农作物自动清洗机的设计
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关于果蔬清洁自动化设备的设计与研究摘要:设备可通过STM32实现果蔬自动清洗任务,使用者只需将果蔬放入果篮并装入果品清洗舱设置相关参数即可实现清洗过程的自动化。
设定好工作模式后,自动进行任务处理。
包括自动加水、清洗速度(根据水果或蔬菜种类)、清洗次数等,运行后无需用户等待或干预。
产品同时具有预约功能,可实现清洗转速、清洗时间、清洗次数等的预约,方便用户的使用。
人机接口部分采用彩色液晶触摸屏,人机操作界面更加简单直观。
可以实现远距离遥控功能。
可在远离机器的地方进行操作,使家庭电器数字化信息化增强。
关键词:自动化果蔬清洁多功能该文将从该设计的机械及电气控制部分着手进行相关的分析及研究,并对设计进行必要的可靠性分析,对整体的工作原理进行叙述。
1 机械部分设计1.1 螺旋槽型弹性联轴器螺旋槽型弹性联轴器有一条连续的多圈的长切槽,这种联轴器具有非常优良的弹性和很小的轴承负载。
它可以承受各种偏差,最适合用于纠正偏角和轴向偏差,在转轴以较高的速度转动,轴出现摆动的情况之下,由于联轴器采用螺旋槽设计,可以产生反向回复力,并且轴的摆动范围越大,联轴器产生的反向回复力也相应增大,对轴的摆动进行约束。
但是尽管长的螺旋槽型联轴器能在承受各种偏差情况下很容易地弯曲,但在扭力负载的情况下对联轴器的刚性也有同样的影响。
扭力负载下过大的回转间隙会影响联轴器的精度并削弱其整体的性能,在设计实验过程表面在机器最大转速情况下,联轴器产生的约束力可以有效的控制轴的摆动,保证密封的可靠与电机传动的有效输出,同时螺旋槽型弹性联轴器是一种比较经济的选择,最适合用于低扭矩应用中,采用合金材料重量轻,强度高,可靠性好。
1.2 转轴材料的选择依据机器的转轴贯穿底部设备舱与清洗舱,布置在机器的中轴线位置,选择密度较小的尼龙材料加工而成,使转轴具有相对于其他材料更小的质量,从而在转动过程中,转动惯量小,利于机器工作过程中,灵活的根据需要进行制动,在试验过程中,当使用相同形状的金属材料代替时,在转轴速度快速变化的过程中,电动机负载明显增加,不便于灵活控制。
滚筒式蔬菜清洗机设计说明书第一篇:滚筒式蔬菜清洗机设计说明书毕业设计说明书题目名称:滚筒式清洗机院系名称:机电学院班级:机自073班学号: 200700314307学生姓名:贺继南指导教师:胡敏2011 年5月中原工学院毕业设计说明书摘要滚筒式清洗机是借圆形滚筒的转动,使原料在其中不断地翻转,同时用水管喷射高压水来冲洗翻动的原料,以达到清洗目的。
污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。
该机适合清洗柑橘,橙,马铃薯等质地较硬的物料。
本滚筒式清洗机,是一种比较实用的食品初加工机械,它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、挡料板、出料机构组成。
电机、减速器固定在机架上,电机通过皮带传动系统与减速机相连,减速机通过联轴器与小链轮相连,大链轮带动滚筒上的摩擦轮而使得滚筒转动,滚筒内部有螺旋导板,在旋转的同时,带动食品排出,本新型滚筒式清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。
关键字:清洗机加工机械系统转动中原工学院毕业设计说明书AbstractDrum type washing machine is a circular cylinder by rotation, in which the raw materials continue to flip, while high-pressure water spray with a hose to wash turning raw materials to achievethe cleaning purpose.Water and sediment from the bottom of the drum set by Pelton mesh discharged.Washing machine for citrus, orange, potatoes and other hard materials textur,The drum washing machine, is a relatively early use of food processing machinery, which is from the rack, motor, belt drive system, reducer, coupling, sprocket drive system, bearings, spiral rollers, wash water , block plate, the material agencies.Motor, gear rack fixed to the motor through the belt drive system is connected with the reducer, speed reducer is connected through the coupling and the small sprocket, large sprocket driving the friction wheel roller and makes rotating drum, drum inside have a spiral Guides,in the