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题目柑橘大小分级机构设计摘 要在国外柑橘分级设备研究的基础上，开发出一种生产率高、作业质量好能耗低的新型柑橘大小分级设备栅条滚筒式柑橘大小分级机。通过对各文献的阅读及经验借鉴，对栅条滚筒式柑橘大小分级机某些细节进行必要的改进和技术上的提高，以使其更适合生产要求及有更强的适应性。然后，按照设计要求，对栅条滚筒式柑橘大小分级机的参数进行选定，并通过已知公式的计算，确定该机械的各部分的尺寸，依据各尺寸对该机器的各零件进行选用校核，并最终将各零件装配成形，在设计计算的前提下，得到所需要的新型栅条滚筒式柑橘大小分级机。关键词 柑橘，栅条滚筒式，分级，设计- IV -TitleAbstractOn the basis of the research of foreign orange grading equipment, this paper develops a new type of orange grading equipment, which is high productivity, low energy consumption and good quality of workBy reading the literature and experience for reference, and improve the technology necessary to improve on the details grid cylinder orange size classifier to make it more suitable for the production and has stronger adaptability. Then, according to the design requirements, parameters of the grid cylinder big orange small classifier were selected, and by calculating the known formula, determine the size of each part of the machine, according to the size of the parts of the machine by the check, and finally the parts will be assembled in the premise of forming, design and calculation, get a new type gate to a drum type orange sized classifier.Keywords orange, bar type, classification, design目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题背景错误！未定义书签。1.2 国内外分级机械的研究与发展错误！未定义书签。1.2.1 国外研究与发展21.2.2 国内研究与发展21.3 课题研究意义41.4 课题研究内容51.5 本章小结5第2章 栅条滚筒式分级机总体方案分析62.1 分级装置的类型62.2 滚筒式分级机82.3 结构分析82.4 注意事项102.5 本章小结10第3章 动力传输部件的选择与设计113.1 电动机的选择113.2 联轴器113.3 链传动113.4 总体校核计算123.4.1 滚筒转速的确定12 3.4.2 功率计算143.5 本章小结15第4章 栅条滚筒柑橘分级机构设计164.1 总体结构分析及三维图164.2 进料斗的设计164.3 清筛装置174.4 出料斗的设计174.5 本章小结17结论118致谢119参考文献20附录22第1章 绪论1.1 选题背景我国水果的种类繁多产量大，近二十年来发展特别的迅速。