275 水果單列輸送裝置設計

275 水果單列輸送裝置設計,水果,生果,瓜果,單列,輸送,裝置,設計 學校代碼：10410序 號： 20050657本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 水果單列輸送裝置設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 黃 銳 學 號： 20050657 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 年 級： 農(nóng)機 051 指導教師： 劉木華 二 OO 九年 五 月水果單列輸送裝置設計I摘 要該設計的水果單列輸送裝置是一種能實現(xiàn)水果自動形成單列的裝置。將兩個筒式滾子通過形成 V 字形的方式放置在機器的兩邊（從水果輸送進來到輸送出去的方向） ，滾筒利用電機帶動，當電機運轉(zhuǎn)時，帶動主動滾筒。主動滾筒通過皮帶的轉(zhuǎn)動帶動從動滾筒轉(zhuǎn)動。前后兩對滾筒的運轉(zhuǎn)速率不同，水果則可能原地不動或者運動離開。形成旋渦狀分開，所以在滾子兩邊設有坡型板，在坡型板的輔助下，類球形水果能自動形成單列進入下一級機器中。在電機的驅(qū)動下。滾子可以平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。能夠確保正確及可靠的供給水果、能夠為多種無聊自動成單列運輸。從而滿足特定工序的需求。例如用于水果噴蠟及拋光、水果分級、其他準球形物料的分級等裝備所需的供給機構。關鍵詞：水果 單列輸送 水果分級AbstractThe design of the fruit is a single delivery device to achieve the formation of separate fruit and automatic devices. The two roller tube through the formation of V-shaped manner on both sides of the machine placed in (from the fruit conveyor to come out of the direction of transmission), the use of motor driven rollers, when the motor running, the drive roller initiative. Take the initiative to drum through the drive belt driven rotating drum rotation. Two pairs of rollers before and after the operation rate of different fruit may stay put or leave the campaign. The formation of vortex-like separated, it has a roller on both sides of the slope plate, in the slope of the supporting plate, the type of spherical fruits automatically to form a separate machine to the next level.Driven by the motor. Roller can be a smooth operation. To ensure correct and reliable supply of fruit, can be automated for a variety of boring into a single transport. Processes to meet specific needs. For example, spray wax and polishing fruit, fruit grading, and other quasi-spherical, such as materials and equipment required for the classification of supply agencies.Key words: fruits, fruit grading conveyor separate Translated text水果單列輸送裝置設計II目 錄1 緒 論 .............................................................11.1 引言 ..........................................................11.2 水果分級機器的市場 ............................................11.3 水果分級的意義 ................................................12 零部件的設計與選擇 ..................................................22.1 框架主體的設計 .................................................22.2 輸送帶的選擇 ...................................................32.3 滾筒的設計 .....................................................42.4 電機承載的設計 .................................................52.5 皮帶托板與滾筒軸撐架的設計 .....................................52.6 滾筒支承座的設計 ...............................................62.7 軸的設計 .....................................................62.8 坡形板的設計 ..................................................72.8 