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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
學(xué)院
機械電器化工程
班級
農(nóng)機13-班
學(xué)生姓名
康鵬程
學(xué)號
8031209104
課題名稱
一種小型水果自動分級機機械部分的設(shè)計
起止時間
2012年10月29日——2013年5月18日（周）
指導(dǎo)教師
肖愛玲
職稱
副教授
課題內(nèi)容：在對水果預(yù)處理時，首先要對水果進行分級處理。分級的要求不僅要較為精確的分出果品的大小，還要使果品不受損傷，保證果品的質(zhì)量。本設(shè)計主要針對小型水果設(shè)計出自動分級機機械部分。主要包括：水果分級機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、水果輸送機構(gòu)。
擬定工作進度（以周為單位）：
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解小型水果的品種及特性。水果自動分級機械發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀。
第3周—第5周 設(shè)計小型水果自動分級機機械部分的總體方案。
第6周—第9周 針對小型水果設(shè)計出自動分級機機械部分：水果分級機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、水果輸送機構(gòu)進行具體設(shè)計。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準備答辯。
主要參考文獻：
[1] 吳德光.國外水果分級技術(shù).[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.1992.6 7(2)110-114
[2] 鄧良平. 水果產(chǎn)后商品化處理設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 糧油加工與食品機2000,7(6).
[3] 吳德光. 國外水果分級技術(shù)[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1992,6 (7).
[4] 白 菲，孟超英. 水果自動分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 食品科學(xué), 2005,4 (26).
[5] 張 聰，羅建生，陳朝旭，等. 荔枝分級包裝設(shè)備的研究開發(fā)[J]. 食品工業(yè)科技，2003,3(3).
[6] 張志恒，胡文蘭. 我國居民水果消費的現(xiàn)狀前景及其對策[J]. 中國果品研究1996,4(4)
[7] 張復(fù)宏. 中國水果的出口結(jié)構(gòu)分析及對策[J]. 農(nóng)業(yè)科技管理, 2009,2(8).
[8] 張方明, 應(yīng)義斌. 水果分級機器人關(guān)鍵技術(shù)的研究和發(fā)展[J]. 機器人技術(shù)與應(yīng)用，2004,2(1).
[9] 李慶中, 汪懋華. 基于分形特征的水果缺陷快速識別方法[J]. 中國圖像圖形學(xué)報，2000,5(2).
[10] 籍保平, 吳文才. 計算機視覺蘋果分級系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2000,31(6).
[11] 何東健, 楊 青, 薛少平,等. 果實表面顏色計算機視覺分級技術(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1998,14(3).
[12] 楊可楨，程光蘊，李仲生. 機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.5
[13] 單輝祖. 材料力學(xué)[M].第3版. 北京：高等教育出版社,2009.2
[14] 裘建新.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].第 5版.北京：高等教育出版社，2008.
[15] 陸鳳儀. 機械原理課程設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002.
任務(wù)下達人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
編號：
外文翻譯
（原文）
題 目： 水果分選機分選
部分設(shè)計
院 （系）：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
對java蘋果果實損傷最小的分選機器的設(shè)計
摘要
Java蘋果水果特性是：有非常吸引力的皮膚,甜而脆肉,對高機械損傷非常敏感。java蘋果在泰國生產(chǎn)已經(jīng)流行于當?shù)睾屯鈬袌?幾乎全年都是可用的,以優(yōu)惠的價格出售。水果采后出口驅(qū)動的機械化設(shè)備,其中至關(guān)重要的新型機等機械為java蘋果仍然是不可用的。本研究旨在設(shè)計、構(gòu)建、測試和評估一個有效的分級機對于java蘋果。設(shè)計概念特色有：a) 一個分級參數(shù)決定了直徑的水果，b) 一個分級機制導(dǎo)致最小傷害。分級機是由送料單元和由兩個187 W 220 V 50赫茲電機驅(qū)動、齒輪減速器和滑輪組成的一個傳送單元。性能測試表明, 帶的速度和傾角的大小；帶的進給速度和水果取向嚴重影響著工藝性能于p < 0.05。在最佳工藝條件下連續(xù)機械分級取決于品種。最佳的工藝性能的顯著特征就是污染或錯誤比為10.8%-16.5%,和一個吞吐量能力為149.7 -195.1Kg/h。此時對水果沒有明顯的損害。手動分選的導(dǎo)出的java蘋果出現(xiàn)一個錯誤比率為27.9%,傷害比例的13.3%,和一個容量為107.2Kg/h。因此,java蘋果分級機可以經(jīng)營沒有增加更多的機械破壞大小的水果。