据我国官方数据显示，21世纪初我国水果总量已达到了15000吨，较以前已经有了一个长足发展，水果产业已经成为我国南方主产区农村经济的一大支柱产业，为促进农民增收、扩大城乡居民就业和改善生态环境做出了积极贡献。即便我国有着基数很大的水果产量，由于国情原因，现在水果价格相对较低，并且经常出现滞销的现象，果农经常受到巨大的经济冲击，同时我国水果的出口率是很低的，这也是制约我国水果发展的短板。 食品机械的现代化程度是衡量一个国家食品工业发展水平的重要标志，随着人类社会的进步，人们对饮食的便捷性、营养性、安全性提出了更高的要求，同时可持续发展的趋势使得对农产品加工副产品、农业废弃物的利用变得非常迫切。根据生产的需求设计出了不同的食品机械。在食品加工业中，根据不同尺寸、形状、密度、颜色或品质的蔬菜、果实可以用来加工不同等级的成品，这样不仅可以充分利用好各种物料，而且可以使厂家获得更多的利润，所以在对蔬菜、水果加工之前首先要对水果和蔬菜进行分级。1.2 国内外分级机械的研究与发展 品质分级是水果产后处理和市场销售的一个重要的环节，主要依靠其形状，大小，颜色，果径的大小，各类缺陷等指标进行。柑橘是我国和我省主要的水果产品，对其进行分级将有助于提高产品的附加值，符合农业产业化要求。形状是其主要的分级依据之一。传统的分级的手工分级方式存在客观性和稳定性，效率低等特点。 在国际市场上，果品绝大多采用分级装袋销售。国内市场也正向分级销售发展。目前我国出的水果分选均采用人工用校径板逐个分选。人工分选水果效率低。由于加工时间紧迫，所以要谷清大量的工人来完成。同时质量很不稳定，根据外贸部门反映，人工分级出的柑橘的准确度误差一般都在1015%之间，与出口要求的在5%以下相距很远。其次人为造成的损伤也较严重。国内近几年有许多部门进行了机械分选的研究，但大多因为机械过滤太高或造价太高而不能使用。1.2.1 国外研究与发展传统的水果分级形式包括有体积分级和质量分级两大类，由于分级的目的主要为统一产品外观规格，以便包装和提升销售档次，因此以体积分级应用最广泛。体积分级设备有滚筒式分级机、三辊筒式分级机和带式分级机等，其原理大同小异，均利用若干级别尺寸的孔框或缝隙进行筛选。质量分级设备则由早期的机械式称重分级形式发展到目前先进高速的动态电子称量分级形式。美国FMC公司的水果分级涂蜡设备，针对柑桔类的机型以质量分级为主，通过全线可完成清洗、拣选、涂蜡、分级、包装等工序；法国的MAF France公司的水果分级包装设备，不仅能对果蔬进行分级包装，还可以利用电子、光学原理对果蔬表皮的瑕疵进行分选，全电脑监控，自动化程度相当高。美国Auto line公司的水果分级设备在世界上处于领先地位 ；西班牙Aleixos使用多光谱相机检测柑橘 ；Italy-001-A型分级机是一种先进的分级机构 ；现在，一种更先进更理想的分级分质技术已经在上述国外公司应用运用光幕测量技术或电子扫描分辨技术等新型的水果分级分质设备。通过光幕检测运行中的果品，采集其外形尺寸，经中央处理器运算，与设定分级尺寸比较后发出指令，驱动选别机构动作，将果品拨送至合适的级别行列。采用电子扫描分辨等计算机视觉处理系统，能对颜色、形态各异的果蔬进行识别，对果蔬表皮的瑕疵进行分选，从而实现在线分级分质。这是一种集光、机、电及编程运算的智能化机型。这种分级分质技术较之传统的孔径和质量分级方式，是一个质的飞跃，因为它实现了非接触式的分级分质形式，精确、高速。1.2.2 国内研究与发展国内的水果自动分级研究起步较晚，主要在水果外在品质检测展开研究。针对水果的内部品质检测的研究还不多。我国于20世纪80年代后期曾引进美国和日本等公司的柑桔保鲜分级生产线，主要是采用质量和孔径分级形式。其后，经国内科技人员消化吸收，国产的滚筒式柑桔等保鲜分级生产线开始普及。但是，对于运用光幕测量技术或电子扫描分辨技术等新型的水果分级分质设备，目前国内还没有成熟产品。李庆中等在实数域分形盒维数计算方法的基础上，提出了双金字塔数据形式的盒维数快速计算方法。对于待识别水果图像的可疑缺陷区，提出用5个分形维数作为描述该区域粗糙度和纹理方向性的特征参数，并用所提出的快速计算方法进行计算，然后利用人工神经网络（BP）作为模式识别器，区分水果表面的缺陷区和梗曹ICI陷区，识别的准确率为93%，一个可疑缺陷区的判别时间为1-7ms。