滾筒中軸承的選擇 ...............................................72.9 電動機的選擇 ...................................................82.10 輪子的選擇 ....................................................83 輸送機械的計算 ......................................................93.1 工作條件 .......................................................93.2 輸送能力的計算 .................................................93.3 電動機帶輪的計算 ...............................................93.4 滾筒軸軸承的計算 ...............................................93.5 軸的強度計算 .....................................................10總結(jié) ................................................................11參考文獻 ..............................................................致 謝 ................................................................水果單列輸送裝置設計11 緒 論1.1 引言當代生活中，人們對果品的要求是不只是實用，而且要外觀好看。包裝精美。故此水果分級機器營運而生，水果分級機器的目的是為了把水果按照外形，尺寸，重量按等級分開來，已達到產(chǎn)生更多利潤的目的。本種水果分級機，由機架、整理排列皮帶輸送機及裝于其上的前段整理排列裝置、檢測分選皮帶輸送機及裝于其上的對射式光電傳感器光電檢測裝置和以壓縮空氣為動力的噴氣頭自動選別裝置組成；傳感器和噴氣頭之間有控制線電連接；整理排列皮帶輸送機的出料端接檢測分選皮帶輸送機進料端；前段整理排列裝置為底部有出口的無底框形結(jié)構，水果直接堆放在皮帶上?？啥沤^機械分級易造成傷果現(xiàn)象的發(fā)生，適應性好，對硬皮類、表皮薄弱的水果同樣適用；且調(diào)整靈活，分級精度高，不會出現(xiàn)大小“串級”的混亂現(xiàn)象。1.2 水果分級機器的市場近20年來，世界水果生產(chǎn)高速發(fā)展，總產(chǎn)量從80年代初的年產(chǎn)2．7億t到1999年則達到5．35億t。在供求關系上，名優(yōu)水果及果汁消費量迅速增長，水果需求種類多樣化趨勢明顯。在區(qū)域分布上，南半球諸國的參與促進了水果的周年供應，發(fā)展中國家的參與大大增加了熱帶水果的供給，亞洲是水果生產(chǎn)和消費增長速度最快的地區(qū)，也是目前水果產(chǎn)量最多的地區(qū)水果分級現(xiàn)在已經(jīng)成為市場中水果流通環(huán)節(jié)所必須的一個項目，是現(xiàn)在廣泛的應用于各個大型果園及個人小型果園的的必要機械。起著實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的連續(xù)性和自動化的作用，大大提高了勞動生產(chǎn)率，減輕了勞動強度。與傳統(tǒng)的人工分級相比，具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便，避免傷害果皮，輸送距離長，提高工作效率，運轉(zhuǎn)費用低等優(yōu)點。根據(jù)目前的水果市場的需求，用機器水果分級成為果園的頭等需求，為了贏取更多的利潤空間，水果分級機器是比人工分級更好的選擇。1.3 水果分級的意義水果分級是根據(jù)水果的尺寸，色澤。和重量分級，分級的目的是便于使每一種不同的水果形成自己的經(jīng)濟效益。例如：按照尺寸分類，可以將大小一致的水果聚集到一起，然后再按色澤分類。最后裝成果盒。以此提高水果的價值，比單一大批的進行水果出售可以賺取更多的利潤。而一些色澤不勻稱，重量。大小不一的水果則可以進行加工，制成罐頭或者水果附加產(chǎn)品。提高水果的價值。為水果種植戶提供更豐厚的利潤。也為不同的水果需求人群提供更加多變的選擇。水果單列輸送裝置設計22 零部件的設計與選擇2.1 框架主體的設計框架主體做為支撐和連接各個部件的部分。根據(jù)需要，考慮到本機器一般是為小型果園準備的，從價格和經(jīng)濟性方面選取，故選取鋁 型 材 。 而 擠 壓 好 的 鋁 合 金 型 材 ，其 表 面 耐 蝕 性 不 強 ， 須 通 過 陽 極 氧 化 進 行 表 面 處 理 以 增 加 鋁 材 的 抗 蝕 性 、 耐 磨 性 及外 表 的 美 觀 度 （ 鋁 型 材 就 是 鋁 棒 通 過 熱 熔 ,擠 壓 .從 而 得 到 不 同 截 面 形 狀 的 鋁 材 料 ）。如 圖 1 所 示 ：考 慮 到 支 撐 的 重 量 和 性 能 因 素 ， 取 直 徑 是 50mm 的 型 材 截 面 。 具 體 尺 寸 見 裝 配圖 ?？蚣苤g的連接采用一固定零件與螺母共同固定在鋁型材四面的槽中。固定零件。圖 2：角固定件材料選擇為 15 號不需無工藝要求。水果單列輸送裝置設計32.2 輸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。本機器中運送的物料為水果。選取滌綸帆布的輸送帶， PP-90 型。滌綸帆布厚度為 1.0mm，扯斷強度 為 90N/(mm·層)，層數(shù)為 1.上下覆蓋膠厚度為 0.5mm。輸送帶?厚度為 2.0mm。重量為 1.35kg/㎡。輸送帶寬取 100mm.所以選擇兩對滾筒承載輸送帶處寬度為 104mm，其他尺寸詳見零件圖輸送帶的厚度 輸送帶厚度（ mm）=布層數(shù)×每層厚度（mm）+上厚膠（mm）+下厚膠（mm）輸送帶的最大張緊工作張力： = smaxnZB?式中 ---輸送帶的最大工作張力，NsmaxB---帶寬，mmZ---輸送帶的芯層帆布層數(shù)；---輸送帶縱向扯斷強度，N/(mm·層)?n---輸送帶的安全系數(shù)。