水果分选机分选部分设计
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编号:
外文翻译
(原文)
题 目: 水果分选机分选
部分设计
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姓 名:
职 称:
题目类型:¨理论研究 ¨实验研究 þ工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发
对java苹果果实损伤最小的分选机器的设计
摘要
Java苹果水果特性是:有非常吸引力的皮肤,甜而脆肉,对高机械损伤非常敏感。java苹果在泰国生产已经流行于当地和外国市场,几乎全年都是可用的,以优惠的价格出售。水果采后出口驱动的机械化设备,其中至关重要的新型机等机械为java苹果仍然是不可用的。本研究旨在设计、构建、测试和评估一个有效的分级机对于java苹果。设计概念特色有:a) 一个分级参数决定了直径的水果,b) 一个分级机制导致最小伤害。分级机是由送料单元和由两个187 W 220 V 50赫兹电机驱动、齿轮减速器和滑轮组成的一个传送单元。性能测试表明, 带的速度和倾角的大小;带的进给速度和水果取向严重影响着工艺性能于p < 0.05。在最佳工艺条件下连续机械分级取决于品种。最佳的工艺性能的显著特征就是污染或错误比为10.8%-16.5%,和一个吞吐量能力为149.7 -195.1Kg/h。此时对水果没有明显的损害。手动分选的导出的java苹果出现一个错误比率为27.9%,伤害比例的13.3%,和一个容量为107.2Kg/h。因此,java苹果分级机可以经营没有增加更多的机械破坏大小的水果。
命名
java苹果的直径 ,mm
传送带的发散角 ,
传送带的倾斜角度 ,
java苹果等级1和等级2之间的孔直径 ,mm
java苹果等级2和等级3之间的孔直径 ,mm
等级为1的java苹果果实的平均直径 ,mm
等级为2的java苹果果实的平均直径,mm
等级为1的java苹果果实的标准偏差
等级为2的java苹果果实的标准偏差
分选效率
Q 吞吐能力,Kg/h
平均污染错误率
等级i的流率,Kg/h
相关成本等级为i的分数
等级为i的苹果果实的总数
等级j从等级i回收的品种数量
等级g从等级j回收的品种数量
等级i中回收的苹果总数量,Kg
混合之初等级i的分数
从等级i中回收的正确的水果分数
t 进给时间,h
权函数
等级i中回收的总重量 Kg
注入分选系统的总重量,Kg
介绍
Java苹果果实流行于泰国和国外因其美丽的皮肤颜色也是甜而脆肉。水果的营养价值极高。在2005年,出口苹果肉来自泰国的爪哇达到高达4460万美元,这使它第三排名后出口水果榴莲和龙眼。采后的行动在新鲜水果、上浆是相当的劳动密集型的。浆纱是必要的,因为大小的水果a)具有较高的价值,如果出售水果吗b) 它吸引买家和c) 它促进包装设计([Jarimopas et al,2007]和[Peleg,1985])手动浆纱是充满缓慢上浆率,较大的误差和机械损伤。例如,手工上浆的新鲜芒果[Jarimopas,Toomsaengtong, & Inprasit,2007]和榴莲(Jarimopas,Siriratchataapong,Sukharom,Sihavong, & Goto,1992) 被发现造成偏差率和43%的34。上浆机开发工作与热带水果通常由一个双齿辊破碎机辊齿孔式、带、板仪、和不同带。Jarimopas,Kongwatananon,Rangdang,Yamashita(1988)测试了一个商业橘红色的上浆机,基于多孔输送机机制仪。他们的机器由五孔直径和大小不一的钢瓶的6年级水果的容积为1.5吨h?1和上浆效率可达87.5%。效率高上浆也许是由于non-deformable光圈。虽然商业上可行,喂养必须单层手动控制,这是一种不良的特征。一个小的尺寸的橘子数目长期阻碍了斜面水果钢瓶之间,使经营者有手动移动到下一个旋转圆筒水果继续上浆。这是一个愤怒的原因操作员和它减慢了。扶轮上浆机(GREEFA,Geldermalsen、荷兰),这是发达模型和董事会双齿辊破碎机辊齿皮带,被用来大小芒果([Jarimopas等问题,2007]和[Jarimopas等问题,2007])。