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0 引言 在現(xiàn)代溫室生產(chǎn)中，水果黃瓜是其中一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，所生產(chǎn)的水果黃瓜形狀和質(zhì)量基本一致。為了便于黃瓜的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，都要采用可降解的盒子，用電熱包裝機(jī)進(jìn)行保鮮包裝，然后貼上標(biāo)簽，其包裝過程中人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。本課題針對(duì)水果黃瓜的特點(diǎn)，對(duì)水果黃瓜自動(dòng)包裝機(jī)的總體方案和傳動(dòng)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了校核計(jì)算，能實(shí)現(xiàn)水果黃瓜的自動(dòng)包裝和貼標(biāo)簽，還設(shè)計(jì)有自動(dòng)稱重計(jì)價(jià)等功能。

 1. 1 落料裝置 利用一個(gè)開有 6 個(gè)槽的轉(zhuǎn)輪來完成主運(yùn)動(dòng)，每 3個(gè)槽一組，將黃瓜載于槽內(nèi)，兩組呈對(duì)稱分布，槽的大小要求與包裝的黃瓜尺寸吻合，黃瓜陷落于槽中。隨 著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從頂部的進(jìn)料口到達(dá)底部的落料口，再?gòu)穆淞峡诘舻秸路降耐斜P中，轉(zhuǎn) 1 圈完成兩個(gè)包裝，此機(jī)構(gòu)中有一個(gè)輔助轉(zhuǎn)輪與主轉(zhuǎn)輪相互配合，可使落料口中的黃瓜因不會(huì)堆積而準(zhǔn)確落入槽中，保證了包裝的質(zhì)量。 1. 2 托盤輸送機(jī)構(gòu) 輸送機(jī)構(gòu)由兩部分構(gòu)成，托盤傳送帶機(jī)構(gòu)和托盤推機(jī)構(gòu)。托盤傳送帶機(jī)構(gòu)設(shè)有張緊輪，以便時(shí)刻保持傳送帶的正常運(yùn)行，利用傳送帶將托盤依次輸送到托盤上推機(jī)構(gòu)，等待該機(jī)構(gòu)將托盤上推到工作面，以便黃瓜準(zhǔn)確掉入。上推機(jī)構(gòu)是一個(gè)擺桿機(jī)構(gòu)，行程為120mm。 1. 3 托盤推送裝置 托盤推送裝置是一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)，將裝有黃瓜的托盤推入封切裝置，等待封切刀片將已裹在黃瓜與托盤上的保鮮膜切斷并且封合，行程為 330mm，主軸轉(zhuǎn)速為 1 /3 r /s，方向?yàn)槟鏁r(shí)針，每 3s 完成一次完整運(yùn)動(dòng)。 1. 4 封切裝置 封切裝置由擺桿機(jī)構(gòu)和一對(duì)封切工作頭組成，擺桿機(jī)構(gòu)的行程為 70mm，主軸轉(zhuǎn)速為 1 /3r /s，方向?yàn)槟鏁r(shí)針，每 3s 完成一次完整運(yùn)動(dòng)。封切工作頭由上下兩個(gè)工作面組成，下工作面是靜止固定在底座上的，上面鑲嵌有封切板和封切刀槽。上工作面是聯(lián)接在擺桿機(jī)構(gòu)上的，上面鑲嵌有封切板和封切刀，與下工作面相互吻合，可以完成保鮮膜的切斷和封合。 1. 5 熱封裝置 熱封裝置由傳送帶機(jī)構(gòu)和加熱板組成，裝有黃瓜的托盤在傳送帶上經(jīng)過時(shí)，加熱板對(duì)其加熱，使保鮮膜收縮，與托盤緊密貼合，與外界空氣隔絕，達(dá)到保鮮的要求。帶輪轉(zhuǎn)速為 1 /3 r /s，方向?yàn)槟鏁r(shí)針，盤裝黃瓜在傳送帶的時(shí)間與加熱的時(shí)間相同為 3s。1. 6 稱重貼標(biāo)記數(shù)裝置稱重貼標(biāo)記數(shù)裝置由傳送帶、電子秤、打印機(jī)貼標(biāo)滾輪，記數(shù)頭和控制面板組成。電子稱將測(cè)得的質(zhì)量傳輸給打印機(jī)，打印出的標(biāo)簽上有黃瓜單價(jià)、質(zhì)量、總價(jià)、黃瓜產(chǎn)地等相關(guān)信息，通過打印口附在盤裝黃瓜，在盤裝黃瓜通過貼標(biāo)滾輪時(shí)將其壓緊。記數(shù)頭利用光電掃描，將統(tǒng)計(jì)到的數(shù)量顯示在控制面板上。 2 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 2. 1 部件的選用 原動(dòng)機(jī)的選擇: 選用 Y90L － 6 三相電機(jī)，6 級(jí)，同步轉(zhuǎn)速 1 000r /min，滿載轉(zhuǎn)速 910r /min。減速機(jī)選用: 為了降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，得到較大的扭矩，以滿足工況要求，選用一級(jí)蝸桿下置減速機(jī)，輸入功率為 2kW，輸入轉(zhuǎn)速 960r /min，傳動(dòng)比為 1∶ 100，傳動(dòng)效 率 為 0. 