一種小型蜆子分揀清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)

牛春亮　李燁然

摘要：蜆子具有很高的經(jīng)濟(jì)與營養(yǎng)價(jià)值，然而大型分揀機(jī)器應(yīng)用成本高，經(jīng)濟(jì)性較差，市場上對(duì)于小型的分揀系統(tǒng)有著廣泛需求。由于蜆子的價(jià)格主要通過其大小來進(jìn)行分級(jí)，因此，設(shè)計(jì)了一種可滿足市場需求的小型蜆子分揀清洗裝置。該分揀裝置不僅可以將大小不一的蜆子按近似長度分為多個(gè)級(jí)別，便于加工和銷售，還具有較好的可調(diào)性，可以根據(jù)生產(chǎn)需要或者蜆子尺寸范圍的變化調(diào)節(jié)分選等級(jí)。該分揀裝置既可應(yīng)用于蜆子的分級(jí)，也可用于其它貝類水產(chǎn)品的分級(jí)，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了該小型蜆子分揀清洗裝置的總體結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：多級(jí)分揀;清洗;蜆子;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115019

收稿日期：2019-11-24

基金項(xiàng)目：大連海洋大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

作者簡介：牛春亮，講師。研究方向：機(jī)械CAE及智能裝備設(shè)計(jì)。

前言

蜆子是我國4大養(yǎng)殖貝類之一，廣泛分布在我國南北海區(qū)，其生長迅速，養(yǎng)殖周期短，適應(yīng)性強(qiáng)，適于人工高密度養(yǎng)殖。其規(guī)格大小不一，在市場中設(shè)定的價(jià)格也有所不同，因此需要對(duì)其進(jìn)行分揀[1]。市面上大部分的蜆子都是人工篩選和大型分選機(jī)分揀[2]，人工篩選準(zhǔn)確性差、效率低;大型分揀清洗裝置雖然效率高，但是體積龐大、價(jià)格高、針對(duì)性差，仍然存在很多不足。通過調(diào)查，目前市面上缺少高效率、針對(duì)性強(qiáng)的自動(dòng)化小型蜆子分揀清洗裝置。針對(duì)這一問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于盤狀凸輪機(jī)構(gòu)[3]的小型蜆子分揀清洗裝置，本裝置可以根據(jù)蜆子的長度、寬度及厚度將其分為不同大小等級(jí)來進(jìn)行分揀，從而提高分選的準(zhǔn)確性和效率，彌補(bǔ)大型分揀機(jī)的不便性和針對(duì)性差的問題。能夠有效地降低成本，提高分選效率。

1總體設(shè)計(jì)

1.1技術(shù)要求

由于飼養(yǎng)環(huán)境不同等原因，不同批次的蜆子直徑分布范圍不同，可根據(jù)該批次的實(shí)際情況對(duì)分揀裝置的分級(jí)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)[4]。設(shè)計(jì)對(duì)蜆子的分揀清洗裝置，要求清洗效率高、分揀精度高，不影響蜆子的完整度。根據(jù)測量可將其分為3個(gè)等級(jí)：25～27mm、28～31mm、32mm以上。因此，可通過篩網(wǎng)孔的分級(jí)范圍，使其最接近該批次的直徑范圍，以保證分級(jí)機(jī)利用率及生產(chǎn)效率的最大化。

1.2裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

裝置主要由分級(jí)篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)、緩沖傳送帶裝置、電機(jī)及滑輪裝置、清洗裝置、水泵循環(huán)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)及控制部分組成。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

工作時(shí)，轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸以鍵連接的方式固定，2支撐軸承也通過鍵連接以保證轉(zhuǎn)軸工作的穩(wěn)定性，由電機(jī)提供動(dòng)力帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上連接的盤型凸輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，盤狀凸輪機(jī)構(gòu)與篩網(wǎng)通過凸輪連接軸連接，從而使盤型凸輪機(jī)構(gòu)所連接的篩網(wǎng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行篩選。從蜆子的長度和厚度分別控制其大小使之分為3種等級(jí)，當(dāng)所需篩選的蜆子被投入進(jìn)料口后，隨緩沖傳送帶平穩(wěn)進(jìn)入篩網(wǎng)，篩網(wǎng)末端由滑輪及電機(jī)控制右側(cè)牽繩下降，使篩網(wǎng)以左側(cè)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至托板上，使蜆子沿滑道進(jìn)入出料貨箱，最終經(jīng)過篩選分揀出不同尺寸大小的蜆子運(yùn)往市場。該系統(tǒng)的組成部分包括電源開閉、滑輪升降、清洗噴頭開閉、電機(jī)轉(zhuǎn)速、傳送帶及水泵開關(guān)等，其中控制箱起總控作用。（篩網(wǎng)架周圍有擋板保證穩(wěn)定在篩網(wǎng)內(nèi)，另外篩網(wǎng)上層覆蓋有同等開孔的非金屬彈性緩沖板起緩沖作用）

