碰撞式核桃破殼機的設計

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Manuf智力J備有工藝(2005):551-559 25.10.1007 / s00170-003-1843-3 Masood?b?阿巴斯懸Shayan?a?e卡拉調(diào)查設計和制造機械輸送系統(tǒng)，有食品加工。 2003年3月29日收到:2003年6月21日/接受:6月23日/發(fā)表在線:2004年，斯普林格出版社倫敦有限ó2004年 摘要：本文章介紹了開發(fā)方法和技術進行將降低成本和時間的設計、制造和裝配的機械輸送系統(tǒng)的研究的結果，應用于食品和食品飲料行業(yè)。改進后的方法來設計和生產(chǎn)的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件是基于新的材料、零件、成本、使用規(guī)則的設計制造和面向裝配的設計。結果在一個測試輸送系統(tǒng)驗證的好處——通過采用改進的技術。整體材料成本和傳統(tǒng)的方法相比降低了19%，整體裝配成本相比,降低了20%。 關鍵字：裝配.DFA?DFM.設計，機械輸送。 1介紹 輸送系統(tǒng)應用于食品和飲料行業(yè)高度自動化的定制結構組成的一個大型零件的數(shù)量和用來攜帶產(chǎn)品,如食物紙箱裝,喝的瓶子和罐子在快速生產(chǎn)和組裝線。大部分的處理和包裝的食品和飲料-在紙箱、持續(xù)經(jīng)營再保險——瓶或罐等。在一個被控制quired移動速度,對充填或者裝配墨粉壽命結束- 成為。他們的操作需要高效、可靠的我-傳送帶運輸,操作時,范圍從高架地板-類型的安裝類型的連鎖店,或者帶式輸送機滾筒驅(qū)動系統(tǒng)。近年來,極大的壓力來自客戶低成本但高效的機械輸送系統(tǒng)使得制造商重新檢查他們的當前的設計和組裝等看看另一種方法和手段來制造更多經(jīng)濟、可靠的輸送帶,為他們的客戶帶來方便，目前,懸Masood(u)?b?a?e Shayan阿巴斯卡拉工業(yè)研究所一本史文朋, 一本史文朋理工大學,墨爾本,澳大利亞3122山楂, 電子郵件：smasood@swin.edu.au: 改進后的新零件大多數(shù)物料搬運設備,硬件和軟件兩個方面,都是高度專業(yè)化,呆板的和昂貴的配置、安裝維持[1]。輸送帶,被固定在以他們的位置和根據(jù)他們的同步輸送帶速度,任何轉(zhuǎn)換的輸送系統(tǒng)非常困難和前期陷入沉思。在今天的從根本上改變工業(yè)市場,有一個需要執(zhí)行一種新的制造策略,一個新的系統(tǒng)經(jīng)營理念,并提出了一種新的系統(tǒng)控制軟件和硬-陶瓷的發(fā)展理念,可應用于設計的新一代的開放、靈活物料搬運系統(tǒng)[2]。何鴻燊和Ranky[3]模型,提出了一種新的模塊化可重構二維和三維的輸送系統(tǒng),包括一個開放的稀土-可配置的軟件體系結構的基礎上,CIM-OSA(打開 系統(tǒng)架構)模型。指出研究地區(qū)輸送系統(tǒng)的改進、完善和提高,用于飲料-焦化是非常有限的。大部分的發(fā)表的研究論文是指揮 用于改善輸送系統(tǒng)的操作和交互的系統(tǒng)非常復雜的軟件和硬件。本文提出一種研究調(diào)查，實踐證明,使用當前技術標志、制造和裝配型鏈式的地板上 驅(qū)動機械輸送設備,以減少制造這樣的運輸機的時間和成本。應用了并行工程的設計和實施的基本原則 面向裝配的設計制造和[4、5],幾個關鍵研究了輸送機零部件都是為他們的功能、材料適宜性、強度準則、成本和簡化了安裝的 整體輸送系統(tǒng)。這個關鍵零部件進行了改性用新的形狀和幾何位置重新設計,以及一些新材料。改進后的設計方法和功能 驗證了新型平零件上測試了一種新測試,系統(tǒng)設計、制造和組裝過程中使用。 設計制造和裝配DFMA) 近年來,研究在該地區(qū)的可制造性設計和裝配已成為非常有用,因為他們正在考慮提高工業(yè)設施和生產(chǎn)。然而,沒有足夠的工作完成后,在該地區(qū)輸送機的設計,特別是相關的組件是使得越來越多的圖紙數(shù)據(jù)與重組。輸送過程的設計基于傳統(tǒng)的方法。 大量的文章發(fā)表,investi -DFMA封閉的相關問題,并將其應用于各種methodolo -要達成目標,使經(jīng)濟、高效和成本證明 有效的對這些公司正在調(diào)查之中。 主要的分類知識就可以影響DFMA - 問題的一般準則為(1)、(2)特定公司的最佳 (3)進行resource-specific過程和或約束。一般指通常適用rules-of-thumb指南,到制造領域的設計師應該注意。下面的列表整理了DFM指南[6]。 ?設計最小數(shù)目的部分 ?開發(fā)一種模塊化設計 ?最小化部分變化 多功能?設計部件 multiuse?設計零件 為便于設計部分的0.9%的制造 ?避免單獨緊固件 靈活性:?最大化設計為便于裝配 處理:設計?最小化處理的簡報 ?評估的裝配方法 ?消除調(diào)整 避免靈活的組件?:他們很難對付 ?使用零件已知的能力 偏執(zhí)?允許的最高部分 使用已知的和證明?零售商和供應商 在derated?使用零件析出大量的價值觀與沒有邊際 ?最小化組件 ?強調(diào)標準化 ?使用盡可能簡單的操作 使用已知的能力?操作 啟動和干預措施。?最小化 承接的工程更改?批量生產(chǎn) 這些設計指導方針應該被認為是“最優(yōu)的建議”。