【摘要】：目前,對(duì)于柑橘在自動(dòng)剝皮方面國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有成熟可靠的機(jī)械設(shè)備�，F(xiàn)有機(jī)械裝置大都屬于隨機(jī)劃皮,利用高轉(zhuǎn)速的帶刺輥輪在柑橘表皮處,割出多道劃痕,由于果皮含水率高、韌性低,不易成片剝離;而且果肉柔嫩,易造成機(jī)械損傷,這些都增大了機(jī)械去皮的難度,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有柑橘剝皮設(shè)備普遍具有果皮剝凈率不高以及較高的果肉損傷率等問(wèn)題。本文目的在于為柑橘自動(dòng)剝皮加工流水線提供新的方法,為解決目前柑橘深加工存在的難題提供參考,為促進(jìn)柑橘加工業(yè),減少人工加工成本,提高我國(guó)柑橘在各國(guó)市場(chǎng)上的占有份額,柑橘加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文研究的是一種寬皮柑橘成套剝皮設(shè)備,主要的研究?jī)?nèi)容和方法包括:1)柑橘剝皮機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)剝皮機(jī)的剝皮性能有重要的影響,根據(jù)柑橘物料特性,結(jié)合現(xiàn)有剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,分析確定了在柑橘剝皮機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮物理特性以及設(shè)計(jì)要求,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的柑橘剝皮試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)優(yōu)化一臺(tái)柑橘成套剝皮設(shè)備。2)對(duì)整機(jī)及關(guān)鍵部件進(jìn)行可行性分析,確定整機(jī)初步方案。運(yùn)用Solid works繪制各機(jī)構(gòu)的三維圖,確定一系列參數(shù),根據(jù)設(shè)計(jì)的基本要求與基本原則及設(shè)計(jì)原理,確定機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù),并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析,機(jī)械工程問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)受力分析的關(guān)鍵,確定環(huán)割、去頂和翻皮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及整體設(shè)備的傳動(dòng)穩(wěn)定性,確定最適宜的機(jī)構(gòu)參數(shù),使得部件合理、性能佳。3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及控制原理,同時(shí)根據(jù)輸入輸出端口的需求數(shù)目,選擇歐姆龍PLC控制器,型號(hào)為CP1H-EX系列。硬件部分主要完成PLC接線電路、驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)接線電路、電源接線電路等設(shè)計(jì),并對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行選型。4)通過(guò)剝皮效果試驗(yàn)得出:該樣機(jī)在柑橘剝皮試驗(yàn)時(shí),環(huán)割率均值為97.6%,損傷率5%;去頂?shù)毒呦湟淮稳ロ斅蕿?0%,對(duì)輥-二次去頂率93%;平均翻皮率為73.8%,而平均損傷率為12%;針對(duì)試驗(yàn)效果出現(xiàn)的損傷問(wèn)題,其主要原因是柑橘大小尺寸差超過(guò)所設(shè)計(jì)的適應(yīng)范圍。柑橘剝皮機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)行正常,驗(yàn)證了柑橘剝皮機(jī)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的可行性。通過(guò)原有搭建的試驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ),優(yōu)化設(shè)計(jì)了成套自動(dòng)剝皮設(shè)備,通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了其合理性。根據(jù)整機(jī)設(shè)計(jì)自適應(yīng)性,優(yōu)化刀具,需增加刀具等級(jí)以及增加分級(jí)工序,為樣機(jī)改進(jìn)以及工業(yè)化生產(chǎn)提供了參數(shù)及實(shí)際可靠依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S226.4
【圖文】：

圖 2-1 柑橘剝皮工藝Fig.2-1 Citrus peel technology2.3.1 環(huán)割傳統(tǒng)剝皮方式中，大部分采用隨機(jī)劃皮、破殼方式。經(jīng)前期研究，試驗(yàn)分析表明，不同剝皮方向?qū)Ω涕俟し蛛x特性的影響顯著，軸向相比徑向剝皮的果皮剝離長(zhǎng)度長(zhǎng)約 15%，因而軸向剝皮更有利于果皮分離，故提出一種定向割皮方式，在柑橘赤道面環(huán)割一圈，將整個(gè)果皮分割成上下兩部分，使剝皮起始方向有利于朝軸向剝皮。環(huán)割長(zhǎng)度以及環(huán)割位置直接影響翻皮及對(duì)輥效果。2.3.2 去頂柑橘果頂位置的橘皮相對(duì)于其他位置堅(jiān)硬，有著較為緊密的橘絡(luò)，因而橘皮與橘瓣之間的黏附力較大，在后續(xù)的對(duì)輥剝皮工序中，緊靠對(duì)輥的夾持力難以去除，且易造成果肉夾傷。因此，經(jīng)試驗(yàn)研究，提出需要增加去頂環(huán)節(jié)，提高剝凈率以及降低果肉損傷率。而去除頂部果梗，關(guān)鍵在于刀具的形狀設(shè)計(jì)、刀片數(shù)量