表 1計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結(jié)果計算功率 cpW *gcpk?500帶 速 vm/s 12dvw0.3初定中心距 0am 根據(jù)結(jié)構而定 1700水果單列輸送裝置設計4單位帶寬離心拉力 cFN/m2cqvF?1.6帶寬 bm ??pczik?0.1作用在軸上的力 QNcQv?1666.72.3 滾筒的設計傳動滾筒一般為傳送機構的主要部件。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)境干燥時可采用裸露光鋼面滾筒。本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)生摩擦力使輸送帶不至于打滑即可。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。一對為主動滾筒。一對為從動滾筒。主動滾筒中有 V 帶槽。從動滾筒為對稱結(jié)構。兩對滾筒均用滾動軸承內(nèi)襯（軸承選擇見下面） 。因為機械為水平傳送所以兩個的直徑可以相同。僅是在是否有 V 槽方面不同。圖 3.從動滾筒 圖 4.主動滾筒水果單列輸送裝置設計52.4 電機承載的設計定在托板上。故要求此支撐板有一般的負載的支撐能力。另外電機震動較大， 。要求有一定的延伸率和強度，易于沖壓和焊接，故選用 30 做為托板材料。因為電機帶動兩個滾筒的運動是呈 V 字狀態(tài)，所以電機支撐板也呈 V 狀。圖 5 電機承載板2.5 皮帶托板與滾筒軸撐架的設計在皮帶下面安裝一托板，托板的作用是用于支承傳送帶及輸送帶上的所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。因為此機器主要分級的為橙子一類的低重量水果。（即使在機器上放滿橙子也只有 10KG 的重量。）選取兩節(jié)式槽型輸送機比較方便。在兩傳送帶間放置一皮帶托板即可，圖 6 后藍色的為滾筒支撐架皮帶托板可選擇 08 承受一般載荷的材料，因為用量不多。水果單列輸送裝置設計6輸送帶從此 V 板上下穿過，則輸送帶可以利用板的承載能力承受橙子的重量。滾筒支撐架主要是用來放置滾筒并且支撐皮帶支撐架的。承受一般大小的力。而在形狀上需要呈現(xiàn) V 字形，并且兩端有固定伸出，為焊接件。因為在機器上受輕負荷。磨損無關緊要，而且要求的機械性能不高，材料選擇 45 鋼。圖 6 水果托板2.6 滾筒支承座的設計滾筒為固定在滾筒支承座上，并且滾筒支承座固定在滾筒支撐架上，因為有 2 對從動輪。所以做 2 對滾筒支承座，用以固定滾筒。底板和旁邊支架為焊接，材料選擇為 30 無特殊要求。滾筒支撐座尺寸詳見裝配圖。圖 7 滾筒支撐架2.7 軸的設計軸的材料一般是經(jīng)過軋制或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)需要，一般軸要經(jīng)過熱處理或表面強化處理。以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，考慮到是輸送水果，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 100mm，所以用正火處理，硬度為 170~217.。水果單列輸送裝置設計72.8 坡形板的設計在整體機械中安裝左右兩個坡形板，在坡形板的輔助下。水果可以聚攏在中間。并且可以形成一列，輸送到下一機構中，進行分級，達到水果分級的目的。圖 8 坡形板后蓋板的作用是阻止水果落出裝置外面，而且在機械上方可以掀開蓋板方便維修。圖 9 后蓋板2.8 滾筒中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水果單列輸送裝置設計8方便。缺點是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。2.9 電動機的選擇機選用的是型號為 MBW07，功率為 0.75 千瓦的減速電動機。2.10 輪子的選擇本設計中選擇的輪子為平板式腳輪，輪子直徑為 130mm 型號為 ZP130WS2-160水果單列輸送裝置設計93 輸送機械的計算3.1 工作條件考慮到本機器為一般小型果園所用，所以可以放在房間中，工作環(huán)境為室內(nèi)，并且可以保持干燥。環(huán)境溫度為室溫，水果的來源一般是由上一級輸送裝置送來，隱藏避免了大量卸料，即可以控制水果來源的速度。3.2 輸送能力的計算成件物品的輸送能力 = （kg/s）Im`TGv式中 G----單件物品質(zhì)量，kg;T----物品在輸送機上的間距，m;v----帶速，m/s.每小時的輸送的件數(shù)：n=3600 Tv3.3 電動機帶輪的計算帶輪直徑小可以使傳動尺寸進場，但是直徑過小，會使帶的彎曲應力過大，壽命降低，所以帶輪的尺寸要適中。V 帶的設計主要是要求質(zhì)量小，結(jié)構工藝性能好。無過大的鑄造內(nèi)應力，質(zhì)量均勻分布。轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽的功過面粗糙度合理。以減少帶的磨損，輪槽尺寸和槽面角應保持一定的精度。以使載荷分布較為均勻等。帶輪的主要材料是鑄鐵。常用牌號為 HT150,HT200,最大的圓周速度為 25m/s.=(1.8-2)d.d 為軸的直徑d1C’=(1/7-1/4)B=0.8h21s=c’帶傳動查手冊選擇 Y 型的直徑為 25mm 的小帶輪。選擇實心式的帶輪、為了考慮后一級機器的分級能力，所以考慮大約每秒鐘走過的水果大概是直徑為60mm 的水果 5 個左右。單列水果輸送則是兩根皮帶的速度不同。假設一邊 v=50r/s 則通過輸送能力公式得出，另邊的輸送速度為 100r/s，3.4 滾筒軸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；保持架與滾動水果單列輸送裝置設計10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。軸承的摩擦力矩一般可按照如下公式計算：M= 2/Fd?式中 M——軸承的摩擦力矩， ；mN?——軸承摩擦系數(shù)；?F——軸承負荷（ ） ，N；2Ra??d——軸承內(nèi)徑，mm.