農(nóng)作物清洗機(jī)的設(shè)計(jì)

農(nóng)作物清洗機(jī)的設(shè)計(jì),農(nóng)作物,清洗,設(shè)計(jì) XXXX大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 題 目： 農(nóng)作物清洗機(jī)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱(chēng): 職稱(chēng): 20*年12月5日目 錄1.設(shè)計(jì)意義與目的 11.1農(nóng)作物清洗機(jī)的現(xiàn)狀 11.2農(nóng)作物清洗機(jī)優(yōu)點(diǎn) 12.總體設(shè)計(jì)說(shuō)明 1 2.1 清洗機(jī)工作過(guò)程 1 3.機(jī)構(gòu)及工作原理 .23.1農(nóng)作物清洗機(jī)清洗部位工作原理 23.2滾筒噴淋清洗器工作原理 23.3傳送機(jī)構(gòu)工作原理 33.4傳送機(jī)構(gòu)PLC控制電路圖 34部件與零件設(shè)計(jì)說(shuō)明 44.1清洗液速度與沖擊力的關(guān)系 44.2 受力分析 5 4.3 農(nóng)作物清洗試驗(yàn) 54.3.1農(nóng)作物試驗(yàn)數(shù)據(jù) 54.3.2滾筒式噴淋與固定式清洗器的對(duì)比 64.4快速進(jìn)、退機(jī)構(gòu)改進(jìn) 65.設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)及其他6參考文獻(xiàn) 7致謝71.設(shè)計(jì)的意義與目的1.1農(nóng)作物清洗機(jī)的現(xiàn)狀隨著我國(guó)農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅提高以及我國(guó)農(nóng)作物出口的數(shù)量不斷增大，高品質(zhì)的農(nóng)作物越來(lái)越重要，許多根莖類(lèi)農(nóng)作物以及一些高品質(zhì)需要更好的外觀品質(zhì)和質(zhì)量要求，許多農(nóng)作物由于生長(zhǎng)過(guò)程中必然會(huì)帶有泥土和農(nóng)藥，所以清洗農(nóng)作物大量勞動(dòng)是一個(gè)影響我國(guó)高品質(zhì)農(nóng)作物走出國(guó)門(mén)的問(wèn)題，如果采用大量人力的話(huà)必然導(dǎo)致勞動(dòng)資源的浪費(fèi)，所以生產(chǎn)一種農(nóng)作物水果都可以清洗的農(nóng)作物清洗機(jī)械對(duì)提高生產(chǎn)力有的和重要的影響，所以農(nóng)作物清洗機(jī)械孕育而生。1.2設(shè)計(jì)的農(nóng)作物清洗機(jī)應(yīng)該具有以下優(yōu)點(diǎn)（1）適用于多種農(nóng)作物，不論農(nóng)作物大小、形狀都可以清洗；（2）清洗量大、速度快、能效高，最大限度的做到節(jié)省能源的目的；（3）便于操作于維護(hù)，是農(nóng)作物清洗變成人人能操作能維護(hù)的機(jī)械；（4）對(duì)外界環(huán)境污染小，對(duì)清洗農(nóng)作物污染小。2.總體設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1清洗機(jī)工作過(guò)程將要清洗農(nóng)作物放入皮帶輪上，啟動(dòng)電源，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪組帶動(dòng)皮帶輪運(yùn)動(dòng)，同事也帶動(dòng)清洗裝置的齒輪組，使?jié)L筒清洗器開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)可以控制清洗液裝置的調(diào)流閥控制清洗液的用量，清洗液通過(guò)流液管到達(dá)滾筒清洗器的內(nèi)部腔體內(nèi)，加之滾筒清洗器的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)就將清洗液噴出，形成噴淋達(dá)到清洗農(nóng)作物的目的，同時(shí)皮帶采用快速進(jìn)退機(jī)構(gòu)達(dá)到往復(fù)運(yùn)動(dòng)，是農(nóng)作物清洗時(shí)間更長(zhǎng)，清洗效果更徹底的目的。圖表 1 農(nóng)作物清洗機(jī)構(gòu)造圖3.機(jī)構(gòu)及工作原理3.1農(nóng)作物清洗機(jī)清洗部位工作原理此圖為滾筒噴淋清洗器俯視圖，由圖可以看出其工作過(guò)程，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)內(nèi)部的單向閥做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為滾筒清洗器提供動(dòng)力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，然后清洗液通過(guò)管道由空心軸進(jìn)入滾筒噴淋清洗機(jī)的內(nèi)部腔體，浸滿(mǎn)清洗液達(dá)到清洗的裝備，皮帶輪為運(yùn)輸所要清晰的農(nóng)作物的。