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小金橘分級(jí)機(jī)械
康鵬程
（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文介紹了水果分級(jí)技術(shù)對(duì)與我國水果產(chǎn)業(yè)的作用及意義。同時(shí)針對(duì)水果分級(jí)技術(shù)，對(duì)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行概述。在充分了解了國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)，以國內(nèi)外水果分級(jí)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀作為技術(shù)依據(jù)，設(shè)計(jì)了小型水果自動(dòng)分級(jí)機(jī)械。本設(shè)計(jì)以小金橘為例進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。對(duì)采摘后的“小金橘”一類的小型水果，對(duì)體積的大小進(jìn)行分級(jí)處理，主要完成上料機(jī)構(gòu)部分、分級(jí)結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)及計(jì)算，包括方案的論證、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、分級(jí)部分鏈條、鏈輪軸及其他主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算。
關(guān)鍵詞：金桔、水果分級(jí) 、 分級(jí)機(jī)構(gòu) 、上料機(jī)構(gòu)
1小金橘分級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)目的
隨著需求的增長我國的水果產(chǎn)業(yè)面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如此大的需求量必定帶來巨大的市場，但隨著水果量的增加必定面臨諸多的問題。最關(guān)鍵的問題就是產(chǎn)品商品處理化的問題，以過去人工的方式必然滿足不了市場的需求。機(jī)械化智能化的處理勢在必行，解決好這個(gè)問題必然帶來水果業(yè)的快速發(fā)。因此水果加工機(jī)械的發(fā)展將為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
小金橘水果分級(jí)機(jī)械通過對(duì)水果的形狀、大小等主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分類，為后期的水果分級(jí)包裝做準(zhǔn)備。本設(shè)計(jì)通過一定的創(chuàng)新，為水果分級(jí)的方法提供一種方案。
2 小金橘分級(jí)機(jī)械的整體設(shè)計(jì)
1. 入料槽 2.鋪平刷 3.限距螺桿 4.分級(jí)機(jī)架
5.一級(jí)出料口 6.二級(jí)出料口7.三級(jí)出料口 8.四級(jí)出料口 9.上料機(jī)機(jī)架
圖2-1 整機(jī)布局圖
整機(jī)分為四部分：
（1）儲(chǔ)料部件的大小決定著人工加料的次數(shù)、頻率。
（2）上料部件的作用，一是完成對(duì)物料的輸送，將物料運(yùn)輸?shù)椒旨?jí)機(jī)的分級(jí)執(zhí)行部位，減少人力勞動(dòng)，保護(hù)人不接觸使人不適的環(huán)境。
（3）分級(jí)部件是分級(jí)機(jī)的核心部分，該部分的設(shè)計(jì)直接影響著機(jī)器的性能。
（4）收料部件是將分級(jí)后的不同等級(jí)的物料分別回收。
3 上料部分設(shè)計(jì)
上料機(jī)呈現(xiàn)一定的角度。設(shè)計(jì)這一角度的設(shè)計(jì)目的是為了調(diào)整物料的分布狀態(tài)，使得物料均勻分布。在物料進(jìn)入分級(jí)部分時(shí)能夠是分散的狀態(tài)進(jìn)入。有利于分級(jí)的精準(zhǔn)。同時(shí)也是基于人性化的考慮。呈現(xiàn)出一定的角度，使得入料槽的高度降低，方便操作人員的入料操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
圖3-1上料部分示意圖
4分級(jí)機(jī)械的工作原理
滾杠通過結(jié)合桿連接到限距螺桿上，連桿的一段在螺紋槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。限距螺桿是一個(gè)變螺距的螺桿，螺桿的螺距分為四個(gè)段節(jié)，每個(gè)段節(jié)的螺距依次增加5mm。當(dāng)滾杠運(yùn)動(dòng)到不同螺距的段節(jié)內(nèi)，滾杠呈現(xiàn)不同的間隙，實(shí)現(xiàn)間隙的動(dòng)態(tài)變化，從而實(shí)現(xiàn)水果的大小分級(jí)。如3-2圖所示。
圖4-1 分級(jí)部分示意圖
圖4-2 限距螺桿連接滾杠示意圖
其優(yōu)點(diǎn)在于：使用這種機(jī)構(gòu)的水果分級(jí)裝置，當(dāng)水果在變間距的輥?zhàn)虞斔脱b置上運(yùn)行時(shí)由相應(yīng)間距的輥?zhàn)娱g落下，進(jìn)入置于輥間下的果子收集裝置，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)，這種分級(jí)形式，可避免水果受到滾筒的切割，因而可完全避免水果的摩擦、擠壓，大大提高水果分級(jí)的質(zhì)量。
5結(jié)論
本設(shè)計(jì)根據(jù)國內(nèi)外水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用，在了解我國現(xiàn)有市場上的分級(jí)機(jī)械和我國的國情的前提下，進(jìn)行的從上料、分級(jí)、收料的整機(jī)設(shè)計(jì)。主要結(jié)論如下：
（1）對(duì)于小型水果的分級(jí)方法，多采用大小分級(jí)且一般都以機(jī)械式進(jìn)行大小的鑒別，篩選。主要是由于小型水果質(zhì)量輕、體積小的原因。質(zhì)量太輕，用稱量式的分級(jí)方法精度不易保證。用光電式的鑒別方法成本高，對(duì)于光電設(shè)備硬件要求高。目前光電式鑒別法用于荔枝這樣易損傷的水果分級(jí)（僅限于實(shí)驗(yàn)室）。
（2）使用固定間隙式的分級(jí)機(jī)械，分級(jí)過程必須對(duì)水果進(jìn)行多次轉(zhuǎn)移，才能實(shí)現(xiàn)分級(jí)過程。對(duì)于易損水果，在這一過程中勢必會(huì)造成一定的損傷。減小水果轉(zhuǎn)移次數(shù)，是解決問題的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)在同一平面內(nèi)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)間隙的動(dòng)態(tài)變化，很好的解決這個(gè)問題。
（3）面對(duì)小型農(nóng)戶這樣的市場主體，水果分級(jí)機(jī)械體積小、操作簡單、分級(jí)較為精準(zhǔn)、能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。這樣的設(shè)計(jì)將有很好的市場競爭力。
本設(shè)計(jì)存在的問題：
（1）限距螺桿的設(shè)計(jì)還過于粗狂，使用圓空心鋼進(jìn)行車削加工，加工出變螺距的螺紋。加工后的螺距固定，功能有局限性。通過精巧的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)螺距可根據(jù)需要調(diào)整。
（2）出料的部分設(shè)計(jì)有一定缺陷，物料與收料板有撞擊，有發(fā)生撞擊損傷的隱患。
（3）限距螺桿的直徑大小的確定仍需優(yōu)化，直徑過大圓周線速度大會(huì)產(chǎn)生熱，直徑過小導(dǎo)程角變大，不利于滾杠向前移動(dòng)。需要經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)來確定最優(yōu)值。
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