根據(jù)計算比較，本機器選擇單列向心球軸承，查機械手冊選擇 101 型特輕（1）系列?；境叽鐬?d=15，D=32，B=8，mm基本額定負載 C =4.32，C =2.50 kNrr0極限轉(zhuǎn)速 脂 18000，油 24000r/min重量 W≈0.025軸承型號 7000102，其他尺寸 r=0.3安裝尺寸 d min=0.3，D max=29.6，r max=0.3 mmaaa3.5 軸的強度計算滾筒中所選用的軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度計算有公式：d=17.2 =A3?TnPd—軸端直徑，mmT—軸所傳遞的扭矩，N·m T=9550 nPP—軸所傳遞的功率，KWn—軸的工作轉(zhuǎn)速，r/min[ ]許用扭轉(zhuǎn)剪應力，N / 查機械設計手冊中表 6-1-3 選取?2m[ ]許用扭轉(zhuǎn)角， （°）/m 查機械設計手冊 表 6-1-4?A—系數(shù)，查機械設計手冊中表 6-1-3 選取B—系數(shù)，查機械設計手冊 表 6-1-4 選取表 2軸的材料 Q235——A.20 Q275 351Cr18Ni9Ti45 40Cr,35SiMn,42SiMn[ ],N / ?2m15-25 20-35 25-45 35-55水果單列輸送裝置設計11A 149-126 135-112 126-103 112-97總結(jié)在當今生活中，機械越來越多的進入當代人的生活中，當大家都離不開機械的時候，人們就要努力去完善我們的機械，或者說，要進一步開發(fā)機械的更多的能力。在現(xiàn)代人用水果滿足自己口腹之欲的時候，水果的附加價值也得到充分的重視。或者說水果的禮品價值，所以這臺機器應運而生。在本機機械的設計當中，我設計的部分主要是水果輸送過程中水果單列輸送，在設計過程中，了解到了很多關于水果分級的優(yōu)點，也學習到了許多運動原理。例如本機器中，前一個裝置是將大批量水果運送上來。但是大批量水果無法分級，則通過本裝置進行分級裝置當中的兩個傳送帶的速度不同，則此裝置即可以使水果在不同位置有不同的速度，再通過速度不同，進行旋轉(zhuǎn)。從而使水果摩擦之后形成單列，方便下一級的機構進行分級。此裝置可以運用到實際的生產(chǎn)生活中，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。在遇到了很多書本上知識無法解決的問題，通過解決問題，學習到了新的知識，也從新復習了以前的知識，通過這個設計讓我從新掌握了機械制圖這門課程的內(nèi)容，在設計過程中也查閱了很多機械手冊，對于機械的零部件也了解到更多的知識，而且在做裝置的時候選擇用 PRO-E 作為輔助工具，也認識到了機械裝置定位的重要性。水果單列輸送裝置設計12參 考 文 獻[1]楊明忠，朱家誠 .機械設計.武漢理工大學出版社 ， 2001.10[2]卜炎. 機械傳動裝置設計手冊（下）. 機械工業(yè)出版社 ， 1998[3]成大先. 機械設計圖冊零部件的結(jié)構與組合. 化學工業(yè)出版社， 1997 [4]李文哲 ，許綺川. 汽車拖拉機學. 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2006 [5]于永泗，齊民主. 機械工程材料. 大連理工大學， 2003[6]譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定。 圖學基礎教程。 高等教育出版社，1999[7]曾志新，呂明. 機械制造技術基礎. 武漢理工大學出版社，2004[8]余桂英，郭紀林. AutoCAD 2006 中文版使用教程. 大連理工大學出版社，2006[9]劉鴻文. 材料力學. 高等教育出版社， 2004[10]邵立新，夏素民，孫江宏.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 清華大學出版社，2007水果單列輸送裝置設計13致 謝這次畢業(yè)設計可以圓滿的結(jié)束離不開劉木華老師的親切關懷和耐心的指導，在整個畢業(yè)設計的過程中，劉老師對我的悉心指導和嚴格要求給我創(chuàng)造了良好的學習氛圍；他嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，給我留下了深刻的印象，對我產(chǎn)生了巨大的影響，使我掌握了更多的理論知識。而且在分析問題和解決問題的能力上有了很大的提高。在設計的過程中，我認識到自己的不足，深刻的領會到掌握好專業(yè)知識的重要性。而且通過這次團隊的設計，讓我感受到團隊的力量。在此要感謝我的同組成員，他們在了解自己的機械的基礎上，幫我了解我的裝置，和我一起解決我遇到的問題。在專業(yè)知識方面我有欠缺。班級的其他同學也幫助我補齊我的知識，給于我耐心的幫助。在此要感謝我的同學。當然，作為一個本科生，盡管有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，但由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，設計中難免有錯誤和缺點，希望各位老師和同學能夠批評指正。最后要感謝我的父母，他們給我上大學的機會，我還要感謝大學里的所有老師，他們教給我專業(yè)知識和做人的道理。為這次畢業(yè)設計打下了很好的基礎。再次感謝所有幫助過我的人，在你們的幫助下才有我今天的成績。謝謝。江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計任務書設計課題名稱水果單列輸送裝置的設計學生姓名 黃銳 院（系） 工程 專業(yè)班級 農(nóng)機 051指導教師 劉木華 職稱 教授 學歷 博士后畢業(yè)設計要求：1.完成電子文檔及答辯的 PPT 文檔。并打印裝訂成冊；2.繪制零件圖和裝配圖，圖紙量不少于 1.5A0；3.按時認真完成畢業(yè)設計內(nèi)容；4.查閱相關文獻和資料，擴展知識面。畢業(yè)設計內(nèi)容與技術參數(shù)：1.水果單列輸送裝置的零部件設計;2.繪制零件圖裝配圖，寫說明書;3.按照技術參數(shù)計算并確定機體各零部件的結(jié)構尺寸；4.配以圖表達清楚內(nèi)容。