基于SolidWorks的稱重式水果分選機設計

2014-11-19 葛紀帥 國家農業信息化工程技術研究中心

  稱重式水果分選機在水果分級市場應用最為廣泛, 對其傳統的研究方法是以二維平面圖來設計其結構,抽象且很難修改。因此利用SolidWorks 軟件設計了一種新型稱重式水果分選機,通過SolidWorks 實現了對托盤稱重式水果分選機支架、托盤、傳動系統和鏈輪軸的設計,建立了電動機減速器和軸承座的三維模型,最終實現了稱重式水果分選機的整體裝配,系統的對分選機零件進行三維建模、虛擬裝配、干涉分析和初步的有限元分析。結果表明,SolidWorks 有助于新型農業機械的設計,縮短了其開發周期,提高其設計的質量。

  在近10 年以來,我國的水果產業有了較大發展,據2009 年國家統計局統計數據,我國的蘋果(3168.1 萬t)、梨(2521.1 萬t)、柑桔(1426.3 萬t)的產量均居世界第一,但是水果產后商品化處理率不足10%,而有些發達國家水果采后簡單商品化處理率超過95%[1]。發達國家對水果采后分級處理設備的研究起步較早,水果采后分級檢測設備已經商品化,但由于價格昂貴等因素不適合中國國情,因而發展適合中國國情的水果采后分級處理設備變的非常重要。目前稱重式水果分選機以其價格便宜和分級速度較快的優點使其在國內應用的最廣泛。基于SolidWorks 軟件設計了一種新型稱重式水果分選機的核心部分,具有結構簡單,成本較少,適應性較好的特點。傳統的設計方法一般是以平面圖來表現產品的結構,抽象、不直觀,且很難修改,因此將三維建模引入水果分選機的研究領域,利用SolidWorks 軟件對一種新型稱重式水果分選機整體進行的三維參數化設計,分析其結構和生產加工工藝,為水果分選機的有限元分析和生產加工奠定了良好的基礎,減少了新型農業機械裝備的開發周期,提高了農業機械裝備的設計水平和質量。

新型水果分選機工作原理和設計流程

  稱重式水果分選機整體結構示意圖,如圖1 所示。整條生產線由傳動系統、稱重模塊、控制裝置、卸料裝置和托盤機構組成。利用現有的水果上料機械實現水果的自動疏離和上料,從而使水果逐個進入托盤機構,實現水果的逐個輸送;水果隨托盤機構運動到達稱重臺位置,與稱重臺接觸,完成稱重;稱重傳感器將水果的重量信息逐一傳送至控制模塊,控制模塊根據水果的國家標準進行分級,得到每一個水果的等級信息,然后由控制模塊發出信號,將水果在對應等級的出口卸料,完成水果準確分級。利用三維軟件SolidWorks 設計稱重式水果分選機,首先要根據設計任務確定樣品的大致結構和尺寸;其次根據功能要求設計傳動方案和整體結構;然后細化要求,計算零部件的尺寸,建立零件模型;然后對零件組裝,得到樣品的裝配體;進而進行零部件之間的干涉檢查,并對關鍵零部件進行有限元分析;最后生成二維圖紙,交由工廠加工。

結論

  (1) 針對現有稱重式水果分選機的稱量精度低和結構復雜等問題設計了一臺新型稱重式水果分選機。水果分選機主要包括傳動系統、托盤機構、稱重模塊和生產線支架。

  (2)基于SolidWorks的稱重式水果分選機的設計充分利用了SolidWorks 軟件的三維建模功能,實現稱重式水果分選機的設計和裝配,為探索新型農業機械的設計方法提供了良好的途徑。

  應用SolidWorks 軟件可以更加直觀的分析各個零部件之間的裝配干涉和運動干涉,減少設計中的錯誤,降低設計成本,提升產品質量。通過實踐證明基于SolidWorks 軟件的虛擬設計技術在新型農業機械的設計中有很好的應用前景。