接,同时,挡板之间主要利用对螺杆调节进行距离控制。在该结构中主要包括三对挡板,其中第一对挡板,第二对挡板,第三对挡板之间的距离分别为140厘米,100厘米以及80厘米左右,并在槽的下方设置相应的振动电机,避免番茄,樱桃被挡板阻碍,影响运输分级。具体如下图所示。 图4进料筛选机构 Fig。4feedscreeningmechanism 2,3,3...
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