命名
java蘋果的直徑 ，mm
傳送帶的發(fā)散角 ，
傳送帶的傾斜角度 ，
java蘋果等級1和等級2之間的孔直徑 ，mm
java蘋果等級2和等級3之間的孔直徑 ，mm
等級為1的java蘋果果實的平均直徑 ，mm
等級為2的java蘋果果實的平均直徑，mm
等級為1的java蘋果果實的標準偏差
等級為2的java蘋果果實的標準偏差
分選效率
Q 吞吐能力，Kg/h
平均污染錯誤率
等級i的流率，Kg/h
相關(guān)成本等級為i的分數(shù)
等級為i的蘋果果實的總數(shù)
等級j從等級i回收的品種數(shù)量
等級g從等級j回收的品種數(shù)量
等級i中回收的蘋果總數(shù)量，Kg
混合之初等級i的分數(shù)
從等級i中回收的正確的水果分數(shù)
t 進給時間，h
權(quán)函數(shù)
等級i中回收的總重量 Kg
注入分選系統(tǒng)的總重量，Kg
介紹
Java蘋果果實流行于泰國和國外因其美麗的皮膚顏色也是甜而脆肉。水果的營養(yǎng)價值極高。在2005年，出口蘋果肉來自泰國的爪哇達到高達4460萬美元,這使它第三排名后出口水果榴蓮和龍眼。采后的行動在新鮮水果、上漿是相當?shù)膭趧用芗偷?。漿紗是必要的，因為大小的水果a）具有較高的價值,如果出售水果嗎b) 它吸引買家和c) 它促進包裝設(shè)計（[Jarimopas et al,2007]和[Peleg,1985]）手動漿紗是充滿緩慢上漿率,較大的誤差和機械損傷。例如,手工上漿的新鮮芒果[Jarimopas,Toomsaengtong, & Inprasit,2007]和榴蓮(Jarimopas,Siriratchataapong,Sukharom,Sihavong, & Goto,1992) 被發(fā)現(xiàn)造成偏差率和43%的34。上漿機開發(fā)工作與熱帶水果通常由一個雙齒輥破碎機輥齒孔式、帶、板儀、和不同帶。Jarimopas,Kongwatananon,Rangdang,Yamashita(1988)測試了一個商業(yè)橘紅色的上漿機,基于多孔輸送機機制儀。他們的機器由五孔直徑和大小不一的鋼瓶的6年級水果的容積為1.5噸h?1和上漿效率可達87.5%。效率高上漿也許是由于non-deformable光圈。雖然商業(yè)上可行,喂養(yǎng)必須單層手動控制,這是一種不良的特征。一個小的尺寸的橘子數(shù)目長期阻礙了斜面水果鋼瓶之間,使經(jīng)營者有手動移動到下一個旋轉(zhuǎn)圓筒水果繼續(xù)上漿。這是一個憤怒的原因操作員和它減慢了。扶輪上漿機(GREEFA,Geldermalsen、荷蘭),這是發(fā)達模型和董事會雙齒輥破碎機輥齒皮帶,被用來大小芒果([Jarimopas等問題,2007]和[Jarimopas等問題,2007])。芒果雙齒輥破碎機輥齒的3個年級能種類(小、中、大)在一個持續(xù)的容量為1026公斤h?1和一個錯誤,發(fā)生率為23%。扶輪Greefa概念也被應(yīng)用于其他sphere-shaped大小的水果和蔬菜,如番石榴(Jarimopas,Rachanukroa,和陳,2002)。儀器的優(yōu)點是它的緩解交通工具,例如在輕型卡車。然而,它的性能局限于單層喂食和其特點是不一致的錯誤由于縫隙。Jarimopas丁曉萍。(1988)開發(fā)了一種新型解決分歧的帶芒果。分帶的是由兩個75毫米寬腰帶是在一個角度傾斜25°以水平表面。 這臺機器在一個能力分級芒果1100Kg/h效率率為80%。低的傾向需要上漿帶芒果旅行前更遠校準的直徑和血統(tǒng)的水果從通徑帶構(gòu)成的主要缺點是這臺機器。這導(dǎo)致了一個長的機器,使運輸困難。此外,孔徑不均勻性是矛盾的,因為上漿帶。為frustum-shaped水果,比如梨子和胡蘿卜,法勒(1985)建議使用分帶進行有效的雙齒輥破碎機輥齒的排序。一個適當?shù)纳蠞{機應(yīng)該快速上漿率的特點,可接受的誤差比率微不足道的機械損傷。Mohsenin(1996)表示,機械損傷是副產(chǎn)品的利用農(nóng)業(yè)機械。這是可能的,造成上述機器機械損壞,但是相關(guān)的評估報道。Bupata,Jarimopas,和通常(2007)報道,直徑的java蘋果果實不同比例和水果的重量。javaapplefruit直徑的變化各自的尺寸了Sarakan品種,Jarimopas,通常(2007)?；趬嚎s破裂javaapple皮膚的力量,其皮膚被發(fā)現(xiàn)更容易受到損傷,比蘋果([Jarimopas等問題,2007]和[Jarimopas等問題,2007)。磨損和傷害都可能發(fā)現(xiàn)蘋果聯(lián)合國，包裝java。java蘋果產(chǎn)量高價格商業(yè)化,并獲得知名度在國外市場上可用的幾乎所有地方一年到頭。水果生產(chǎn)是相當?shù)墓ぷ鞣倘焙蛣趧恿Τ杀咀兊弥陵P(guān)重要。因此,要求上漿機增加了。一個特定java蘋果上漿機是不可用的。因此,本研究旨在設(shè)計、開發(fā)的一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,崎嶇的機械儀工作與非常敏感的水果都是一個挑戰(zhàn)。
材料和方法
設(shè)計和運行
設(shè)計