畢業(yè)設計工作計劃：1、2008 年 12 月 接受畢業(yè)設計任務，查閱資料為任務做準備；2、2009 年 1 月 確定整體方案；3、2009 年 2 月～4 月 繪制圖紙及編寫說明書4、2009 年 5 月 整理圖紙及說明書文件定稿打印，準備畢業(yè)答辯。接受任務日期： 2008 年 月 日 要求完成日期： 2009 年 月 日 學 生 簽 名： 指導教師簽名： 院長（主任）簽名： 編 號 20050657江西農(nóng)業(yè)大學 工學院畢 業(yè) 設 計 材 料專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化學生姓名 黃銳材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數(shù)量 備注1 畢業(yè)設計說明書 12 畢業(yè)設計任務書 23 CAD 圖紙 A0 14 CAD 圖紙 A3 15 CAD 圖紙 A4 7二〇〇九年五月題 目 水果單列輸送裝置的設計學校代碼：10410序 號： 20050657本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 水果單列輸送裝置設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 黃 銳 學 號： 20050657 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 年 級： 農(nóng)機 051 指導教師： 劉木華 二 OO 九年 五 月水果單列輸送裝置設計I摘 要該設計的水果單列輸送裝置是一種能實現(xiàn)水果自動形成單列的裝置。將兩個筒式滾子通過形成 V 字形的方式放置在機器的兩邊（從水果輸送進來到輸送出去的方向） ，滾筒利用電機帶動，當電機運轉(zhuǎn)時，帶動主動滾筒。主動滾筒通過皮帶的轉(zhuǎn)動帶動從動滾筒轉(zhuǎn)動。前后兩對滾筒的運轉(zhuǎn)速率不同，水果則可能原地不動或者運動離開。形成旋渦狀分開，所以在滾子兩邊設有坡型板，在坡型板的輔助下，類球形水果能自動形成單列進入下一級機器中。在電機的驅(qū)動下。滾子可以平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。能夠確保正確及可靠的供給水果、能夠為多種無聊自動成單列運輸。從而滿足特定工序的需求。例如用于水果噴蠟及拋光、水果分級、其他準球形物料的分級等裝備所需的供給機構。關鍵詞：水果 單列輸送 水果分級AbstractThe design of the fruit is a single delivery device to achieve the formation of separate fruit and automatic devices. The two roller tube through the formation of V-shaped manner on both sides of the machine placed in (from the fruit conveyor to come out of the direction of transmission), the use of motor driven rollers, when the motor running, the drive roller initiative. Take the initiative to drum through the drive belt driven rotating drum rotation. Two pairs of rollers before and after the operation rate of different fruit may stay put or leave the campaign. The formation of vortex-like separated, it has a roller on both sides of the slope plate, in the slope of the supporting plate, the type of spherical fruits automatically to form a separate machine to the next level.Driven by the motor. Roller can be a smooth operation. To ensure correct and reliable supply of fruit, can be automated for a variety of boring into a single transport. Processes to meet specific needs. For example, spray wax and polishing fruit, fruit grading, and other quasi-spherical, such as materials and equipment required for the classification of supply agencies.Key words: fruits, fruit grading conveyor separate Translated text水果單列輸送裝置設計II目 錄1 緒 論 .............................................................11.1 引言 ..........................................................11.2 水果分級機器的市場 ............................................11.3 水果分級的意義 ................................................12 零部件的設計與選擇 ..................................................22.1 框架主體的設計 .................................................22.2 輸送帶的選擇 ...................................................32.3 滾筒的設計 .....................................................42.4 電機承載的設計 .................................................52.5 皮帶托板與滾筒軸撐架的設計 .....................................52.6 滾筒支承座的設計 ...............................................62.7 軸的設計 .....................................................62.8 坡形板的設計 ..................................................72.8 滾筒中軸承的選擇 ...............................................72.9 電動機的選擇 ...................................................82.10 輪子的選擇 ....................................................83 輸送機械的計算 ......................................................93.1 工作條件 .......................................................93.2 輸送能力的計算 .................................................93.3 電動機帶輪的計算 ...............................................93.4 滾筒軸軸承的計算 ...............................................93.5 軸的強度計算 .....................................................10總結(jié) ................................................................11參考文獻 ..............................................................致 謝 ................................................................水果單列輸送裝置設計11 緒 論1.1 引言當代生活中，人們對果品的要求是不只是實用，而且要外觀好看。包裝精美。故此水果分級機器營運而生，水果分級機器的目的是為了把水果按照外形，尺寸，重量按等級分開來，已達到產(chǎn)生更多利潤的目的。本種水果分級機，由機架、整理排列皮帶輸送機及裝于其上的前段整理排列裝置、檢測分選皮帶輸送機及裝于其上的對射式光電傳感器光電檢測裝置和以壓縮空氣為動力的噴氣頭自動選別裝置組成；傳感器和噴氣頭之間有控制線電連接；整理排列皮帶輸送機的出料端接檢測分選皮帶輸送機進料端；前段整理排列裝置為底部有出口的無底框形結(jié)構，水果直接堆放在皮帶上?？啥沤^機械分級易造成傷果現(xiàn)象的發(fā)生，適應性好，對硬皮類、表皮薄弱的水果同樣適用；且調(diào)整靈活，分級精度高，不會出現(xiàn)大小“串級”的混亂現(xiàn)象。1.2 水果分級機器的市場近20年來，世界水果生產(chǎn)高速發(fā)展，總產(chǎn)量從80年代初的年產(chǎn)2．7億t到1999年則達到5．35億t。在供求關系上，名優(yōu)水果及果汁消費量迅速增長，水果需求種類多樣化趨勢明顯。在區(qū)域分布上，南半球諸國的參與促進了水果的周年供應，發(fā)展中國家的參與大大增加了熱帶水果的供給，亞洲是水果生產(chǎn)和消費增長速度最快的地區(qū)，也是目前水果產(chǎn)量最多的地區(qū)水果分級現(xiàn)在已經(jīng)成為市場中水果流通環(huán)節(jié)所必須的一個項目，是現(xiàn)在廣泛的應用于各個大型果園及個人小型果園的的必要機械。起著實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的連續(xù)性和自動化的作用，大大提高了勞動生產(chǎn)率，減輕了勞動強度。與傳統(tǒng)的人工分級相比，具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便，避免傷害果皮，輸送距離長，提高工作效率，運轉(zhuǎn)費用低等優(yōu)點。根據(jù)目前的水果市場的需求，用機器水果分級成為果園的頭等需求，為了贏取更多的利潤空間，水果分級機器是比人工分級更好的選擇。1.3 水果分級的意義水果分級是根據(jù)水果的尺寸，色澤。和重量分級，分級的目的是便于使每一種不同的水果形成自己的經(jīng)濟效益。例如：按照尺寸分類，可以將大小一致的水果聚集到一起，然后再按色澤分類。最后裝成果盒。以此提高水果的價值，比單一大批的進行水果出售可以賺取更多的利潤。而一些色澤不勻稱，重量。大小不一的水果則可以進行加工，制成罐頭或者水果附加產(chǎn)品。提高水果的價值。為水果種植戶提供更豐厚的利潤。也為不同的水果需求人群提供更加多變的選擇。水果單列輸送裝置設計22 零部件的設計與選擇2.1 框架主體的設計框架主體做為支撐和連接各個部件的部分。根據(jù)需要，考慮到本機器一般是為小型果園準備的，從價格和經(jīng)濟性方面選取，故選取鋁 型 材 。 而 擠 壓 好 的 鋁 合 金 型 材 ，其 表 面 耐 蝕 性 不 強 ， 須 通 過 陽 極 氧 化 進 行 表 面 處 理 以 增 加 鋁 材 的 抗 蝕 性 、 耐 磨 性 及外 表 的 美 觀 度 （ 鋁 型 材 就 是 鋁 棒 通 過 熱 熔 ,擠 壓 .從 而 得 到 不 同 截 面 形 狀 的 鋁 材 料 ）。如 圖 1 所 示 ：考 慮 到 支 撐 的 重 量 和 性 能 因 素 ， 取 直 徑 是 50mm 的 型 材 截 面 。 具 體 尺 寸 見 裝 配圖 ?？蚣苤g的連接采用一固定零件與螺母共同固定在鋁型材四面的槽中。