人工分級操作實際效率較低, 且存在一定誤差, 為此需要在水果行業中實現機械自動化技術, 促進分選作業機械化。當前, 在針對分選機械系統研究中, 對水果分選機器設計與稱重模塊設計取得了一定成績, 為了促進對該應用目標更好的實現, 在設計中應該充分對其工作原理進行分析, 為實際設計應用提供參考依據, 提升水果分選機械系統應用效率。
1 水果分選機的工作原理與總體結構
水果風選機機械系統主要部分包括生產線支架、傳動系統、水果托盤與分級箱。機械系統是生產線整體運動過程中動力提供部位, 主要為水果托盤傳輸工作提供動力;其他部件在安裝中是支撐力的主要構成, 也是稱重與卸料零件安裝的核心基礎;生產線支架則是水果分選機中所有部件安裝的基礎;傳動系統在安裝中主要組成部件較多, 包括電動機、齒輪減速器以及動力與從動力輸出鏈輪等;水果托盤結構和輸送鏈條兩個部件直接鉚接, 輸送鏈條運動會帶動水果托盤運動, 輸送鏈條處于豎直狀態下, 與地面保持垂直狀態;輸送鏈條下方支撐結構以耐磨板為主, 對輸送鏈條在運行中的水平性起到了良好的穩固作用, 保證稱重模塊運作的精準度。
稱重模塊主要構成部分有稱重臺、稱重頂板、稱重底板以及傳感器等, 稱重模塊在安裝中應該直接固定在生產線支架之上;水果托盤與雙節距傳輸帶直接連接, 水果托盤被運輸至稱重區則會與稱重臺相接觸, 稱重臺受到力作用, 托盤根據旋轉軸運動完成對水果稱重與卸料;托盤形狀為凹型, 經過上料裝置能夠將水果逐漸被放入水果托盤之中, 實現傳輸中水果排列;托盤與水果相接觸的部分為塑料制品, 能夠最大程度防止表面托盤對水果機械所產生損傷;水果分級與卸料部件配合, 能夠將完成分選的水果根據裝置系統信號翻轉托盤, 最終完成水果分級卸料工作。
圖像采集系統包括攝像機、鏡頭、光源與光照箱, 主要是在水果分選機傳輸中, 對傳輸帶上的水果進行動態圖像收集, 同時將其傳輸至圖像處理系統。重量等級對水果判別系統分為稱重臺和稱重傳感器兩部分, 實時處理水果傳輸中稱重器所接收到的信息數據, 對所得到的水果綜合信息進行全面考慮, 以此控制系統中各個水果等級評定。
2 水果分選機的整體設計
2.1 水果分選機生產線支架設計
水果分選機在設計機械系統中首先應該對零件安裝位置進行確定, 保證在整體過程中水果傳輸方向明確, 水果分選機在安裝生產線過程中, 裝置包括上料裝置、疏離裝置、回流部分、稱重模塊、卸料組件與水果分級箱等零件, 生產線在長度設計中應該與實際需求相結合, 對其適當調整;對輸送鏈條選擇應該以節數為依據, 在不同長度設計中, 生產線支架之間的設定應該保持合適。
2.1.1 生產線支架設計
水果分選機中安裝生產線支架的實際目的是為其他零部件安裝提供支撐作用。生產線在整體尺寸規劃中, 其長度控制應該與水果大致尺寸之間保持合理比例。為了在后期應用中, 能夠成功實現設計目標, 需要對生產線長度設計留有一定余地。對生產線支架進行劃分, 可將其分為兩段設計安裝, 一旦生產線實際設計與安裝長度要求變多, 需要適當對支架段數進行增加。生產線在安裝至指定位置后, 應借助螺栓對生產線支架進行全面連接, 構成一體化生產線;生產線在支架支撐部位連接中, 應該通過焊接對其進行適當調節, 對生產線整體水平高度進行調控。
2.1.2 編碼器固定設計
在水果分選機中水果運動位置確定過程中, 應該以旋轉編碼器作為系統依托。旋轉編碼器使用中, 其實際工作原理是以在水果分選機中生產線的傳輸鏈條的內部旋轉編碼器脈沖信號為數據判定, 對稱重系統運輸與分級卸料裝置時間基準進行控制。在分選機傳輸水果過程中, 其生產線之間存在一定間隔, 同時在生產線擦混熟中, 鏈條速度和傳輸軸之間的速度相對應, 為此在水果稱重中對模塊頻率的控制、旋轉編碼脈沖信號頻率控制以及時序調整多者之間應該具有一定保障措施, 保證機器運轉的同步性。因此, 可以通過對旋轉編碼器在運轉中的信號時序個數, 計算水果在傳輸中生產線上位置與距離, 由此可知, 在稱重水果模塊設計中, 旋轉編碼是分選機生產線不可缺少的部件。
2.2 傳動系統設計
機械傳動系統組成是以機械結構為核心, 根據實際需求進行組合, 最終形成傳動系統, 在水果分選機中的主要應用功能是對傳輸裝置的速率進行改變和調整, 確保機器運轉中能夠實現預定目標。同時, 在原動機在功率輸出與扭矩實際傳遞中, 根據執行機構, 確保預期運動中的動力效果可以根據傳動要求完成。
傳動系統在實際設計與安裝中, 一般分為三級傳動裝置:第一, 電動機在安裝中, 主軸和減速部件輸入軸之間傳動;第二, 減速器的傳動位于輸入與輸出軸中間;第三, 減速器在動力的輸出和工作軸之間。在分選機械與稱重模塊的設計中, 第一級傳動應該將電動機與減速設備直接連接;第二級連接裝備是齒輪減速器與齒輪傳動;第三級在動力輸出中應該將其與傳送連接輪進行傳動。
2.3 稱重臺設計
為了確保在稱重臺的應用效果, 分選機設計安裝要具有可拆卸性, 能夠更好地實現稱重臺的良好使用, 避免出現生銹情況, 從而對稱量精度產生影響。在稱重臺安裝中, 應該將其與稱重傳感器以沉頭螺釘進行連接, 當裝配完畢后, 使用密封膠將裝備之間的沉孔涂平, 確保水果托盤在運輸中的平穩性;在水果托盤運輸中, 稱重臺與傳輸帶接觸不會受到較大沖擊, 進而不會對實際測量數據精準度產生影響。因此, 在稱重臺設計中, 應該以水果分選系統規格為依據。
3 結語
在當前水果分選機機械設備應用中, 針對稱重工作, 國內相關研究較少, 通過對其機械系統的更好設計, 與稱重模塊相結合, 能夠提高對水果品質選擇效果, 逐漸縮小系統應用誤差。在今后機械系統應用中, 相關技術人員需要對其采取更為合理的數據處理方式, 實現水果精準稱重。