半自动苹果套袋机的设计【三维SW】【10张CAD图纸、文档所见所得】
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三维SW
10张CAD图纸、文档所见所得
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半自动苹果套袋机吴绍锋（塔里木大学机械电气化工程学院 新疆 阿拉尔 843300）摘 要：苹果是中国第一大水果，其产量和栽培面积均居我国第一。其生产在我国水果业中占有最重要的地位,其发展状况对果区经济振兴、市场供应和出口创汇影响巨大。因此，对苹果进行包装显得至关重要，但是，当前对如此庞大数量的苹果进行套袋还是人工套袋，这就大大降低了生产效率，而且增加了人们的劳动，也增加了苹果的成本，为此，本文研发一种半自动苹果套袋机，该机可无损伤的完成苹果的包装，并可进行连续工作，该机结构简单，成本低廉，减低人工劳动强度，提高了工作效率。 关键词：半自动苹果套袋机；发泡网；槽轮机构；凸轮机构；平型带60 引 言 苹果是世界四大水果之一, 同时也是中国第一大水果，其产量和栽培面积均居我国第一。苹果生产在我国水果业中占有最重要的地位,其发展状况对果区经济振兴、市场供应和出口创汇影响巨大。苹果作为我国栽培面积和产量最大的树种,在促进农民脱贫致富,改善农村经济状况,促进农业产业化方面起到了重大作用;苹果作为我国第一大果品,在繁荣果品市场,满足消费者需求方面起到了基础作用;苹果作为我国少数具有国际市场竞争优势的农产品,无论鲜食苹果还是苹果浓缩汁出口均取得了骄人的成绩,在国际市场上显示了举足轻重的作用。目前,我国苹果产业正进入一个由传统产业转变为现代产业、由世界苹果生产大国转变为苹果业强国的重大历史阶段。 根据我国农业部统计的数据，2005年我国苹果栽培面积为189万，苹果产量达到2400万t，分别占世界苹果总量的2/5和1/3，我国已经成为世界最大的苹果生产国。我国苹果栽培经历了自19851995年10年大发展时期，从1997年进入调整阶段,非适宜区和适宜区内的非适宜品种，以及管理技术落后、长期不结果的果园面积持续减少，但苹果优生区及经济效益较高的地区苹果面积稳定发展，单位面积产量持续增长,由1995年的提高到了近年平均的12。苹果产量持续稳步增长,10年间苹果总产量增长了71.5%。 随着苹果产业的迅速扩大，中国已成为世界最大的苹果及苹果汁生产国和出口国。加入WTO进一步促使中国苹果走出国门，在世界水果市场上占有愈加重要的地位，对国内外的果品市场均产生了较大的影响。而且，在物质生活水平的不断提高的今天，人们对苹果的要求已经从单纯的数量转向质量，求的是“精”，不光是苹果本身质量上要精，而且要求包装要精美，携带要方便。 因此，给苹果进行包装，不仅可以提高苹果美观程度，吸引消费者的眼球，更能提高果农的收入，增强我国苹果在全球市场的竞争力。好的包装是商品的终身广告和免费广告，包装直接针对产品，能兼起品牌商标、广告宣传等作用，是果品质量的有机组成部分。新颖美观、迎合消费者心理的包装，不仅能传达商品内涵，而且能增加产品价值，提高产品附加值。根据权威资料统计，有50%-60%的消费者是受包装影响而产生购买兴趣的。所以，好的包装对于推广品牌、增加苹果附加值具有重要作用。在苹果销售中清楚认识到包装的作用，树立包装是商品第二质量的意识，自然有助于苹果产业的发展。 如今，苹果包装的有以下几个显著特点：一是方便小巧型。目前，城镇水果消费已逐步趋向买新吃鲜、少量多次的特点，方便是消费者永恒的追求，因此10公斤以上箱装的水果已不能满足消费者的需求，取而代之的是3-5公斤，甚至更少含量的小包装水果。二是精美高档型。国产优质水果包装高档化将是占领国内市场、走出国门参与国际竞争的必然选择。三是信任透明型。在包装时采用部分透明材料，设计出一些可以透视的窗口，以吸引消费者的眼球，让消费者能够对水果的外形、大小、颜色等一目了然，增强了自然亲和力，促使消费者在进行同类比较后，较快地做出倾向性选择，提高了消费者的购买欲和信任感。四是绿色环保型。果品的包装势必向绿色包装转变。回归自然，追求健康，不单单是消费者对果品品质的要求，也是对其包装的必然要求。目前果品包装材料已突破了普通纸箱包装的单一格局，向精美竹编、藤制、木制、可回收瓦楞纸箱等绿色环保、生态性能的包装材料发展。而想要在低成本的情况下达到以上包装效果，使用塑料发泡网无疑是最好的选择。塑料网套主要应用于怕挤压、需隔离的水果、瓜类和蔬菜等包装。由于其造价低廉，包装效果好，已逐渐取代纸包装，成为水果储运包装中的潮流。而且塑料网套包装不仅有利于水果的储运，对其货架保鲜期也有较大的贡献。塑料发泡网套在水果包装特别是单果包装中应用非常广泛，主要因其可以改善水果在运输中的碰撞和挤压等机械破损。其主要优点有：(1)具有一定的弹性和柔软度，可以有效地起到缓冲和防振作用，从而避免水果在储运中由于碰撞和挤压造成的破损。(2)重量轻，成本低，便于运输，减少了运输成本。(3)塑料网套的色泽可以选择洁白色，也可以通过加色料而改变其色泽，这样有利于与水果形成颜色对比，增加了美观效果，促进消费者购买。(4)塑料网套是由塑料经过发泡得到的，包装使用很方便。一般采用发泡LDPE，因其具有较好的拉伸强度和弹性。但是，在当前，对如此庞大数量的苹果进行套袋还是人工套袋，这就大大降低了生产效率，而且增加了人们的劳动，也增加了苹果的成本，为此，研发一种全自动套袋机或半自动套袋机势在必行！通过对手工套袋过程的研究，本课题提出研究制造一种小型轻便的半自动水果套袋机，简单并且容易操作。在保证作业要求（对苹果无损伤）的前提下，尽量降低成本，让果农容易接受，以达到减轻工作人员劳动强度，降低劳动危险系数和提高劳动生产率的目的。1 设计原理及结构1.1 设计原理 半自动苹果套袋机是一种手工结合机器实现苹果套袋的机器。首先将发泡网套在套管上，并将套管安装在机架上，运输带将苹果送入套筒中，当苹果落入底部后，凸轮机构运动，带动绑在剪刀上的绳子运动，将泡网剪断；然后苹果滚出来，手工将套好的苹果拿出；两个毛刷筒转动，促使发泡网向下运动包装一个苹果所需发泡网的长度；此时第二个苹果落下，至此完成一个苹果的套袋过程。