他們通常會導致高質(zhì)量、低-成本,地設計。偶爾的妥協(xié)必須被做,當然。在這些情況下,如果一個指導方針,走過去了對市場營銷或性能要求,下一個最好的選擇應選擇[7]。 它是指特定公司的最佳實踐的內(nèi)部設計公司開發(fā)的條例,通常是在很長一段時間,和設計師是沿襲。這些設計規(guī)則是確定的公司等導致質(zhì)量得以改善嗎通過識別和效率的總體關系特定的過程和設計決策。公司使用這樣的培訓指導方針的一部分給設計師的產(chǎn)品需要大量的手工裝配或-維護。值得注意的是,大部分的方法論擅長任選一種被快速和容易的開始,或者是被更正式的。例如,指導方針,布斯羅伊德Dewhurst[8],在DFA被視為定量和系統(tǒng)的。 而DFM指導方針,這僅僅是法則經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員,是源自于一些定性和不那么正式的[9]。 3．傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)的設計 輸送系統(tǒng)的設計和制造是一個非常復雜和費時的過程。像每個輸送系統(tǒng)一個定做的產(chǎn)品,每個項目不同于其他的項目在規(guī)模、產(chǎn)品和布局。該系統(tǒng)設計是基于客戶需求,產(chǎn)品的規(guī)格要求。該系統(tǒng)布局必須適合在空間所提供的公司。這個過程的設計規(guī)劃系統(tǒng)-輸送機瞬變電磁法(tem)涉及修改以及可能要花上數(shù)天到數(shù)月不等或某些情況下十年。一個以最低的成本和最大。 最有可能的客戶適用性得到認可。圖1顯示一個圖解的布局對一典型輸送機系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)線用于標簽塑料瓶。輸送機系統(tǒng)的不同地區(qū)特殊的技術鑒定的名字,一般運用于類似的工業(yè)應用。美國證券交易委員會(sec)的“singlizer”-使產(chǎn)品的聲譽形成一條車道從多個車道。“經(jīng)濟放緩的速度表“降低產(chǎn)品一旦它的出口,labeller填料等。美國證券交易委員會(sec)的“大規(guī)模流動”-興是用來跟上高速過程,例如,填料,labeller等?！稗D(zhuǎn)會表”的方向發(fā)展,促進轉(zhuǎn)移-流動。這些不同的目的是輸送機部分因此為了控制產(chǎn)品,通過不同的處理流程。一個典型的機械輸送系統(tǒng)用于食品應用包括了兩百機械根據(jù)大小電器部件的系統(tǒng)。一些常見的但又極為重要的組件,可能是標準和積累了家族的輸送系統(tǒng)。側架、間隔臂的酒吧,最后板、覆蓋板、內(nèi)彎板、外板、彎曲的軌道和井(開車,尾巴和奴隸)。大小和數(shù)量的變化來表明自己的這些部分的長度的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的對應部分的內(nèi)容和數(shù)量的軌跡-ing的寬度和類型的鏈所要求的。存在的問題及在當前的設計缺陷、制造和裝配機械輸送設備多樣化、包括: ?在設計對部分 ?高成本的一些組件 ?長時間參與總裝/維修 ?使用非標零件 圖1 4．部分的改進 為了識別領域的材料、降低成本勞動的成本分析的主要輸送部件進行了研究估計成本的百分比各部分的關系所有這類零件的總成本。這個分析的目的是為了識別關鍵零部件,主要負責在-壓痕的成本,從而探討輸送方式對于降低成本的部分。 表1顯示了一個50-section輸送機的成本分析系統(tǒng)-瞬變電磁法(tem)。通過分析可知,有12個零件組成的15達79%總材料成本的輸送系統(tǒng),在那里的進一步研究的重點改進設計,降低成本是可能的。從這些,七個部分,分別鑒定為關鍵的部位(顯示的 星號符號在表1)構成最大數(shù)量的成分-達71%的數(shù)量,并包括在整體上的資料成本。在這些人之中,三種成分(腿套,側架和支持渠道)被發(fā)現(xiàn)占總數(shù)的50%輸送機材料成本。詳細分析了每一種12考慮到零件的原則進行并行en -工程、設計制造和面向裝配的設計,和研制了一種新的改進設計,每宗[10]。德-改進設計的尾巴的一些選定的主要部件 5.腿套附件的重新設計 在一個輸送系統(tǒng),腿是安裝在側架保持整個輸送系統(tǒng)在了地板上。現(xiàn)有的設計工作的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的腿,但是花費也很昂貴的制造、他們有穩(wěn)定的問題,并會造成延誤發(fā)貨。延遲 通常是造成這些部分不到位從超過- 供應商準時。最關鍵的規(guī)格要求為輸送機是: 帶式輸送機?強度負荷 ?穩(wěn)定性 ?簡化了安裝 安逸的靈活性(?調(diào)整高)。 圖2顯示的所有部件的使用現(xiàn)有的設計輸送機的腿。指定的密碼是零件編號表2中所描述的,體現(xiàn)了一種——的一個故障成本。 完整的勞動時間要求組裝系統(tǒng)性的腿?，F(xiàn)有的腿設置由塑料腿括號內(nèi)的命令來自海外,不銹鋼管,腿 切成指定的尺寸,腿管子塑料的調(diào)整,是哪一種管夾到腿是在底部,如圖2。凸耳,切成大小、鉆孔、焊接而成廣場到腿 管螺栓角度拉條和背襯板,以支持腿支架螺栓。#各部分的表2意味著這個號碼在每個部分元件的數(shù)量和質(zhì)量是特殊的。 腿各部分的設計。公司利用這個設計為許多年,但一個常見的投訴。據(jù)報導,客戶是不穩(wěn)定的腳。