大蒜分选机设计项目说明指导书.doc

目录一、引言02二、大蒜分选机总体构造阐明04三、输送装置05四、分选装置11五、自动称重装置141 引言 1.1 大蒜分选机设计背景 在大面积种植大蒜地方，对于收获好大蒜，工人们要分选出优劣级别，个头较大分为优等，个头较小则相对较次，卖出价格也就较低，因而把大蒜分类也成为大蒜加工必要工作环节。此前工人们把包装好原料再重新筛选一边进行大蒜分级，大小要分开，分好极才干获取更大利润，依照市场记录把大蒜分级能获取比之前不分级多百分之20利润。工厂中工人筛选大蒜单纯是用简朴人工劳力，使用市场上一种简朴划级板，也就是一种简朴分隔板，她能按照大蒜大小个进行分选大小，这种大蒜分选器由六瓣构成，每一瓣由一种圆环构成，每个圆环直径不同，每种规格大小大蒜只能相应一种圆环孔，这样工人们就对照着圆环大小以及自己经验对大蒜进行分类筛选，工人们每人只筛选一种大小大蒜通过团队合伙就能把大小不同大蒜分开，对于纯熟地工人来说，只需要目测就预计出大蒜类别，通过这种经验再加上大蒜分选器协助就大大提高了分选大蒜效率，一种纯熟工人一天下来可以分选出1000多公斤大蒜。这种筛选还是存在诸多弊端，筛选出大蒜还是有某些规格不符，工人们这样劳累一天也是很辛苦，最重要是还是存在错误率，对某些大型出口公司，这种现象是不容许浮现。 人工分选大蒜虽然简朴，但是需要来回分选，劳动过程就会有多余消耗，因此相对来说并不轻松，面对这样多大蒜，难道没有机器来代替人工吗？通过调查社会上还是存在有诸多通过简易改制做成大大蒜分选机，大蒜分类毅然成为大蒜行业最大问题，通过人工费事费力，于是就慢慢衍生出用机器分选想法，这种简朴大蒜分选机比人工省点劲，它构造就像咱们生活中滚筒洗衣机，它内壁散步着许多圆孔，依照现实需要可以拟定圆孔直径大小，工作时把大蒜从一端倒进去，随着滚筒转动大蒜也从相应圆孔掉下去，但是这种分选方式也存在它弊端，这种分选方式远远达不到当代化生产规定，这种机器分选下来大蒜，本来好好皮子都给掉下来，大蒜也分瓣了，规定是必要是一种完整大蒜，这种破坏了大蒜只能是废品了，导致资源挥霍经济损失，在一种就是大蒜规格，有诸多分选出大蒜达不到规格规定，还得重新量一遍，费时费力。这种大蒜分选机效率不高工作也不尽人意。1.2 大蒜分选机工作原理 大蒜分选机可以完毕对不同规格大蒜分选工作，分选规格普通为4、4.5、5、5.5、6等。其工作装置涉及振动筛某些、上料某些和分选某些；振动筛某些通过振动振动掉大蒜上泥土和某些蒜皮，完毕对大蒜大某些清理工作，以免对后续分选工作导致影响；上料某些功能是将振动筛过来大蒜传送给分选装置完毕对大蒜不同规格分选；分选某些即完毕大蒜分选工作。当前社会上对大蒜特别是独蒜进行分选重要是靠人工手选或筛选，这两种办法劳动强度大，成本高、效率低、质量差，越来越赶不上社会供应规定，严重阻碍了经济发展。本设计依照实际存在问题，通过逐渐摸索改进和完善，基本上能适应生产需要，设计提供大蒜分选机，涉及机架、给料振动筛、分选装置、蒜皮解决装置、自动称重装置，其构造简朴、使用以便，分选效果好，工作效率高。本次设计开发采用SolidWorks软件完毕，大蒜分选机总体外观如图1.1：图1.1 大蒜分选机外观图 2 大蒜分选机总体构造设计 通过咱们调查研究咱们设计这款机器分为上料装置、蒜皮解决装置、多级分选装置和称重装置。分选时一方面将大蒜放在放料平台上，接着通过机器传播，大蒜通过度选装置，分选装置从小到大依次排列，这个分选装置可以依照现实需要调节分选孔大小以及分选数量，上面布满了相应大小筛孔，一方面最小大蒜被筛网分选出去，剩余大蒜就进入下一种分选区域，这样一次进行，各种大小大蒜就进入相应区域，进入接料装置。图2.1分选机侧面图咱们这款分选机只设立了两个接料口，两个分选孔，现实中可以依照需要自由加减。使用简朴以便，工作效率高。3 输送装置 机器放料装置事实上是一种震动筛，大蒜放在左端上料装置上，装置下面安装了一种震动装置从而引起该装置不断震动，震动作用是去掉大蒜身上泥土以及某些老皮，起到一种清理大蒜作用。震动筛用到了机械中凸轮传动原理，由发动机齿轮传动转换成咱们所需要震动这种运动，通过查阅资料咱们感觉这种装置效果明显，因此采用这种机械装置。图3.1振动筛凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件构成高副机构。 