芒果双齿辊破碎机辊齿的3个年级能种类(小、中、大)在一个持续的容量为1026公斤h?1和一个错误,发生率为23%。扶轮Greefa概念也被应用于其他sphere-shaped大小的水果和蔬菜,如番石榴(Jarimopas,Rachanukroa,和陈,2002)。仪器的优点是它的缓解交通工具,例如在轻型卡车。然而,它的性能局限于单层喂食和其特点是不一致的错误由于缝隙。Jarimopas丁晓萍。(1988)开发了一种新型解决分歧的带芒果。分带的是由两个75毫米宽腰带是在一个角度倾斜25°以水平表面。 这台机器在一个能力分级芒果1100Kg/h效率率为80%。低的倾向需要上浆带芒果旅行前更远校准的直径和血统的水果从通径带构成的主要缺点是这台机器。这导致了一个长的机器,使运输困难。此外,孔径不均匀性是矛盾的,因为上浆带。为frustum-shaped水果,比如梨子和胡萝卜,法勒(1985)建议使用分带进行有效的双齿辊破碎机辊齿的排序。一个适当的上浆机应该快速上浆率的特点,可接受的误差比率微不足道的机械损伤。Mohsenin(1996)表示,机械损伤是副产品的利用农业机械。这是可能的,造成上述机器机械损坏,但是相关的评估报道。Bupata,Jarimopas,和通常(2007)报道,直径的java苹果果实不同比例和水果的重量。javaapplefruit直径的变化各自的尺寸了Sarakan品种,Jarimopas,通常(2007)。基于压缩破裂javaapple皮肤的力量,其皮肤被发现更容易受到损伤,比苹果([Jarimopas等问题,2007]和[Jarimopas等问题,2007)。磨损和伤害都可能发现苹果联合国,包装java。java苹果产量高价格商业化,并获得知名度在国外市场上可用的几乎所有地方一年到头。水果生产是相当的工作服但短缺和劳动力成本变得至关重要。因此,要求上浆机增加了。一个特定java苹果上浆机是不可用的。因此,本研究旨在设计、开发的一种结构简单、紧凑,崎岖的机械仪工作与非常敏感的水果都是一个挑战。
材料和方法
设计和运行
设计
设计理念包含四个标准:一)浆纱参数由直径的java苹果头直径(Dm在图1),b)不得不在曲线斜率上浆机理的损失减少到最低程度,c)上浆机必须提供一种机制能够始终如一地米果直径和统一释放量水果装入接收集装箱相应的大小和d)机器应该简单、结构紧凑、坚固耐用,且可移动。皮带的设计选择了不同,因为(我)浆纱皮带提供两种接触点的直径测量java苹果进展而水果沿腰带。(二)在浆纱带旅行期间同时运动分歧,因此,测量水果前往了皮带腰带在他们的基地(孔)失去接触测量孔的果实;水果降落到接收集装箱相应的大小。(3)java苹果果实的形状。初步跌落试验java苹果果实 15新鲜完整(粒度大小均匀)从150年、200年和250毫米高到一个坚硬的表面缓解由20毫米泡沫橡胶透露水果损坏发生在一个最小的投入高度200毫米。为一个假定的均匀加速运动,这相当于0.2秒下降时间(Meriam,1975)。旅行速度的浆纱带200毫米年代1和联合时间的水果和水果的脱除下降到盘0.5秒,规定一个可行的安排在200×0.5 =水果100毫米间隔。上浆机的分带设计为允许3水果同级去沿着带序列(小年级允许4水果)(图2)。三个等级(大、中、小型)是必需的。积极的长度为900毫米和100毫米的额外的空间收果子的反弹(如果有的话)两边,提供一个总长度1100毫米是指明。带的发散角β在图1。根据Bupata丁晓萍。(2007年) β 等于0.29、0.55、0.34和°的javaapple Toonklao品种,分别Tubtimjan和Tongsamsri。倾斜的角度表现为α带图1。分带的需要倾向于水平面,因为倾向导致α点与运动的过程中每一颗果子不论尺寸大小。因此,每一个水果以它的头直径,应该α是太大的水果瀑布和不对称的躺在皮带就运动,因此没头直径测量。如果α太小,水果可能呆在篮下的肩膀,直径测量不发生。适当的倾斜角度(α)因此需要确定。情绪智商。(1)(法勒,1985)提出了估计的直径的分离(X12,X23)之间的java苹果果实相邻的成绩从均值和标准偏差的每一个相邻的品位。X12的价值观和X23由表1给出。