從最初的調(diào)查,就變得很明顯就是不銹鋼管的聲譽之間和塑料腿支架(部分 在圖1和第3部分。2)沒有剛性足夠了。連接這些零件是唯一一個6毫米螺栓。有時,當輸送系統(tǒng)正載著滿載荷、觀察發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品 輸送機的腿是不穩(wěn)定的,并引起了機械震動。其中最主要的原因是由于一個單一的螺栓連接兩端的凸耳在第三部分和部分的——輸送機可靠性具有重要物質(zhì)和要求。 為了滿足顧客的期望立即改正?？紤]到存在的問題——輸送機腿德標志和客戶的喜好,一個新設計的輸送機腿被發(fā)展。一般的強度和穩(wěn)定性腿被認為是主要的標準。 在新的設計方案的觀點,但其他的考慮簡單的計,海外部分的安逸裝配環(huán)節(jié)的調(diào)試。圖3顯示,新設計的輸送機的腿總成,和表3給出了描述和造價的每一部分。 圖3顯示,新設計僅由五個主要的各部位為輸送機的腿比八種主要的部件舊的設計。在舊的設計、塑料腿支架,腿塑料調(diào)節(jié)和腿管子管是最貴的項目成本核算的72%的腿總成。 表1。輸送機關鍵零部件,基于部件成本分析 產(chǎn)品說明 腿*設置 *側架 支持渠道* 彎曲軌跡 *Rt.滾子軸 尾軸 間隔條* 支持*穿帶 支持一端穿條* 終板 蓋板 彎板 轉(zhuǎn)矩臂支架 槽蓋 彎板內(nèi) 總 關鍵零部件 數(shù)量 68 80 400 8 139 39 135 400 132 39 39 8 18 97 8 材料應用 塑料腿+ SS管 2 5.m m SS C 信道SS 塑料 20直徑的S軸 35直徑不銹鋼 50X50X6 SS 40×10毫米塑料 塑料 2 5.m m / SS 1 6.m m S / S 2 5.m m / SS 6毫米的飛船空間站板 不銹鋼2 5.m m / SS 花費(%) 20.22 16.07 15.00 14.36 6.70 6.27 5.43 5.36 3.01 1.88 1.57 1.29 1.21 0.97 0.66 100.00 改進的可能 是的 是的 是的 沒有 是的 沒有 是的 是的 是的 是的 沒有 是的 是的 是的 是的 是的 *表2。成本分析對老腿設計組裝 部分描述。 1 塑料腿支架 5 腿管子塑料調(diào)整 6 凸 4 角度拉條 7 背襯板 2 腿管 3 螺栓 8 總裝配成本(焊接) 圖2 圖3 表3。成本分析對新設計的腿總成 （部分描述） 1 不銹鋼角(50×50×3毫米) 3 腿塑料調(diào)整 4 交叉brassing 5 螺栓 2 背襯板 結果,那些部分都已經(jīng)被一種不銹鋼角的影響并提出了一種新的塑料腿調(diào)整降低生產(chǎn)成本的腿assem -bly由接近50%。因此零件的總數(shù)量的腿從19日已減少到15和總成本為每回合的設置 減少了55美元的新設計。新輸送機腿設計、測試時,被發(fā)現(xiàn) 更為安全、穩(wěn)定的比舊的設計。消除零件號1個月和5從老式輸送機設計作出了新的設計更加穩(wěn)定和剛性的。此外,寬度,釘在十字架上支撐也有提高,而不是兩個螺栓的山一個在舊的設計。這樣就提供了整個輸送機腿的設置額外的力量。 6側架的重塑 邊框架是首要支持輸送系統(tǒng)提供體力輸送機及幾乎所有的 零件安裝在它。側架的預計也會有一個剛性的力量來提供必要的支持給所有的荷載進行了輸送機。它也可適應所有相關的輸送機 組件的裝配。關鍵的考慮的一面框架設計是: 側架的大小(?深度) ?強度的材料 ?易于裝配 ?易于制造 圖4顯示了側架尺寸和參數(shù)。 側架的使用,在現(xiàn)有的設計深度尺寸(尺寸H在圖4)調(diào)查時,發(fā)現(xiàn)之間的距離間隔的酒吧，軸(孔尺寸和回報G和F,如圖4)降低的時候,就像有了一些不必要的兩個人之間的距離。更為重要的一點,定義之前先檢查一下設計參數(shù),以確保帶來另外兩份關系更加密切,返回鏈不會趕上間隔條而輸送機在運行。該模型的新球隊的框架設計畫在計算機輔助設計(CAD),以確保所有的規(guī)格是聲音部分是放置在位置和檢查的間隙很適合。通過這一原則的可制造性設計的新球隊的框架設計是對稱的,以便它適用于所有類型 側架的。這個變化將減小尺寸的一邊所有通徑的框架顯著鏈。 表4顯示的維度上的比較舊的設計和新設計的側架為同一鏈類型。 圖4 表4。新的和舊的側架尺寸參數(shù) 它指出整體規(guī)模(深度)的輸送機有什么期望減少241 mm 199毫米(尺寸H),節(jié)約了42毫米不銹鋼在每側架馬努-factured。因此,從一個不銹鋼薄板×毫米,1500 3000股老設計參數(shù)只允許六3米長的側架但隨著新的設計參數(shù),現(xiàn)在它是可能的生產(chǎn)7側架3米長從同樣的表大小。用于的資料數(shù)量也是再保險——側架認為為更深入的研究。據(jù)估計,約55%總成本的輸送系統(tǒng)都花在材料。 目前的資料用于側架是2.5毫米厚污點-304鋼的等級食物少。目前,還有其他的材料市場上可以買到的厚度,可以選擇作為一個選項。為此,一位撓度分析進行了預測,如果有任何其他類型的資料西裝能夠取代現(xiàn)有的資料,這樣它才不會沒有通過它的 強度標準。分析6.1撓度側架圖5給出了確定的實驗系統(tǒng)實踐新球隊的框架下,在X,Y方向不同加載條件。隨著新的設計參數(shù)的一組側架的生產(chǎn)調(diào)查撓度等1 6.m米厚的不銹鋼側架。一段側架螺栓與間隔條和回歸測試-軸是組裝做這個實驗。