某甘蔗切種設(shè)備總體設(shè)計方案案例概述目錄TOC\o"1-2"\h\u14857某甘蔗切種設(shè)備總體設(shè)計方案案例概述 1172961.1甘蔗的切種要求 1186921.2甘蔗的物理特性 2220101.3整體設(shè)計方案和設(shè)備工作原理 31.1甘蔗的切種要求如圖2-1所示的甘蔗即新臺糖22號甘蔗為本畢業(yè)設(shè)計將要切種的甘蔗，去除甘蔗的甘蔗根和甘蔗稍部分，剩余的長度約為1.2m。圖2-2(a)是單芽段甘蔗種子，甘蔗的蔗種要求是單芽段蔗種長度L大于等于30mm，莖節(jié)的左右部分的長度大于等于15mm。單芽段蔗種的加工要求蔗種的切面要平滑整齊，切面沒有甘蔗皮撕裂，莖節(jié)未發(fā)生裂開現(xiàn)象。圖2-2(b)是單芽段甘蔗的發(fā)芽狀態(tài)示意圖。圖2-1新臺糖22號甘蔗（a）單芽段的蔗種(b)發(fā)芽甘蔗圖圖2-2單芽段蔗種甘蔗切種設(shè)備還應(yīng)達(dá)到以下要求：(1)結(jié)構(gòu)簡單，便于操作；(2)切種設(shè)備安全可靠，操作人員的安全能夠得到保證；(3)可靠性較高，且便于維修；(4)設(shè)備切割出的甘蔗種合格率要高；(5)需要滿足切種效率的要求。1.2甘蔗的物理特性1.2.2甘蔗的力學(xué)性能甘蔗因為葉痕的凸起、蠟粉帶等緣故，導(dǎo)致甘蔗表面的摩擦系數(shù)復(fù)雜。一般甘蔗與低碳鋼之間的靜摩擦系數(shù)為0.43~0.58，動摩擦系數(shù)為0.38~0.50；甘蔗與橡膠之間的靜摩擦系數(shù)為0.59~0.78；動摩擦系數(shù)為0.56~0.66[22]。因為橡膠的摩擦系數(shù)相對較大，所以采用橡膠滾輪來定位甘蔗。甘蔗皮的徑向剪切應(yīng)力為τr=1.91Mpa1.2.1甘蔗的莖節(jié)特性甘蔗為無性繁殖，其繁殖類似于竹子，甘蔗從甘蔗莖節(jié)處的甘蔗芽處生長；去除甘蔗葉后的甘蔗如圖2-3所示，其中莖節(jié)間的間距是不相等的，甘蔗的節(jié)間直徑也是是基本相等的，但在甘蔗莖節(jié)處直徑會微微減小，并且莖節(jié)會凸出來。本次試驗的甘蔗是新臺糖22號，該甘蔗的節(jié)間直徑的平均值為29.8mm。圖2-3新臺糖22號甘蔗設(shè)計甘蔗切種設(shè)備應(yīng)考慮以下幾點：(1)因為甘蔗芽容易受損，所以運輸過程應(yīng)該要避免甘蔗芽的損傷；(2)甘蔗表面帶有蠟粉帶，會使甘蔗的摩擦系數(shù)大大減小，所以運送甘蔗應(yīng)該采用摩擦系數(shù)較大的平臺或者直接抵住甘蔗；(3)因為甘蔗是天然生長的植物，在切割甘蔗時必須避免甘蔗皮的撕裂，斷面也應(yīng)該平整，從而獲得優(yōu)質(zhì)健康的蔗種。1.3整體設(shè)計方案和設(shè)備工作原理1.3.1輸送方案設(shè)計甘蔗的輸送方式流程圖如圖2-4所示，主要分為甘蔗運送到切割平臺，甘蔗在切割平臺上的固定。甘蔗采用雙排雙側(cè)尖齒鏈條的鏈輪鏈條方式運送到甘蔗切割平臺，此鏈條如圖2-5所示能穩(wěn)定地運輸甘蔗；切割平臺采用橡膠U型滾輪來定位甘蔗。圖2-4甘蔗輸送方式流程圖圖2-5雙排雙側(cè)尖齒鏈條1.3.2切割方案設(shè)計切割方案的流程圖如圖2-6所示，刀具的定位采用齒輪齒條的形式，切割采用電磁閥控制氣缸推動高速轉(zhuǎn)動的刀具，氣缸的動能足夠切斷甘蔗，而高速轉(zhuǎn)動的刀具是為了是斷面平整。圖2-6切割方案流程圖1.3.3整體方案設(shè)計該設(shè)備的整體設(shè)計方案如圖2-7所示，主要分為圖像采集平臺、運輸平臺和切割平臺。運輸平臺將甘蔗運輸?shù)角懈钇脚_，圖像采集平臺對甘蔗進(jìn)行圖像處理后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C端處理后得到的數(shù)據(jù)傳輸給切割平臺，切割平臺開始對甘蔗進(jìn)行切割。其中重要的部分為如圖2-8的切割平臺。切割平臺的重要部分為甘蔗擋板、圓鋸片、高速交流電機、氣缸、步進(jìn)電機、齒條和導(dǎo)軌。圖2-7整體方案結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖2-8切割平臺1.3.4設(shè)備工作原理多刀甘蔗切種設(shè)備的工作原理主要如下：(1)甘蔗經(jīng)過雙排雙側(cè)尖齒鏈條運輸?shù)角懈钇脚_，滾輪使甘蔗在甘蔗平臺上定位；(2)切割平臺的光電開關(guān)感應(yīng)到甘蔗定位成功后將信號傳輸發(fā)給PLC；(3)攝像機開始對對甘蔗進(jìn)行拍攝，