設(shè)計理念包含四個標準:一)漿紗參數(shù)由直徑的java蘋果頭直徑(Dm在圖1),b)不得不在曲線斜率上漿機理的損失減少到最低程度,c)上漿機必須提供一種機制能夠始終如一地米果直徑和統(tǒng)一釋放量水果裝入接收集裝箱相應(yīng)的大小和d)機器應(yīng)該簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用,且可移動。皮帶的設(shè)計選擇了不同,因為(我)漿紗皮帶提供兩種接觸點的直徑測量java蘋果進展而水果沿腰帶。(二)在漿紗帶旅行期間同時運動分歧,因此,測量水果前往了皮帶腰帶在他們的基地(孔)失去接觸測量孔的果實;水果降落到接收集裝箱相應(yīng)的大小。(3)java蘋果果實的形狀。初步跌落試驗java蘋果果實 15新鮮完整(粒度大小均勻)從150年、200年和250毫米高到一個堅硬的表面緩解由20毫米泡沫橡膠透露水果損壞發(fā)生在一個最小的投入高度200毫米。為一個假定的均勻加速運動,這相當于0.2秒下降時間(Meriam,1975)。旅行速度的漿紗帶200毫米年代1和聯(lián)合時間的水果和水果的脫除下降到盤0.5秒,規(guī)定一個可行的安排在200×0.5 =水果100毫米間隔。上漿機的分帶設(shè)計為允許3水果同級去沿著帶序列(小年級允許4水果)(圖2)。三個等級(大、中、小型)是必需的。積極的長度為900毫米和100毫米的額外的空間收果子的反彈(如果有的話)兩邊,提供一個總長度1100毫米是指明。帶的發(fā)散角β在圖1。根據(jù)Bupata丁曉萍。(2007年) β 等于0.29、0.55、0.34和°的javaapple Toonklao品種,分別Tubtimjan和Tongsamsri。傾斜的角度表現(xiàn)為α帶圖1。分帶的需要傾向于水平面,因為傾向?qū)е娄咙c與運動的過程中每一顆果子不論尺寸大小。因此,每一個水果以它的頭直徑，應(yīng)該α是太大的水果瀑布和不對稱的躺在皮帶就運動,因此沒頭直徑測量。如果α太小,水果可能呆在籃下的肩膀,直徑測量不發(fā)生。適當?shù)膬A斜角度(α)因此需要確定。情緒智商。(1)(法勒,1985)提出了估計的直徑的分離(X12,X23)之間的java蘋果果實相鄰的成績從均值和標準偏差的每一個相鄰的品位。X12的價值觀和X23由表1給出。
這里，
java蘋果等級1和等級2之間的孔直徑 ，mm
等級為1的java蘋果果實的平均直徑 ，mm
等級為2的java蘋果果實的平均直徑，mm
等級為1的java蘋果果實的標準偏差
等級為2的java蘋果果實的標準偏差
表1
統(tǒng)計的插孔和角的漿紗腰帶。
品種 結(jié)果最大粒徑大小（mm） (mm) (mm) （°）
S M L
TK 52.921.57 57.700.89 64.121.37 59.964.16 53.017.30 0.29
TM 45.302.93 58.081.53 65.801.36 62.879.40 94.8632.73 0.55
TS 51.152.20 58.471.53 63.071.82 65.3310.02 47.3913.29 0.34
顯示發(fā)達java蘋果果實上漿機的單位和分帶料漿單位。進料單位,598毫米寬,長1430毫米- 520毫米高,是鋼做的。兩個25.4毫米直徑圓柱軸安裝在頂部的框架,便于帶的調(diào)整。喂料帶,Ammeraal型帶Flexam EM 10月2日綠色成品(Ammeraal Beltech,Heerhugowaard、荷蘭),是100毫米寬,2400毫米長和并行到地板上。喂料裝置,推動了0.19 kW 220 V 50赫茲電機、1:20齒輪減速器,一個鏈和一個滑輪。一個“u”型橡膠地墊是附屬于傳送帶表面80毫米間距部分集裝箱水果為均勻半自動水果吃食。上漿機、鋼做的和390毫米寬,長1510毫米和765毫米高,表現(xiàn)了一個托盤的鋼材收到600厘米寬長1100毫米、80毫米深。接收托盤緩沖與20毫米橡膠泡沫為兩個可調(diào)分區(qū)水果尺寸要求的分離。上漿帶偏離和傾向于水平面的在α學(xué)位。每兩種漿紗皮帶,Ammeraal類型Nonex EM 8/2藍色成品100毫米寬長2500毫米。的外表面帶內(nèi)襯有4毫米膠乳泡沫。每一個帶被趕在相同的速度下由一個220 V 50赫電機工作在1450轉(zhuǎn)/分鐘以減小齒輪以及萬向節(jié)。錐形布管的端部之間放置喂料帶的開始帶控制上漿垂直下降的java蘋果果實,減速水果掉落在漿紗帶從而減少損壞的水果。運動上漿帶水果低于水平從而減少垂直滑動。圓錐形布管120毫米長和由紗。它有一個直徑100毫米孔徑頂部和厚度不超過60毫米的孔直徑在底部，麥克喂食。
運行
Java蘋果水果手動輸入u型橡膠連續(xù)飼喂帶由操作員以這樣的方式結(jié)束的水果是桿平行于帶運動。這就提供了一個統(tǒng)一的自動送料的水果漿紗帶。然而,喂料機容量限制了使用者的能力。水果離開喂食運輸帶和垂直進入了圓錐形布管(圖4)，但圓錐形布管不僅把水果垂直。
進行上漿帶的爪哇蘋果果實過去2接觸點。向前運動,分歧的漿紗帶和單果重下降導(dǎo)致水果對低端或皮帶的光圈。因此,兩個接觸點帶面尺寸和水果不斷。這種現(xiàn)象的發(fā)生,會導(dǎo)致皮膚擦到水果和可能引起磨損。當水果達到的孔，這是防止表面的緩沖的漿紗腰帶。
性能測試
樣品制備測定的最佳工作條件包括隨機選擇newly-harvested、統(tǒng)一和損害自由java蘋果果實。每種大小三十樣品水果(三個大小:小、中、大)各品種的(三品種:Toonklao Tubtimjan和Tongsamsri,收集整理了。最大的水果頭直徑、長度和重量測量每個樣本的游標制動和電子平衡(G 6000年,生產(chǎn)的生產(chǎn)公司,Goettingen、德國)。
測定的最佳傾角與速度的角度漿帶