李庆中等还介绍了苹果颜色自动分级系统的硬件组成，确定了苹果颜色特征的提取方法，利用遗传算法实现了多层前馈神经网络识别器的学习设计，实现了苹果颜色的实时分级，并通过实验验证了该方法的有效性。试验结果表明，颜色分级识别准确率在90%以上，分级一个苹果所用的时间为150ms。国内目前能生产的水果分级设备基本还限于机械分级阶段，主要进行大小、重量的分级。目前我国研制的6GF1.0型水果大小分级机，采用先进的辊、带间隙分级原理，工作时分级辊作匀速转动，输送带作直线运动，当果实直径小于分级辊与输送带之间的间隙时，则顺间隙掉入水果槽实现。山东省栖霞茂源机械设备生产的GXYw系列卧式果蔬分选机是一种将类似球形的水果或蔬菜（例梨、苹果、柿子、桃子、柠檬、石榴、番茄、柑橘、土豆等）按重量分级的一种高效自选设备。我国国内的自动分级设备基本还处于实验室阶段。我国水果质量检测中使用的水果品质自动检测生产线多为进口设备，这种进口设备是针对大农场生产所设计的，在我国小农户产品的检测中并不实用。中国农业大学食品科学与营养工程学院籍保平教授等针对我国水果生产现状研发了一条机器视觉水果分级系统，可以对水果的外部缺陷、色泽、尺寸和形状进行全面的检测，在此基础上，对水果进行高速和精确的分级。它在水果的尺寸大小、颜色的表达中采用了简单算法，提高了分级速度，缺陷检测采用果面合成技术和近红外技术，保证了检测的精度和速度。分级基准和级数可以根据用户的要求或市场的需要任意调整。通过增减通道数，可以调整系统的处理量。该生产线目前已经申请发明专利，实用新型专利1项，并于2004年初与江苏牧羊集团签订了成果转让协议，目前产品已经投放市场。2004年浙江大学通过一套水果品质智能化实时检测与分级生产线，浙江大学生物系统工程与食品科学学院应义斌等主持的课题组研制开发。它可以按照不同水果的国家分级标准所需的外部特征信息进行分等、分级，生产率可达35 t/h。这一系统生产线的计算机视觉系统，能完成水果的单列化并均匀翻转的水果输送系统，和精确地实施分级的高速分级机构和自动控制系统等部分组成，实现了检测指标的多元化，果品大小、形状、色泽、果面缺陷等多项检测一次完成。广东包装食品机械研究所的张聪用非接触式的测量光幕用于水果分级。测量光幕是相互分离相对放置的发射器和收光器组成的，以光线阵列扫描，检测水果的外形尺寸。分级技术在我国大体可分为引进、消化、吸收三个阶段，80年代以前是主要以引进为主，国内的分级技术的研究几乎为零；随着技术的进步，我国制造业逐步发展成熟，同时国内开始意识到了分级机构在农业生产中的重要性，逐步的引进国外的生产设备，同时国内的一些机构或者企业开始学习研究国外的技术，经过具体的测绘分析，对于分级技术的认识有了一个飞跃的发展 1.3 课题研究意义我国是水果生产大国，自动分级技术对提高我国生鲜水果的市场竞争力有很大的帮助。特别是90年代以来，我国的水果产量明显提高，水果生产已经成为中国农村的支柱型产业，成为缩小城乡差距和农民增产增收的重要途径。对水果大小分级的研究，在国内还不是特别的完善，对柑橘分级的研究可以明显的提高水果产后商品化的价值，增加中国水果的国际竞争力，提高生产效率。因此我们选择了栅条滚筒式分级机。它与目前普遍采用的振动滚筒式分级机相比具有以下一些优点：结构简单；效率高；价格低廉；功耗小；伤果率低；栅条滚筒式分级机存在的缺点是分级精度不高。在食品加工之前，为了使作为食品加工主要来源的农产品的规格和品质指标达到标准，需要对物料进行分级。分级是只将物料按其尺寸、形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。本设计是滚筒分级机，滚筒式分级机利用多节不同孔径滚筒筛的旋转，可对直径大小不同的果实进行尺寸分级。由于滚筒分级机工作平稳，且对果实不会造成机械损伤，分级效率高，噪音小，因此符合现代农业机械的发展趋势，在现代食品行业主要针对核桃、榛子、山楂、蘑菇、青豆等蔬菜、果实的分级。在经济全球化的今天，充分利用资源，利用好每一中物料的价值是决定实现其价值多少的关键因素。