小型紅棗分級自動包裝機的設(shè)計研究

沈慧龍 何義川 孫 能 張文靜 孫子豪 李亞鵬

(塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾 843300)

1 主要結(jié)構(gòu)闡述

1.1 分級裝置

分級裝置由分級皮帶組、紅棗入料斗、防滾落擋板、V帶、電動機、分級漏斗、線性電機等組成(如圖1)。分級裝置核心為分級皮帶組，由6根圓皮帶組成。皮帶組從左至右皮帶間隙遞增，可使紅棗在前進不同位置穿過皮帶落入下方分級漏斗內(nèi)，分級漏斗共有三個分別對應特級、一級、二級紅棗。分級漏斗出口有一艙門，由線性電機控制艙門開合。紅棗入料斗位于分級皮帶組起點上方。分級皮帶組兩側(cè)設(shè)置一對防滾落擋板，防止紅棗滾出機器。

1.防滾落擋板；2.V帶；3.分級皮帶組；4.紅棗入料斗；5.分級漏斗；6.線性電機；7.分級漏斗艙門圖1 分級裝置

1.2 稱重裝置

稱重裝置由裝填漏斗、稱重托盤、壓力傳感器、稱重步進電機、齒輪組等組成(如圖2)。紅棗由分級裝置落入稱重托盤上，稱重托盤在裝填漏斗內(nèi)，并且下方有一轉(zhuǎn)軸，步進電機帶動轉(zhuǎn)軸可使稱重托盤旋轉(zhuǎn)。稱重托盤內(nèi)設(shè)置一壓力傳感器可測量托盤內(nèi)物品的重量。

1.稱重步進電機及齒輪組；2.稱重托盤；3.壓力傳感器；4.裝填漏斗圖2 稱重裝置

1.3 包裝裝置

包裝裝置由包裝傳送帶、包裝擋板、包裝傳送帶電機、封口器等組成(如圖3)。包裝傳送帶位于裝填漏斗下方，傳送帶兩側(cè)裝有一對包裝擋板可使包裝袋在傳送帶上平穩(wěn)運動。封口器內(nèi)有一對相切的擠壓滾輪，滾輪由電動機帶動，包裝袋在通過封口器時可使包裝袋擠壓封口。

1.封口機；2.包裝擋板；3.包裝傳送帶；4.包裝傳送帶電機圖3 包裝裝置

1.4 控制系統(tǒng)

控制電路主要由AT89C52單片機、ADC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、24C0A芯片、ULN2003A芯片、壓力傳感器等元件組成。單片機通過壓力傳感器的反饋分別驅(qū)動分級裝置中的線性電機、線性電機中的稱重步進電機、包裝裝置中的包裝傳送帶電機。

2 裝置工作流程

整體結(jié)構(gòu)圖如圖4，紅棗由紅棗入料斗投入，落在分級皮帶組上，紅棗在分級皮帶組上的前進過程中根據(jù)間隙大小分別落入不同等級的分級漏斗中。分級漏斗會將紅棗裝填到稱重托盤上，當稱重托盤上的紅棗達到指定重量時，線性電機運動使分級漏斗關(guān)閉。同時稱重步進電機帶動稱重托盤旋轉(zhuǎn)，使紅棗落入包裝傳送帶上的包裝袋中。隨后包裝傳送帶前進，帶動包裝袋通過封口器。至此，整個分級、稱重、包裝完成。

圖4 整體結(jié)構(gòu)圖

3 裝置設(shè)置依據(jù)

紅棗(干棗)大多數(shù)在外觀上呈現(xiàn)圓臺型，有極少數(shù)呈現(xiàn)出規(guī)則的圓柱形。紅棗在分級的過程中實際依據(jù)的是其腰徑的最大尺寸。

而分級裝置的工作特點主要利用了分級皮帶之間的間距與紅棗腰徑的最大尺寸差值來進行分級的。通過查閱相關(guān)文獻可知，特級棗的腰徑大于31 mm，一級棗的腰徑大致在31～28 mm，二級棗的腰徑在28～25 mm。考慮皮帶直徑所以分級傳送帶兩端皮帶輪的間隙分別為44 mm和35 mm。

4 結(jié)語

所研究的小型紅棗分級自動包裝機不僅僅在利用于紅棗產(chǎn)業(yè)中。針對新疆的農(nóng)副產(chǎn)品來說，稍作改裝可以利用到核桃產(chǎn)業(yè)中，還可以應用于香梨等各種水果當中，應用廣泛。為滿足大部分商戶對紅棗的包裝需求，節(jié)省人力物力，為高效率的紅棗分級包裝提供技術(shù)支持。