方差分析(一個樣品的java蘋果果實為原料,制備了如上所述。測試條件包括兩個控制因素;傾向的角度的漿紗帶(3個等級:75°、80°和85°)和漿紗帶速度(3個等級:10歐分,20歐分和30米分鐘?1)。均勻喂java蘋果樣品,上漿帶是在15米管制?1分鐘。進行了五次重復(fù),為一個結(jié)合的控制因素。上漿機的性能進行了評價與Eqs。(2)、(3)、(4)。
=
Q=
=
這里，
=
=+
=
=
=
同時在這里，
上漿效率
Q 吞吐能力，Kg/h
平均污染里錯誤率
等級i的流率，Kg/h
相關(guān)成本等級為i的分數(shù)
等級為i的蘋果果實的總數(shù)
等級j從等級i回收的品種數(shù)量
等級g從等級j回收的品種數(shù)量
等級i中回收的蘋果總數(shù)量，Kg
混合之初等級i的分數(shù)
從等級i中回收的正確的水果分數(shù)
t 進給時間，h
權(quán)函數(shù)
等級i中回收的總重量 Kg
注入上漿系統(tǒng)的總重量，Kg
確定最佳水果取向和相關(guān)的機械損傷
java的形狀蘋果果實(圖5)確定了維度的最大值和最小值的水果的頭。這兩個參數(shù)都有顯著性差異(Bupata et al,2007)。決定的條件和傾向速度,水果形狀影響水果定位試驗條件對于樣品放置在喂養(yǎng)帶(2個可能:隨機位置和水平最大橫徑位置)。每一個水果放在樣品干轉(zhuǎn)向上漿單位。
繼90年爪哇蘋果樣品測試各種尺寸的隨機收集并存儲與之在15°C 6小時([Jarimopas et al ,2007]和[Jarimopas et al,2007)。java蘋果的損傷力學(xué)特性,機器尺寸,既與無錐形布管,以及控制套水果(這是不處理后經(jīng)本機)使用Eqs比較分析。(5)、(6)、(7)。
java蘋果公司被損壞的評估分為三個層次:等級1例;無明顯損害、二級；破壞的地區(qū)<0.5%，三級: 破壞的地區(qū)<0.5%。
連續(xù)運行試驗
具備條件的速度和角度的傾向的漿紗帶、喂料帶速度、水果導(dǎo)向?qū)α蠋Ч潭ㄔ谝郧暗玫搅藴y試。五百年,newly-harvested、統(tǒng)一和損害自由java蘋果果實采收各品種的隨機從出口果園在Nakornpathom、泰國。所有的水果都無法各品種的樣品測量的物理特征,進行了每一個水果樣品作為早些時候報道。
結(jié)果和討論
優(yōu)化速度和傾斜角度的漿紗帶
具體品種、速度和傾斜角度的漿紗帶平均污染嚴重影響效率和上漿率p < 0.05)；基于優(yōu)先級的污染率。最優(yōu)速度和傾斜角度20米/分鐘和85°為Toonklao變化,導(dǎo)致最低的23.3%和79.7%的電子戰(zhàn)(表2)。為Tubtimjan品種,適當?shù)乃俣群蛢A斜角度20米/分鐘和75°,導(dǎo)致最低的12.1%和Ew 92.8%(表3)。雖然速度的喂養(yǎng)一帶保持不變在15米/分鐘,最佳速度和傾斜角度的漿紗帶為Tongsamsri是20 - 30米/分鐘和80°,導(dǎo)致最低的88.2%的大約18.9%和Ew(表4)。
表2
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)java蘋果果實(Toonklao種類)上漿機。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 26.354.00 76.138.07
12 26.487.35 80.3210.49
30 27.443.48 81.977.82
80 10 25.712.91 80.1110.95
20 33.146.28 75.247.23
30 33.272.45 74.914.92
85 10 30.194.58 70.194.45
20 23.304.19 79.745.21
30 25.263.91 76.246.07
*是指在同一字母在同一列中標微不足道的差異指定p < 0.05)
表3
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)java蘋果上漿機(Tubtimjan品種)。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 17.705.33 91.975.47
12 12.133.39 92.772.63
30 16.891.89 88.221.96
80 10 20.749.17 85.427.96
20 24.255.86 88.4211.07
30 19.153.61 91.225.33
86 10 25.255.09 76.188.26
20 24.645.14 86.766.83
30 15.990.47 92.495.79
*是指在同一字母在同一列中標微不足道的差異指定p < 0.05)。
表4
速度和角度的影響傾向的漿紗帶中的表現(xiàn)爪哇蘋果上漿機(Tongsamsri品種)。
傾斜角度(°) 上漿帶速度(m ) (%) (%)
75 10 24.072.76 94.963.76
12 29.015.05 95.554.73
30 23.853.25 95.103.16
80 10 22.503.66 85.428.73
20 18.913.26 88.427.64
30 19.917.94 93.545.15
87 10 28.604.95 87.098.92
20 21.494.46 92.396.28
30 20.495.58 84.164.94
*是指在同一字母在同一列中標微不足道的差異指定p < 0.05)。
料帶速度優(yōu)化
操作機器的java蘋果上漿在我)受控狀態(tài)的最佳速度、傾斜角度的漿紗帶和二期各品種的變化速度由于帶均勻喂喂水果由操作員u型橡膠,發(fā)現(xiàn)喂食帶速度有很大影響,艾瑪及Q p < 0.05為特定的品種。所示的最高和最低的電子戰(zhàn)最佳飼養(yǎng)帶速度為Toonklao,Tubtimjam和Tongsamsri品種。