圖表 2 農(nóng)作物清洗機(jī)俯面圖3.2滾筒噴淋清洗器工作原理此圖為滾筒噴淋清洗器剖面圖，當(dāng)清洗液進(jìn)入內(nèi)部腔體后，滾筒在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，清洗液由內(nèi)孔流到外層腔體后再由外孔被旋轉(zhuǎn)出形成噴淋效果，達(dá)到清洗農(nóng)作物的目的。圖表 3 滾筒噴淋清洗器刨面圖3.3傳送機(jī)構(gòu)工作原理此圖為皮帶運(yùn)動(dòng)原理，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪運(yùn)動(dòng)，加入PLC控制電路時(shí)起運(yùn)動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)達(dá)到進(jìn)給、回退得往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加之用油泵，采用液壓原理，是往復(fù)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性更好，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。圖表 4 傳送機(jī)構(gòu)原理圖3.4 傳送機(jī)構(gòu)PLC控制電路圖圖表 5 進(jìn)給回退PLC電路控制圖 LDX0 ORM0 ANIM1 ANIM2 OUTM0 LDX1 ORM1 ANIM0 ANIM2 OUTM1 LDIX2 SETM2 LDM2 OUTT0 K 20 LDT0 RSTM2 LDM0 OUTY0 LDM1 OUTY1 END注： X0=PB1(a接點(diǎn)) X1=PB2(a接點(diǎn)) X2=PB3(b接點(diǎn))4.部件與零件設(shè)計(jì)說(shuō)明4.1 清洗液速度與沖擊力的關(guān)系圖表 6 清洗蔬菜清洗區(qū)工作過(guò)程圖影響蔬菜清洗運(yùn)動(dòng)的主要參數(shù)有：曲柄角速度、滑塊的振幅L。為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，我們把蔬菜裝在菜籃里看作一個(gè)整體，其運(yùn)動(dòng)方程 s=L(1-cost)速度方程 v=Lsint 加速度方程 a=Lcost 可見(jiàn)，當(dāng)t=(2n+1)/2 (n=0、1、2、3)時(shí)，Vmax=L;當(dāng)t=n(n=0、1、2、3)時(shí)，Amax=L4.2 受力分析蔬菜上的粘著物所受的橫向力有粘著力S、慣性力G、水的阻力F.須使慣性力G與水的阻力F之矢量和最大值大于粘著物的粘著力S時(shí)，粘著物才能從蔬菜上被洗脫(試驗(yàn)表明)當(dāng)物體在液體中運(yùn)動(dòng)速度不大時(shí))液體的阻力與物體運(yùn)動(dòng)速度成正比)即f=v,為與液體性質(zhì)及物體形狀有關(guān)的系數(shù)(為求F與G之和的最大值令r=F+G=v+ma=Lsint+mLcost Dr/dt=Lcost-mLsint=0Tgt=/mRmax=L/m+mLm/m+、L取得越大，rman就越大，粘著在蔬菜上的污物越容易洗脫。振動(dòng)清洗過(guò)程中蔬菜的受力是十分復(fù)雜的，有相互間的摩擦、碰撞、水的阻力、切向力、慣性力等，而運(yùn)動(dòng)的阻力和慣性力與流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、蔬菜的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、蔬菜的表面形狀、體積、密度等諸多因素有關(guān)，要進(jìn)行精確分析是十分困難的，為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，便于分析，我們可以抽象出計(jì)算蔬菜運(yùn)動(dòng)阻力的力學(xué)模型，分析出物體對(duì)流體的作用力RR=a1dA-a2dA-1（1-2）dA=a2（1-2）dA式中v1(取菜籃運(yùn)動(dòng)平衡位置的速度即vmanx在斷面上的分布可測(cè)定,通過(guò)數(shù)字積分可求出阻力值,流體作用在物體上的力與R等值反向.以上分析了蔬菜運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)阻力和慣性力,而蔬菜在運(yùn)動(dòng)中的摩擦、撞、壓是肯定存在不能忽視的，動(dòng)著的菜籃中的蔬菜速度不可能完全一致，而蔬菜之間具有相對(duì)速度會(huì)產(chǎn)生摩擦，摩擦產(chǎn)生的切向力與水的切向阻力大于蔬菜表皮細(xì)胞分子間的拉力時(shí)，皮損傷、向力大于蔬菜表皮與里層細(xì)胞的牽連力時(shí)會(huì)造成表皮脫落，籃作的是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，菜籃反向的瞬間蔬菜間的碰撞。擠壓最大，當(dāng)碰撞力大于菜葉纖維的張力時(shí)菜葉被折斷，當(dāng)擠壓力大于蔬菜表面張力時(shí)蔬菜表面被壓潰。無(wú)論蔬菜的表皮擦傷還是壓潰，或是菜葉折斷都會(huì)使蔬菜的營(yíng)養(yǎng)受到損失?？傊?，清洗中影響蔬菜損傷率的主要因素是菜籃在水中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v加速度a大.