红枣自动分级机构的设计

本科生毕业论文题目红枣自动分级机构设计系别机械设计制造极其自动化班级姓名学号答辩时间年月新疆农业大学机械交通学院目录1.研究目的与意义................................................21.1研究目的................................................21.2研究的意义..............................................22.国内外研究现状...............................................32.1国外研究现状............................................32.2国内研究现状............................................33.主要结构.....................................................44.工作原理.....................................................44.1分级装置................................................44.2分级装置设计依据........................................55.主要技术参数.................................................66.主要部件的设计...............................................66.1电动机的选择............................................66.2联轴器的选择............................................76.3分配传动装置传动比和减速器的选择........................86.4传动装置的运动和动力参数计算............................97.其他部件的设计.............................................117.1入料斗.................................................117.2出料斗.................................................117.3机架底座...............................................12总结.........................................................13-1-红枣自动分级机构的设计学生：指导老师：摘要：针对我国西部红枣分级劳动强度大、机械化程度低的现状，设计了带式红枣自动分级机。该分级机的设计思路为：小于分级皮带之间间隙的枣便落进出枣斗进入集枣箱,不会出现卡枣、破枣现象。留在一级分级皮带上的红枣由后面的溜枣板迸入下一级差速带式红枣分级装置,后一级的皮带间的间隙大于上级的间隙,故落下的红枣大于上一级的红枣,依此将红枣分成大小不同的级别。关键词：红枣；分级；皮带；设计MechanismdesignforautomaticclassificationofreddatesTutor：Abstract:Inviewofthepresentsituationofwesternreddatesgradinglargelaborintensity,lowdegreeofmechanization,designthebeltreddatesautomaticclassifier.Designideasoftheclassifier:lessthangapgradedbeltbetweenthedatefallsintothecollectionbucketimportjujubejujubebox,nocardjujube,jujubebreakingphenomenon.InaclassificationonthebeltreddatesbyLiujujubeboardburstbackintoadifferentialtypereddatesandgradingdevicespeedbelt,abeltgapbetweenmorethanthegap,sothefallingreddatesthanonthelevelofthereddates,reddatescanbedividedintodifferentlevelsofsize.Keyword:Reddates;Classification;Belt;Design-2-1研究目的与意义1.1研究目的红枣又名大枣,含有丰富的营养成分。红枣在国内和国外都有着广阔的市场前景。近年来国内外市场对红枣需求量的逐年增加,由于我国拥有全世界98%的枣树资源和近100%的枣产品国际贸易额,因而我国在红枣种植和贸易领域中占有主导地位。在国际贸易中,我国出口的红枣大部分是未经任何处理的红枣或其初级产品,品质差并且销售价格较低。随着生活水平的不断提高,国内消费者对红枣的消费理念己经由数量型向质量型转变,不仅要求口味纯正,而且要求形靓物美。因此经过分级处理、打蜡和精美包装的红枣受到越来越多消费者的青睐。而目前我国红枣的后期处理率仅为1%,采后产值和收获时自然产值比仅有0.5/1。究其原因,是国内对于红枣的商品化处理能力较低。商品化处理是红枣采后的加工增值过程,包括分级、清洗、催熟、打蜡和包装等环节,分级是红枣进入流通市场前首要的、关键的基础加工环节,其结果直接关系到后续的精深加工产品质量,并对红枣产业的经济效益影响较大。