表6
水果取向的影響中的表現(xiàn)java蘋果果實上漿機。
品種 水果取向 Q (kg/h) (%) (%)
Toonklao 隨機 263.9211.30 17.212.09 93.523.00
最大粒徑 179.874.90 9.841.93 93.621.83
Tubtimjan 隨機 333.0928.51 6.472.46 91.2310.41
最大粒徑 214.2233.49 3.161.07 97.940.97
Tongsamsri 隨機 326.7033.49 14.263.69 88.635.30
最大粒徑 187.445.69 8.661.08 91.512.70
*是指在同一字母在同一列中標微不足道的差異指定p < 0.05)。
顯示群java的蘋果果實大小分帶上漿機既與無圓錐形布管和對照組的Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品種。各種各樣的大小的水果按機器安裝錐形布管較少損傷比水果展出按機器沒有錐形布管安裝。Tongsamsri品種,有損傷3級按機器沒有錐形布管,而沒有蘋果。表7;java機械損傷大小蘋果果實(既與無錐形布管在機)在比較與控制樣品。蘋果是java的傷害分成三個層次- 1級:沒有明顯的損失,等級2:破壞的地區(qū)小于0.5%和三級:破壞的地區(qū)超過0.5%。
連續(xù)性能
上漿機的分帶,經(jīng)500年java蘋果果實不斷上漿中的各Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品種。Tubtimjan品種和Q為12.2%和195.1公斤/小時,而Tongsamsri品種分別為的16.5%和181.7公斤/ 小時,Toonklao 10.8%和149.7公斤/小時。對于一個給定的變化,并問相對低于先前的測定中獲得2.3.3項。這可能發(fā)生的,因為2.3.3節(jié),有平等的編號為各大小;然而樣品制備連續(xù)性能測試時依賴什么水果種植提供。重量比蘋果果實的爪哇的小:中等:大尺寸的Tubtimjan品種是0.2:1:0.24,這些Tongsamsri品種1:0.99:0.57和Toonklao品種分別為0.48:1.00:0.33,分別。手動份量的java的Tongsamsri蘋果品種,開往出口,平均達到107.2公斤/小時的表演污染率為27.9%,機械損傷(Eq。(7) )的13.3%。控制各種各樣的受損區(qū)域被發(fā)現(xiàn)有輕微不同p < 0.05機械尺寸的水果相比, 這意味著上漿機不花額外的明顯損傷大小的水果。另外,java蘋果果實機械儀可以運行在零明顯的損傷作用。少犯錯誤,提高能力,特別是零明顯損害分類的水果都被認為是一個重要的優(yōu)勢的漿紗分帶機器。
結(jié)論
性能測試的java蘋果果實上漿機表明速度和傾斜角度的漿紗帶、進料帶速度和水果取向顯著地影響漿紗性能,p < 0.05)。最適反應(yīng)條件下連續(xù)機械漿是依賴于各種各樣的水果。上漿性能最優(yōu)有相當一個錯誤比率為10.8 ~ -16.5%,吞吐能力149.7 ~ -195.1公斤/小時。手動份量的java蘋果開往出口的27.9%,平均比值特征誤差13.3%,在損傷和容量107.2公斤/小時。發(fā)達java蘋果漿紗設(shè)備可以運行在“零明顯的損傷”,因此沒有額外的機械損傷大小的水果。
承認
所有的作者想把這項工作對成功的Bundit Jarimopas遲教授。本研究通過程序格蘭特是支持前沿研究網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略獎學(xué)金,博士。泰國博士學(xué)位程序從辦公室的高等教育委員會,泰國。作者想表達自己的感激之情對金融支持收到了研究生教育和研究開發(fā)項目采后技術(shù)在清邁大學(xué)和研究生院的Kasetsart大學(xué)、采后技術(shù)創(chuàng)新中心(PHTIC)。最終,我們要感謝Rajamankala理工大學(xué)Thanyaburi、泰國。
小金橘分級機械
康鵬程
（塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文介紹了水果分級技術(shù)對與我國水果產(chǎn)業(yè)的作用及意義。同時針對水果分級技術(shù)，對國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進行概述。在充分了解了國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)，以國內(nèi)外水果分級技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀作為技術(shù)依據(jù)，設(shè)計了小型水果自動分級機械。本設(shè)計以小金橘為例進行設(shè)計創(chuàng)新。對采摘后的“小金橘”一類的小型水果，對體積的大小進行分級處理，主要完成上料機構(gòu)部分、分級結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計及計算，包括方案的論證、傳動結(jié)構(gòu)、分級部分鏈條、鏈輪軸及其他主要零部件的設(shè)計及計算。
關(guān)鍵詞：金桔、水果分級 、 分級機構(gòu) 、上料機構(gòu)
1小金橘分級機械設(shè)計目的
隨著需求的增長我國的水果產(chǎn)業(yè)面臨著機遇和挑戰(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。機械化智能化的處理勢在必行，解決好這個問題必然帶來水果業(yè)的快速發(fā)。因此水果加工機械的發(fā)展將為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