凸轮是一种具备曲线轮廓或凹槽构件，普通为积极件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定运动规律构件，普通做往复直线运动或摆动，称为从动件。 凸轮机构在应用中基本特点在于能使从动件获得较复杂运动规律。由于从动件运动规律取决于凸轮轮廓曲线，因此在应用时，只要依照从动件运动规律来设计凸轮轮廓曲线就可以了。由凸轮回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动机构。凸轮具备曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，合用于传力较小低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用簧或施加重力。具备凹槽凸轮可使从动件传递拟定运动，为确动凸轮一种。 普通状况下凸轮是积极，但也有从动或固定凸轮。多数凸轮是单自由度，但也有双自由度劈锥凸轮。凸轮机构构造紧凑，最合用于规定从动件作间歇运动场合。它与液压和气动类似机构比较，运动可靠，因而在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮设计比较复杂，制造规定较高。凸轮容易磨损，重要因素之一是接触应力较大。凸轮与滚子接触应力可以看作是半径分别等于凸轮接触处曲率半径和滚子半径两圆柱面接触时压应力，可用赫芝公式进行计算，应使计算应力不大于许用应力。促使凸轮磨损因素尚有载荷特性、几何参数、材料、表面粗糙度、腐蚀、滑动、润滑和加工状况等。其中润滑状况和材料选取对磨损寿命影响尤大。为了减小磨损、提高使用寿命，除限制接触应力外还要采用表面化学热解决和低载跑合等办法，以提高材料表面硬度。 为使凸轮机构运动加速度及其速度变化率都不太大，同步考虑动量、振动、凸轮尺寸、弹簧尺寸和工艺规定等问题，还可设计出其她各种运动规律。应用较多有用几段曲线组合而成运动规律，诸如变形正弦加速度、变形梯形加速度和变形等速运动规律等，运用电子计算机也可以随意组合成各种运动规律。还可以采用多项式表达运动规律，以获得一持续加速度曲线。为了获得最满意加速度曲线，还可以任意用数值形式给出一条加速度曲线，然后用有限差分法求出位移曲线，最后设计出凸轮廓线。和减少表面粗糙度。凸轮工作条件是空气干燥、润滑油干净，或采用加有各种添加剂润滑油。润滑油粘度和供油方式选取要考虑从动件形状和凸轮转速等。凸轮和从动件材料匹配应恰当，如硬钢和铸铁价廉，合用于高速滑动；硬钢和磷青铜振动和噪声小，还能补偿轮廓不精准。铸铁和铸铁配对使用效果尚可。但硬镍钢和硬镍钢、软钢和软钢等组合则效果不佳。对于几何参数、润滑、材料和表面粗糙度等，也可采用弹性流体动压润滑理论进行综共计算，以减少磨损。凸轮构造简朴、紧凑、设计以便，可实现从动件任意预期运动，在各种机械中广泛使用。咱们运用凸轮知识，依照所需要震动效果，用电机传动作为动力源，加上凸轮这个构造，连接好震动筛，就能满足现实需要。图3.2振动机构这是咱们输送装置也是震动筛，输送装置由于震动缘故，装置下面会不可避免浮现诸多泥土和老皮，因而尽快解决掉她们也是一种很重要问题。咱们采用吹风机安装在横梁架上，然后加上去皮底板，这样问题就迎刃而解。吹风机咱们也是依照分选机实际尺寸以及形状进行了设计和组装。几种去皮底板并排在输送装置下面接着泥土和蒜皮，还可以把该装置下面四周密封起来，不会导致环境污染。 图3.3去皮底板此外一某些是上料装置，该装置处在分选装置和振动装置之间。该装置和之前平上料装置上滚动轴棍是由齿轮转动带动起来不断地转动，带动大蒜不断地向前运送，还起到摩擦蒜皮，去泥土作用。通过查阅资料咱们懂得链传动是通过链条将具备特殊齿形积极链轮运动和动力传递到具备特殊齿形从动链轮一种传动方式。 链传动有许多长处，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比精确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相似工况下传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动缺陷重要有：仅能用于两平行轴间传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不适当用在急速反向传动中。 