rotation,at the same time, promote food discharge, this new type of drum type washing machine has benefits of simple structure, low energy consumption, reliable, low manufacturing cost and water conservationKeyword :washing machine food processing machinery system rotating中原工学院毕业设计说明书目录引言........................................................................................................................... ....................1 2 总体方案的论证...........................................................................................................................2 3 传动方案的论证...........................................................................................................................3 3.1 方案一齿轮传动 (3)3.2 方案二带传动 (3)3.3 方案三链传动.......................................................................................错误!未定义书签。
马铃薯清洗机的设计毕业设计一、选题背景马铃薯是世界上最重要的农作物之一,其加工与利用在我国至今仍处于起步阶段。
目前,我国的马铃薯主要以食用马铃薯和淀粉马铃薯为主,同时还有大量作为饲料和工业原料的马铃薯。
无论是什么用途,马铃薯的清洗都是非常重要的一个环节。
传统的马铃薯清洗方法主要是手工清洗或利用水流进行清洗,但是效率低、工作量大、且易造成水源的浪费,同时也难以做到对马铃薯进行全面而彻底的清洗。
基于此,市场上已经出现了一些马铃薯清洗设备,但是市场反映一些设备清洗效果不好,使用寿命短等问题。
为了解决上述问题,本文将研究马铃薯清洗机的设计,并且通过实验验证,从而得到一款高效节能、结构简单、使用寿命长的马铃薯清洗机。
二、设计思路与原理本设计的马铃薯清洗机主要采用水流清洗的方式,即利用高压水流对马铃薯进行清洗。
具体的清洗流程如下:1.将马铃薯投放至清洗机的进料口;2.启动清洗机,马铃薯通过输送带进入清洗区;3.在清洗区内,马铃薯将被水流环绕并进行充分的清洗;4.清洗后的马铃薯通过输送带送至清洗机的出料口。
为了进一步提高清洗机的效率,本设计采用了一种特殊的清洗喷嘴,能够在高压水流的同时,以旋转的方式对马铃薯进行冲刷,从而达到更好的清洗效果。
此外,本设计的马铃薯清洗机还配备了自动控制系统,能够根据马铃薯的大小和清洗程度,自动调整清洗机的出水量和清洗时间,从而达到更为节能和高效的清洗效果。
三、设计参数1. 清洗效率:≥98%2. 清洗能力:≥1吨/小时3. 水压:≥0.6 MPa4. 电源电压:380V / 50Hz5. 设备噪音:≤85 dB四、结论本文设计了一种基于高压水流清洗的马铃薯清洗机。
实验结果表明,该马铃薯清洗机具有清洗效率高、清洗能力强、能源消耗少、使用寿命长等优点,能够满足市场需求。
同时,在实践应用中,我们也要不断改进和完善设备,以提高设备的性能和可靠性。
滚筒式蔬菜清洗机摘要:滚筒式清洗机是借圆形滚筒的转动,使原料在其中不断地翻转,同时用水下载高满管喷射高压水来冲洗翻动的原料,以达到清洗目的。
污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。
该机适合清洗柑橘,橙,马铃薯等质地较硬的物料。
本滚简式清洗机,是一种比较实用的食品初加工机械,它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、挡料板、出料机构组成。
电机、减速器固定在机架上,电机通过皮带传动系统与减速机相连,减速机通过联轴器与小链轮相连,大链轮带动滚简上的摩擦轮而使得滚简转动,滚筒内部有螺旋导板,在旋转的同时,带动食品排出,本新型滚筒式清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。
关键词:蔬菜,清洗机械;节水,耗水量;低成本0 引言蔬菜是我们日常生活所必需的主要食品之一,也是人们必需的维生素、矿物质、有机酸、蛋白质、食用纤维等的主要来源,这些都是人体不可或缺的营养成分,它对人们的日常生活起着重要的作用。
蔬菜清洗是蔬菜加工过程中的重要环节,蔬菜清洗除了要清除蔬菜表面的杂质、泥沙、寄生虫卵以外,还为后续的加工提供干净的菜源。
净菜加工是新鲜蔬菜经过挑选、清洗、整理、沥干、包装等工序处理后,以小包装的形式上市销售的洁净型商品蔬菜,净菜具有干净、卫生、方便、安全等特点,它的发展前途和市场前景十分广阔。
当前,我国的蔬菜清洗还以手工为主的方式,手工清洗具有劳动强度大、效率低、耗水量大、清洗分散等缺点,而蔬菜加工将朝着保鲜、营养、方便的方向发展,手工清洗自然不能满足蔬菜加工的需要。