小金橘水果分級機械通過對水果的形狀、大小等主要品質(zhì)指標進行分類，為后期的水果分級包裝做準備。本設(shè)計通過一定的創(chuàng)新，為水果分級的方法提供一種方案。
2 小金橘分級機械的整體設(shè)計
1. 入料槽 2.鋪平刷 3.限距螺桿 4.分級機架
5.一級出料口 6.二級出料口7.三級出料口 8.四級出料口 9.上料機機架
圖2-1 整機布局圖
整機分為四部分：
（1）儲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，一是完成對物料的輸送，將物料運輸?shù)椒旨墮C的分級執(zhí)行部位，減少人力勞動，保護人不接觸使人不適的環(huán)境。
（3）分級部件是分級機的核心部分，該部分的設(shè)計直接影響著機器的性能。
（4）收料部件是將分級后的不同等級的物料分別回收。
3 上料部分設(shè)計
上料機呈現(xiàn)一定的角度。設(shè)計這一角度的設(shè)計目的是為了調(diào)整物料的分布狀態(tài)，使得物料均勻分布。在物料進入分級部分時能夠是分散的狀態(tài)進入。有利于分級的精準。同時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，減輕勞動強度。
圖3-1上料部分示意圖
4分級機械的工作原理
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)運動。限距螺桿是一個變螺距的螺桿，螺桿的螺距分為四個段節(jié)，每個段節(jié)的螺距依次增加5mm。當滾杠運動到不同螺距的段節(jié)內(nèi)，滾杠呈現(xiàn)不同的間隙，實現(xiàn)間隙的動態(tài)變化，從而實現(xiàn)水果的大小分級。如3-2圖所示。
圖4-1 分級部分示意圖
圖4-2 限距螺桿連接滾杠示意圖
其優(yōu)點在于：使用這種機構(gòu)的水果分級裝置，當水果在變間距的輥子輸送裝置上運行時由相應(yīng)間距的輥子間落下，進入置于輥間下的果子收集裝置，從而實現(xiàn)分級，這種分級形式，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，大大提高水果分級的質(zhì)量。
5結(jié)論
本設(shè)計根據(jù)國內(nèi)外水果分選機的研究現(xiàn)狀和實際應(yīng)用，在了解我國現(xiàn)有市場上的分級機械和我國的國情的前提下，進行的從上料、分級、收料的整機設(shè)計。主要結(jié)論如下：
（1）對于小型水果的分級方法，多采用大小分級且一般都以機械式進行大小的鑒別，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，用稱量式的分級方法精度不易保證。用光電式的鑒別方法成本高，對于光電設(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（僅限于實驗室）。
（2）使用固定間隙式的分級機械，分級過程必須對水果進行多次轉(zhuǎn)移，才能實現(xiàn)分級過程。對于易損水果，在這一過程中勢必會造成一定的損傷。減小水果轉(zhuǎn)移次數(shù)，是解決問題的關(guān)鍵。本設(shè)計在同一平面內(nèi)，實現(xiàn)分級間隙的動態(tài)變化，很好的解決這個問題。
（3）面對小型農(nóng)戶這樣的市場主體，水果分級機械體積小、操作簡單、分級較為精準、能實現(xiàn)一機多用。這樣的設(shè)計將有很好的市場競爭力。
本設(shè)計存在的問題：
（1）限距螺桿的設(shè)計還過于粗狂，使用圓空心鋼進行車削加工，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，實現(xiàn)螺距可根據(jù)需要調(diào)整。
（2）出料的部分設(shè)計有一定缺陷，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產(chǎn)生熱，直徑過小導(dǎo)程角變大，不利于滾杠向前移動。需要經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計來確定最優(yōu)值。
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
課題名稱 一種小型水果自動分級機機械部分的設(shè)計
學(xué)生姓名 康 鵬 程
學(xué) 號 8031209104
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 農(nóng)機13-1
指導(dǎo)教師 肖 愛 玲
起止時間 2012.10.15-2013.5.27
機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析；
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進度計劃；
7、主要參考文獻（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一 本題來源及研究的目的和意義
1.1 課題的來源：自選題
1.2 課題研究的目的和意義
