優(yōu)秀的機(jī)電一體化專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)4

1、設(shè)計(jì)方案的擬定１杏核物理特性分析杏核外形為不規(guī)則的扁殼狀球體，其形狀如圖21所示。由于杏核破殼加工時采取寬度方向上兩側(cè)面對擠的破殼方式，因此應(yīng)該按照杏核的寬度進(jìn)行分級。杏核的寬度隨品種的不同有很大的差別，同一品種的寬度值基本上在一定的尺寸范圍內(nèi)，取三門峽地區(qū)所產(chǎn)的甜杏核257粒進(jìn)行測量、統(tǒng)計(jì)和分析，杏核寬度尺寸分布表21所示。杏核所特有的物理特性主要有：杏核的外形為不規(guī)則的扁殼狀球體，外殼堅(jiān)硬，沿厚度方向?yàn)橥蛊鸬那蛎鏍睿砻婀饣?；沿寬?/p>

2、方向逐漸收為棱狀，表面比較粗糙；而長度方向則配合著寬度和厚度方向的收縮逐漸變尖；另外杏核的平均個體的質(zhì)量比較小，比重也不大。個體與個體在比重上差別甚微。由該表可以看出甜杏核寬度分布范圍為13─21mm，其中寬度在14─20mm范圍內(nèi)的粒數(shù)占測定總粒數(shù)的96%以上，因此可以設(shè)計(jì)一臺分級裝置，對該種杏核按寬度尺寸來進(jìn)行分級。由以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知杏核的長度尺寸為最大尺寸，厚度尺寸為最小尺寸，寬度尺寸為中間尺寸。2杏核分級方案設(shè)計(jì)我國生產(chǎn)使用的篩

3、分設(shè)備有200多個品種，在礦山工業(yè)和建材工業(yè)中，使用篩分機(jī)械對礦物原料和建筑材料進(jìn)行分級，已經(jīng)有幾百年的歷史。由于分選的對象和分選的要求的不同，分級機(jī)械和分離機(jī)械的種類很多，結(jié)構(gòu)形式也各異，但是就其原理和方法來看，卻有很多的相似之處，都是利用分選對象的各組成部分的物理機(jī)械特性的差異來加以區(qū)分，如尺寸、重量、密度、形狀等進(jìn)行分級或除去雜質(zhì)等異物。常規(guī)的圓孔篩面的平面往復(fù)篩、滾筒篩、風(fēng)選設(shè)備等應(yīng)用于杏核的篩分，均效果不夠好。為了達(dá)到杏核按寬

4、度分級這一特殊要求，該課題設(shè)計(jì)了一種新型的杏核分級設(shè)備。該分表21.杏核的寬度分布分布區(qū)間個數(shù)平均粒徑mm百分率%(13.014.0)813.423.11[14.015.0）2814.4210.89[15.016.0）5215.4820.23[16.017.0）8016.4831.13[17.018.0）5017.5019.46[18.019.0）2718.4510.5[19.021.0）1219.714.67長度范圍：19.50～28

5、.00mm平均長度：23.2mm；寬度范圍：13.00～20.20mm平均寬度：16.50mm；厚度范圍：8.00～12.20mm平均厚度：9.52mm；個體質(zhì)量范圍：0.6～2.2g平均質(zhì)量：1.6g圖21杏核的外輪廓形狀Tcosα=G，Tsinα=F，F(xiàn)a=Gc其中：F=mω2R杏核外形尺寸13≤a≤20，1≤c≤5杏核重力G=1.61039.8N，αmax=21.01，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸限制，可取R為100mm?！郌max=G0.050

6、.13=0.0603N，Tmax=0.0168N∴計(jì)算得:ωmin=6.22rads或nmin=59.4rpm由此可知，要使杏核在分級過程中能夠保持正確的姿態(tài)，就必須滿足該轉(zhuǎn)速ω或n。2杏核在分級板上滑動時間及對分級板的作用力分析假設(shè)杏核是由距圓心O點(diǎn)a0處垂直放入，取a0=0.1r，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)取r=400mm，忽略摩擦影響，以分級板及轉(zhuǎn)盤建立動參考系oxyz，加速過程中杏核受力如圖32所示，建立相對運(yùn)動動力方程：(1)dd2122g

7、cgeFFFFNmgtxm??????其中：m為杏核質(zhì)量，x為杏核的絕對位移，r為轉(zhuǎn)盤半徑，t為杏核由a0到r經(jīng)過的時間，g為重力加速度，N為垂直支反力。將(1)式投影到x軸上有：2?mxxm???令，則xvr??分離變量并從a0到x=r積分可得：將上式分離變量并從0到t積分得：將(1)式投影到y(tǒng)軸得：xmFFgc?22???∵∴xvr??2022222axmvmFr?????可見F2隨ω的增大而增大。F2=F=6.03103N分級板離

8、開轉(zhuǎn)盤及分級板邊緣時：t=1s時，ω=2.56rads，vr=1.018mst=0.5s時ω=5.13rads，vr=2.041ms根據(jù)3.1節(jié)要求ω=6.22rads，此時vr=2.041ms，t=0.48s四、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1分級板的設(shè)計(jì)按照后續(xù)加工要求，把杏核的基本尺寸按寬度分成五個等級如下：表41寬度尺寸級別mm202axdtdxvr????xtxxvtvrr2dddddd????0202ln1aartr????圖31杏核分級過程