基于SolidWorks的称重式水果分选机设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)国家农业信息化工程技术研究中心 作者:葛纪帅

  称重式水果分选机在水果分级市场应用最为广泛, 对其传统的研究方法是以二维平面图来设计其结构,抽象且很难修改。因此利用SolidWorks 软件设计了一种新型称重式水果分选机,通过SolidWorks 实现了对托盘称重式水果分选机支架、托盘、传动系统和链轮轴的设计,建立了电动机减速器和轴承座的三维模型,最终实现了称重式水果分选机的整体装配,系统的对分选机零件进行三维建模、虚拟装配、干涉分析和初步的有限元分析。结果表明,SolidWorks 有助于新型农业机械的设计,缩短了其开发周期,提高其设计的质量。

  在近10 年以来,我国的水果产业有了较大发展,据2009 年国家统计局统计数据,我国的苹果(3168.1 万t)、梨(2521.1 万t)、柑桔(1426.3 万t)的产量均居世界第一,但是水果产后商品化处理率不足10%,而有些发达国家水果采后简单商品化处理率超过95%[1]。发达国家对水果采后分级处理设备的研究起步较早,水果采后分级检测设备已经商品化,但由于价格昂贵等因素不适合中国国情,因而发展适合中国国情的水果采后分级处理设备变的非常重要。目前称重式水果分选机以其价格便宜和分级速度较快的优点使其在国内应用的最广泛。基于SolidWorks 软件设计了一种新型称重式水果分选机的核心部分,具有结构简单,成本较少,适应性较好的特点。传统的设计方法一般是以平面图来表现产品的结构,抽象、不直观,且很难修改,因此将三维建模引入水果分选机的研究领域,利用SolidWorks 软件对一种新型称重式水果分选机整体进行的三维参数化设计,分析其结构和生产加工工艺,为水果分选机的有限元分析和生产加工奠定了良好的基础,减少了新型农业机械装备的开发周期,提高了农业机械装备的设计水平和质量。

新型水果分选机工作原理和设计流程

  称重式水果分选机整体结构示意图,如图1 所示。整条生产线由传动系统、称重模块、控制装置、卸料装置和托盘机构组成。利用现有的水果上料机械实现水果的自动疏离和上料,从而使水果逐个进入托盘机构,实现水果的逐个输送;水果随托盘机构运动到达称重台位置,与称重台接触,完成称重;称重传感器将水果的重量信息逐一传送至控制模块,控制模块根据水果的国家标准进行分级,得到每一个水果的等级信息,然后由控制模块发出信号,将水果在对应等级的出口卸料,完成水果准确分级。利用三维软件SolidWorks 设计称重式水果分选机,首先要根据设计任务确定样品的大致结构和尺寸;其次根据功能要求设计传动方案和整体结构;然后细化要求,计算零部件的尺寸,建立零件模型;然后对零件组装,得到样品的装配体;进而进行零部件之间的干涉检查,并对关键零部件进行有限元分析;最后生成二维图纸,交由工厂加工。

结论

  (1) 针对现有称重式水果分选机的称量精度低和结构复杂等问题设计了一台新型称重式水果分选机。水果分选机主要包括传动系统、托盘机构、称重模块和生产线支架。

  (2)基于SolidWorks的称重式水果分选机的设计充分利用了SolidWorks 软件的三维建模功能,实现称重式水果分选机的设计和装配,为探索新型农业机械的设计方法提供了良好的途径。

  应用SolidWorks 软件可以更加直观的分析各个零部件之间的装配干涉和运动干涉,减少设计中的错误,降低设计成本,提升产品质量。通过实践证明基于SolidWorks 软件的虚拟设计技术在新型农业机械的设计中有很好的应用前景。

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