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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-05-12 15:02:35 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
0引言
家用小型柑橘包裝機(jī)設(shè)計思路如下:用于包裝的材料事先安裝在傳動裝置上;切斷裝置包括 上刀具和托刀具兩部分,托刀具固定,上刀具做垂 直往復(fù)運(yùn)動,通過向下運(yùn)動的沖擊力將保鮮膜切 斷;切斷裝置中間留有直徑50cm的圓孔,柑橘從 上方下落帶動切斷的保鮮膜降落到托盤裝置上; 夾緊裝置位于切斷裝置和托盤裝置中間,由步進(jìn) 電機(jī)帶動偏心輪轉(zhuǎn)動,先后使兩組移動桿、移動板 交叉運(yùn)動,將保鮮膜夾緊;最后托盤轉(zhuǎn)過一定角 度,柑橘滾落至包裝箱內(nèi)完成包裝過程6-4。
1結(jié)構(gòu)組成
圖1為該包裝機(jī)實物圖,以下通過三維建模 形式介紹各部分結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1柑橘包裝機(jī)實物
1.1傳動裝置
傳動裝置由主動軸、傳動軸、軸承座、步進(jìn)電 機(jī)和聯(lián)軸器等組成(見圖2)。主動軸和傳動軸均 使用軸徑為25 mm的光軸。軸承座內(nèi)徑為25 mm, 材質(zhì)為鋅合金,具有一定調(diào)心功能。主動軸長 530mm,與電機(jī)配合處,經(jīng)車床加工出軸徑 22mm, 長30mm的圓柱,并加工5 x5mm的鍵槽。 傳動軸長500mm,未經(jīng)過其他加工。主動軸與傳 動軸X軸方向間距500mm,Z軸向間距300mm, 軸承座水平內(nèi)間距450mm。傳動裝置在安裝時 要充分減少軸的平行度誤差。
圖2傳動裝置示意
1 -主動軸2 -傳動軸3 -軸承座
1.2切斷裝置
切斷裝置由托刀具、上刀具、滑塊、電機(jī)、電機(jī) 座、連桿、曲柄,及聯(lián)軸器等組成(見圖3)。
圖3切斷裝置
1-托刀具2 -上刀具3 -滑塊4 -電機(jī)
5 -電機(jī)座6 -連桿7 -曲柄
托刀具為漏斗狀結(jié)構(gòu),通過螺栓固定在機(jī)架 上,水平端面對刀具起到支撐作用。保鮮膜被刀 具切斷后,水果經(jīng)過托刀具,在重力作用下,帶動 保鮮膜下落,漏斗狀結(jié)構(gòu)可以使保鮮膜在下落過 程維持周圍豎起的狀態(tài),便于對其夾緊。上刀具 由圓支架和軸徑30mm的光軸焊接而成,圓支架 底端固定切割保鮮膜的刀具,光軸與內(nèi)徑30mm 的固定滑塊配合。滑塊、連桿、曲柄組成曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與曲柄相接,提供原 始機(jī)械動力。當(dāng)電機(jī)得到脈沖指令時,帶動曲柄 旋轉(zhuǎn),與曲柄相連的連桿發(fā)生一定角度的擺動,并 拖動光軸在滑塊中往復(fù)運(yùn)動,進(jìn)而帶動刀具往復(fù) 運(yùn)動。
1.3夾緊裝置
夾緊裝置由偏心輪、移動桿、移動板、擋板,及 彈簧等組成,安裝在切斷裝置的正下方。其整體 裝配圖見圖4。偏心輪通過平鍵將偏心輪軸孔直 接與電機(jī)相連。為了平衡軸孔兩側(cè)的重力,在遠(yuǎn) 離旋轉(zhuǎn)中心一側(cè)切割出一個橢圓孔。移動桿一端 與移動板通過圓柱銷連接,另一端固定在機(jī)架上。 擋板固定在機(jī)架上,作用是確定移動板的運(yùn)動終 止位置,并使之轉(zhuǎn)過一定擺角。
圖4夾緊裝置
1 -電機(jī)2 -移動桿3 -偏心輪
4-擋板5 -移動板
圖5為移動桿和移動板的運(yùn)動示意圖,以 — 側(cè)為例說明。
圖5偏心輪驅(qū)動移動桿、移動板運(yùn)動示意圖