水果中富含多種維生素和礦物質(zhì),而且適于生食的特點又避免了烹調(diào)過程對維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的破壞作用,使這些營養(yǎng)素保持較高的利用率。水果亦含有豐富的膳食纖維素,能促進腸道蠕動,有利于糞便排出;并能加速某些有毒物質(zhì)的代謝過程,減輕毒物對人體的損害作用?；谒臓I養(yǎng)特點,營養(yǎng)學(xué)家已把水果作為食物結(jié)構(gòu)中的一個重要組成部分,并指出了為維持人體健康,每人每年需要食用80kg左右水果的指標。隨著社會生活水平的提高，對健康意識的增強。人們不僅對水果的需求量越來越大而且對水果品質(zhì)的要求也越來越高，水果的分選變得越來越重要；不僅如此隨著農(nóng)業(yè)勞動者文化水平的提高，他們將農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理的理論實踐于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。不再用原始的粗狂式經(jīng)營方法，而是懂得將水果進行分級處理。不同等級的價格不同，從而獲得更大的利潤，實現(xiàn)利益最大化。可見水果分級不僅是廣大消費者的要求，更是農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)者自主性的生產(chǎn)勞動。而水果有著分選工作時效性強、標準高的特點。如果靠人工實現(xiàn)分選工作，將增加生產(chǎn)勞動者的勞動負擔。而且人工勞動不僅效率低且成本較高。因此實現(xiàn)機械化、自動化作業(yè)勢在必行。
中國果品流通協(xié)會常務(wù)副會長傅秀泉曾說道：目前發(fā)達國家人均水果年消費量為83.3公斤，發(fā)展中國家為55.4公斤，而我國人均年消費水果量僅為45.6公斤，較發(fā)達國家低45%，較發(fā)展中國家也低18%。按現(xiàn)在的總?cè)丝谟嬎?，我國人均消費水果要達到全世界人均年消費61.4公斤的水平，需要增加2000多萬噸的供給量。預(yù)計今后一個時期，我國居民水果消費將會有較快增長，并成為帶動水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。水果加工機械的發(fā)展將為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
二、國內(nèi)外水果分選分級設(shè)備的發(fā)展特點與趨勢
2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀
國外早期的水果自動分級方法主要通過CCD相機，采用無損檢測、計算機分析處理等手段對水果逐一進行分析判別后得出綜合結(jié)論。利用機器視覺技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)無損檢測是目前國際上正在研究的熱點課題。除了使用高效的信息處理技術(shù)，水果的質(zhì)量無損檢測手段包括近紅外線、紅外線檢驗等光學(xué)檢驗方法和高光譜、多光譜技術(shù)等。其發(fā)展趨勢有以下幾點：
1、由于水果一般都比較嬌嫩，容易擦傷或碰傷，采用傳統(tǒng)的機械式分選分級機具難免會出現(xiàn)損傷，從而造成“降級”損失。隨著科技水平的不斷提高，各學(xué)科互相滲透日益普遍，光學(xué)、電子技術(shù)廣泛應(yīng)用到分選分級設(shè)備中。運用光、電技術(shù)，不僅效率高，檢驗精度也高，還可以測定果實的成熟度、含糖量、有否病蟲害、空心等，對這些項目，傳統(tǒng)機械式是無能為力的。運用光、電技術(shù)，還可以去掉很多繁雜的結(jié)構(gòu)，機具緊湊、靈巧，可靠性高，甚至造價還低。
2、為適應(yīng)生產(chǎn)要求，機具的處理能力日漸提高自動化水平也不斷提高，所需操作人員越來越少，因而成本不斷下降。設(shè)備廣泛實現(xiàn)了儀表化和數(shù)顯化。
3、注意改善勞動條件，在可能條件下，為操作者提供比較舒適的工作環(huán)境。
4、逐步由單項檢驗發(fā)展為多項復(fù)合檢驗，聯(lián)機群檢成一線，可以對形狀、成熟度、內(nèi)部質(zhì)量等方面按要求同時依次連續(xù)進行，這樣可避免由于被檢項目較多、多次裝機幾經(jīng)周折而損傷果實，從而進一步提高了商品競爭能力。
5、大力發(fā)展多品種通用分選機，可用于幾種果實的分選。實現(xiàn)一機多用，只需更換部分部件及分選標準的指令，就可進行另一種水果或果菜的分選。機具可充分利用，節(jié)約了機具設(shè)備的投資、存放場地和保養(yǎng)費用。
6、新技術(shù)為市場需要服務(wù)，但要善于了解消費者的心理。目前，探測果實是否空心或內(nèi)在質(zhì)量時，廣泛采用測透光率的方法，也有應(yīng)用X射來測量。
7、分選分級只是收獲后包裝前的一個環(huán)節(jié)而已，目前不少廠家已將分選、清洗、初加工、包裝等幾道工序連成一線(不包括待貯藏的)，視生產(chǎn)的需要及果品的實際情況統(tǒng)一考慮，而不必將分選分級另外劃為一個獨立部分。
2.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
由于國內(nèi)對水果品質(zhì)檢測及自動分級研究時間不長，有一些成功的研究，但遠談不上大規(guī)模推廣應(yīng)用。還存在許多需要繼續(xù)解決的問題。如國內(nèi)研究的對象大多在靜態(tài)的狀態(tài)下進行，另外以前對水果研究主要的是單渠道單指標的分級，對水果的多個品質(zhì)指標進行檢測時，處理速度較慢。對水果品質(zhì)進行快速、全量檢測，多渠道同時并行，國內(nèi)學(xué)者需要繼續(xù)研究與攻克的難題之一。同時，理論和實際還有很大的距離。目前我國水果所用的分級設(shè)備還僅限于機械分級法，即利用重量和大小分級設(shè)備進行分級；機器自動分級設(shè)備主要依靠于進口，應(yīng)用并不廣泛。
三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析