蔬菜在噴淋清洗池內(nèi)主要受到噴頭噴射水的沖擊力I大小為I=pQ(v2-v1) 4.3農(nóng)作物清洗試驗(yàn)4.3.1農(nóng)作物試驗(yàn)數(shù)據(jù)：蔬菜名稱(chēng)往復(fù)次數(shù)r/min清洗時(shí)間min蔬菜行程cm蔬菜的損傷率%清洗率%馬鈴薯90360099.98紅薯90260099.93白菜64603.2198.90菠菜65604.0398.88香菜57605.1097.87芹菜74603.3298.16白蘿卜80360099.95萵筍葉63605.2099.10表1 蔬菜清洗實(shí)驗(yàn)表蔬菜名稱(chēng)往復(fù)次數(shù)r/min行程cm清洗時(shí)間Min蔬菜的損傷率 %洗凈率%馬鈴薯80606099.985606069.8880606087.605606051.83白菜80606099.995606098.8180606098.685606096.53表2 馬鈴薯與白菜清洗對(duì)比表4.3.2 滾筒式噴淋與固定式清洗器的對(duì)比清洗方式 表面污物 （目測(cè)） 清洗功耗 （KW）清洗液用（L/min）噴嘴堵塞率（半年）固定式噴淋清洗器不能全部清除1.618070%旋轉(zhuǎn)式噴淋清洗器全部清除0.8900表3 兩種清洗方式工作性能對(duì)比由圖標(biāo)可以計(jì)算出滾筒式的比固定式的在清洗功耗上清洗液用量上都是其對(duì)方的一半以上，而在清洗的程度上和易碎壞方面更是強(qiáng)于固定式的。滾筒式清洗的清洗液速度和沖擊力比固定噴管式清洗系統(tǒng)均有明顯的提高，同時(shí)，農(nóng)作物通過(guò)清洗區(qū)時(shí)，其表面可承受來(lái)自不同方向的噴射流液的沖擊和清洗，提高了清洗效率。用此種方法改進(jìn)設(shè)計(jì)的清洗機(jī)使用效果良好。4.4快速進(jìn)、退機(jī)構(gòu)改進(jìn)此圖為常用的快速、退機(jī)構(gòu)構(gòu)造，此機(jī)構(gòu)使機(jī)器進(jìn)退效率低，易損耗，穩(wěn)定性差。經(jīng)過(guò)改造后的進(jìn)退機(jī)構(gòu)整體運(yùn)行狀況良好，穩(wěn)定性、可靠性提高了，進(jìn)給速度、進(jìn)給行程的可調(diào)性也大大地提高了，使用方便、簡(jiǎn)捷，工作效率也有所提高，故障率降低了，所以工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大地降低了。所選用的部件都是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的，更方便維護(hù)。(見(jiàn)圖表4)5.設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)及其他隨著我國(guó)農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅提高以及我國(guó)農(nóng)作物出口的數(shù)量不斷增大，高品質(zhì)的農(nóng)作物越來(lái)越重要，許多根莖類(lèi)農(nóng)作物以及一些高品質(zhì)需要更好的外觀品質(zhì)和質(zhì)量要求，許多農(nóng)作物由于生長(zhǎng)過(guò)程中必然會(huì)帶有泥土和農(nóng)藥，所以清洗農(nóng)作物大量勞動(dòng)是一個(gè)影響我國(guó)高品質(zhì)農(nóng)作物走出國(guó)門(mén)的問(wèn)題，如果采用大量人力的話(huà)必然導(dǎo)致勞動(dòng)資源的浪費(fèi)所以生產(chǎn)一種農(nóng)作物水果都可以清洗的農(nóng)作物清洗機(jī)械對(duì)提高生產(chǎn)力有的重要影響，為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，起到了重要作用。6參考文獻(xiàn)1.安二中.蔬菜清洗機(jī).機(jī)械工程材料,1996,8期.2.張春林.機(jī)械原理.3版.中國(guó):高等教育出版社.2006.3.威爾遜.機(jī)械原理.1版.中國(guó):重慶大學(xué).2005.4.王文山.機(jī)電一體化.2版.中國(guó):機(jī)械工作出版社.2005致 謝本論文的選題、研究?jī)?nèi)容、研究方法及論文的形成是在導(dǎo)師教授支持、鼓勵(lì)和悉心指導(dǎo)下完成的。在論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，導(dǎo)師在論文的選題及研究?jī)?nèi)容方面都給予我嚴(yán)格的要求和關(guān)鍵性的指導(dǎo)，論文完成后給予詳細(xì)的審閱和修改。導(dǎo)師高尚的人格、淵博的學(xué)士、嚴(yán)禁的治學(xué)態(tài)度、崇高的敬業(yè)精神、精辟的見(jiàn)解、風(fēng)雅的談吐、豐富的人生閱歷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都對(duì)我影響至深，將使我受益終身。我還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下了堅(jiān)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。- 3 -附件圖紙電動(dòng)機(jī)噴淋嘴裝配圖