因此,对蔬菜清洗技术的研究与应用,研制出高效、节能、节水的蔬菜清洗机,对活跃蔬菜加工市场、降低劳动强度、提高清洗效率、节约利用水资源,保持蔬菜营养价值与卫生指标,以满足人们对新鲜、高营养蔬菜的需要将具有重要的现实意义。
本新型滚筒式清洗机具有能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。
农作物清洗机是关于清洗收割后的农作物的机械,是农业自动化加工的重要器械之一。
为了实现高效率、全自动地清洗农作物,设计一种链板式的传送带气泡清洗机, 以便于后续的加工与流水线作业。
本设计基于农业自动化机械的研讨现状和发展状况, 再按照农作物清洗机的清洗需求及任务特点,与相关文献及手册相结合,选择电动机, 设计链轮、轴,完善清洗机设计。
气泡清洗机适合清洗叶类、豆荚类、根茎类、瓜果类等农作物。
主要的结构有电动机,减速器,链式输送带为主,其中输送带使用冲孔不锈钢链板结构。
设计的重点在于整体机械的结构设计,难点在于轴的设计计算与校核。
需要计算出转速、功率、转矩等。
设计完成之后需要用计算机三维辅助设计来制作清洗机的三维建模,建模用的软件是CATIA。
最后CAD软件参考三维建模的投影,绘制二维的装配图与零件图。
关键字:气泡清洗机;计算机三维辅助设计;冲孔不锈钢板AbstractThe crop cleaning machine is about cleaning the harvested crops, is one of the important equipment of agricultural automation processing. In order to achieve high efficiency and automatic cleaning of crops, a chain plate conveyor belt bubble cleaning machine is designed to facilitate subsequent processing and assembly line operation. This design is based on the current situation and development of agricultural automation引言 --------------------------------------------------------------------- 1第一章绪论---------------------------------------------------------------- 2 1.1 农作物清洗机的现状 -------------------------------------------------- 2 1.2 农作物清洗机设计要求------------------------------------------------ 41. 3农作物清洗机类型的选择 ---------------------------------------------- 42. 4气泡清洗机的工作原理和机理 ------------------------------------------ 4第二章主要结构设计-------------------------------------------------------- 63. 1电动机功率的初步计算------------------------------------------------ 62.1.1计算传送带驱动滚筒轴的功率 --------------------------------------- 62. 1.2计算电动机的功率------------------------------------------------- 6 2.2 电动机的选择 ------------------------------------------------------- 7 2.3 减速器的选择 ------------------------------------------------------- 7 2.4 传动方案的选择 ----------------------------------------------------- 8 2.5 链传动的设计计算 --------------------------------------------------- 82. 5. 1确定传动比和链轮的转速 ------------------------------------------ 82. 5. 2确定链传动的计算功率 -------------------------------------------- 82. 5. 3确定链条的型号和节距 -------------------------------------------- 92. 5.4计算链速--------------------------------------------------------- 92. 5.5计算链节数和中心距----------------------------------------------- 92. 5.6确定润滑方式----------------------------------------------------- 92. 5. 7计算链传动作用在轴上的压轴力 ------------------------------------ 92. 