電機(jī)得電以逆時針方向轉(zhuǎn)動,帶動偏心輪轉(zhuǎn) 動,偏心輪推動移動桿向右側(cè)擺動,移動板隨著移 動桿移動。移動板逐漸靠近擋板,并與之接觸,并 在擋板的限位作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動,最終與擋板面接 觸,起到夾緊的作用。偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動,移動桿在 彈簧力的作用下復(fù)位,移動板在擋板的限位作用 下復(fù)位,與此同時,另一側(cè)的移動板和移動桿運(yùn)動,并在移動到極限位置時將保鮮膜夾緊。偏心 輪轉(zhuǎn)動一周,兩側(cè)移動板先后與擋板接觸并夾緊, 并且在彈簧作用下先后復(fù)位。
1.4托盤裝置
托盤裝置安裝在夾緊裝置的正下方,由電機(jī)、 電機(jī)座、托盤圓柱和托盤組成(見圖6)。電機(jī)通 過平鍵與托盤圓柱連接,托盤圓柱和托盤以焊接 方式連接。柑橘隨保鮮膜下落至托盤,靜止等待 夾緊裝置運(yùn)動,柑橘完成夾緊工序后,托盤在電機(jī) 帶動下轉(zhuǎn)過60°,水果滾落,完成包裝的全過程, 隨后電機(jī)反轉(zhuǎn)60°,托盤復(fù)位,完成整個周期的運(yùn) 動過程。
1.5機(jī)架結(jié)構(gòu)
機(jī)架結(jié)構(gòu)的基本材料是規(guī)格為Z30 x 30 x 3 的等邊角鋼,通過焊接完成各部分的連接,具體設(shè) 計見圖7。圖中1所指的四根橫梁用來安裝傳送 裝置的4根軸;2所指的方形支架用來固定托刀 具;3所指角鐵用來安裝滑塊;4所指角鐵用來安 裝刀具電機(jī);5所指結(jié)構(gòu)用來安裝夾緊裝置;6所 指結(jié)構(gòu)用來安裝托盤裝置;其余支架起到連接 作用。
2工作原理
該裝置的整體工作流程如圖8所示。
圖8工作流程圖
通電后,傳動裝置電機(jī)啟動,帶動保鮮膜移動 0.6m距離后停止;隨后刀具電機(jī)轉(zhuǎn)動一周,刀具 將保鮮膜切斷;水果從刀具上方落下,帶動保鮮膜 經(jīng)過托刀具降落到托盤上;隨后夾緊電機(jī)工作,轉(zhuǎn) 動一周將保鮮膜夾緊并使夾緊裝置復(fù)位;最后托 盤電機(jī)工作,傾轉(zhuǎn)60°角,水果依靠重力滾落完成 整個運(yùn)動周期。
3設(shè)計特點(diǎn)
3. 1巧用重力
該設(shè)計兩次巧妙利用重力作用。其一,依靠 柑橘的自重拖動保鮮膜下落到托盤等待夾緊包 裝;其二,托盤轉(zhuǎn)過60°,包裝完畢的柑橘依靠重 力作用滾落至包裝箱。此外,根據(jù)保鮮膜的自身 粘性,夾緊裝置施加擠壓力即可完成夾緊工作。 再次,夾緊裝置的偏心輪、雙向推桿設(shè)計,在偏心 輪轉(zhuǎn)過一周后,實現(xiàn)保鮮膜由面到線、由線到點(diǎn)的 順次夾緊動作05-6。
3.2成本低、小型化,適合個體果農(nóng)使用
市場上的包裝機(jī)價格昂貴,雖然功能多,但體 積龐大,不適合家庭使用。該款包裝機(jī)整體成本 控制在5000元以內(nèi),價格相對低廉,此款包裝機(jī) 長約650mm,寬約500mm,高約900mm,體積小于 1m3,節(jié)省空間,便于移動。
表7結(jié)果顯示,干燥、烘烤效果的影響關(guān)系大 小排序為C >A>D>B,最佳干燥、烘烤工藝為 90°C干燥6h,再115°C烘烤20min,碧根果清香、 酥脆并帶有淡淡的苦養(yǎng)風(fēng)味。以上述最優(yōu)組合進(jìn) 行驗證研究,并對結(jié)果進(jìn)行評分,分別為88,90, 89,91,90分,平均值89.6分,b為1. 14,表明結(jié) 果穩(wěn)定可靠。
4 結(jié)束語
如上所述,設(shè)計并研發(fā)了一款小型柑橘包裝 機(jī),結(jié)構(gòu)簡單,小巧輕便,操作方便,價格較低,適 合小規(guī)模農(nóng)戶使用。浙江地區(qū)廣泛種植橘樹,該 包裝機(jī)的市場需求很大,具有較廣的推廣空間。
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