图3.4上料输送装置 图3.5吹风机链传动是啮合传动，平均传动比是精确。它是运用链与链轮轮齿啮合来传递动力和运动机械传动。链条长度以链节数来表达。链节数最佳取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用弹簧夹或开口销锁紧。若链节数为奇数时，则需采用过渡链节。齿形链由许多冲压而成齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。齿形链板两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷能力高；但构造复杂、价格较贵、也较重，因此它应用没有滚子链那样广泛。齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度规定较高传动。 国标仅规定了滚子链链轮齿槽齿面圆弧半径 、齿沟圆弧半径 和齿沟角 最大和最小值(详见GB1244-85)。各种链轮实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样解决使链轮齿廓曲线设计有很大灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述规定端面齿形曲线有各种。最惯用齿形是“三圆弧始终线”，即端面齿形由三段圆弧和一段直线构成。图3.6链传动模型与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持精确平均传动比；需要张紧力小，作用于轴压力也小，可减少轴承摩擦损失；构造紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度规定较低；中心距较大时其传动构造简朴。瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因而传动平稳性较差，工作中有一定冲击和噪声。链传动平均传动比精确,传动效率高，轴间距离适应范畴较大，能在温度较高、湿度较大环境中使用；但链传动普通只能用作平行轴间传动，且其瞬时传动比波动，传动噪声较大。 由于链节是刚性，因而存在多边形效应（即运动不均匀性），这种运动特性使链传动瞬时传动比变化并引起附加动载荷和振动，在选用链传动参数时须加以考虑。链传动广泛用于交通运送、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业等。为提高链传动运动平稳性、减少动载荷，小链轮齿数多某些为好。但小链轮齿数也不适当过多，否则 i 会很大，从而使链传动较早发生跳齿失效。链条工作一段时间后，磨损使销轴变细、使套筒和滚子变薄，在拉伸载荷F作用下，链条节距伸长。链条节距变长后、链绕上链轮时节圆d向齿顶移动。普通链条节数为偶数以避免使用过渡接头。为使磨损均匀，提高寿命，链轮齿数最佳与链节数互质，若不能保证互质，也应使其公因数尽量小。链节距越大，理论上承载能力越高。但如上节所述：节距越大，由链条速度变化和链节啮入链轮产生冲击所引起动载荷越大，反而使链承载能力和寿命减少。因而，设计时应尽量选用小节距链，重载时选用小节距多排链实际效果往往比选用大节距单排链效果更好。 通过综合考虑咱们选用了构造简朴链传动，这种传动方式简朴，能最简朴最直接带给咱们想要运动方式。4 分选装置分选装置是系统核心某些，是整个机器中枢。大蒜通过送料装置去皮去土等解决到达咱们分选装置，进入分选装置后，大蒜会依照咱们设计筛选孔大小进行分类然后通过度类掉下到相应区域，进行接料称重。咱们先来简介筛选孔这一种装置，咱们可以依照现实需要设计调节孔大小，这里不做多余解释，大蒜通过筛选孔时候，筛选网自身是不断滚动，这样带动大蒜不断运动进行分类，比此处孔小大蒜就会掉到该区域，就是咱们要这种规格大蒜，比较大大蒜进入到下一种区域。 图4.1 筛选孔 这里筛选网传动这是运用了链传动原理，和之前简介圆柱转动异曲同 图4.2分选装置工，非常简朴直接明了体现出咱们想要运动形式。电机齿轮转动带动大轴转动进行传 图4.3电动机输力运动。