5. 8确定链轮的材料及热处理方式 ------------------------------------- 102. 5. 9计算链轮的几何尺寸 --------------------------------------------- 102. 5. 10链传动的失效形式 ---------------------------------------------- 10 2. 6轴的设计计算 ------------------------------------------------------- 112. 6.1初步计算轴径---------------------------------------------------- 112. 6. 2轴的结构设计 --------------------------------------------------- 112. 6. 3轴的强度校核计算 ----------------------------------------------- 12 2. 7键的选择与校核----------------------------------------------------- 162. 7.1减速器输出轴与主动链轮的键的选择与校核-------------------------- 162. 7. 2主轴与从动链轮之间的键的选择与校核 ----------------------------- 172. 7. 3主轴与主动带轮之间的键的选择与校核 ----------------------------- 17 2. 8滚动轴承的选择与校核计算------------------------------------------- 172. 8.1滚动轴承类型的选择方式------------------------------------------ 172. 8. 2轴承型号的选择 ------------------------------------------------- 172. 8. 3轴承寿命的校核计算--------------------------------------------- 18第三章其他结构的选择和设计----------------------------------------------- 202.1 传送带的选择和设计------------------------------------------------- 203. 1. 1网带的选择----------------------------------------------------- 203.1.2 网带带轮的设计计算--------------------------------------------- 203.1.3 网带的设计计算------------------------------------------------- 21 3. 2气泡发生装置的选择------------------------------------------------- 22 3.3整体水槽的设计------------------------------------------------------ 23第四章计算机三维模型设计------------------------------------------------- 24 5. 1三维软件概述------------------------------------------------------- 24 5. 2三维模型零件的设计与组装------------------------------------------- 24第五章机电传动控制部分--------------------------------------------------- 25结论 -------------------------------------------------------------------- 27参考文献 ---------------------------------------------------------------- 28谢辞 -------------------------------------------------------------------- 29随着农业自动化的发展,在这生产量庞大的条件下,用人类的劳动力来清洗农作物显然是不可能的,机械设备在我们生活的地位越来越高,农业机械极大地提高了农业劳动生产率。
连续式自动洗豆除砂机的设计摘要随着人们生活水平的提高,人们对豆制品的需求也越来越大。
但在豆清洗的过程中需要大量的水浪费及大量的人力劳动,且现在市面上对豆类的清洗除砂机械还是一片空白。
为解决这一矛盾本文设计了连续式自动洗豆除砂机。
该设计可除去豆类植物在采集后随身所携带的沙石泥土以及细微杂质,且具有结构简单且效率高的优点。
本论文对连续式自动洗豆除砂机整体设计,着重设计计算了螺旋式颗粒输送泵,并对气缸进行了设计选型。
本设计采用分段式设计,以达到结构简单,操作方便的目的。
本设计的运输通道采用阶梯式运输通道,当豆在阶梯输送过程中被反复揉搓,有效的分离了附着在豆上砂石泥土及细微杂质;豆在输送过程中始终浸泡在水中,利用豆类与其他杂物在水中的浮沉状态不同而达到清洗过滤作用。
本设计在整个清洗除砂过程中没有过多的电气设备,从而使设备的容错率更高,不至于因为杂物的硬度及大小而使设备瘫痪。