獲得的結果撓度運用可變荷載側架的一個區(qū)段通過一個液壓。顯示在圖5,撓度表 放置在垂直(Y)和橫向(X)軸來測量嗎任何閱讀上觀察到的側架。應用的負荷是通過對側架的液壓機向下方向。 側架的支持上從同樣的位置那里的腿是安裝在側架。 8的軌跡輸送機路段觀察任何異常在大負載。負載的應用于實驗輸送機部分在估算和高于實際負荷欺詐-在真正輸送機系統(tǒng)條件應用。輸送設備的通常用來攜帶下的荷載一公噸,每米 工業(yè)應用于食品和飲料行業(yè)。掣普珥-應用大量的輪廓點是估計偏轉(zhuǎn)對側架在高負載下。數(shù)字6和7取得成果的 通過實驗對輸送機的四個進程和部分六軌,分別。 從獲得的結果,觀察2 KN下?lián)隙戎档暮奢d作用下,幾乎是在2毫米 圖5 圖6 圖7 類型的部分。在一定情況下,1.6毫米不銹鋼側架的設計,可以一種可能的選擇在現(xiàn)有的輸送機側架的設計。據(jù)預計,有更大的部分,對輸送帶撓度的側架的意志呆在允許范圍內(nèi),也就是說,±5毫米。主要的是為什么這個試驗是確保側架裂紋不扣在高負載下。因此沒有 對于任何證據(jù)屈曲發(fā)生的各種類型的部分使用。但預計也,經(jīng)驗教訓的基礎上工程師和調(diào)查研究,在當前完整的總成后,輸送設備想像的力量,這將進一步額外減少可靠性偏斜對側架。例如,撓度,對于每一套測量實驗的意義。與安裝在側架腿,部隊將行為相反的方向,將極大推動側架里面。完整的觀察可見特發(fā)性肺纖維化-保護的這個假設當一個完整可以得出結論 輸送機是內(nèi)制造和測試試驗的基礎上的新設計參數(shù)。 所有的實驗結果,得到了令人滿意的結果,它是騙人的-那1.6毫米不銹鋼304側架品位是專為輸送帶,對于食物和飲料行業(yè) 指定的指導方針下負載。制造的成本節(jié)約這個地區(qū)有顯著的自預計80%的材料的用量在一個輸送系統(tǒng)是不銹鋼做的。 6.2側架成本分析 物料檢討和撓度的分析表明了現(xiàn)有2.5毫米不銹鋼薄板設計是一個在身邊的時候我是誰框架的食品和飲料輸送機應用。alysis也顯示,1.6毫米厚的不銹鋼薄板即可作為一種替代性材料為側架,這將履行令人滿意。表5顯示一個比較成本的舊的,新設計的側架,哪個 表明,節(jié)約每側架在新設計是37億美元(例如:一個儲蓄的50.1%)。除此之外,節(jié)約成本,減少側架從尺寸241 mm 199 mm也將允許生產(chǎn)一個額外側架的3000×1500毫米不銹鋼。 在圖紙上。新設計的改善是開展了好幾個其他關鍵的部位,如支持渠道,還滾子軸上,穿條間隔的酒吧,支持和支持,一端穿帶 導致更多的成本和勞動的儲蓄和緩解肌肉吉諾比利-成和組裝等。例如,新的設計的支持總成(包括支持渠道穿帶和一端穿條)要求降低若干進程,減少磨損的紙條厚度、使用一個新的M截面通道和規(guī)定使用不同種類的鏈給人們提供了一種節(jié)約成本的33.7%實驗結果表明,改進的設計。這種新設計的輥軸的回報-用一種節(jié)約成本和減少50% 44.5%的勞動力時間。這種新設計間隔酒吧提供費用估計從節(jié)省25%的舊的設計。 7 一個在測試設計實施的輸送系統(tǒng) 設計改進的實施零件和部件進行設計,圖靈測試和組裝的一個較為完整的輸送系統(tǒng)。這新的和改進的測試和驗證輸送機當時性能與實際產(chǎn)品(塑膠瓶)。分析了成本——還進行了比較sis是整體成本的儲蓄,在這個測試輸送機與所涉及的費用與一個相同的輸送機 基于陳舊的設計[7]。新的考試輸送機是一種類型(圖8),共有三個不同的部分的總長度5米。部分six-track C1是一段截面C2輸送機,加入是一個six-track彎曲90?輸送機。這是連接到輸送機補體C3,它是一段eight-track輸送機的部分,稱為雜合- 國家的兩種不同類型的枷鎖,標簽和力量。測試輸送含有共有26主要部分。圖9所示的是用于測試的測試輸送機在合作產(chǎn)品開發(fā)流程 公司。性能和效率的新測試方法的輸送機和它的重要的新零件進行了光滑、無噪音的表演-通過觀察極佳的產(chǎn)品開發(fā)流程的空的塑膠喝瓶輸送鏈條。所有的器官和輸送系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)良好的靜動態(tài)性能充分展示功能。一個完整的成本分析在測試輸送機進行了研究 為了衡量不同新與舊的設計也在組裝評價緩解和減少勞動expendi -真正的。部件數(shù)量,所用的原材料、生產(chǎn)成本進行了計算和百分比等各個部分的存款每一部分和整體系統(tǒng)進行測定。 圖8 圖9 8結果和討論 最關鍵的面積來查看是否考慮是新的支持通道的設置和滴盤中加入已經(jīng)執(zhí)行用較少的勞動消耗。注意的是,也已經(jīng)向 確保勞動者已經(jīng)工作有效地工作。 《紐約時報》用于組裝的輸送系統(tǒng)是在意料之中的對取決于心情的工人和其他外部前沿空中管制官-工具。但是努力達到盡可能密切的時間制造的輸送設備。一項研究揭示了證明成本分析的事實:生產(chǎn)成本節(jié)約?40%或更多達到了 八改良設計部分節(jié)約成本實現(xiàn)了26%,34%在其他三個部分組成。 ?在高成本部分,最大的儲蓄為實現(xiàn)軸側架,還輥,腿集和支持穿條紋的。 ?的總費用降低了19%的輸送機。 ?整體勞動力成本在裝配的輸送機降低了20%。 研究表明,該儲蓄完成主要輸送機的零件,達到或超過設計 不是設計專業(yè)。其中最主要的變化,這些變化輸送機系統(tǒng)的影響是設計的修訂側架的設計參數(shù),這也會影響到這些變化在其他地方,都是同盟。