经分级机分离出的不同大小的果实可以根据不同食品所需要的物料的大小进行分类加工，这样更能体现每一个原料的价值，更能体现社会发展的可持续性。水果产后处理和市场销售的一个重要的环节，主要依据其形状颜色郭靖大小和各类缺陷等指标进行。柑橘是我国和我省主要水果产品，对其进行分级将有助于提高产品的附加值，符合农业产业化的要求。形状是其主要的分级依据之一，传统的手工分级方式存在客观性和稳定性差，效率低等缺点。而其他柑橘分级机的结构相对来说比较复杂，由于结构的复杂性从而使得柑橘分级机的造价太高，同时其使用寿命也相对就受到了限制。此外，由于分级机的原理的不同，目前市场上的柑橘分级机的总体尺寸和重量都比较大，在我国广大农村特别是那些丘陵地带和山区的果林厂，由于水果批发商都是到现场去才收购的，同时这些采购商对柑橘的分级也有不同的要求，如果自带传统柑橘分级机的话就比较麻烦，不仅运费成本很高同时又有诸多不便。所以本次设计的目的对柑橘分级机的重量和尺寸都提出了比较高的硬性要求。总而言之，本设计的目的在于设计一套柑橘机械分级装置，可针对柑橘按形状大小进行分级，主要面向我国广大农村和丘陵地带以及山区的柑橘种植地带，因此力求做到整机质量较小而整机的尺寸也较小。柑橘是我国一种非常重要的经济作物，对我国的国民经济发展起着至关重要的作用，柑橘的质量不仅关系到我国柑橘行业在国际市场上的竞争力，更关系到广大社会主义新农村建设，关系广大果农生活水平的提高。1.4 课题研究内容1）本文研究柑橘大小分级机工作原理以及主要部件组成和结构；2）通过对主要零部件的更换，可以达到筛分不同的大小物料的目的；3）物料特性的研究，测定不同品种、不同地区主产柑橘形状及外形尺寸，根据相关标准确定分级筛尺寸 。1.5 本章小结本章主要介绍了我国是水果生产大国，柑橘年产量达近千万吨，居世界之首，但采后处理能力不到总产量的15%，水果分级机的发展已经成为制约我国农业出口发展的主要原因。本章详细分析了水果分级机械的国内外研究与发展的情况，阐述了课题研究的目的和意义，并明确了本课题的研究内容。21- -第2章 栅条滚筒式分级机总体方案分析2.1 分级装置的类型 1 锥辊式分级装置锥辊式分级装置采用的是一对相对转动的锥形辊 ，如图1-1（图中各参数的单位为mm），柑橘在两锥形辊的带动下不停地上升和下落，同时，柑橘在重力和上端柑橘对其侧向挤压力的共同作用下沿锥形辊向下移动，直至两锥形辊的间隙大于柑橘的直径时，柑橘通过间隙落下。该装置分级效果不好，原因是：其一，柑橘大量喂入时，上层的柑橘无法及时地与下层柑橘进行交换，造成前一级柑橘在后一级甚至后几级才被分离出去，出现分级混杂、混级率增大的现象。其二，由于有相当一部分柑橘是扁球形的，这些柑橘在下滑的时候，会因下滚姿态的不同，而在不同的位置下落，从而造成分级误差。 图 2-1 追辊式分级原理图 1锥辊 2柑橘2 圆孔筛分级装置 筛孔由右往左逐渐变大，柑橘在重力和离心力的共同作用下沿筛壁下滑并通过合适的孔口落下。该圆孔筛的转速范围为： （R柑橘半径m，n圆孔筛转速r/min）该装置的一个缺点是：在分级的过程中，有时会出现柑橘堵塞筛孔的现象，尤其是在柑橘大量喂入时。 图 2-2 圆孔筛分级原理3 平面振动筛分级装置 振动筛分级装置是由三个筛子组成 。筛子振动时，柑橘与筛面产生相对滑动，尺寸小于筛孔的柑橘有可能通过筛孔，掉入下筛，其余的留在筛面上，并沿筛面流向一侧，由集料口收集。通过柑橘分级实验表明这种分级装置分级效果差，基本不能实现正常分级。 图 2-3 平面振动筛装置简图2.2 滚筒式分级机滚筒式分级机由进料机构、滚筒筛体、卸料斗和传动机构等组成，滚筒体倾斜角可调。栅条滚筒式分级机的筛体分部分由三段滚筒组成，每段滚筒的栅条间隙不同，第一级到第三级栅条间隙逐渐增大。柑橘在筛筒内轴向随着滚筒一起做圆周运动；轴向上由于柑橘具有弹性而且筛筒与水平面有一定的夹角所以作曲线或直线运动。当柑橘进入筛筒时，厚度尺寸小的柑橘在离心力的作用下从第一级被分离出来，厚度尺寸较大的会在滚筒的带动下运动到下一级继续筛选，如此重复直到第四级干果从侧面出料斗分出为止，从而达到分级的目的 。