这里,
java苹果等级1和等级2之间的孔直径 ,mm
等级为1的java苹果果实的平均直径 ,mm
等级为2的java苹果果实的平均直径,mm
等级为1的java苹果果实的标准偏差
等级为2的java苹果果实的标准偏差
表1
统计的插孔和角的浆纱腰带。
品种 结果最大粒径大小(mm) (mm) (mm) (°)
S M L
TK 52.921.57 57.700.89 64.121.37 59.964.16 53.017.30 0.29
TM 45.302.93 58.081.53 65.801.36 62.879.40 94.8632.73 0.55
TS 51.152.20 58.471.53 63.071.82 65.3310.02 47.3913.29 0.34
显示发达java苹果果实上浆机的单位和分带料浆单位。进料单位,598毫米宽,长1430毫米- 520毫米高,是钢做的。两个25.4毫米直径圆柱轴安装在顶部的框架,便于带的调整。喂料带,Ammeraal型带Flexam EM 10月2日绿色成品(Ammeraal Beltech,Heerhugowaard、荷兰),是100毫米宽,2400毫米长和并行到地板上。喂料装置,推动了0.19 kW 220 V 50赫兹电机、1:20齿轮减速器,一个链和一个滑轮。一个“u”型橡胶地垫是附属于传送带表面80毫米间距部分集装箱水果为均匀半自动水果吃食。上浆机、钢做的和390毫米宽,长1510毫米和765毫米高,表现了一个托盘的钢材收到600厘米宽长1100毫米、80毫米深。接收托盘缓冲与20毫米橡胶泡沫为两个可调分区水果尺寸要求的分离。上浆带偏离和倾向于水平面的在α学位。每两种浆纱皮带,Ammeraal类型Nonex EM 8/2蓝色成品100毫米宽长2500毫米。的外表面带内衬有4毫米胶乳泡沫。每一个带被赶在相同的速度下由一个220 V 50赫电机工作在1450转/分钟以减小齿轮以及万向节。锥形布管的端部之间放置喂料带的开始带控制上浆垂直下降的java苹果果实,减速水果掉落在浆纱带从而减少损坏的水果。运动上浆带水果低于水平从而减少垂直滑动。圆锥形布管120毫米长和由纱。它有一个直径100毫米孔径顶部和厚度不超过60毫米的孔直径在底部,麦克喂食。
运行
Java苹果水果手动输入u型橡胶连续饲喂带由操作员以这样的方式结束的水果是杆平行于带运动。这就提供了一个统一的自动送料的水果浆纱带。然而,喂料机容量限制了使用者的能力。水果离开喂食运输带和垂直进入了圆锥形布管(图4),但圆锥形布管不仅把水果垂直。
进行上浆带的爪哇苹果果实过去2接触点。向前运动,分歧的浆纱带和单果重下降导致水果对低端或皮带的光圈。因此,两个接触点带面尺寸和水果不断。这种现象的发生,会导致皮肤擦到水果和可能引起磨损。当水果达到的孔,这是防止表面的缓冲的浆纱腰带。
性能测试
样品制备测定的最佳工作条件包括随机选择newly-harvested、统一和损害自由java苹果果实。每种大小三十样品水果(三个大小:小、中、大)各品种的(三品种:Toonklao Tubtimjan和Tongsamsri,收集整理了。最大的水果头直径、长度和重量测量每个样本的游标制动和电子平衡(G 6000年,生产的生产公司,Goettingen、德国)。
测定的最佳倾角与速度的角度浆带
方差分析(一个样品的java苹果果实为原料,制备了如上所述。测试条件包括两个控制因素;倾向的角度的浆纱带(3个等级:75°、80°和85°)和浆纱带速度(3个等级:10欧分,20欧分和30米分钟?1)。均匀喂java苹果样品,上浆带是在15米管制?1分钟。进行了五次重复,为一个结合的控制因素。上浆机的性能进行了评价与Eqs。(2)、(3)、(4)。
=
Q=
=
这里,
=
=+
=
=
=
同时在这里,
上浆效率
Q 吞吐能力,Kg/h
平均污染里错误率
等级i的流率,Kg/h
相关成本等级为i的分数
等级为i的苹果果实的总数
等级j从等级i回收的品种数量
等级g从等级j回收的品种数量
等级i中回收的苹果总数量,Kg
混合之初等级i的分数
从等级i中回收的正确的水果分数
t 进给时间,h
