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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(biāo)進行分類，為后期的水果分級包裝做準(zhǔn)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(zhǔn)。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(dāng)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(dāng)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(zhǔn)、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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