6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉守祥 (長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北 荊州 434023)

付新祥 (湖北省洪湖市農(nóng)業(yè)局,湖北 洪湖 434200)

6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉守祥
(長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北 荊州 434023)

付新祥
(湖北省洪湖市農(nóng)業(yè)局,湖北 洪湖 434200)

為了提高6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)生產(chǎn)中蓮籽定位的精度，在不改變?cè)瓩C(jī)總體設(shè)計(jì)的前提下，設(shè)計(jì)了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)取代原動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，并對(duì)液壓系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析。

蓮籽穿芯機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；改進(jìn)設(shè)計(jì)；工作原理

圖1 改進(jìn)前的6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)Figure 1 The sorting mechanism for 6CB-10 lotus seeds before improvement

6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)改變以往蓮籽加工以半手工、半機(jī)械作業(yè)為主的加工方式，將分級(jí)后同一規(guī)格的蓮籽放入料斗，在電磁振動(dòng)輸送器的作用下，將蓮籽定時(shí)有序地輸送到蓮籽夾緊機(jī)構(gòu)總成，夾緊機(jī)構(gòu)作間歇圓周運(yùn)動(dòng)，穿芯機(jī)構(gòu)總成作間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成蓮籽的穿芯(圖1,拆去送料總成等部件)[1]。在該型蓮籽穿芯機(jī)中，運(yùn)動(dòng)的傳遞和蓮籽的夾緊定位主要是凸輪和彈簧來實(shí)施，傳動(dòng)過程中接觸的部件大多是點(diǎn)或線，整機(jī)工作一段時(shí)間后，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間的磨損和相對(duì)位移的積累誤差等，使得蓮籽定位精度降低，蓮芯的穿凈率難能達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)。針對(duì)此問題，筆者設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)取代了該型蓮籽穿芯機(jī)中傳遞運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

1 改進(jìn)后的整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.電動(dòng)機(jī);2.穿芯機(jī)構(gòu)總成;3.穿芯驅(qū)動(dòng)桿;4.穿芯油缸;5.送料振動(dòng)機(jī)構(gòu)總成;6.導(dǎo)料輸送管;7.機(jī)架;8.蓮籽定位夾緊總成;9.驅(qū)動(dòng)油缸;10.油馬達(dá)圖2 機(jī)構(gòu)示意圖Figure 2 Schematic diagram of the mechanism

改進(jìn)后的6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)主要由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、送料振動(dòng)機(jī)構(gòu)總成、定位夾緊機(jī)構(gòu)總成、穿芯機(jī)構(gòu)總成、穿芯針的驅(qū)動(dòng)油缸、夾緊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)油缸、油馬達(dá)等部件組成，將原機(jī)型中分別用于驅(qū)動(dòng)分度圓盤和穿芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的凸輪和回位彈簧用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)取代(圖2)。其工作原理為：?jiǎn)?dòng)電源，送料機(jī)構(gòu)開始工作，當(dāng)蓮籽呈有序狀態(tài)進(jìn)入夾緊定位機(jī)構(gòu)時(shí)，主電源啟動(dòng)，油缸9開始驅(qū)動(dòng)蓮籽夾緊定位機(jī)構(gòu)總成8按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度達(dá)到90°時(shí)，夾緊定位機(jī)構(gòu)總成8在制動(dòng)裝置作用下開始停止；在停止期間，其他4個(gè)工序同步進(jìn)行：一是油缸9完成反向運(yùn)動(dòng)，回到原始位置；二是油缸4帶動(dòng)穿芯機(jī)構(gòu)做左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成定位夾緊機(jī)構(gòu)總成A位蓮籽的穿芯；三是蓮籽定位夾緊機(jī)構(gòu)總成B位完成蓮籽的喂入；四是蓮籽定位夾緊機(jī)構(gòu)總成D位完成穿芯后蓮籽的退出(圖2)。上述不同工位的4個(gè)工序完成后，油缸9又開始驅(qū)動(dòng)蓮籽夾緊定位機(jī)構(gòu)總成8按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，依此循環(huán)反復(fù)，完成蓮籽的穿芯。