根據(jù)設(shè)計(jì)目的和要求，針對(duì)寬皮柑橘的個(gè)體大小、形狀的差異，結(jié)合前期柑橘剝皮試驗(yàn)平臺(tái)效果，參照已有剝皮設(shè)備確定合理的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用 SolidWorks三維軟件進(jìn)行整機(jī)三維建模以及根據(jù)工程圖紙制造出的試驗(yàn)樣機(jī)，如圖2-2所示。樣機(jī)主要由輸送機(jī)構(gòu)、環(huán)割去頂?shù)毒呦洹⒎ぱb置以及后續(xù)對(duì)輥剝皮機(jī)四個(gè)部分組成。四個(gè)部分采用獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)，分別驅(qū)動(dòng)各個(gè)部分運(yùn)轉(zhuǎn)。各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，可通過(guò)變頻器等進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括：輸送平臺(tái)的動(dòng)力傳輸、去頂、環(huán)割刀具箱的動(dòng)力傳輸，翻皮機(jī)構(gòu)動(dòng)力輸送以及對(duì)輥機(jī)動(dòng)力輸送。柑橘經(jīng)上料置托板上，經(jīng)過(guò)凸輪分割器輸送機(jī)構(gòu)間歇傳送至環(huán)割去頂?shù)毒呦湔路�；刀具箱�?jīng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行環(huán)割及去頂作業(yè)；托板運(yùn)送至翻皮機(jī)構(gòu)下方，經(jīng)氣缸驅(qū)動(dòng)推桿進(jìn)行翻皮作業(yè)后，柑橘在對(duì)輥剝皮區(qū)域完成剝皮過(guò)程，離開(kāi)設(shè)備。樣機(jī)具體形式如圖 2-2 所示，主要技術(shù)參數(shù)如表 2-1 所示。1-輸送機(jī)構(gòu) 2-環(huán)割去頂?shù)毒呦?3-翻皮裝置 4-對(duì)輥剝皮機(jī)圖 2-2 柑橘剝皮設(shè)備樣機(jī)Fig.2-2 C

a-頂部 b-底部 h—刀刃豎直高度 α-滑切角圖 3-4 環(huán)割刀正表面Fig.3-4 Positive surface of ring cutter片相對(duì)運(yùn)動(dòng)下的法向速度；片相對(duì)運(yùn)動(dòng)下的切向速度；采用的是定刀，壓盤(pán)帶動(dòng)柑橘旋轉(zhuǎn)，因正常切割，導(dǎo)致切割不整齊，因而在切且適當(dāng)增大刀刃滑切角，利于切割，同合適的滑切角，樣機(jī)刀片滑切角選取 1化分橘絡(luò)緊實(shí)，利用對(duì)輥直接去除較為困刀切法、旋轉(zhuǎn)割刀法。

【參考文獻(xiàn)】

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2 潘海兵;王振亞;陳紅;劉靜;童宇;施曉春;;寬皮柑橘對(duì)輥式剝皮機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年12期

3 陳紅;余豹;王振亞;潘海兵;左婷;董武林;;寬皮柑橘剝皮機(jī)對(duì)輥式剝皮裝置工藝參數(shù)優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年04期

4 胡建平;靳合琦;楊德勇;;果蔬切丁機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J];農(nóng)業(yè)裝備技術(shù);2015年01期

5 單楊;;我國(guó)柑橘工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè));2014年04期

6 石超;呂長(zhǎng)鑫;馮敘橋;李萌萌;劉蘇蘇;;果蔬汁飲料現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析[J];食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào);2014年03期

7 楊忠強(qiáng);李忠新;楊莉玲;阿布里孜;劉奎;朱占江;劉佳;;核桃脫青皮技術(shù)及其裝備研究[J];食品與機(jī)械;2013年06期

8 李忠新;劉奎;楊莉玲;阿布力孜·巴斯提;馬文強(qiáng);閆圣坤;;錐籃式核桃破殼裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2012年S1期

9 丁曉波;張華;劉世堯;廖益均;周志欽;;柑橘果品營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究現(xiàn)狀[J];園藝學(xué)報(bào);2012年09期

10 楊玉;鄧文;李健權(quán);王衛(wèi)紅;黃國(guó)林;張平;;湖南柑橘生產(chǎn)區(qū)劃與發(fā)展對(duì)策研究(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2012年09期

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2 盧敏;寬皮柑橘剝皮方法的試驗(yàn)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2743339