6CB-10型莲籽穿芯机传动系统的改进设计

刘守祥 (长江大学机械工程学院,湖北 荆州 434023)

付新祥 (湖北省洪湖市农业局,湖北 洪湖 434200)

6CB-10型莲籽穿芯机传动系统的改进设计

刘守祥
(长江大学机械工程学院,湖北 荆州 434023)

付新祥
(湖北省洪湖市农业局,湖北 洪湖 434200)

为了提高6CB-10型莲籽穿芯机生产中莲籽定位的精度，在不改变原机总体设计的前提下，设计了液压传动系统取代原动力传递系统，并对液压系统的工作原理进行了分析。

莲籽穿芯机；传动系统；改进设计；工作原理

图1 改进前的6CB-10型莲籽穿芯机Figure 1 The sorting mechanism for 6CB-10 lotus seeds before improvement

6CB-10型莲籽穿芯机改变以往莲籽加工以半手工、半机械作业为主的加工方式，将分级后同一规格的莲籽放入料斗，在电磁振动输送器的作用下，将莲籽定时有序地输送到莲籽夹紧机构总成，夹紧机构作间歇圆周运动，穿芯机构总成作间歇往复直线运动，完成莲籽的穿芯(图1,拆去送料总成等部件)[1]。在该型莲籽穿芯机中，运动的传递和莲籽的夹紧定位主要是凸轮和弹簧来实施，传动过程中接触的部件大多是点或线，整机工作一段时间后，由于相对运动机构间的磨损和相对位移的积累误差等，使得莲籽定位精度降低，莲芯的穿净率难能达到设计的技术指标。针对此问题，笔者设计的液压传动系统取代了该型莲籽穿芯机中传递运动的机构。

1 改进后的整机结构及工作原理

1.电动机;2.穿芯机构总成;3.穿芯驱动杆;4.穿芯油缸;5.送料振动机构总成;6.导料输送管;7.机架;8.莲籽定位夹紧总成;9.驱动油缸;10.油马达图2 机构示意图Figure 2 Schematic diagram of the mechanism

改进后的6CB-10型莲籽穿芯机主要由机架、电动机、送料振动机构总成、定位夹紧机构总成、穿芯机构总成、穿芯针的驱动油缸、夹紧机构的驱动油缸、油马达等部件组成，将原机型中分别用于驱动分度圆盘和穿芯机构运动的凸轮和回位弹簧用液压传动系统取代(图2)。其工作原理为：启动电源，送料机构开始工作，当莲籽呈有序状态进入夹紧定位机构时，主电源启动，油缸9开始驱动莲籽夹紧定位机构总成8按逆时针旋转，当转过角度达到90°时，夹紧定位机构总成8在制动装置作用下开始停止；在停止期间，其他4个工序同步进行：一是油缸9完成反向运动，回到原始位置；二是油缸4带动穿芯机构做左右往复运动，完成定位夹紧机构总成A位莲籽的穿芯；三是莲籽定位夹紧机构总成B位完成莲籽的喂入；四是莲籽定位夹紧机构总成D位完成穿芯后莲籽的退出(图2)。上述不同工位的4个工序完成后，油缸9又开始驱动莲籽夹紧定位机构总成8按逆时针旋转，依此循环反复，完成莲籽的穿芯。

2 液压系统的设计及工作原理

2.1 液压系统的设计

1.油箱；2.滤油器；3.液压马达；4.穿芯针液压缸；5.单向阀；6、7.二位四通电磁换向阀；8、11.二位二通电磁换向阀；9.夹紧机构总成驱动液压缸；10.分流阀；12.溢流阀图3 液压传动系统原理图Figure 3 The illustrative diagram for the fluid driving system

莲籽穿芯过程分为：莲籽的输入、夹紧定位、穿芯及退料4个步骤，在不同工序位同步进行。其中定位夹紧机构总成的运动为间歇的圆周运动，如以夹紧机构总成上B点做起点(图2)，当总成8逆时针旋转90°后，就开始处于停止状态。在此时间内，莲籽的4个工序应同步完成，要避免夹紧定位总成8和穿芯机构总成2发生运动干涉，合理设置油缸9的往返运动和油缸7的往返运动就成为本液压系统设计的关键。针对上述要求，6CB-10型莲籽穿芯机的液压系统主要由液压马达、滤油器、二位二通电磁换向阀、分流阀、分别驱动穿芯机构和定位夹紧机构的液压缸、溢流阀、行程开关和油箱等液压元件构成(图3)[2，3]。

2.2 液压系统的工作原理

电源启动后，液压马达开始工作，所有电磁换向阀均处于失电状态，高压油经阀体7进入液压缸9的左腔，推动夹紧定位总成8按逆时针方向旋转，液压缸9右腔的油经过阀8、11和7回油箱。当夹紧定位总成旋转90°后，阀7、8和11得电，阀6仍处于失电状态，此时，高压油经阀7和11进入比例分流阀10后分两路流出，一路经阀8进入油缸9的油腔，使其空负载回位；一路经阀6进入油缸4的左腔，驱动穿芯机构完成莲籽的穿芯；穿芯完成后，阀6得电，高压油油缸4的右腔，使其空负载回位；当油缸4和9均回到原位后，所有电磁阀均失电，完成莲籽的输入、夹紧定位、穿芯及退料作业，依次循环反复。

3 改进后的生产试验

6CB-10型莲籽穿芯机中机械传动部件用液压系统取代后，莲籽穿芯生产试验表明：(1)莲籽莲芯的穿净率得到了提高；(2)极大地降低了莲籽穿芯中产生的噪音；(3)由于标准液压原器件的选用，减轻了整机重量，降低了整机的生产成本。

[1]刘守祥，杨友平，张善彪,等.6CB-5.4型莲籽穿芯脱壳机的研究[J].食品与机械， 2003，(4)：23～26.

[2]刘延俊.液压与气压传动(第2版)[M].北京：机械工业出版社，2007.77～87，109～114，181～191.

[3]曹玉平，阎祥安.液压传动与控制[M].天津：天津大学出版社，2003.143～144，219～236.

2010-10-09

湖北省荆州市科技发展计划项目(20091P030-3)

刘守祥(1964-)，男,湖北洪湖人,高级工程师,主要从事农产品加工机械、农业机械化研究..

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.04.019

TH12

A

1673-1409(2010)04-S066-02