权函数
等级i中回收的总重量 Kg
注入上浆系统的总重量,Kg
确定最佳水果取向和相关的机械损伤
java的形状苹果果实(图5)确定了维度的最大值和最小值的水果的头。这两个参数都有显著性差异(Bupata et al,2007)。决定的条件和倾向速度,水果形状影响水果定位试验条件对于样品放置在喂养带(2个可能:随机位置和水平最大横径位置)。每一个水果放在样品干转向上浆单位。
继90年爪哇苹果样品测试各种尺寸的随机收集并存储与之在15°C 6小时([Jarimopas et al ,2007]和[Jarimopas et al,2007)。java苹果的损伤力学特性,机器尺寸,既与无锥形布管,以及控制套水果(这是不处理后经本机)使用Eqs比较分析。(5)、(6)、(7)。
java苹果公司被损坏的评估分为三个层次:等级1例;无明显损害、二级;破坏的地区<0.5%,三级: 破坏的地区<0.5%。
连续运行试验
具备条件的速度和角度的倾向的浆纱带、喂料带速度、水果导向对料带固定在以前得到了测试。五百年,newly-harvested、统一和损害自由java苹果果实采收各品种的随机从出口果园在Nakornpathom、泰国。所有的水果都无法各品种的样品测量的物理特征,进行了每一个水果样品作为早些时候报道。
结果和讨论
优化速度和倾斜角度的浆纱带
具体品种、速度和倾斜角度的浆纱带平均污染严重影响效率和上浆率p < 0.05);基于优先级的污染率。最优速度和倾斜角度20米/分钟和85°为Toonklao变化,导致最低的23.3%和79.7%的电子战(表2)。为Tubtimjan品种,适当的速度和倾斜角度20米/分钟和75°,导致最低的12.1%和Ew 92.8%(表3)。虽然速度的喂养一带保持不变在15米/分钟,最佳速度和倾斜角度的浆纱带为Tongsamsri是20 - 30米/分钟和80°,导致最低的88.2%的大约18.9%和Ew(表4)。
表2
速度和角度的影响倾向的浆纱带中的表现java苹果果实(Toonklao种类)上浆机。
倾斜角度(°) 上浆带速度(m ) (%) (%)
75 10 26.354.00 76.138.07
12 26.487.35 80.3210.49
30 27.443.48 81.977.82
80 10 25.712.91 80.1110.95
20 33.146.28 75.247.23
30 33.272.45 74.914.92
85 10 30.194.58 70.194.45
20 23.304.19 79.745.21
30 25.263.91 76.246.07
*是指在同一字母在同一列中标微不足道的差异指定p < 0.05)
表3
速度和角度的影响倾向的浆纱带中的表现java苹果上浆机(Tubtimjan品种)。
倾斜角度(°) 上浆带速度(m ) (%) (%)
75 10 17.705.33 91.975.47
12 12.133.39 92.772.63
30 16.891.89 88.221.96
80 10 20.749.17 85.427.96
20 24.255.86 88.4211.07
30 19.153.61 91.225.33
86 10 25.255.09 76.188.26
20 24.645.14 86.766.83
30 15.990.47 92.495.79
*是指在同一字母在同一列中标微不足道的差异指定p < 0.05)。
表4
速度和角度的影响倾向的浆纱带中的表现爪哇苹果上浆机(Tongsamsri品种)。
倾斜角度(°) 上浆带速度(m ) (%) (%)
75 10 24.072.76 94.963.76
12 29.015.05 95.554.73
30 23.853.25 95.103.16
80 10 22.503.66 85.428.73
20 18.913.26 88.427.64
30 19.917.94 93.545.15
87 10 28.604.95 87.098.92
20 21.494.46 92.396.28
30 20.495.58 84.164.94
*是指在同一字母在同一列中标微不足道的差异指定p < 0.05)。