其次,發(fā)展支持新的M剖面的通道隨著標準磨損 條添加到巨大的成就在新的輸送機的設計。完成從全新的設計減少了勞動也做出了重大影響成本和流水線上提高了產(chǎn)品設計和制造。同時也注意到,它是由categorising間隔棒不同數(shù)量的軌跡im - 證明了選拔程序的設計。新輸送機制度已成為更經(jīng)濟且有效的成本和需求使用額外的增強材料被淘汰出局。 9結論 在設計和制造機械輸送系統(tǒng)-等方面,有相當不足的研究工作的輸送機設計優(yōu)化,特別是缺乏應用技術來設計改進在這樣的系統(tǒng)。在為了提高成本和訂貨至交貨的時間——在輸送系統(tǒng) 瞬變電磁法(tem)、一個完整的故障分析,這也是一種試輸送機等久了進行評估的高消費地區(qū)于輸送機馬努-成。分析運用原則的支持 可制造性設計,為提高面向裝配的設計在不犧牲的功能設計和運行的系統(tǒng)。一種新的式輸送機設計提出了一種基于所有 建議的修改的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件。該建議驗證了輸送系統(tǒng)以及在考試的時候所采用的合作公司。結果證明見sub - cessful與整體的儲蓄,在成本和19%下降20%總勞動成本。研究結果顯示,應用DFMA的規(guī)則,設計和組裝的費用的一個情結 像機械輸送系統(tǒng)為食品加工即可戲劇性的減少。 參考 1. 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Disser- tation, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）中期檢查記錄表 年 月 日 學生姓名 班級 課題名稱 課題完成進度（學生自述） 存在的問題及整改措施（學生自述） 指導教師意見（課題進展情況、優(yōu)缺點、整改措施等） 指導教師簽名 年 月 日 學院意見 負責人簽名 年 月 日 塔里木大學 畢業(yè)論文（設計）任務書 學院 機械電氣化工程學院 班級 機械12-2 學生姓名 付志凱 學號 8011208218 課題名稱 碰撞式核桃破殼機的設計 起止時間 2012年12月1日—— 2012年5月29日（共14周） 指導教師 張宏 職稱 副教授 課題內(nèi)容 該裝置由上機殼與下機殼， 以及傳動部件組成。 上機殼下部設置和傳動部件相連的脫輥， 脫棍與上機殼的外壁之間設置數(shù)根固連在上機殼兩側與脫輥平行的輻條篩，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室， 輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉， 進入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼，為碰撞的核桃在咽喉處被搓擦擠壓破碎。 擬定工作進度（以周為單位） 第1周—第2周 通過查找文獻資料，了解核桃破殼的國內(nèi)外現(xiàn)狀。 第2周—第5周 設計碰撞式核桃的總體方案。 第6周—第9周 碰撞式核桃的結構進行具體設計。 第10周—第12周 撰寫設計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。 第13周—第14周 整理資料準備答辯。 主要參考文獻 [1] 史建新,高大中,王學農(nóng)等.6HP-150型核桃破殼機[J].糧油加工與食品機械,2000,(1):28-29. [2] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.核桃破殼取仁工藝及關鍵設備[J].農(nóng)機化研究,2008,(12):27-29,89. [3] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.一種核桃破殼取仁設備的研究[J].中國農(nóng)機化,2011,(3):104-106.DOI:10.3969/j.issn.1006-7205.2011.03.028. [4] 董詩韓,史建新.多輥擠壓式核桃破殼機的設計與試驗[J].農(nóng)業(yè)大學學報,2011,34(1):62-65. [5] 何義川,史建新.核桃殼力學特性分析與試驗[J].農(nóng)業(yè)大學學報,2009,32(6):70-75. [6] 史建新,辛動軍.國內(nèi)外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討[J].農(nóng)機化,2001,(6):29-32. [7] 梁莉,郭玉明,廉曉華等.微波核桃破殼力學性質(zhì)試驗與分析[C].//第六屆博士生學術年會論文集.2008:448-452. [8] 梁莉,郭玉明,張鵬等.微波核桃破殼及對殼體材料拉伸力學性質(zhì)的影響研究[C].//紀念中國農(nóng)業(yè)工程學會成立三十周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學會2009年學術年會(CSAE2009)論文集.2009:1-2. 任務下達人（簽字） 年 月 日 任務接受人意見 任務接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。 2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。 