2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工作原理

2.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.油箱；2.濾油器；3.液壓馬達(dá)；4.穿芯針液壓缸；5.單向閥；6、7.二位四通電磁換向閥；8、11.二位二通電磁換向閥；9.夾緊機(jī)構(gòu)總成驅(qū)動(dòng)液壓缸；10.分流閥；12.溢流閥圖3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖Figure 3 The illustrative diagram for the fluid driving system

蓮籽穿芯過程分為：蓮籽的輸入、夾緊定位、穿芯及退料4個(gè)步驟，在不同工序位同步進(jìn)行。其中定位夾緊機(jī)構(gòu)總成的運(yùn)動(dòng)為間歇的圓周運(yùn)動(dòng)，如以夾緊機(jī)構(gòu)總成上B點(diǎn)做起點(diǎn)(圖2)，當(dāng)總成8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后，就開始處于停止?fàn)顟B(tài)。在此時(shí)間內(nèi)，蓮籽的4個(gè)工序應(yīng)同步完成，要避免夾緊定位總成8和穿芯機(jī)構(gòu)總成2發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，合理設(shè)置油缸9的往返運(yùn)動(dòng)和油缸7的往返運(yùn)動(dòng)就成為本液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。針對(duì)上述要求，6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)的液壓系統(tǒng)主要由液壓馬達(dá)、濾油器、二位二通電磁換向閥、分流閥、分別驅(qū)動(dòng)穿芯機(jī)構(gòu)和定位夾緊機(jī)構(gòu)的液壓缸、溢流閥、行程開關(guān)和油箱等液壓元件構(gòu)成(圖3)[2，3]。

2.2 液壓系統(tǒng)的工作原理

電源啟動(dòng)后，液壓馬達(dá)開始工作，所有電磁換向閥均處于失電狀態(tài)，高壓油經(jīng)閥體7進(jìn)入液壓缸9的左腔，推動(dòng)夾緊定位總成8按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，液壓缸9右腔的油經(jīng)過閥8、11和7回油箱。當(dāng)夾緊定位總成旋轉(zhuǎn)90°后，閥7、8和11得電，閥6仍處于失電狀態(tài)，此時(shí)，高壓油經(jīng)閥7和11進(jìn)入比例分流閥10后分兩路流出，一路經(jīng)閥8進(jìn)入油缸9的油腔，使其空負(fù)載回位；一路經(jīng)閥6進(jìn)入油缸4的左腔，驅(qū)動(dòng)穿芯機(jī)構(gòu)完成蓮籽的穿芯；穿芯完成后，閥6得電，高壓油油缸4的右腔，使其空負(fù)載回位；當(dāng)油缸4和9均回到原位后，所有電磁閥均失電，完成蓮籽的輸入、夾緊定位、穿芯及退料作業(yè)，依次循環(huán)反復(fù)。

3 改進(jìn)后的生產(chǎn)試驗(yàn)

6CB-10型蓮籽穿芯機(jī)中機(jī)械傳動(dòng)部件用液壓系統(tǒng)取代后，蓮籽穿芯生產(chǎn)試驗(yàn)表明：(1)蓮籽蓮芯的穿凈率得到了提高；(2)極大地降低了蓮籽穿芯中產(chǎn)生的噪音；(3)由于標(biāo)準(zhǔn)液壓原器件的選用，減輕了整機(jī)重量，降低了整機(jī)的生產(chǎn)成本。

[1]劉守祥，楊友平，張善彪,等.6CB-5.4型蓮籽穿芯脫殼機(jī)的研究[J].食品與機(jī)械， 2003，(4)：23～26.

[2]劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng)(第2版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.77～87，109～114，181～191.

[3]曹玉平，閻祥安.液壓傳動(dòng)與控制[M].天津：天津大學(xué)出版社，2003.143～144，219～236.

2010-10-09

湖北省荊州市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20091P030-3)

劉守祥(1964-)，男,湖北洪湖人,高級(jí)工程師,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究..

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.04.019

TH12

A

1673-1409(2010)04-S066-02