2.3 结构分析滚筒式分级机主要由分级滚筒、支承装置、传动装置、收集料斗、清筛装置五部分组成 图 2-4 滚筒式分级机（1）滚筒它是一个带孔的转筒，该筒上有很多小孔，每组小孔孔径不同，但同一组中的孔径一样。滚筒沿着物料进口到出口处排列，后组比前组的孔径大。这样，小于第一组孔径的物料从第一组筛孔掉出，用漏斗收集为一个级别，以此类推达到将产品分级的目的。滚筒是用厚度为1.52.0毫米的不锈钢板经冲孔后卷成的圆柱形筒状筛。考虑到制造工艺方面的要求，一般把整体滚筒分成几节筒筛，筒筛之间用角钢连接作为加强圈，如用摩擦轮传动，则又可作为传动的滚圈。滚筒用托轮支承在机架上机架一船用角钢或槽钢焊接而成。滚筒安装方法有水平式和倾斜式两种。倾斜式一般是使滚筒与水平位置成3-7o左右的倾角。（2）支承装置由滚圈、摩擦轮和机架组成。滚圈装在滚筒上，将筒体重量传递给摩擦轮。滚筒用托轮支承在机架上，机架7用角钢或槽钢焊接而成。整个设备由机架支承。（3）收集料斗收集料斗设在滚筒下面，料斗的数目与分级的数目相同。（4）传动装置目前广泛采用的传动方式是摩擦轮传动。摩擦轮装在一根长轴上，滚筒两边均有摩擦轮，并互相对称，其夹角喂90。长轴一端有传动系统，另一端装有摩擦轮。主动轴从传动系统中得到动力后带动摩擦轮传动，摩擦轮紧贴滚圈，滚圈固接在转筒上，因此，摩擦轮与滚圈间可以产生的摩擦力驱动滚筒转动。驱动滚筒传动的方式有三种第一种齿轮传动。采用电动机通过皮带轮、变速箱、链轮及一对齿轮传动，而其中一个大齿轮就连接在滚筒出料口的边缘上，另一个小齿轮则与传动系统相接作为主动齿轮，把动力传给大齿轮而驱动滚筒转动。这种传动方式加工制造比较麻烦，由于滚筒直径较大而使转动不平稳，齿轮上的润滑油也往往滴在转筒中污染物料，故目前已逐渐被淘汰。第二种中间轴式传动。滚筒的中心线上设有传动轴，用支臂与滚筒相连，传动系统把动力传至中心轴，由中心轴带动滚筒转动。这种传动方式比第一种简单，但因滚筒较长，其中心轴也长，在滚筒中间又很难设置中间轴承，因此，若中心轴的刚度稍差，则往往产生挠动而使滚筒运转不平稳。同时，由于物料有时会和中心轴及支臂碰撞而产生机械伤，故目前使用这种形式的亦逐渐减少。第三种摩擦轮传动。摩擦轮4装在一根长轴上，滚筒两边均有摩擦轮，并且互相对称，其夹角为90o。长轴一端(主动轴)与传动系统相连，另一端装有托轮，不与传动系统相连。主动轴从传动系统中得到动力后带动其上的摩擦轮转动，摩擦轮紧贴滚圈3，滚圈3固接在转筒上，因此摩擦轮与滚圈互相间产生的摩擦力驱动滚筒转动。这种传动方式简单可靠，运转平稳，越来越广泛得到使用。（5）清筛装置在操作时，原料应通过滚筒相应孔径的筛孔流出，才能达到分级的目的，但滚筒的孔往往被原料堵塞而影响分级效果。因此，需设置清筛装置，以保证原料按相应的孔径流出。机械式清筛装置是在圆筒外壁装置木质滚轴，木质滚轴平行于滚筒的中心轴线，用弹簧使其压紧滚筒外壁。由于木滚轴的挤压，把堵塞在孔中的原料挤回滚筒中，也可以视原料的实际，采用水冲式或装置毛刷清筛。2.4 注意事项（1）用摩擦轮传动虽好处很多，但滚圈与摩擦轮之间因摩擦会产生铁屑掉进滚筒里，直接污染产品，设计时必须充分注意这点。（2）滚筒内物料升高主要是靠滚筒转动和物料对滚筒内壁的摩擦力，因而升角不高，只有4045。这样，滚筒直径虽大，但其筛面利用率只有1/6l/8，其余占滚筒的大部分筛面并没有被利用。若能把升角提高，就能提高筛面利用率，有些厂采取在滚筒中紧贴筛面焊上几根管子的办法，效果较显著。（3）筛面的倾斜度对生产率影响较大。对圆筒筛，其轴线应与水平面成39的倾斜角。（4）滚筒式分级机工作时很平稳，但其筛孔易堵塞，机械占地面积很大，在同等生产能力是，其尺寸比平筛大得多，金属消耗量大，同时对原料的适应性差，要设清理装置。（5）滚筒上面的滚圈或连接圈。目前多用角钢弯制，由于椭圆度的存在，在滚筒转动时会有所跳动，若滚筒跳动使物料离开筛面的话，会影响分级，所以采用浇铸滚圈的方法更为理想。 2.5 本章小结本章主要介绍了分级机核心部件分级装置的类型，通过对比其优缺点，选取栅条滚筒分级机做为分级机的分级装置；同时阐述了滚筒式分级机的工作原理及其结构，分析其在设计过程中应注意的事项，为下面章节结构设计打下铺垫。