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0. 引 言

塑料發(fā)泡網(wǎng)套能有效降低運輸過程中球形水果發(fā)生機械損傷的概率，而且材料成本低。目前市場上幾乎沒有水果網(wǎng)套自動包裝的機器。蘋果、臍橙等球形水果的網(wǎng)套包裝只能通過人工的方式進行。而人工包裝勞動強度大，效率低，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。為了解決這一問題，急需研制一種能對蘋果、臍橙等球形水果進行自動快速網(wǎng)套包裝的機器。

國外在果蔬包裝機械方面研究起步較早，設(shè)備大多 針對多種對象進行包裝，自動化程度比較高，速度快，而 且維修方便。而國內(nèi)果蔬包裝設(shè)備的研究起步較晚， 其技術(shù)含量也在逐漸提高，自動化趨勢愈加顯著。趙 寧等設(shè)計了一種球形水果自動包裝機，采用“水平送料，長卷包裝，橫縱封口”的包裝技術(shù)，可以實現(xiàn)普通卷筒 膜的自動制袋、高質(zhì)薄膜的單個封口功能，智能化程度較 高。李如虎等設(shè)計了一套對柚子進行清洗、分級和包 裝的自動包裝生產(chǎn)線，可實現(xiàn)全過程自動化處理。2016 年由江西某科技有限公司生產(chǎn)一種大型水果自動包裝機，其優(yōu)點是既能對水果進行套袋包裝，也可以對水果進行套網(wǎng)包裝，但是套網(wǎng)包裝連續(xù)性較低，包裝效果差。

本文在分析蘋果和臍橙生物力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，提出了一種柔性擴膜錐體擴膜、倒刺卡筒下膜的包裝工藝方案，確定了關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計了部件組合運行控制時序，并加工了試驗樣機，樣機機構(gòu)設(shè)計合理性。

0. 球形水果網(wǎng)套包裝機的組成與工作原理
   1. 球形水果網(wǎng)套包裝機的組成

球形水果網(wǎng)套包裝機外形尺寸為800 mm×526 mm× 1 240 mm，采用步進電機驅(qū)動，滾珠絲杠和同步帶線性模組傳動。其主要由主機架、網(wǎng)套膜轉(zhuǎn)盤、進料裝置、下膜裝置、擴膜裝置、切膜裝置和出料滑道等部分組成。

主機架由40 mm×40 mm×3 mm 的方管焊接而成，其他部件通過螺栓連接固定在機架上。擴膜錐體固定在豎直固定在滾珠絲杠滑臺上；倒刺下膜卡筒、托盤、水果分離裝置相互固連，整體構(gòu)成懸臂結(jié)構(gòu)，由滾珠絲杠滑臺驅(qū)動；夾子與舵機相連，舵機可帶動夾子夾緊與閉合；推切機構(gòu)固定在水平滾珠絲杠滑臺上。動作部件的位置控制通過固定在機架上的霍爾傳感器實現(xiàn)。

1. 2. 球形水果網(wǎng)套包裝機的工作原理

球形水果網(wǎng)套包裝機啟動前，夾子處于張開狀態(tài)， 擴膜錐體在上止點并支撐擴膜圓柱筒，下膜卡筒和托盤 在上止點。開啟機器，下膜卡筒、托盤向下運動，下膜卡 筒內(nèi)壁的倒刺勾住網(wǎng)套沿下膜卡筒和擴膜錐體運動，托盤向下運動到下止點時，水果從分離裝置進入托盤。夾子閉合，夾住網(wǎng)套及擴膜圓柱筒，擴膜錐體下降從擴膜圓柱筒下端移出。托盤將水果托送至擴膜錐體內(nèi)的固定位置，同時下膜卡筒向上復(fù)位。擴膜錐體下降，由于錐片為柔性材料，水果撐開錐體進入網(wǎng)套中。推切機構(gòu)向右運動，電熱絲切斷網(wǎng)套，已包好的水果順勢沿滑道滑出。最后，擴膜錐體復(fù)位，運動至擴膜圓柱筒孔中，支撐擴膜圓柱筒，夾子張開為了保證水果能從錐片中穿出，擴膜錐片必須具有一定柔韌性。因此把錐片的變形簡化為細(xì)長懸臂梁，并對其撓曲變形進行分析。

0. 包裝機關(guān)鍵部件設(shè)計
   1. 球形水果力學(xué)特性分析

為了確定網(wǎng)套包裝機 ，利用高度尺（ 量程為 0~ 250  mm，精度為 0.02 mm）對市場上隨機選取的 30 個紅富士蘋果樣品和30 個贛南臍橙樣品的果徑、果高進行了測量。結(jié)果表明，臍橙樣品的果高主要分布在80~100 mm 區(qū)間范圍內(nèi)，最大值為 118.22 mm；果徑主要分布在 75~ 85 mm 之間，最大值90 mm；蘋果樣品果高主要分布在

3. 結(jié) 論
   1. 本文研制了一種能對蘋果、臍橙等球形水果進行自動快速網(wǎng)套包裝的機器，該機器采用柔性擴膜錐體擴膜，倒刺卡筒下膜的方式，可實現(xiàn)連續(xù)包裝功能，網(wǎng)套包裝效果好。
4. 2. 樣機包裝試驗表明，樣機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，包裝成功率100%，損傷率均 0，平均單果的包裝時間為 25 s，工作效率為35 kg/h，下膜長度主要分布在104~110 mm 范圍內(nèi)，約占樣本總數(shù)的 76.6%，果面包覆能夠起到減小其受到機械碰撞時所受到的損傷的功能。
5. 3. 樣機包裝效率低于人工包裝效率，可以優(yōu)化包裝流程，采用多組同時包裝的方式提高效率。設(shè)計的機器可為后續(xù)球形水果網(wǎng)套包裝設(shè)備的研制和優(yōu)化提供參考。
   4.  

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