固定零件。圖 2：角固定件材料選擇為 15 號不需無工藝要求。水果單列輸送裝置設計32.2 輸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。本機器中運送的物料為水果。選取滌綸帆布的輸送帶， PP-90 型。滌綸帆布厚度為 1.0mm，扯斷強度 為 90N/(mm·層)，層數(shù)為 1.上下覆蓋膠厚度為 0.5mm。輸送帶?厚度為 2.0mm。重量為 1.35kg/㎡。輸送帶寬取 100mm.所以選擇兩對滾筒承載輸送帶處寬度為 104mm，其他尺寸詳見零件圖輸送帶的厚度 輸送帶厚度（ mm）=布層數(shù)×每層厚度（mm）+上厚膠（mm）+下厚膠（mm）輸送帶的最大張緊工作張力： = smaxnZB?式中 ---輸送帶的最大工作張力，NsmaxB---帶寬，mmZ---輸送帶的芯層帆布層數(shù)；---輸送帶縱向扯斷強度，N/(mm·層)?n---輸送帶的安全系數(shù)。表 1計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結(jié)果計算功率 cpW *gcpk?500帶 速 vm/s 12dvw0.3初定中心距 0am 根據(jù)結(jié)構而定 1700水果單列輸送裝置設計4單位帶寬離心拉力 cFN/m2cqvF?1.6帶寬 bm ??pczik?0.1作用在軸上的力 QNcQv?1666.72.3 滾筒的設計傳動滾筒一般為傳送機構的主要部件。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)境干燥時可采用裸露光鋼面滾筒。本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)生摩擦力使輸送帶不至于打滑即可。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。一對為主動滾筒。一對為從動滾筒。主動滾筒中有 V 帶槽。從動滾筒為對稱結(jié)構。兩對滾筒均用滾動軸承內(nèi)襯（軸承選擇見下面） 。因為機械為水平傳送所以兩個的直徑可以相同。僅是在是否有 V 槽方面不同。圖 3.從動滾筒 圖 4.主動滾筒水果單列輸送裝置設計52.4 電機承載的設計定在托板上。故要求此支撐板有一般的負載的支撐能力。另外電機震動較大， 。要求有一定的延伸率和強度，易于沖壓和焊接，故選用 30 做為托板材料。因為電機帶動兩個滾筒的運動是呈 V 字狀態(tài)，所以電機支撐板也呈 V 狀。圖 5 電機承載板2.5 皮帶托板與滾筒軸撐架的設計在皮帶下面安裝一托板，托板的作用是用于支承傳送帶及輸送帶上的所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。因為此機器主要分級的為橙子一類的低重量水果。（即使在機器上放滿橙子也只有 10KG 的重量。）選取兩節(jié)式槽型輸送機比較方便。在兩傳送帶間放置一皮帶托板即可，圖 6 后藍色的為滾筒支撐架皮帶托板可選擇 08 承受一般載荷的材料，因為用量不多。水果單列輸送裝置設計6輸送帶從此 V 板上下穿過，則輸送帶可以利用板的承載能力承受橙子的重量。滾筒支撐架主要是用來放置滾筒并且支撐皮帶支撐架的。承受一般大小的力。而在形狀上需要呈現(xiàn) V 字形，并且兩端有固定伸出，為焊接件。因為在機器上受輕負荷。磨損無關緊要，而且要求的機械性能不高，材料選擇 45 鋼。圖 6 水果托板2.6 滾筒支承座的設計滾筒為固定在滾筒支承座上，并且滾筒支承座固定在滾筒支撐架上，因為有 2 對從動輪。所以做 2 對滾筒支承座，用以固定滾筒。底板和旁邊支架為焊接，材料選擇為 30 無特殊要求。滾筒支撐座尺寸詳見裝配圖。圖 7 滾筒支撐架2.7 軸的設計軸的材料一般是經(jīng)過軋制或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)需要，一般軸要經(jīng)過熱處理或表面強化處理。以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，考慮到是輸送水果，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 100mm，所以用正火處理，硬度為 170~217.。水果單列輸送裝置設計72.8 坡形板的設計在整體機械中安裝左右兩個坡形板，在坡形板的輔助下。水果可以聚攏在中間。并且可以形成一列，輸送到下一機構中，進行分級，達到水果分級的目的。圖 8 坡形板后蓋板的作用是阻止水果落出裝置外面，而且在機械上方可以掀開蓋板方便維修。圖 9 后蓋板2.8 滾筒中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水果單列輸送裝置設計8方便。缺點是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。2.9 電動機的選擇機選用的是型號為 MBW07，功率為 0.75 千瓦的減速電動機。2.10 輪子的選擇本設計中選擇的輪子為平板式腳輪，輪子直徑為 130mm 型號為 ZP130WS2-160水果單列輸送裝置設計93 輸送機械的計算3.1 工作條件考慮到本機器為一般小型果園所用，所以可以放在房間中，工作環(huán)境為室內(nèi)，并且可以保持干燥。環(huán)境溫度為室溫，水果的來源一般是由上一級輸送裝置送來，隱藏避免了大量卸料，即可以控制水果來源的速度。3.2 輸送能力的計算成件物品的輸送能力 = （kg/s）Im`TGv式中 G----單件物品質(zhì)量，kg;T----物品在輸送機上的間距，m;v----帶速，m/s.每小時的輸送的件數(shù)：n=3600 Tv3.3 電動機帶輪的計算帶輪直徑小可以使傳動尺寸進場，但是直徑過小，會使帶的彎曲應力過大，壽命降低，所以帶輪的尺寸要適中。V 帶的設計主要是要求質(zhì)量小，結(jié)構工藝性能好。無過大的鑄造內(nèi)應力，質(zhì)量均勻分布。轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽的功過面粗糙度合理。以減少帶的磨損，輪槽尺寸和槽面角應保持一定的精度。以使載荷分布較為均勻等。帶輪的主要材料是鑄鐵。常用牌號為 HT150,HT200,最大的圓周速度為 25m/s.