电机选取也是一种很有难度问题，电机输出转矩大小取决负载大小，电机输出转矩是为了对抗负载而存在；根据此结论，本期咱们将由电机端来为各位简介电机种类，特性与负载动作需求关系。1.电机种类 细分电机用途种类有将近几百种，会因不同环境场合及动作功能需求繁衍出不同用途别族群，甚至为了区隔用途或特性而赋予不同名称（如：AC伺服电机，DC伺服电机，DD电机，转矩电机，直线电机，风车电机，抽水电机，反作用式同步电机，超低速同步电机，永磁式同步电机，减速电机，无段变速电机，涡轮减速电机等）。 2.电机与负载关系 负载为了达到使用者某一限度运动条件规定，如：（1）运转动作时间周期：激活停止，正转逆转时间及每分钟频度或长时间持续运转。（2）速度变化：最高速度，最低速度，缓慢激活，缓慢停止或多段速度切换。（3）运转距离变化：长距离，短距离或往复来回移动。 （(4）动作位置定位及定位精度：电气式剎车，机械式剎车，运用电机自身特性达到剎车定位（如步进电机）或藉由减速机（如游星式，谐和式减速机）提高定位精度。 （5）速度响应特性规定：激活时响应特性，加速度响应特性，负载变动时速度安定性。（6）电机输出转矩规定：速度变化时电机输出转矩不变，与负载大小产生对抗性拘束转矩，停止时具保持力矩，激活时可以有较大瞬间激活转矩。 图4.4电机型号型号阐明： Y全封闭自扇冷却三相异步电动机。冷却方式为IC411，即电扇自冷却。额 定电压为380V/3000V/6000V/10000V，50Hz。防护级别普通为IP23、IP44，可依照规定做成IP54或IP55。F级绝缘，B级温升考核。工作制为SI。YKS全封闭空水冷却三相异步电动机。冷却方式为IC81W，即空气强冷加 水冷却。额定电压为3000V/6000V/10000V，50Hz。防护级别IP44或IP54。F级绝缘，B级温升考核。工作制为SI。 YKK全封闭空空冷却三相异步电动机。冷却方式为IC611，即空气强制冷却。5 自动称重装置 分选下来大蒜通过传播带运送落到接料装置，进行称重打包，称重装置如图5.1：图5.1 称重装置5.1工作原理咱们设定好称重重量，落下大蒜达到设定值时，重量传感器发出信号，信号通过放大解决发送给电机和气缸，气缸控制落料口开关，得到电信号后气缸关闭落料口，停止落料；电机得到电信号后启动将称重后大蒜输送到称重台前段，通过工作人员卸料，同步背面接料装置传送到落料口，停顿2s后给气缸一种电信号，打开落料口，开始落料，进行下一种工作循环，整个过程通过PLC控制。接料装置如图5.2，需要工人事先准备好，需要人工安放在输送带上，接料装置上装有接料袋，进行下一次接料前需要工人重新套上包装袋，此过程可以在工作循环过程中完毕，期间不需要停止机器运营。图5.2 接料装置5.2重量传感器咱们此处采用了重量传感器，重量传感器是一种将质量信号转化为可测量电信号装置。用传感器应先要考虑传感器所处实际工作环境，这点对对的选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它安全和使用寿命，乃至整个衡器可靠性和安全性。在称重传感器重要技术指标基本概念和评价办法上，新旧国标有质差别。重要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。1、构造构成重要由承载器、称重显示仪表（下简称仪表）、称重传感器（下简称传感器）、连接件、限位装置及接线盒等零部件构成，还可以选配打印大屏幕显示屏、计算机和稳压电源等外部设备。2、工作原理被称重物或载重汽车置于承载器台面上，在重力作用下，通过承载器将重力传递至称重传感器，使称重传感器弹性体产生变形，贴附于弹性体上应变计桥路失去平衡，输出与重量数值成正比例电信号，经线性放大器将信号放大。再经A/D转换为数字信号，由仪表微解决机（CPU）对重量信号进行解决后直接显示重量数据。称重传感器从原理上分有诸各种，涉及电阻应变式、压磁式、电容式、振弦式、电感式、核辐射式等，但从精确度、重复性、经济性、使用以便等方面综合考虑，当前大量生产依然是电阻应变式传感器。它在称重传感器中所占比例达90以上。 电阻应变式称重传感器是基于这样一种原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它阻值将发生变化（增大或减小），再经相应测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完毕了将外力变换为电信号过程。