3.1、水果分級的方法
1、以水果的外部特征為分選標準
一般來說，水果的外部特征比較容易測量，基于水果的外部特征的分選設(shè)備種類繁多、技術(shù)成熟、經(jīng)濟實用。
(l)按質(zhì)量分選。根據(jù)水果的質(zhì)量進行分選的分選機，是最早開發(fā)的機種，現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用于蘋果、梨等水果的分選作業(yè)。目前主要是機械式質(zhì)量分選機，有固定衡量秤和運動衡量秤兩種形式。
(2)按尺寸大小分選。按水果的體積大小進行分選的分選機，最常見的是篩孔滾動筒式、圓孔膠帶式以及輥式。
(3)按色澤分選。按色澤分選的原理是不同顏色對不同波長的光的反射強度不同。
(4)按硬度分選。按硬度分選的方法應(yīng)用比較少，是一種力學(xué)成熟度的分析方法。
(5)應(yīng)用計算機視覺技術(shù)的分選。由攝像機采集水果的圖像，由計算機對水果的顏色、大小、形狀和表面損傷情況等信息進行很精確的分析。
本課題采用按尺寸大小分選，課題的關(guān)鍵是保證水果不破損的前提下完成水果分級。采用柵格的間距大小分選出水果的大小，可以加快分選效率。采用緩沖裝置是水果下落的速度減小，從而保證水果不會摔壞損傷。
四、本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路
4.1、本課題需要研究的難點問題解決的思路。
4.1.1主要出現(xiàn)的問題
1、從查閱的資料來看，所查到的現(xiàn)有的水果分級機械主要集中于大水果，如蘋果、橘子等較為規(guī)則且不易破損的，小型水果主要是紅棗、荔枝等表皮較為堅硬的。而對于草莓、杏子、李子這類小而且較易破損的分級機械較少。
2、現(xiàn)有的水果分級裝置在分離時利用水果重力通過分級的機械部分。對于表皮較脆、較軟的水果，碰撞力將使水果產(chǎn)生傷害，不能保證水果的質(zhì)量。
3、現(xiàn)有的水果分級設(shè)備還存在運轉(zhuǎn)時震動較大，震動產(chǎn)生的力也會損傷水果。
4.1.2、需要解決的難題
設(shè)計提出一種全新的研究方案，主要解決問題的思路：
本設(shè)計的主要矛盾是：對于表皮脆而軟的水果比表皮堅硬的水果分離起來比較困難，因為要考慮水果的損傷。本題是小型水果，小型水果主要有紅棗、杏子、草莓、李子、桂圓等。滿足杏子、草莓、李子這些易破損水果的分級要求，即可完成設(shè)計要求。主要難題有：
1、對水果通過分級機械部分的方式進行改進或添加緩沖裝置，減小碰撞力。
2、對動力傳動的方式加以改進或通過其他方式減小機器自身的震動，從而避免在運轉(zhuǎn)過程中機械振動對水果造成的傷害。
3、完成水果通過分級的機械部分前的傳輸方式，使得水果以正確的姿態(tài)進入分級部分。
4、實現(xiàn)水果分級的效能，完成機械傳動部分的設(shè)計。
五、 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
1、完成本課題所必須做的工作有利用學(xué)校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料。
2、了解各類小型水果的基本性質(zhì)。水果分級機械的結(jié)構(gòu)、原理等。
3、了解各種類型的水果分級機械特點。
4、關(guān)鍵問題可請求老師指導(dǎo)或通過同學(xué)討論，選擇適合水果分級機械的類型。
5、對擬定的水果分級機械的分級部分進行設(shè)計、計算，利用Solidworks等繪圖軟件繪制出分級機械部分的零件圖，裝配圖，反復(fù)對設(shè)計內(nèi)容進行檢驗、校核。
六、 完成本課題的工作方案及進度計劃
工作方案：
1、設(shè)計并繪制出水果分級機械分級部分主要機體，確定機體的大概尺寸。
2、了解并調(diào)查水果的不同等級要求的果實大小。確定分級柵格的尺寸。
3、完成曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計，選擇適當?shù)姆胖眯问健４_定各部件的尺寸。
4、繪制出水果分級機械分級部分柵格分布，曲柄滑塊機構(gòu)的布置位置。
5、設(shè)計出傳動機構(gòu)和變速箱。對其進行計算，選出適當?shù)膫鲃颖取?
6、繪制出傳動機構(gòu)的分布空間。
7、組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進。
8、反復(fù)休整與調(diào)試，達到最佳效果。
擬定工作進度（以周為單位）：
第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解小型水果的品種及特性。水果自動分級機械發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀。
第3周—第5周 設(shè)計小型水果自動分級機機械部分的總體方案。
第6周—第9周 針對小型水果設(shè)計出自動分級機械部分：水果分級機構(gòu)、動力傳輸機構(gòu)、水果輸送機構(gòu)進行具體設(shè)計。
第10周—第12周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準備答辯。
七、 主要參考文獻
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學(xué)生簽名 康 鵬 程
2012年10月5日
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指導(dǎo)教師簽名
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