在篩選過程中，有清洗裝置（清洗噴頭），清洗完后的水會(huì)收集入水槽中，水槽中內(nèi)置過濾網(wǎng)，通過管道水泵裝置再次輸送給清洗噴頭，以確保水資源的重復(fù)利用，環(huán)保節(jié)能。管道從外殼中伸出，在水槽1與外殼交界處有密封圈防止水槽漏水。

2關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)

2.1盤狀凸輪機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)是1個(gè)高副機(jī)構(gòu)[5]，主要包括主動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架3個(gè)組成部件。凸輪常作為機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，篩網(wǎng)作為從動(dòng)件，通過軸承、連桿與軸套將主動(dòng)件與從動(dòng)件連接實(shí)現(xiàn)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)軸與盤狀凸輪通過鍵連接固定，旋轉(zhuǎn)過程中通過盤狀凸輪的偏心運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)連桿在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)[4]，軸承的主要作用是使連桿一端在滑槽內(nèi)平滑且穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。關(guān)于凸輪運(yùn)動(dòng)的速度及篩網(wǎng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，主要根據(jù)分揀效率和裝置與材料的穩(wěn)定性來決定，通過電機(jī)調(diào)速控制最合適的速度。主要結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2分級(jí)篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)

分級(jí)篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)，由3級(jí)構(gòu)成，自上而下，從大到小將蜆子分為32～35mm、28～31mm、25～27mm 3個(gè)等級(jí)。篩網(wǎng)分為2層，第1層為彈性緩沖板，防止蜆子下落被破壞;第2層為篩網(wǎng)孔層，從長度厚度控制蜆子的大小。外圍還有擋板防止蜆子在分揀過程中掉落，最終全部分揀。

3級(jí)篩網(wǎng)自上而下排列開，靈活、穩(wěn)定，且能節(jié)省空間。針對(duì)不同的需要，篩網(wǎng)最下層的網(wǎng)狀板可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行替換，拓展其應(yīng)用范圍，提供更多方面的應(yīng)用。主要結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.3傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)為整個(gè)裝置提供動(dòng)力，使分級(jí)篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸由軸承固定在外殼上，保證轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，盤狀凸輪通過鍵連接固定在轉(zhuǎn)軸上，為防止盤狀凸輪滑落在其下方以定位卡環(huán)固定，轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸通過聯(lián)軸器相連提供動(dòng)力傳導(dǎo)。因?yàn)檎麄€(gè)裝置需要根據(jù)情況調(diào)整轉(zhuǎn)速，所以可通過總控箱調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢，功率大小，使其滿足需求。主要結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

4結(jié)論

小型蜆子分揀清洗裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、分選效率高、分級(jí)精度準(zhǔn)確，蜆子隨著緩沖傳送帶，及彈性緩沖板平穩(wěn)進(jìn)入篩網(wǎng)并進(jìn)行篩選分揀，降低了破損率。

裝置更好地滿足了市場需求，實(shí)現(xiàn)了分揀的自動(dòng)化，且能根據(jù)要求，讓使用者得到所需不同大小的蜆子，增加了裝置的可調(diào)性。另外使用防水材料將水和機(jī)械部件分隔開，更大程度上解決了機(jī)器內(nèi)部生銹老化的問題。將水循環(huán)過濾系統(tǒng)融入其中，分選和清洗同步進(jìn)行，更好地提升裝置實(shí)用性能。

裝置不僅適用于蜆子分揀，也可用于其它貝類水產(chǎn)品的分揀[8]，相比傳統(tǒng)的人工分選方式，分揀效率大大提高、應(yīng)用范圍更加廣泛，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，并彌補(bǔ)了大型分選機(jī)成本高、經(jīng)濟(jì)性較差的弊端。因此，該小型蜆子清洗裝置具有較好的市場應(yīng)用前景和可推廣性。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊淑華.對(duì)輥式海灣扇貝分級(jí)設(shè)備的設(shè)計(jì)[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（12）：220-224.

[2] 孔德剛.螺旋對(duì)輥式扇貝分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)[J].綠色科技，2017，6（12）：262-263.

[3] 李珊珊.對(duì)蝦清洗分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)[J].河北農(nóng)機(jī)，2017，2（2）：66-67.

[4]曹賓.扇貝分選機(jī)研究[D].長春：長春理工大學(xué)，2013：1-18.

[5] 韓玉林.基于UG的圓錐凸輪模型全參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電工程技術(shù)，2019，48（3）：28-29.

[6] 李秀珍.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：87-95.

[7] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1991：50-60.

[8] 尹欣玲.扇貝分級(jí)機(jī)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2015（3）：116-122.

（責(zé)任編輯周康）