第3章 动力传输部件的选择与设计3.1 电动机的选择目前市场上电动机的类型有很多，按结构和工作原理可以分为：直流电动机、同步电动机、异步电动机。根据研究本次重点讨论一下两种：直流他励电动机和三相异步电动机。直流电动机有以下特性：1）靠改变外电路外串电阻调节速度机械特性软，电阻越大特性越软，稳定性能越低，空载时调速范围不大，调速电阻耗电量较大，很少应用；2）改变电动机电枢供电电压U：电压连续变化可实现无级调速，一般额定电压以下调节；调速特性与固有特性平行，机械特性硬度不变，稳定度高，适合恒转矩；3）改变主磁通：无级平滑调速，额定功率以上调速，调速范围不大，恒功率调速。三相异步电动机有以下特性：1）调压调速：可以无级调速但是调节范围不大；2）转子电路串电阻：简单可靠，属于有级调节，但是低速是功率损耗较大；3）改变磁极对数：体积稍微大，价格较高，属于有级调节，结构简单，效率较高，特性好，调节时所需附加设备较少，中小型机电联合调速。查表可知，电动机的选择为：电动机的型号Y90L6；额定功率1.1KW；满载转速910r/min；质量25kg3.2 联轴器根据各种相对位移有无补偿能力联轴器可以分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。挠性联轴器又可以分为有弹性元件的挠性联轴器和无弹性元件的挠性联轴器。3.3 链传动链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数，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。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用 。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的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)或运动精度要求较高的传动。 图 3-1 链传动3.4 总体校核计算3.4.1 滚筒转速的确定当物料与滚筒一起回转时，其受力情况如图所示 图 3-2 物料在滚筒中受力情况 对物料B，受到重力G和离心力C的作用。把G分解为月和两个分力，前者分力要推动物科从筛面向下滑动，后者则把物料朝筛面上压聚而在物科运动时和离心力一起产生摩擦力T， （3-1）式中 物料对筛面的摩擦系数由于T的存在使物料沿筛面向上运动。物料受到的离心力C为： （N） （3-2）式中 m物料B的质量G物料F的重力g重力加速度R滚筒的内半径v物料B运动的线速度 （3-3）式中 n滚筒转数(转分)将公式（3.3）代人公式（3.2）中得 （3-4）当物料B沿滚筒切线方向的重力分力等于或大于摩擦力T时，即开始向下滑动，此时亦即物料B处于滚筒内表面的最高点。即：=0时，物科B处于最高点。 （为摩擦角） （3-5）将公式3.1和代人化简后得 （3-6）据资科介绍，角(物料升角)应稍大于物料对筛面的摩擦角=510才能正常运转。即510，对柑橘，0.7，则0.7，35，那么4045(此为物科升高的最大角度)。将和值代入公式（3-6）中并化简得 （rad/m）考虑到滚筒实际上有一倾角，故通常取 实验装置的滚筒的直径为R=0.4m所以 式中 n滚筒转速数，rmin； R滚筒的直径，m。由此可知，n和R成反比，一般情况下，滚筒直径愈大，其转速愈小。3.4.2 功率计算 (3-7)=3.140.41.60.00378009.8=460.8 N式中 A滚筒表面积，； 滚筒材料厚度，m； 滚筒材料重度，N。 （3-8）W=0.21.65009.80.1=98.4704 N式中 R滚筒内半径，m； L滚筒长度，m； 物料重度，N； 物料在滚筒中的充填系数，0.050.10。 (3-9) 式中 D滚筒直径，m； W滚筒本身重力w与滚筒内原料重力w之和。由于传动方式不同，功率计算方法也不同。