=(1.8-2)d.d 為軸的直徑d1C’=(1/7-1/4)B=0.8h21s=c’帶傳動查手冊選擇 Y 型的直徑為 25mm 的小帶輪。選擇實心式的帶輪、為了考慮后一級機器的分級能力，所以考慮大約每秒鐘走過的水果大概是直徑為60mm 的水果 5 個左右。單列水果輸送則是兩根皮帶的速度不同。假設一邊 v=50r/s 則通過輸送能力公式得出，另邊的輸送速度為 100r/s，3.4 滾筒軸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；保持架與滾動水果單列輸送裝置設計10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。軸承的摩擦力矩一般可按照如下公式計算：M= 2/Fd?式中 M——軸承的摩擦力矩， ；mN?——軸承摩擦系數(shù)；?F——軸承負荷（ ） ，N；2Ra??d——軸承內(nèi)徑，mm.根據(jù)計算比較，本機器選擇單列向心球軸承，查機械手冊選擇 101 型特輕（1）系列?；境叽鐬?d=15，D=32，B=8，mm基本額定負載 C =4.32，C =2.50 kNrr0極限轉(zhuǎn)速 脂 18000，油 24000r/min重量 W≈0.025軸承型號 7000102，其他尺寸 r=0.3安裝尺寸 d min=0.3，D max=29.6，r max=0.3 mmaaa3.5 軸的強度計算滾筒中所選用的軸為實心軸，按扭轉(zhuǎn)強度計算有公式：d=17.2 =A3?TnPd—軸端直徑，mmT—軸所傳遞的扭矩，N·m T=9550 nPP—軸所傳遞的功率，KWn—軸的工作轉(zhuǎn)速，r/min[ ]許用扭轉(zhuǎn)剪應力，N / 查機械設計手冊中表 6-1-3 選取?2m[ ]許用扭轉(zhuǎn)角， （°）/m 查機械設計手冊 表 6-1-4?A—系數(shù)，查機械設計手冊中表 6-1-3 選取B—系數(shù)，查機械設計手冊 表 6-1-4 選取表 2軸的材料 Q235——A.20 Q275 351Cr18Ni9Ti45 40Cr,35SiMn,42SiMn[ ],N / ?2m15-25 20-35 25-45 35-55水果單列輸送裝置設計11A 149-126 135-112 126-103 112-97總結(jié)在當今生活中，機械越來越多的進入當代人的生活中，當大家都離不開機械的時候，人們就要努力去完善我們的機械，或者說，要進一步開發(fā)機械的更多的能力。在現(xiàn)代人用水果滿足自己口腹之欲的時候，水果的附加價值也得到充分的重視?；蛘哒f水果的禮品價值，所以這臺機器應運而生。在本機機械的設計當中，我設計的部分主要是水果輸送過程中水果單列輸送，在設計過程中，了解到了很多關于水果分級的優(yōu)點，也學習到了許多運動原理。例如本機器中，前一個裝置是將大批量水果運送上來。但是大批量水果無法分級，則通過本裝置進行分級裝置當中的兩個傳送帶的速度不同，則此裝置即可以使水果在不同位置有不同的速度，再通過速度不同，進行旋轉(zhuǎn)。從而使水果摩擦之后形成單列，方便下一級的機構進行分級。此裝置可以運用到實際的生產(chǎn)生活中，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。在遇到了很多書本上知識無法解決的問題，通過解決問題，學習到了新的知識，也從新復習了以前的知識，通過這個設計讓我從新掌握了機械制圖這門課程的內(nèi)容，在設計過程中也查閱了很多機械手冊，對于機械的零部件也了解到更多的知識，而且在做裝置的時候選擇用 PRO-E 作為輔助工具，也認識到了機械裝置定位的重要性。水果單列輸送裝置設計12參 考 文 獻[1]楊明忠，朱家誠 .機械設計.武漢理工大學出版社 ， 2001.10[2]卜炎. 機械傳動裝置設計手冊（下）. 機械工業(yè)出版社 ， 1998[3]成大先. 機械設計圖冊零部件的結(jié)構與組合. 化學工業(yè)出版社， 1997 [4]李文哲 ，許綺川. 汽車拖拉機學. 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2006 [5]于永泗，齊民主. 機械工程材料. 大連理工大學， 2003[6]譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定。 圖學基礎教程。 高等教育出版社，1999[7]曾志新，呂明. 機械制造技術基礎. 武漢理工大學出版社，2004[8]余桂英，郭紀林. AutoCAD 2006 中文版使用教程. 大連理工大學出版社，2006[9]劉鴻文. 材料力學. 高等教育出版社， 2004[10]邵立新，夏素民，孫江宏.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 清華大學出版社，2007水果單列輸送裝置設計13致 謝這次畢業(yè)設計可以圓滿的結(jié)束離不開劉木華老師的親切關懷和耐心的指導，在整個畢業(yè)設計的過程中，劉老師對我的悉心指導和嚴格要求給我創(chuàng)造了良好的學習氛圍；他嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，給我留下了深刻的印象，對我產(chǎn)生了巨大的影響，使我掌握了更多的理論知識。而且在分析問題和解決問題的能力上有了很大的提高。在設計的過程中，我認識到自己的不足，深刻的領會到掌握好專業(yè)知識的重要性。而且通過這次團隊的設計，讓我感受到團隊的力量。在此要感謝我的同組成員，他們在了解自己的機械的基礎上，幫我了解我的裝置，和我一起解決我遇到的問題。在專業(yè)知識方面我有欠缺。班級的其他同學也幫助我補齊我的知識，給于我耐心的幫助。在此要感謝我的同學。當然，作為一個本科生，盡管有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，但由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，設計中難免有錯誤和缺點，希望各位老師和同學能夠批評指正。最后要感謝我的父母，他們給我上大學的機會，我還要感謝大學里的所有老師，他們教給我專業(yè)知識和做人的道理。為這次畢業(yè)設計打下了很好的基礎。再次感謝所有幫助過我的人，在你們的幫助下才有我今天的成績。謝謝。