同时也更适用于小型食品采集企业及大型食品加工生产间。
关键词:连续式;清洗除砂机;豆类;螺旋输送泵;气缸。
AbstractAs people living standard rise, people demand for soy products is becoming more and more big. But in the process of bean cleaning need to waste a lot of water and a lot of human labor, and now on the market in the beans desanding mechanical cleaning or a blank. To solve this contradiction in this design, continuous automatic wash bean sand machine. The design can be removed after the acquisition of legumes are carried sand clay and small impurities, and has the advantages of simple structure and high efficiency.In this paper for continuous automatic wash bean sand machine overall design, focus on the spiral grains pump design calculation, selection and design of cylinder. This design USES the sectional design, to achieve simple structure, convenient operation. Transportation, the design of transport corridor adopts step when beans are knead in step in the process of delivery, are attached to the bean effective separation of the sand soil and tiny impurities; Beans soak in the water all the time, in the process of conveying using beans and other debris in the water of different state of fugitive dust cleaning filter function. This design in the whole process of cleaning sand without too much electrical equipment, so that the equipment fault tolerance rate higher, don't clutter the hardnessand size of equipment. At the same time also more suitable for small food acquisition between enterprises and large food processing production.Keywords: continuous; Washing sand machine; Beans; Screw pump; Cylinder.目录连续式自动洗豆除砂机的设计 (I)摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)第1章绪论 (1)1.1、本课题研究背景 (1)1.2、本课题研究意义 (2)1.3、各类洗豆机简介 (3)1.4、主要设计工作 (6)第2章总体设计方案 (8)2.1、洗豆除砂机设计方案的选定 (8)2.2、机架的设计确定 (10)2.3、输送装置设计确定 (11)第3章螺旋输送装置设计 (15)3.1、螺旋输送机的适用范围 (15)3.2、螺旋输送机的工作原理与机理分析 (16)3.3、螺旋输送机的参数设计 (18)3.4、本章小结 (22)第4章气缸设计与校核 (22)4.1、气缸类型选定 (22)4.2、气缸的设计计算与校核: (23)第5章调整与维护 (26)5.1、磨损与润滑基础知识 (26)5.2、机械的拆卸、装配、清洗和检验 (30)结论 (i)参考文献 (ii)致谢 (iii)第1章绪论1.1、本课题研究背景随着我国人民生活水平的不断提高,尤其是人民收入的增加,对食品的需求逐渐增高。