料带速度优化
操作机器的java苹果上浆在我)受控状态的最佳速度、倾斜角度的浆纱带和二期各品种的变化速度由于带均匀喂喂水果由操作员u型橡胶,发现喂食带速度有很大影响,艾玛及Q p < 0.05为特定的品种。所示的最高和最低的电子战最佳饲养带速度为Toonklao,Tubtimjam和Tongsamsri品种。
表6
水果取向的影响中的表现java苹果果实上浆机。
品种 水果取向 Q (kg/h) (%) (%)
Toonklao 随机 263.9211.30 17.212.09 93.523.00
最大粒径 179.874.90 9.841.93 93.621.83
Tubtimjan 随机 333.0928.51 6.472.46 91.2310.41
最大粒径 214.2233.49 3.161.07 97.940.97
Tongsamsri 随机 326.7033.49 14.263.69 88.635.30
最大粒径 187.445.69 8.661.08 91.512.70
*是指在同一字母在同一列中标微不足道的差异指定p < 0.05)。
显示群java的苹果果实大小分带上浆机既与无圆锥形布管和对照组的Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品种。各种各样的大小的水果按机器安装锥形布管较少损伤比水果展出按机器没有锥形布管安装。Tongsamsri品种,有损伤3级按机器没有锥形布管,而没有苹果。表7;java机械损伤大小苹果果实(既与无锥形布管在机)在比较与控制样品。苹果是java的伤害分成三个层次- 1级:没有明显的损失,等级2:破坏的地区小于0.5%和三级:破坏的地区超过0.5%。
连续性能
上浆机的分带,经500年java苹果果实不断上浆中的各Tubtimjan,Tongsamsri和Toonklao品种。Tubtimjan品种和Q为12.2%和195.1公斤/小时,而Tongsamsri品种分别为的16.5%和181.7公斤/ 小时,Toonklao 10.8%和149.7公斤/小时。对于一个给定的变化,并问相对低于先前的测定中获得2.3.3项。这可能发生的,因为2.3.3节,有平等的编号为各大小;然而样品制备连续性能测试时依赖什么水果种植提供。重量比苹果果实的爪哇的小:中等:大尺寸的Tubtimjan品种是0.2:1:0.24,这些Tongsamsri品种1:0.99:0.57和Toonklao品种分别为0.48:1.00:0.33,分别。手动份量的java的Tongsamsri苹果品种,开往出口,平均达到107.2公斤/小时的表演污染率为27.9%,机械损伤(Eq。(7) )的13.3%。控制各种各样的受损区域被发现有轻微不同p < 0.05机械尺寸的水果相比, 这意味着上浆机不花额外的明显损伤大小的水果。另外,java苹果果实机械仪可以运行在零明显的损伤作用。少犯错误,提高能力,特别是零明显损害分类的水果都被认为是一个重要的优势的浆纱分带机器。
结论
性能测试的java苹果果实上浆机表明速度和倾斜角度的浆纱带、进料带速度和水果取向显著地影响浆纱性能,p < 0.05)。最适反应条件下连续机械浆是依赖于各种各样的水果。上浆性能最优有相当一个错误比率为10.8 ~ -16.5%,吞吐能力149.7 ~ -195.1公斤/小时。手动份量的java苹果开往出口的27.9%,平均比值特征误差13.3%,在损伤和容量107.2公斤/小时。发达java苹果浆纱设备可以运行在“零明显的损伤”,因此没有额外的机械损伤大小的水果。
承认
所有的作者想把这项工作对成功的Bundit Jarimopas迟教授。本研究通过程序格兰特是支持前沿研究网络战略奖学金,博士。泰国博士学位程序从办公室的高等教育委员会,泰国。作者想表达自己的感激之情对金融支持收到了研究生教育和研究开发项目采后技术在清迈大学和研究生院的Kasetsart大学、采后技术创新中心(PHTIC)。最终,我们要感谢Rajamankala理工大学Thanyaburi、泰国。
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