水果分选机机械系统和称重模块的设计与实现

人工分级操作实际效率较低, 且存在一定误差, 为此需要在水果行业中实现机械自动化技术, 促进分选作业机械化。当前, 在针对分选机械系统研究中, 对水果分选机器设计与称重模块设计取得了一定成绩, 为了促进对该应用目标更好的实现, 在设计中应该充分对其工作原理进行分析, 为实际设计应用提供参考依据, 提升水果分选机械系统应用效率。

1 水果分选机的工作原理与总体结构

水果风选机机械系统主要部分包括生产线支架、传动系统、水果托盘与分级箱。机械系统是生产线整体运动过程中动力提供部位, 主要为水果托盘传输工作提供动力;其他部件在安装中是支撑力的主要构成, 也是称重与卸料零件安装的核心基础;生产线支架则是水果分选机中所有部件安装的基础;传动系统在安装中主要组成部件较多, 包括电动机、齿轮减速器以及动力与从动力输出链轮等;水果托盘结构和输送链条两个部件直接铆接, 输送链条运动会带动水果托盘运动, 输送链条处于竖直状态下, 与地面保持垂直状态;输送链条下方支撑结构以耐磨板为主, 对输送链条在运行中的水平性起到了良好的稳固作用, 保证称重模块运作的精准度。

称重模块主要构成部分有称重台、称重顶板、称重底板以及传感器等, 称重模块在安装中应该直接固定在生产线支架之上;水果托盘与双节距传输带直接连接, 水果托盘被运输至称重区则会与称重台相接触, 称重台受到力作用, 托盘根据旋转轴运动完成对水果称重与卸料;托盘形状为凹型, 经过上料装置能够将水果逐渐被放入水果托盘之中, 实现传输中水果排列;托盘与水果相接触的部分为塑料制品, 能够最大程度防止表面托盘对水果机械所产生损伤;水果分级与卸料部件配合, 能够将完成分选的水果根据装置系统信号翻转托盘, 最终完成水果分级卸料工作。

图像采集系统包括摄像机、镜头、光源与光照箱, 主要是在水果分选机传输中, 对传输带上的水果进行动态图像收集, 同时将其传输至图像处理系统。重量等级对水果判别系统分为称重台和称重传感器两部分, 实时处理水果传输中称重器所接收到的信息数据, 对所得到的水果综合信息进行全面考虑, 以此控制系统中各个水果等级评定。

2 水果分选机的整体设计

2.1 水果分选机生产线支架设计

水果分选机在设计机械系统中首先应该对零件安装位置进行确定, 保证在整体过程中水果传输方向明确, 水果分选机在安装生产线过程中, 装置包括上料装置、疏离装置、回流部分、称重模块、卸料组件与水果分级箱等零件, 生产线在长度设计中应该与实际需求相结合, 对其适当调整;对输送链条选择应该以节数为依据, 在不同长度设计中, 生产线支架之间的设定应该保持合适。

2.1.1 生产线支架设计

水果分选机中安装生产线支架的实际目的是为其他零部件安装提供支撑作用。生产线在整体尺寸规划中, 其长度控制应该与水果大致尺寸之间保持合理比例。为了在后期应用中, 能够成功实现设计目标, 需要对生产线长度设计留有一定余地。对生产线支架进行划分, 可将其分为两段设计安装, 一旦生产线实际设计与安装长度要求变多, 需要适当对支架段数进行增加。生产线在安装至指定位置后, 应借助螺栓对生产线支架进行全面连接, 构成一体化生产线;生产线在支架支撑部位连接中, 应该通过焊接对其进行适当调节, 对生产线整体水平高度进行调控。

2.1.2 编码器固定设计

在水果分选机中水果运动位置确定过程中, 应该以旋转编码器作为系统依托。旋转编码器使用中, 其实际工作原理是以在水果分选机中生产线的传输链条的内部旋转编码器脉冲信号为数据判定, 对称重系统运输与分级卸料装置时间基准进行控制。在分选机传输水果过程中, 其生产线之间存在一定间隔, 同时在生产线擦混熟中, 链条速度和传输轴之间的速度相对应, 为此在水果称重中对模块频率的控制、旋转编码脉冲信号频率控制以及时序调整多者之间应该具有一定保障措施, 保证机器运转的同步性。因此, 可以通过对旋转编码器在运转中的信号时序个数, 计算水果在传输中生产线上位置与距离, 由此可知, 在称重水果模块设计中, 旋转编码是分选机生产线不可缺少的部件。

2.2 传动系统设计

机械传动系统组成是以机械结构为核心, 根据实际需求进行组合, 最终形成传动系统, 在水果分选机中的主要应用功能是对传输装置的速率进行改变和调整, 确保机器运转中能够实现预定目标。同时, 在原动机在功率输出与扭矩实际传递中, 根据执行机构, 确保预期运动中的动力效果可以根据传动要求完成。

传动系统在实际设计与安装中, 一般分为三级传动装置:第一, 电动机在安装中, 主轴和减速部件输入轴之间传动;第二, 减速器的传动位于输入与输出轴中间;第三, 减速器在动力的输出和工作轴之间。在分选机械与称重模块的设计中, 第一级传动应该将电动机与减速设备直接连接;第二级连接装备是齿轮减速器与齿轮传动;第三级在动力输出中应该将其与传送连接轮进行传动。

2.3 称重台设计

为了确保在称重台的应用效果, 分选机设计安装要具有可拆卸性, 能够更好地实现称重台的良好使用, 避免出现生锈情况, 从而对称量精度产生影响。在称重台安装中, 应该将其与称重传感器以沉头螺钉进行连接, 当装配完毕后, 使用密封胶将装备之间的沉孔涂平, 确保水果托盘在运输中的平稳性;在水果托盘运输中, 称重台与传输带接触不会受到较大冲击, 进而不会对实际测量数据精准度产生影响。因此, 在称重台设计中, 应该以水果分选系统规格为依据。

3 结语

在当前水果分选机机械设备应用中, 针对称重工作, 国内相关研究较少, 通过对其机械系统的更好设计, 与称重模块相结合, 能够提高对水果品质选择效果, 逐渐缩小系统应用误差。在今后机械系统应用中, 相关技术人员需要对其采取更为合理的数据处理方式, 实现水果精准称重。