目录第一章课题分析 (2)1. 1 蔬菜清洗同的 (2)1. 2 清洗工艺及设备设计的要求 (2)第二章方案的设计 (3)2.1概述 (3)2.2机械结构的设计 (3)2.2. 1 初步估算功率 (3)2.2.2减速器的选择 (4)2.2.3传动机构的设计计算 (4)2.2.4张紧机构的设计 (7)2.2.5缸体的设计 (8)2.3辅助设备的边择 (8)2.3. 1 泵的选择 (8)2.3. 2 轴承的选择 (9)2. 3. 3 滚动轴承座的选择 (10)第三章超声波清洗机 (10)3. 1 超声波和气泡清洗蔬菜的机理探讨 (10)3. 1. 1 超声波清洗蔬菜的机理 (10)3. 1.2 气泡清洗蔬菜的机理 (11)3.2 清洗工艺参数的确定 (11)3. 2.1蔬菜清洗实验机的设计 (11)3. 2. 2 超声波对蔬菜清洗效果的影响 (11)3.3蔬菜清洗机结构设计..................................................口第四章清洗废水的处置...........................................13 设计感言..................................................... ...14 参考文献.................................................... . (14)第一章课题分析1. 1 蔬菜清洗目的一般数来,对蔬菜清洗的目的主要有以下两个:1. 除去蔬菜原料表面沾染的泥沙、杂质蔬菜原料在其生长、成熟、来,摘、贮存、运输进程中,历经时刻长,历经工序多,不可避免地会沾染泥沙、杂质等异物,专门是来自地下的果实,如|马铃薯、红薯等,更是不可避免地与泥土相粘连。
这些泥土、杂质的存在,将会对产品的加工质量带来极为不利的影响,所以必需将这些泥沙、杂质的洗涤除去。
目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1.1 蔬菜清洗的目的及意义 (3)1.2 清洗工艺及设备设计的要求 (3)1.3 蔬菜清洗机的工作原理 (3)1.4蔬菜清洗机的研究现状 (4)1.5 我国蔬菜清洗技术存在的问题及发展趋势 (5)第二章方案设计 (6)2.1 总体方案的论证 (6)2.2 传动方案的论证 (6)第三章结构设计 (9)3.1 电动机的选用 (9)3.2 减速器的选择 (10)3.3 机械传动装置的总体设计与计算 (11)3.4 机械传动件的设计与计算 (12)3.4.1 链传动的设计与计算 (12)3.4.2 链条的设计与计算 (13)3.4.3 链传动的主要失效形式 (14)3.4.4 滚子链的静强度计算 (15)3.5链轮的基本参数和尺寸 (15)3.6 滚子链传动的故障与维修 (17)3.7 摩擦轮的设计与计算 (18)3.7.1摩擦轮方案的选择 (18)3.7.2 摩擦轮的主要失效形式 (21)3.7.3 摩擦轮的材料 (21)3.7.4 摩擦轮传动的设计与计算 (21)3.8轴的设计与计算 (23)3.8.1 轴的材料 (23)3.8.2 轴的结构设计 (23)3.9 轴承盖的设计与计算 (24)3.10轴承的选择和润滑及其寿命的计算 (25)3.10.1 轴承的选择 (25)3.10.2 轴承的润滑 (26)第四章超声波清洗装置的运用 (28)4.1 超声波清洗的原理 (28)4.2超声波清洗的方式 (28)4.3 超声波清洗的特点 (29)4.4 超声波清洗的主要技术参数 (29)4.5 超声波清洗装置的设备组成及特点 (29)4.6 超声波清洗装置的操作流程 (30)清洗废水的处理 (32)结论 (33)设计感言 (34)致谢 (35)参考文献 (36)摘要蔬菜是人们日常生活中非常重要的一种食物,它能够给人们提供非常丰富的维生素、纤维素、矿物质以及其他人体必需成分,人类的日常生活中离不开蔬菜,蔬菜在人类历史中占据很重要的地位。
清粮机毕业设计清粮机毕业设计随着科技的不断进步,农业领域也得到了极大的发展。
清粮机作为一种重要的农业机械设备,其在农作物种植和加工过程中发挥着重要的作用。
本文将探讨清粮机的毕业设计,包括设计原理、功能和应用,以及未来的发展趋势。
设计原理清粮机是一种用于清除农作物中杂质的机械设备。
其设计原理基于物理和机械原理,通过振动、筛分和吹风等方式,将农作物中的杂质和异物分离出来,从而提高农作物的质量和产量。
清粮机的设计原理主要包括以下几个方面:1. 振动原理:清粮机通过设定合适的振动频率和振幅,使农作物在筛网上产生震动,从而使杂质和异物与农作物分离。
2. 筛分原理:清粮机通过不同孔径的筛网,将农作物和杂质分离。
较大的农作物颗粒会被筛网挡住,而较小的杂质则通过筛网。
3. 吹风原理:清粮机通过设置风机,产生气流,将农作物中的轻质杂质吹走。
轻质杂质会被气流带走,而农作物则沉入收集箱。
功能和应用清粮机具有多种功能和应用,主要包括以下几个方面:1. 清除杂质:清粮机能够有效地清除农作物中的杂质和异物,如石头、土块、秸秆等。
通过清除杂质,可以提高农作物的质量和食用安全。
2. 分离农作物:清粮机能够将农作物中的不同颗粒大小分离出来。
这对于农作物的后续加工和利用非常重要,比如将小麦中的麦粒和麦壳分离,以便进行面粉加工。
3. 提高效率:清粮机能够快速而准确地完成清理工作,提高农民的工作效率。
相比传统的人工清理方法,清粮机具有更高的效率和更好的效果。
清粮机在农业领域有着广泛的应用。
它可以用于谷物、油料、蔬菜、水果等农作物的清理和加工过程中。
无论是在种植阶段还是在收获和加工阶段,清粮机都能发挥重要的作用,提高农作物的质量和产量。
未来的发展趋势随着农业科技的不断进步,清粮机也将迎来更多的发展机遇和挑战。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 自动化技术:随着自动化技术的不断发展,清粮机将更加智能化和自动化。
通过引入传感器和控制系统,清粮机可以实现自动化的杂质分离和清理过程,提高工作效率和准确性。
农作物自动清洗机的设计
作者:林宇钢王刚钱钰斌等
来源:《农业开发与装备》 2017年第12期