对于中间轴式的传动，其功率P为 (3-10) 式中 P功率，W； n滚筒转速，rmin； M驱动滚筒转动所需之力矩，Nm 传动效率，0.60.7。3.5本章小结本章内容主要是动力传输部件的选择与设计，包括电动机的选择、联轴器、链传动、滚筒转速的确定以及功率计算。第4章 栅条滚筒柑橘分级机构设计4.1 总体结构分析及三维图本文所设计的圆筒筛式干果分级机外形尺寸（长宽高）为2492mm700mm1500mm；其主要由进料装置、出料装置、清筛装置、筛分装置和传动装置5部分组成，见图所示 图 4-1 柑橘大小分级机构简图 1.进料斗2.传动链条3.减速器4.电动机5. 清筛装置 6.出料斗7. 栅条滚筒 8.机架9.支撑轮10.联轴器4.2 进料斗的设计进料装置由进料斗和插板活门共同组成，如图所示。进料斗采用顶置式，其下表面与水平面成一定的角度，便于物料的滚动流下；插板活门附加在进料斗与机架的联结处，用以控制物料的喂入量及喂入速度。 图 4-2 进料斗三维图4.3 清筛装置清筛装置采用的材料是无毒无污染的天然橡胶，被安置在机架的顶部，天然橡胶与栅条滚筒接触。当有物料被夹在两根栅条之间无法移动而随着滚筒一起运转时，由于被夹的物料高出滚筒一部分，就会与清筛部分相接触，从而产生摩擦碰撞，使被夹物料脱落，保证滚筒的正常运转。4.4 出料斗的设计柑橘分级机的出料部分共包括四个出料斗，如图4.3所示。其中三个均匀地分布在机体正面的一侧、一个放置在侧面。出料斗的底面与水平面夹角成60，便于物料的滚动流下；并且在出料斗的两侧装有吊钩，便于集料袋挂放固定 图 4-3 出料斗三维图4.5 本章小结本章主要内容是栅条滚筒柑橘分级机构设计，包括总体结构的分析及三维图、进料斗的设计及三维图、清筛装置的设计、出料斗的设计及三维图。主要介绍了柑橘大小分级机构主要结构，进料装置、清筛装置、筛分装置、出料装置、进料装置、整体的结构设计，合理安排了栅条间距，滚筒长度，滚筒倾斜度，以便于在柑橘大小分级时能使柑橘在滚筒中运动，达到一个好的分级效果。并且画出了它们的三维视图，形成一个立体直观的设计思路。结论我国水果生产数量大，卖果难的问题经常出现，在国际市场的水果出口份额偏低，其中对水果分级检测技术落后，缺乏先进有效地分级系统，良莠不齐已成为制约我国水果出口的重要原因之一。水果分级机是水果加工必不可缺的初级设备，该设备的研制成功对我国干果加工具有重要的意义。本文通过对各种分级机核心部件分级装置对比分析，采用栅条滚筒式分级装置，以柑橘为分级实物，对分级机动力系统和滚筒以及整套设备进行了分析设计，并利用AutoCAD绘制了其核心部件图。水果分级机的研制和推广，对于提高农业的发展水平，增加广大农户的收入，促进水果进出口业的可持续发展，都将具有重大的意义。在上述研究过程中，取得了如下结果：（1）详细的对比了分级机各类分级装置的优缺点，选取栅条滚筒式分级装置作为分级机的核心部件，并以红枣为分级实物，对分级装置进行了设计。（2）分级机滚筒的转速是实物的分级良莠的最主要原因，因此，本文选取电动机，并通过二级减速器控制滚筒的速度，以减少速度对分级的影响。（3）对整个装置进行了设计，并用AutoCAD对分级机进行了结构设计。 致谢本次毕业设计在xxx老师的指导下按期完成，感觉收获颇多，这是我人生中第一次从事精密的设计工作。每次在设计中遇到问题，都得到了xxx悉心的指导，帮我改正设计错误，提供新的设计思路，让我顺利的完成了本次设计。在设计过程中，我学会了独立思考，查阅相关文献，综合应用各种知识，提高了我收集整理的能力，从设计开始到结束，xxx老师严格的要求，一丝不苟的指导，这一点深深的影响了我，在我日后的工作当中，我要学习老师的严谨治学态度和开拓进取精神，无论是在学术领域还是其他领域，发挥自己的专长，为社会做出应有的贡献。谨此论文献给所有关心和帮助过我的老师、亲人、同学和朋友们，我只有不断的努力，创造美好的未来，才能回报老师及亲人、朋友的深深厚爱和多年栽培。感谢老师和同学们在大学四年生活中给予的照顾与包容。参考文献1 叶昱
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