3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。 12屆畢業(yè)設計 碰撞式核桃破殼機 設計說明書 學生姓名 付志凱 學 號 8011208218 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 12-2 指導教師 張宏 日 期 2012.6 塔里木大學教務處制 前 言 無論在國際還是國內(nèi)市場上核桃都是很受歡迎的一種干果，但我國核桃產(chǎn)量卻遠落后于國際上其他國家。在我國核桃種植主要集中在西北、西南地區(qū)，在種植業(yè)發(fā)達的地區(qū)核桃年產(chǎn)量已達12萬噸。 隨著核桃種植面積的擴大，產(chǎn)量的增加，與核桃相關的加工開始發(fā)展，如核桃的破殼、清洗、分級等 等，大量生產(chǎn)加工不能依靠人力，必須有相應的機械換設備和自動生產(chǎn)線，因此這些加工設備的研究成為當務之急。 生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證,近年來,堅果機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長,作業(yè)水平進一步提高,社會化服務規(guī)模不斷擴大,雖然目前堅果破殼機械化水平較高,但是多應用于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū),并且小型機械多、大型機械少,低檔機械多、高性能機械少。在一些地區(qū),特殊用途的堅果仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼,勞動生產(chǎn)率低,區(qū)域性發(fā)展不平衡。早在20世紀 60 年代初,就著手研制堅果破殼機具,至80年代初,美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果破殼機。 進入21世紀,我國堅果生產(chǎn)機械化開始了新的發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)結構調(diào)整發(fā)生了新的變化,也對堅果機械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠的影響,不僅拉動了新的有效需求,而且構筑了適合堅果生產(chǎn)機械化發(fā)展的新舞臺,為堅果生產(chǎn)機械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進堅果生產(chǎn)機械化的過程中,相繼出臺了鼓勵和扶持農(nóng)民購買堅果機械、開展堅果機械作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施,調(diào)動了農(nóng)民購買堅果機械的積極性,形成了新的市場需求。隨著堅果種植業(yè)的不斷發(fā)展,國內(nèi)外對堅果深加工產(chǎn)品的需求不斷增大,提高堅果破殼機械化作業(yè)水平成為必然。堅果破殼機在提高勞動生產(chǎn)率,減輕勞動強度方面起到了積極的作用,促進了堅果加工業(yè)的科技進步,為堅果破殼機械的發(fā)展提供了空間。 該裝置由上機殼與下機殼，以及傳動部件組成上機殼下部設置和傳動部件相連的脫輥，脫棍與上機殼的外辟之間設置數(shù)根固連在上機殼兩側與脫輥平行的輻條篩，相鄰輻條篩的間距為18-20mm，輻條篩與脫棍之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和脫輥之間形成脫殼室的咽喉，進入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊碎核桃殼。 目 錄 1核桃破殼技術現(xiàn)狀 錯誤！未定義書簽。 2核桃破殼機總體結構 錯誤！未定義書簽。 3核桃破殼機的設計 錯誤！未定義書簽。 3.1電動機的選擇 錯誤！未定義書簽。 3.2電動機的轉(zhuǎn)速 錯誤！未定義書簽。 4帶及帶輪的設計 錯誤！未定義書簽。 4.1 確定計算功率 錯誤！未定義書簽。 4.2 選擇V帶的型號 錯誤！未定義書簽。 4.3確定帶輪的基準直徑 錯誤！未定義書簽。 4.4 確定傳動中心距a和帶長L 錯誤！未定義書簽。 4.5 驗算主動輪上的包角 錯誤！未定義書簽。 4.6 確定V帶的根數(shù) 錯誤！未定義書簽。 4.7 確定帶的初拉力 錯誤！未定義書簽。 4.8求V帶傳動作用在軸上的壓力 錯誤！未定義書簽。 5 V 帶帶輪的設計 錯誤！未定義書簽。 5.1帶輪的材料選擇 錯誤！未定義書簽。 5.2結構設計 錯誤！未定義書簽。 5.3 從動帶輪的設計 錯誤！未定義書簽。 6傳動軸的設計 錯誤！未定義書簽。 6.1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 錯誤！未定義書簽。 6.2 初步選擇輸出軸系 錯誤！未定義書簽。 6.3確定輸出軸上的圓角半徑值 錯誤！未定義書簽。 6.4 按彎扭合成條件校核軸的強度 錯誤！未定義書簽。 6.4.1 作軸的簡圖 錯誤！未定義書簽。 6.4.2 求輸出軸上的所受作用力的大小 錯誤！未定義書簽。 6.4.3滾筒上的合力 錯誤！未定義書簽。 6.4.4軸上水平面內(nèi)所受支反力 錯誤！未定義書簽。 6.4.5軸在垂直面內(nèi)所受的支反力 錯誤！