由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少几种重要某些。一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械分布在一块有机材料制成基底上，即成为一片应变片。她一种重要参数是敏捷系数K。咱们来简介一下它意义。设有一种金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r圆形，其面积记作S，其电阻率记作，这种材料泊松系数是。当这根电阻丝未受外力作用时，它电阻值为R： R = L/S（） （51）当她两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长L，其横截面积则缩小，即它截面圆半径减少r。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所变化，记作。对式（2-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，她电阻值变化了多少。咱们有： R = L/S + L/S SL/S2 （52）用式（5-1）去除式（5-2）得到：R/R = / + L/L S/S （53）此外，咱们懂得导线横截面积S = r2，则 s = 2r*r，因此 S/S = 2r/r （54）从材料力学咱们懂得 r/r = -L/L （55）其中，负号表达伸长时，半径方向是缩小。是表达材料横向效应泊松系数。把式（54）（55）代入（5-3），有R/R = / + L/L + 2L/L=（1 + 2（/）/（L/L）*L/L= K *L/L （5-6）其中，K = 1 + 2 +（/）/（L/L） （5-7）式（5-6）阐明了电阻应变片电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间关系。需要阐明是：敏捷度系数K值大小是由制作金属电阻丝材料性质决定一种常数，它和应变片形状、尺寸大小无关，不同材料K值普通在1.73.6之间；另一方面K值是一种无因次量，即它没有量纲。在材料力学中L/L称作为应变，记作，用它来表达弹性往往显得太大，很不以便，经常把它百万分之一作为单位，记作。这样，式（5-6）常写作： R/R = K (58)二、弹性体弹性体是一种有特殊形状构造件。它功能有两个，一方面是它承受称重传感器所受外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；另一方面，它要产生一种高品质应变场（区），使粘贴在此区电阻应变片比较抱负完毕应变枣电信号转换任务。以称重传感器弹性体为例，来简介一下其中应力分布。设有一带有肓孔长方体悬臂梁。肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下某些将会浮现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增长，而应变片下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点应变表达式，而不再推导。 = （3Q（1+）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （5-9）其中：Q-截面上剪力；E-扬氏模量：泊松系数；B、b、H、h为梁几何尺寸。需要阐明是，上面分析应力状态均是“局部”状况，而应变片实际感受是“平均”状态。三、检测电路检测电路功能是把电阻应变片电阻变化转变为电压输出。由于惠斯登电桥具备诸多长处，如可以抑制温度变化影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较以便解决称重传感器补偿问题等，因此惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛应用。由于全桥式等臂电桥敏捷度最高，各臂参数一致，各种干扰影响容易互相抵销，因此称重传感器均采用全桥式等臂电桥。