82，精度等級(jí)為傳動(dòng) 8c，GB10089 －1988。減速機(jī)技術(shù)要求為: 1) 零件裝配前使用煤油清洗，滾動(dòng)軸承采用汽油清洗。 2) 保持側(cè)隙不小于 0. 115mm。 3) 蝸桿軸與蝸輪軸上軸承方向的游隙為 0. 25 ～0. 4mm。 4) 涂色檢查接觸斑點(diǎn)，沿齒高不小于 55% ，沿齒長(zhǎng)不小于 50% 。 5) 空載試驗(yàn)。在 n = 1 000r /min，L － AN68 潤(rùn)滑油條件下進(jìn)行，正反轉(zhuǎn)各 1h，要求減速器平穩(wěn)，無撞擊聲，溫升不大于 60℃ ，無漏油。 6) 箱體外表面涂深灰色油漆，內(nèi)表面需要涂耐油油漆。 7) 箱內(nèi)裝全損耗系統(tǒng)用油 L － AN68 至規(guī)定高度。間歇機(jī)構(gòu)的選用: 為適應(yīng)各種包裝工藝，采用連桿間歇機(jī)構(gòu)，根據(jù)要求，使用幾何作圖法確定各個(gè)機(jī)構(gòu)的具體尺寸。傳動(dòng)帶的選用: 選用同步帶，以保持各機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確配合運(yùn)作，由于是黃瓜包裝，承受的載荷較小，選用輕型 L075; 同步帶輪的寬度統(tǒng)一使用雙邊擋圈帶輪，寬度為 26. 7mm。 2. 2 關(guān)鍵部分校核 2. 2. 1 托盤推送裝置的校核 托盤推送裝置中的連桿機(jī)構(gòu)為本系統(tǒng)中的主要受力部分，對(duì)其進(jìn)行校核。黃瓜平均每條的質(zhì)量是 150 ～ 200g，一個(gè)托盤重約 25g，一個(gè)完整的盤裝黃瓜最大質(zhì)量為 530g。托盤 的材料為可降解塑料，與其接觸的工作面為鑄鐵材料，摩擦系數(shù)為 0. 25。傳動(dòng)軸最細(xì)處的直徑為 35mm，所用是 普 通 平 鍵，尺 寸 為 寬 8mm，高 7mm，長(zhǎng) 度 為40mm。桿間的聯(lián)結(jié)銷釘直徑為 8mm。聯(lián)結(jié)銷釘和連接平鍵為此機(jī)構(gòu)中的最細(xì)構(gòu)件，先對(duì)聯(lián)結(jié)銷釘進(jìn)行校核。聯(lián)結(jié)銷釘?shù)牟牧蠟?20 鋼，［τ］= 30MPa。經(jīng)過計(jì)算，由于［F］> F1 和［F］> F2，3 桿之間聯(lián)結(jié)銷釘?shù)陌踩禂?shù)分別為安全系數(shù)分別為［F］/F1= 475. 6 和 S =［F］/F2 = 604. 8，所以足夠安全。平鍵的安全系數(shù)為 S =［F］/F3 = 162. 8，所以足夠安全受力部分，對(duì)其進(jìn)行校核。黃瓜平均每條的質(zhì)量是 150 ～ 200g，一個(gè)托盤重約 25g，一個(gè)完整的盤裝黃瓜最大質(zhì)量為 530g。托盤的材料為可降解塑料，與其接觸的工作面為鑄鐵材料，摩擦系數(shù)為 0. 25。傳動(dòng)軸最細(xì)處的直徑為 35mm，所用是 普 通 平 鍵，尺 寸 為 寬 8mm，高 7mm，長(zhǎng) 度 為40mm。桿間的聯(lián)結(jié)銷釘直徑為 8mm。聯(lián)結(jié)銷釘和連接平鍵為此機(jī)構(gòu)中的最細(xì)構(gòu)件，先對(duì)聯(lián)結(jié)銷釘進(jìn)行校核。聯(lián)結(jié)銷釘?shù)牟牧蠟?20 鋼，［τ］= 30MPa。經(jīng)過計(jì)算，由于［F］> F1 和［F］> F2，3 桿之間聯(lián)結(jié)銷釘?shù)陌踩禂?shù)分別為安全系數(shù)分別為［F］/F1= 475. 6 和 S =［F］/F2 = 604. 8，所以足夠安全。平鍵的安全系數(shù)為 S =［F］/F3 = 162. 8，所以足夠安全2. 2. 2 電機(jī)的校核經(jīng)計(jì)算，M有效 > M總 。因此，電機(jī)的功率滿足設(shè)計(jì)要求。 3 結(jié)論 針對(duì)水果黃瓜的特點(diǎn)，開發(fā)出的水果黃瓜自動(dòng)包裝機(jī)，能實(shí)現(xiàn)水果黃瓜的自動(dòng)包裝和帖標(biāo)簽，還結(jié)合有自動(dòng)稱重計(jì)價(jià)等強(qiáng)大功能，3 條一包，能實(shí)現(xiàn)每小時(shí)完成 1 200 包的工作量，大幅度地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了成本，也大幅度降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了勞動(dòng)條件。該機(jī)的使用利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，避免了包裝過程中人手和黃瓜的直接接觸，提高了產(chǎn)品包裝質(zhì)量，增強(qiáng)了市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。

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