未定義書簽。 6.4.6 作彎矩圖 錯誤！未定義書簽。 6.4.7作扭矩圖 錯誤！未定義書簽。 6.5 校核軸的強度 錯誤！未定義書簽。 7 滾筒的設計 錯誤！未定義書簽。 8圓盤的設計 錯誤！未定義書簽。 9入料口及破殼機上蓋的設計 錯誤！未定義書簽。 10機架的設計 錯誤！未定義書簽。 11小結 錯誤！未定義書簽。 12致謝 錯誤！未定義書簽。 13參考文獻 錯誤！未定義書簽。 碰撞式核桃破殼機的設計 付志凱 （塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300） 摘要：我國是核桃種植大國，尤其是地區(qū)核桃產(chǎn)量居全國前列，但核桃加工技術相對落后，沒有先進的核桃破殼機械。針對核桃的加工和核桃破殼取仁的工藝方法，設計了碰撞式核桃破殼機，對其結構及其原理作了介紹。該裝置采用滾筒和輻條篩使核桃碰撞和擠壓達到破殼的目的。通過對核桃破殼實驗研究和主要影響因素分析表明此設計設計合理可以實現(xiàn)殼仁的分離。 關鍵詞：核桃破殼; 取仁 1引言 無論在國際還是國內(nèi)市場上核桃都是很受歡迎的一種干果，但我國核桃產(chǎn)量卻遠落后于國際上其他國家。在我國核桃種植主要集中在西北、西南地區(qū)，在種植業(yè)發(fā)達的地區(qū)核桃年產(chǎn)量已達12萬噸。[1] 隨著核桃種植面積的擴大，產(chǎn)量的增加，與核桃相關的加工開始發(fā)展，如核桃的破殼、清洗、分級等 等，大量生產(chǎn)加工不能依靠人力，必須有相應的機械換設備和自動生產(chǎn)線，因此這些加工設備的研究成為當務之急。 針對當前核桃加工存在的問題和市場需求設計了核桃破殼機械代替人力脫殼。 2　核桃破殼取仁方法及核桃破殼裝置 2.1核桃破殼取仁方法 有離心碰撞式破殼法、化學腐蝕法、真空破殼取仁法、超聲波破殼法和定間隙擠壓破殼法。離心碰撞方法碎仁太多,所以應用很少;化學腐蝕方法由于在實際操作中不好控制,仁易受到腐蝕,處理不好還會造成對環(huán)境的污染;真空破殼和超聲波破殼方法設備昂貴,破殼成本高,且破殼效果不夠理想;定間隙擠壓破殼方法值得探索[2]。 核桃破殼取仁裝置有很多種，常見的有機械打擊破殼、圓盤剝殼裝置、齒輥剝殼裝置、離心剝殼裝置、錘擊式剝殼裝置、軋輥式剝殼裝置、對輥窩眼式開口裝置、沖壓式破殼裝置、核桃鋸口破殼裝置、核桃破殼挖核裝置以及平板擠壓式破殼裝置等。[3] 3碰撞式核桃破殼機的介紹 通過對核桃破殼的實驗分析，采用碰撞擠壓破殼的方法。通過滾筒的拋送，核桃與輻條篩碰撞，進而在滾筒與輻條篩的擠壓下破殼。其整體結構圖如下： 1.機架 2.、9.螺母 3、10.墊圈 4、11.螺栓 5.電機 6.鍵 7.主動帶輪 8.V帶 12.滾筒 13.輻條篩 14.上機殼 圖 1 碰撞式核桃破殼機整體結構圖 3.1破殼機的工作原理 該裝置由上機殼與下機殼，以及傳動部件組成。上機殼下部設置和傳動部件相連的滾筒，滾筒與上機殼的外壁之間設置數(shù)根固連在上機殼兩側與滾筒平行的輻條篩，輻條篩與滾筒之間形成上大下小漏斗形狀的脫殼室，輻條篩的下部和滾筒之間形成脫殼室的咽喉，進入脫殼室的核桃在凸筋的拋送下與輻條篩碰撞擊并擠壓碎核桃殼。 3.2破殼機的主要結構 輻條篩部分： 輻條篩起碰撞擠壓作用，它是由一定數(shù)量的圓鋼焊接在上機殼兩側鋼板上，與滾筒平行安裝，每兩根圓鋼之間的縫隙可以將核桃卡住，然后快速旋轉(zhuǎn)的滾筒將被卡住的撞破的核桃擠碎。 滾筒的設計： 滾筒部分主要是由滾筒、凸筋、圓板焊接而成。核桃在滾筒和凸筋之間被拋出，使其撞在輻條篩上，落到脫殼室咽喉處，由滾筒與輻條篩擠壓破碎，破碎的核桃掉入下部出口。 滾筒是核桃破殼機的主要部件之一，它直接關系到核桃破殼機正常工作時整體的破殼效果情況。它的功能是采用滾筒上的凸筋，均勻快速的轉(zhuǎn)動情況下，將進入的核桃拋出，被拋出的核桃與輻條篩撞擊破裂，當其進入脫殼室咽喉出被凸筋與輻條篩擠壓破殼。凸筋是數(shù)條鋼筋焊接在滾筒上的，圓筒用的是鋼管，圓通兩端通過圓鋼板使?jié)L筒與軸通過焊接方式連接在一起，核桃破殼機的主要功能是碰撞擠壓破殼，而滾筒在工作中起到了重要作用，因此，滾筒是破殼機的設計的主要部件。 入料口及破殼機上蓋的設計： 入料口與核桃破殼機的上蓋部分相連，它是利用薄鋼板制成，入料部位與滾筒的凸筋部位相切，將從入料口進入的核桃，下滑到凸筋部位，由凸筋拋出進行撞擊。 入料口是將核桃填入核桃破殼機機體內(nèi)的一個重要部分，它是核桃破殼機上的一個部件，它的作用在于通過入料口可以將核桃順利的填入機體內(nèi)，而且不會將核桃從入料口飛濺出來，造成人員傷害等事故發(fā)生，而且在填入的過程中或是填入后的工作過程中，破殼機機能安全的工作，因此，核桃破殼機的入料口的設計，即關系到核桃破殼機的工作質(zhì)量及安全。 在設計核桃破殼機入料口時應當考慮到設計不當可能發(fā)生的危害，需要精心的設計其結構。因為在將核桃添入破殼機時，電動機在高速的旋轉(zhuǎn)，連同它的主軸一起旋轉(zhuǎn)，這種填料方式對主軸、對機體都有很大的副作用，有可能瞬時加大主軸的承擔負載，即同時加大主軸的彎曲應力、扭轉(zhuǎn)應力等，如果入料口的填料方式不利于主軸的工作，就會加大了滾筒上的凸筋的磨損和老化等。如果入料口的設計不當，會造成主軸的瞬時被卡死，電動機悶車等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象對電動機和核桃破殼機的主軸有及大的破壞性。核桃破殼機的入料口與破殼機的上蓋相連接為一體，即入料口安裝在核桃破殼機的上蓋上，兩者均采用2mm的薄鐵板制成，焊接連接，核桃破殼機的上蓋成方形。 