摘要:阐述了一种自动茎块状农产品清洗机的研究设计。
对该机的螺旋毛辊组合机构、变速传动机构进行设计研究。
设计采用PLC自动控制系统控制不同种类、不同大小的茎块状农产品清洗过程的毛辊最优转速及最少流量,对不同茎块状农产品实现一键式清洗。
关键词:自动化;块茎类清洗机;喷刷式
1 前言
近年来,随着人们科学饮食需求的提高,萝卜、甘薯、马铃薯等已不是“粗粮”、“救灾糊口粮”,而是营养价值高并且具有重要保健和防治疾病功能的食物。
马铃薯、甘薯萝卜等茎块状农产品的大量生产和消费带动了深加工机械的市场需求。
甘薯、马铃薯和萝卜等茎块状农产品从田间地头到人们的餐桌,其在深加工工艺中,首先要求彻底清洗掉表面的泥土、泥沙和微生物,才能保证后续工序的顺利进行和深加工产品的质量。
甘薯、马铃薯在深加工前基本上采用人工清洗,人工清洗劳动强度大,且生产率低。
目前农机市场上已存在的毛辊式的清洗机,以萝卜清洗为主,清洗参数单一,不能满足甘薯、马铃薯等多品种清洗需求。
因此,为有效解决茎块状农产品深加工过程中的人工清洗费时费力问题,研制和开发智能型清洗参数可调的、马铃薯、甘薯和萝卜等均能清洗的多功能清洗机,将有利于马铃薯、甘薯和萝卜等农产品清洗机械化,降低劳动强度,提高劳动生产率,方便农户使用,对促进农民增收、农业持续健康发展具有重要意义。
2 整机结构及工作原理
2.1 清洗机结构示意图
1.机架
2.毛刷辊电机
3.减速皮带轮
4.PLC控制器+变频器
5.水泵电机
6.毛刷辊转动链
7.水管
8.多排交错式喷淋机构
9.毛刷辊 10.喷嘴 11.出料口装置 12.有机玻璃防溅盖板清洗机由机架、勺型毛辊组合清洗槽、出料口装置、多排交错式喷淋机构、PLC控制系统、电机减速传动系统组成。
工作时物料倒入清洗槽内,开启水流控制阀门,水流通过多排交错式喷淋机构上均布的多个喷淋头喷出,对物料表面污渍起到冲洗效果。
通过触摸式液晶显示PLC控制系统设定控制物料清洗所需毛辊转速及运行时间,实现一键清洗。
清洗完成后打开出料门,物料在斜坡效应及螺旋组合毛刷辊作用下向清洗槽右部出口输送,完成自动卸料。
3 部件设计
3.1 清洗槽设计
如图2所示,清洗机清洗槽由9根尼龙毛刷辊组成,其中在槽的底部安装一根螺旋形毛刷辊,根据毛刷辊的旋向设计螺旋毛刷辊旋向为右旋,通过螺旋毛刷辊及常规毛刷辊的组合设计,实现物料的定向输送功能。
如图3所示,从清洗槽横截面上看9根尼龙毛刷辊排列方式为“勺”型,由2段不同曲率
的圆弧构成。
其中小曲率的圆弧段设计能增加物料与毛刷的接触面积及时间,从而提高清洗效果。
3.2 PLC控制系统设计
清洗机采用台达ES2控制器为核心对清洗流量及毛辊转速进行控制。
系统主要由台达
ES2PLC控制器、通用变频器、毛辊转速电动机、水泵电机组成。
通过试验确定不同块茎类农产
品清洗所需的最小流量、最佳毛辊转速和清洗时间,经由PLC控制器设定清洗参数实现不同农
产品的一键清洗功能。
3.2.1 流量控制系统设计。
水流量控制系统框图如下图所示,系统由控制机构及水泵电机组成,系统的控制机构包括PLC和变频器2个部件。
控制器是整个控制系统的核心,它通过变
频调速器对水泵电机进行控制。
变频器是对水泵电机进行转速控制的单元,其根据PLC控制器
送来的控制信号改变水泵电机的转速。
流量控制系统以多排交错式喷淋机构的喷头出水流量为
控制目标,通过
3.2.2 毛辊转速控制系统设计。
毛辊转速控制系统框图如下图所示,毛辊转速控制系统和水流量控制系统共用同一个PLC控制器,通过控制变频器输出频率来控制毛刷辊电机转速,再通过皮带及链条减速传动系统带动毛刷辊转动。
4 试验分析
4.1 不同种类农产品毛辊转速测定
清洗机的毛刷辊电机额定转速为1 420rmp,传动系的传动比为5.99,毛刷辊额定转速为237rpm。
理论上当毛刷辊转速达到额定转速时,清洗效率最高。
但是像胡萝卜等农产品需要保证其在清洗过程中外皮不破损,因此需要降低毛辊转速来降低其破损率,另外像土豆、番薯等农作物则需要在清洗过程中除去外皮,方便后续加工。
因此需通过试验测定转速参数设定不同转速值满足不同物料的一键清洗效果。
测定在最大水流量条件下,物料达到清洁度和破损率指标时的毛刷辊最高转速。
下表为不同物料的转速测定值
4.2 不同种类农产品清洗最小流量测定
为实现清洗机的节水目的,需要测定在毛刷辊转速、单次清洗重量等参数确定的条件下不
同的物料达到清洁标准时所需的最少水流量。
由于同一品种每批次物料的带土量不同,因此本
机测定的最少最少水流量是取其平均值。
试验方法
同一批次物料先用最大流量清洗,计算其洗净所需时间。
然后减少流量清洗,测定其清洗
时间增加幅度不超过10%时即为最少所需流量(测定结果见表2)。
5 PLC清洗参数值设定
清洗机采用PLC控制系统自动控制物料的清洗过程,使用触摸屏式人机交互方式,通过把
试验确定的不同物料清洗所需的毛刷辊转速、清洗水流量、清洗时间等参数预先设置好,用户
只需根据物料选择相应的清洗选项,实现一键式清洗。
具体设置选项见表3
6 结论
该机能根据物料清洗特性调节毛刷辊的转速,降低了物料的破损率,提升了该机的适用性。
同时可根据不同物料使用不同的水流量,节水率5%~10%,避免了水资源的浪费。
在用户UI设
计中采用了简单明了的选项工作按钮,通过对清洗参数的准确测定及PLC程序设定,实现一键
式清洗功能。
降低了块茎类农作物清洗人工成本,为块茎类农作物加工行业提供了一种实用新
型的自动化作业机械。
参考文献
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