分级处理是按照分级标准中对果实大小、颜色、品质和缺陷等多个指标的规定,将红枣分成相应级别的工艺过程。在细致、合理和有效分级的基础上才能对其进行后处理或者深加工,从而提高产品的竞争力。1.2研究的意义消费者对红枣品质需求的提高和红枣市场的开拓,给红枣产业带来巨大的机遇的同时也带来了新的挑战。红枣企业要在最短时间内生产出优质新鲜、包装精美和标准化的产品,就要首先实现红枣采后处理自动化和产品高档化,其中的关键技术问题就是红枣采后无损检测及标准化分级。枣果有优劣之分,不同枣果的形状、大小和着色程度并不完全一致,部分枣果甚至有碰伤和病虫伤害等。不同的枣果采后混在一起既不便于贮藏和运输,也不便于以质定价。在市场经济高度发达的今天,异地销售、大宗农产品交易和农产品国际贸易均离不开标准化,红枣分级就是实现其商品标准化的第一步。然而,由于我国红枣采后处理技术水平低下,部分红枣采后仍由人工分选,其分选过程依靠人工感官进行识别判断。受分选者的情绪、色彩分辨力、疲劳程度和能力等条件影响,这种主观评判效率低且误差较大,红枣的标准化分级难以实现;且操作人员与枣果直接接触,不符合食品加工生产的要求。部分地区使用机械式红枣分级设备,如滚筒式分选机、轴辊式分选机和重量分级机等,仍需要配合以繁重的体力劳动;此类设备仅能按尺寸大小等单一指标分级,无法满足现阶段对于红枣分级的需求。同时机械式分选所带来的枣果损伤降低了红枣品质,使得其市场销售价格低于应有价值,极大地损害了枣农和相关企业的利益,阻碍了我国红枣产业的良性发展。因此,红枣的快速无损分级己成为提高其市场竞争力的关键因素。-3-2国内外研究现状2.1国外研究现状自20世纪70年代起,国外公司和研究机构对红枣自动分级技术进行了大量研究(LeemansVandDestainMF2004;LeemansVetal.2002),并己将部分成果产业化。美国、法国和新西兰部分公司是果品分级设备研制的主力军(BENEDETTI,A2007)。目前国外公司所生产的红枣分选线可对红枣进行大小、形状、缺陷和成熟度等多方面的检测(UnayDetal.2011),并辅助以人工神经网络等方法(NakanoK1997),其准确率大大提高。法国MAFRODA公司的红枣分级分选线有自动化的田间大木箱处理机,大木箱清洗机、纸箱自动包装、码垛和木托盘的处理。其用户遍布全球60多个主要国家。美国AUTOLINE公司研发的红枣分级机最多可9条通道、60个等级出口同时作业,并可针对用户的需求进行改装。韩国SEHAN-TECH株式会社是红枣分选机的专业生产厂家,其产品包括小型分选机和多通道分选机等,能够按照大小、重量、缺陷、颜色和含糖量等标准进行红枣分级。计算机分析系统能够提供红枣分级的各种信息,包括各等级红枣的数量、单位时间处理量和红枣的优质度等。[09]国外的红枣分选技术己经取得很大发展。以美国AUTOLINE、法国MAFRODA和新西兰COMPAC公司为代表的企业己开发出多手段同步检测的分级装置(Unay,Detal.2011),其准确率较高且速度快(LimingXandYanchaoZ2010),部分处理算法己经硬件化,处理过程迅速可靠,给红枣产业带来了巨大的经济效益。2.2国内研究现状我国学者从90年代开始对分选技术进行研究,但大部分停留在单一品质检测和静态分析阶段,远没有达到实时检测分级的水平。中国农业大学学者李庆中开发了一种基于的新型苹果实时分级试验系统。由于在输送机构两侧放置了反光镜,可将苹果4个表面快速呈现给视觉检测系统,采集图像更完整。针对国内外苹果分选机在图像处理时对梗凹陷和苹果缺陷易于混淆,学者周钦红对此问题设计了一种苹果分选输送定位机构。该机构可在图像采集段之前实现果梗垂直于水平面的定位并绕竖直轴旋转,定位成功率达94%,但其定位速度较慢不满足在线检测的需求。浙江大学学者应义斌研究了一种用于柑橘自动分级系统的同步跟踪自动控制装置。该装置利用涡流式接近开关产生的脉冲作为移位信号,使处理结果在移位寄存器的位置与水果实时位置保持一致饶秀勤。徐惠荣、蒋焕煌等研制的能实现准球形水果自动单列输送并均匀翻转的装置,指出输送和翻转机构参数的选择原则和结构设计中需要注意的问题。学者应义斌对水果实时分级机构和水果分级控制系统进行了设计和试验验证,并基于此设计了“基于的水果品质智能化实时检测与分级生产线”。该系统分级误差约为5%,且主要针对柑橘等尺寸较大的水果,浙江大学所研制的水果分级生产线主要针对柑橘等水果,难以应用于红枣自动分选;且果蔬窜级率约为5%,准确率还不能满足实时分级的要求,并且其上料装置的振动对红枣有损伤,在一定-4-程度上影响了红枣品质,并未实现无损分选。3主要结构本设计吸收了当前的设计优势，主要由原动机、传动系、工作系、机架系四部分构成。原动机采用电动机带动，传动系选择V带传动，齿轮传动，工作系由传动皮带机构组成，机架系由底座、架身、进料斗、出料斗组成。此外采用全损耗系统用油进行润滑，橡胶密封。主运动轴、轴承、键、联轴器都采用标准件，易于更换。1、喂料斗2、出料斗3、电机4、溜枣板5、传送皮带6、机架7、减速器图3-1总装图4工作原理4.1分级装置分级皮带为传送皮带。皮带之间的间隙可以通过轴套的宽度改变而改变，从而达到可以对多种红枣进行分级。图4-1传送皮带初始条件传动功率（KW）：5带轮转速（r/min）：100选定带型带型：胶帆布平带1234567-5-轴间距的确定初定轴间距(mm)：650所需带长(mm)：1614.实际轴间距(mm)：650带速、包角和V带根数带速：2.094小带轮包角：90包角修正系数：1.004.2分级装置设计依据红枣(干枣)在外观特征上基本呈现圆台形，少数呈现较规则的圆柱形。针对本分级机的结构特点和原理，红枣在分级的过程中实际依据的是红枣腰径方向的最大尺寸。通过对大批量红枣最大腰径的观察和尺寸检测后，利用MATLAB软件的图像处理和曲线模拟技术对红枣最大腰径尺寸进行分析，可以知道红枣的最大腰径主要呈现3种特