核桃破殼機的上蓋的兩端部位、入料口的兩側及中間部位，均采用鐵條加固，其連接的方式采用焊接，這樣可以提高核桃破殼機的上蓋的剛度，不宜變形，同樣也有支撐作用。破殼機的上蓋整體焊接兩個角鐵上，目的是便于與破殼機的下半部分安裝，將破殼機上蓋的緣地腳與角鐵焊接相連，起加固作用的鐵條同樣焊接在兩個角鐵上，以加堅固。在核桃破殼機上蓋的兩端設有兩個半圓形狀的鐵板，其采用的材料是一樣的，目的一是保障工作人員的安全，因為在破殼機正常工作時，它的主軸高速旋轉(zhuǎn)，如果沒有兩打的鐵板擋住，有可能工作人員不甚將手或衣服絞進破殼機中，造成人員傷亡等事故發(fā)生。二是阻擋破殼后的核桃飛濺，核桃被破殼機破殼后，由于主軸的高速旋轉(zhuǎn)擊打破殼下的核桃四處飛濺，致使核桃不能很好的收集起來，如果核桃破殼機上蓋的兩端沒有著兩快鐵板的攔擋，同時飛濺的核桃碎殼也給工作人員帶來危險，因此核桃破殼機上蓋兩端的擋板設計是必要的，也是必須的。而且，根據(jù)它的結構設計，擋板在核桃破殼機安裝中是縱向布置的，兩個擋板都應該騎壓軸承座，即擋板的設計即要考慮到它與破殼機上蓋的連接又要考慮到它與軸承座的配合，而且，兩端開口，它與軸承相交處的形狀根據(jù)軸承來確定 機架的設計： 機架是核桃破殼機的主要支撐部件，機架的堅固是核桃破殼機的工作穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的基礎，它是承擔所有來自軸及電動機、滾筒的沖擊和應力，因此機架無論是從結構上還是從材料上，都應該采用堅固的穩(wěn)定的材料和樣式制成。在機架上有兩段橫梁，要求它的工作強度大，承載能力強，受沖擊載荷、彎矩、扭矩不會變形，因此這兩端橫梁選為角鐵，這樣的材料來支撐核桃破殼機的主要載荷部分。核桃破殼機的機架上安裝有一出口，目的是當破殼機將核桃破殼后，核桃從脫殼室中漏出，落到出出口上，核桃順著斜板下滑，從而滑出機體之外，達到將核桃破殼的完成，而隨時地將核桃排出機體之外，它的材料也同樣是選用鐵板制成。 傳動部分： 傳動部分采用帶傳動。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點。 4破殼機的結構因素 4.1滾筒轉(zhuǎn)速的選用 破殼機滾筒轉(zhuǎn)速與拋送效果和碰撞效果有一定關系，但速度過大也會是震動過大，造成機械不穩(wěn)定，選用400~600r/min較為合適。選擇如下電機： 表4-1 Y90L-2主要參數(shù)如下表 型 號 額定功率KW 轉(zhuǎn)速r/min 電流/A 效率（%） 功率因數(shù) 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 Y90L-4 1.5 1400 3.65 79 0.79 6.5 2.2 2.2 4.2帶輪及傳送帶的設計 表4-2 傳動部分主要參數(shù)如下表 帶型 傳動比 主動輪直徑 從動輪直徑 帶長 主動輪包角 V帶根數(shù) 帶初壓力 從動輪轉(zhuǎn)速 Z型帶 3.15 71 224 1250 159.5 3 73.5 4.3主軸校核 表4-3 主軸受力主要參數(shù)如下表 電機輸出扭矩 滾筒上的力N 水平面內(nèi)軸承支反力 水平面內(nèi)軸承支反力 垂直面內(nèi)支反力 垂直面內(nèi)支反力 31345.73 31.9 345.23 251.83 表3-2 主軸彎矩主要參數(shù)如下表 水平彎矩（） 水平彎矩（） 垂直彎矩（） 垂直彎矩（） 合成彎矩（） 扭矩圖 31345.73 進行校核時，通常只校核軸上承受最大當量彎矩的強度（既危險截面c的強度）。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。 公式 ： （4-1） 式中 ： —軸的抗彎拋面模量， —軸的許用應力，。 按軸實際所受彎曲應力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應的數(shù)值，從《機械設計基礎》可以查出。 按《機械設計手冊》書中查得，對于的碳鋼，承受對稱循環(huán)變應力時的許用應力。 其他截面雖然引起的應力集中削弱疲勞強度，但由于最小直徑按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以無需校核。 4.2滾筒與輻條篩的硬度 滾筒和輻條篩與核桃擠壓部分的硬度對破殼有影響，若硬度太低,滾筒及輻條篩容易磨損和產(chǎn)生變形,使用壽命縮短。若硬度太大,則彈性差,對核桃擠壓力大容易傷核桃仁,同時變形小,影響破殼。[5]試驗結果證明,采用HRC硬度為40~50的45鋼較合適。 4. 3　喂料速度對破殼效果的影響 在入料口兩板有間隙每次可以使一排核桃同時掉落進去,喂料速度越高,單位時間通過的核桃量越多,生產(chǎn)率越高。但當喂料速度遠大于生產(chǎn)率時,核桃破碎率增加,而破殼質(zhì)量則嚴重下降。因此,喂料速度應控制在一定范圍內(nèi)。 5結論 核桃破殼機主要靠碰撞和擠壓使核桃破殼，其影響因素主要有轉(zhuǎn)速、咽喉間隙、材料硬度、喂料速度等。 增加破殼效率可適當提高轉(zhuǎn)速，增大喂料量，增長滾筒長度。 參考文獻 [1] 李忠新,楊軍,楊莉玲等.核桃破殼取仁工藝及關鍵設備[J].農(nóng)機化研究,2008,(12):27-29,89. 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