寬皮柑橘定向輸送方法的研究.pdf

1、柑橘是世界上重要的水果之一。中國(guó)是柑橘的主產(chǎn)國(guó)，寬皮柑橘的年產(chǎn)量占我國(guó)柑橘總產(chǎn)量的55％以上。受柑橘深加工技術(shù)的限制，我國(guó)的寬皮柑橘大多是鮮食消耗。寬皮柑橘加工的重要問(wèn)題是剝皮，在柑橘剝皮前，確定每一個(gè)柑橘的狀態(tài)并使之朝向一致，可大幅提高寬皮柑橘的剝皮效率。高品質(zhì)柑橘產(chǎn)品生產(chǎn)中，需要先確定柑橘的狀態(tài)，再將柑橘進(jìn)行單獨(dú)包裝或貼標(biāo)。此外，柑橘產(chǎn)品的在線品質(zhì)檢測(cè)中，為了避免計(jì)算機(jī)對(duì)果柄、果項(xiàng)的誤判，也需要首先完成柑橘的定向。因此，研究寬皮柑橘

2、的定向輸送方法對(duì)提高柑橘產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化加工水平，具有重要意義。
　　柑橘定向的研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者鮮有提及，與柑橘同屬橢球?qū)ΨQ(chēng)水果的蘋(píng)果、桃、番茄的定向方法則早有報(bào)道。本文以橢球?qū)ΨQ(chēng)水果為例，介紹了這一類(lèi)水果的定向原理和方法。在參考前人研究的基礎(chǔ)上，提出了寬皮柑橘定向輸送方案，并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定了定向方案中關(guān)鍵裝置的最優(yōu)參數(shù)，針對(duì)試驗(yàn)裝置和定向方案中可能存在的問(wèn)題，利用Solidwroks和Adams等軟件對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析，并提

3、出改進(jìn)思路。本文研究的內(nèi)容詳述如下:
　　1、確定了寬皮柑橘定向輸送方案。該方案主要包括清洗與分級(jí)、分料與提升、平推進(jìn)料、果柄的調(diào)整、旋轉(zhuǎn)定向和側(cè)向夾緊。
　　2、設(shè)計(jì)并制造了寬皮柑橘旋轉(zhuǎn)定向裝置。在確定定向方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并加工了一種能完成預(yù)定要求的旋轉(zhuǎn)定向裝置，該裝置主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、平推進(jìn)料機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)等組成。傳動(dòng)系統(tǒng)主要完成動(dòng)力的傳輸與分配，平推進(jìn)料機(jī)構(gòu)主要完成柑橘的進(jìn)料，槽輪機(jī)構(gòu)將連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇

4、運(yùn)動(dòng)并為旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)提供鎖止功能，旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)完成柑橘的旋轉(zhuǎn)，各機(jī)構(gòu)緊密配合完成柑橘的旋轉(zhuǎn)定向。
　　3、進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)定向裝置的性能試驗(yàn)。在裝置上進(jìn)行了進(jìn)料放置方式、進(jìn)料距離、果形指數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速和柑橘橫徑的單因素試驗(yàn)。分析單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定選取果形指數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速和柑橘橫徑三因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果表明試驗(yàn)因素對(duì)定向成功率的影響主次關(guān)系為:柑橘橫徑C＞果形指數(shù)A＞電機(jī)轉(zhuǎn)速B。正交試驗(yàn)最佳組合為C2A2B2，即柑橘橫徑為60mm

5、-65mm，果形指數(shù)為0.8-0.9，電機(jī)轉(zhuǎn)速為18r/min，在此基礎(chǔ)上柑橘的側(cè)向定向成功率高達(dá)92％。
　　4、對(duì)定向方案中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行了仿真分析。通過(guò)Solidwroks軟件分別建立了柑橘果皮三維模型和柑橘整果三維模型。利用柑橘果皮三維模型，分析得出柑橘?gòu)男泵婊坶_(kāi)始下滑的極限角度為15°，斜面滑稽的最佳傾斜角度為36°。利用柑橘整果三維模型研究了柑橘果皮在受到夾具動(dòng)板或進(jìn)料推板作用時(shí)的應(yīng)力分布，并得出在現(xiàn)有假設(shè)條件下，柑