哈密瓜分级试验装置的设计与研究

发布时间：2020-08-15 23:02

【摘要】：哈密瓜作为中国新疆地区特色水果,是新疆地区的地理标志性产品。随着国民经济的不断提高,消费者对哈密瓜的品质要求也越来越高,要实现哈密瓜的品牌战略,就必须提高当前哈密瓜的产后处理水平。然而目前国内对哈密瓜的检测分级仍然采用人工分级的方法,不但劳动量大,而且生产效率低下,因此,急需研制出一种哈密瓜检测分级装备,从而提高哈密瓜的产后处理水平。本文以哈密瓜的基本物料特性数据为基础,综合利用现代机械设计方法,针对当前基于机器视觉技术的哈密瓜检测分级需求,设计了一种新型哈密瓜分级试验装置,并完成了对其关键部件的创新设计和试验,确定了整机参数及性能。论文主要研究成果如下:1、本文在总结原有哈密瓜分级机械基本原理的基础上,提出了一种基于单滚子斜面推动原理的哈密瓜分级试验装置的设计方法,成功实现了哈密瓜在输送过程中的旋转功能,为哈密瓜的在线连续检测分级提供理论支持。2、通过试验采集了100个哈密瓜样本的基本物料特性数据,包括哈密瓜质量、横径、纵径、图像信息等,建立了哈密瓜基本物料特性数据库,并在此基础上利用三维Pro/ENGINEER软件完成了哈密瓜分级试验装置的整体结构和参数设计。3、根据哈密瓜的形状特点和基本图像信息,提出了一种基于MATLAB离散点拟合的腰锥型哈密瓜承载托辊的设计方法。通过对100个哈密瓜样本边界离散点数据的整体拟合和分组拟合建立了哈密瓜平均轮廓曲线模型,计算结果表明该曲线模型与实际哈密瓜轮廓曲线之间的相关系数R-square为0.9496,标准误差RMSE为10.73,并以此哈密瓜平均轮廓曲线模型为基础,完成了腰锥型哈密瓜承载托辊的结构及参数设计。4、根据哈密瓜的质量、横径、纵径等基本物料数据,对腰锥型哈密瓜承载托辊进行改进和创新,提出了一种双锥压缩式哈密瓜承载托辊的设计方法,并完成了其参数设计及受力分析,得到锥形滚子斜边与中心轴线之间的夹角??(28)29,倾斜板角度为15°时弹簧刚度为0.048N/mm等重要参数。5、完成哈密瓜分级试验装置的制作,并进行试验。通过哈密瓜分级试验装置倾斜板角度试验,验证并确定了哈密瓜与腰锥型哈密瓜承载托辊之间发生相对滑动的临界角度所在范围4~8°和不发生相对滑动的最小安全角度所在范围12~16°。通过哈密瓜分级试验装置承载托辊性能对比试验,得到如下结论:1)在2、4、6吨/小时三种产量所对应的运行速度下,双锥压缩式哈密瓜承载托辊的稳定率比腰锥型哈密瓜承载托辊的稳定率分别高出约6%、10%、13%;2)在运行速度由2吨/小时变化到6吨/小时的过程中,腰锥型哈密瓜承载托辊的稳定率下降了15%,而双锥压缩式哈密瓜承载托辊的稳定率下降了8%;3)双锥压缩式哈密瓜承载托辊对不同大小的哈密瓜的适应性要比腰锥型哈密瓜承载托辊好。通过哈密瓜分级试验装置分级执行机构的动作试验,验证了本文所设计的哈密瓜分级执行机构的可行性,并确定了哈密瓜分级试验装置的产量范围为2~4吨/小时。本文通过对哈密瓜分级试验装置的设计与研究,完成了整机制作及试验,确定了该装置的整体结构及使用参数,为哈密瓜检测分级装备的研制提供了有益的参考,对提升哈密瓜的产后处理水平具有重要意义。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S226.5

【引证文献】