其中，剪刀的运动由凸轮机构实现；毛刷筒的运动由平带实现；剪刀和毛刷筒运动的先后顺序由槽轮机构实现。1.2 总体设计 如图1-1总装图所示图1-1 总装图图2-1槽轮机构2 主要零部件2.1 槽轮机构 如图2-1所示,槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构,又称马尔他机构。它被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构结构简单，易加工,工作可靠,转角准确,机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大,有冲击,并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧,故不宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。槽轮机构的工作原理，如图2-2所示，它是由具有径向槽的槽轮2、带有圆销A的拨盘1和机架组成的。拨盘1作匀速转动时，驱使槽轮2作时转时停的间歇运动。拨盘1上的圆销A尚未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁住弧被拨盘1的外凸圆弧卡住,故槽轮2静止不动。图中所示位置是当圆销A开始进入槽轮2的径向槽时的情况。这时锁住弧被松开，因此槽轮2受圆销A驱使沿逆时针转动。当圆销A开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被拨盘1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直到圆销A再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。图2-3凸轮机构图2-2槽轮机构原理示意图2.2 凸轮机构 凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动。本凸轮机构(如图4)是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。本凸轮是一个具有凹槽的构件，为主动件,等速回转运动。从动件为杆,与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律,一般做往复直线运动。杆的末端加一滚子，以减少凸轮与从动件的摩擦,延长使用寿命。 凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。本凸轮机构所要实现的功能是拉动剪刀剪断发泡网为苹果套袋。 凸轮机构由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构，本机构中采用回转运动。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，本土论采用凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的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的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。本凸轮机构结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，由于凸轮容易磨损，主要原因之一是接触应力较大，可在从动杆件轴端加一滚轮来减小磨损。3 套袋机的缺陷及改进虽然本套袋机能够实现苹果的套袋，并且保证苹果不受损伤，在一定程度上降低了人工劳动强度，但是本套袋机仍有不足之处，由于苹果套袋和发泡网的特殊性，本套袋机无法实现苹果的无限连续套袋，此套袋机在工作一定时间后，就必须重新更换圆筒或者重新将发泡网套在圆筒上；此外，当苹果套好袋以后，不能运用机构将苹果送出，还是要依靠人工将包装好的苹果运出，所以苹果的输送机构有待改进；除此之外，在苹果的进料口处，可通过输送带实现苹果的连续进入。4 总 结在毕业设计的二十四周时间里，我学习到了很多书本外的知识，深刻的理解了实践和理论的区别。本设计主要根据现有的知识理论设计半自动苹果套袋机，以实现苹果的机器套袋，并进行轴，齿轮等的计算和校核。通过毕业设计，我学到了以下几点: 1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；3、提高在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术以及solidworks技术 在设计中也出现了很多问题，但学习就是一个不断发现问题和不断解决问题的过程，出现问题然后寻找原因，再想办法解决，最终提升自己。各种各样的机械设备一般都要实现生产工艺过程和操作过程的自动化，这就要求进行各种机构的创新设计和常见机构的组合应用。因此，毕业设计对于培养学生对机械运动机构的构思和设计能力起到至关重要的作用。通过此次毕业设计，我在学到新知识的同时，还深刻感受到自己知识储备的不足，在今后的工作和学习中我会继续努力，不断提升自己，力争自己运用机械知识有所作为！参考文献：1机械设计课程设计M,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编.1995:24-160.2机械设计(第七版）M,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001:10-200.3机械制图(第四版）M,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001:34-216.4 黄钟.水果包装中的塑料发泡网套技术J.安徽新闻出版学院.2011(04):55-59.5 葛晓棠.半自动苹果套袋机器人的研究D.中国农
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