一种小型蚬子分拣清洗系统设计

牛春亮　李烨然

摘要：蚬子具有很高的经济与营养价值，然而大型分拣机器应用成本高，经济性较差，市场上对于小型的分拣系统有着广泛需求。由于蚬子的价格主要通过其大小来进行分级，因此，设计了一种可满足市场需求的小型蚬子分拣清洗装置。该分拣装置不仅可以将大小不一的蚬子按近似长度分为多个级别，便于加工和销售，还具有较好的可调性，可以根据生产需要或者蚬子尺寸范围的变化调节分选等级。该分拣装置既可应用于蚬子的分级，也可用于其它贝类水产品的分级，具有广阔的应用前景。本文介绍了该小型蚬子分拣清洗装置的总体结构和工作原理，并对其关键部件进行了重点设计。

关键词：多级分拣;清洗;蚬子;系统设计

中图分类号：S23文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115019

收稿日期：2019-11-24

基金项目：大连海洋大学大学生创新创业项目

作者简介：牛春亮，讲师。研究方向：机械CAE及智能装备设计。

前言

蚬子是我国4大养殖贝类之一，广泛分布在我国南北海区，其生长迅速，养殖周期短，适应性强，适于人工高密度养殖。其规格大小不一，在市场中设定的价格也有所不同，因此需要对其进行分拣[1]。市面上大部分的蚬子都是人工筛选和大型分选机分拣[2]，人工筛选准确性差、效率低;大型分拣清洗装置虽然效率高，但是体积庞大、价格高、针对性差，仍然存在很多不足。通过调查，目前市面上缺少高效率、针对性强的自动化小型蚬子分拣清洗装置。针对这一问题，本文设计了一种基于盘状凸轮机构[3]的小型蚬子分拣清洗装置，本装置可以根据蚬子的长度、宽度及厚度将其分为不同大小等级来进行分拣，从而提高分选的准确性和效率，弥补大型分拣机的不便性和针对性差的问题。能够有效地降低成本，提高分选效率。

1总体设计

1.1技术要求

由于饲养环境不同等原因，不同批次的蚬子直径分布范围不同，可根据该批次的实际情况对分拣装置的分级范围进行调节[4]。设计对蚬子的分拣清洗装置，要求清洗效率高、分拣精度高，不影响蚬子的完整度。根据测量可将其分为3个等级：25～27mm、28～31mm、32mm以上。因此，可通过筛网孔的分级范围，使其最接近该批次的直径范围，以保证分级机利用率及生产效率的最大化。

1.2装置结构及工作原理

装置主要由分级筛网机构、缓冲传送带装置、电机及滑轮装置、清洗装置、水泵循环装置、传动系统及控制部分组成。具体结构如图1所示。

工作时，转轴通过联轴器与电机轴以键连接的方式固定，2支撑轴承也通过键连接以保证转轴工作的稳定性，由电机提供动力带动转轴上连接的盘型凸轮机构旋转，盘状凸轮机构与筛网通过凸轮连接轴连接，从而使盘型凸轮机构所连接的筛网进行往复运动来进行筛选。从蚬子的长度和厚度分别控制其大小使之分为3种等级，当所需筛选的蚬子被投入进料口后，随缓冲传送带平稳进入筛网，筛网末端由滑轮及电机控制右侧牵绳下降，使筛网以左侧轴顺时针旋转至托板上，使蚬子沿滑道进入出料货箱，最终经过筛选分拣出不同尺寸大小的蚬子运往市场。该系统的组成部分包括电源开闭、滑轮升降、清洗喷头开闭、电机转速、传送带及水泵开关等，其中控制箱起总控作用。（筛网架周围有挡板保证稳定在筛网内，另外筛网上层覆盖有同等开孔的非金属弹性缓冲板起缓冲作用）

在筛选过程中，有清洗装置（清洗喷头），清洗完后的水会收集入水槽中，水槽中内置过滤网，通过管道水泵装置再次输送给清洗喷头，以确保水资源的重复利用，环保節能。管道从外壳中伸出，在水槽1与外壳交界处有密封圈防止水槽漏水。

2关键部分设计

2.1盘状凸轮机构

凸轮机构是1个高副机构[5]，主要包括主动件、从动件和机架3个组成部件。凸轮常作为机构的主动件，筛网作为从动件，通过轴承、连杆与轴套将主动件与从动件连接实现水平往复运动。

转轴与盘状凸轮通过键连接固定，旋转过程中通过盘状凸轮的偏心运动拉动连杆在一定范围内运动[4]，轴承的主要作用是使连杆一端在滑槽内平滑且稳定的运动。关于凸轮运动的速度及筛网往复运动的速度，主要根据分拣效率和装置与材料的稳定性来决定，通过电机调速控制最合适的速度。主要结构如图2所示。

2.2分级筛网机构

分级筛网机构，由3级构成，自上而下，从大到小将蚬子分为32～35mm、28～31mm、25～27mm 3个等级。筛网分为2层，第1层为弹性缓冲板，防止蚬子下落被破坏;第2层为筛网孔层，从长度厚度控制蚬子的大小。外围还有挡板防止蚬子在分拣过程中掉落，最终全部分拣。

3级筛网自上而下排列开，灵活、稳定，且能节省空间。针对不同的需要，筛网最下层的网状板可根据实际需要进行替换，拓展其应用范围，提供更多方面的应用。主要结构如图3所示。

2.3传动系统

传动系统为整个装置提供动力，使分级筛网机构进行往复运动，转轴由轴承固定在外壳上，保证转轴的稳定旋转，盘状凸轮通过键连接固定在转轴上，为防止盘状凸轮滑落在其下方以定位卡环固定，转轴与电机轴通过联轴器相连提供动力传导。因为整个装置需要根据情况调整转速，所以可通过总控箱调节电机的转速快慢，功率大小，使其满足需求。主要结构如图4所示。

3轴的设计计算

4结论

小型蚬子分拣清洗装置结构简单、造价低、分选效率高、分级精度准确，蚬子随着缓冲传送带，及弹性缓冲板平稳进入筛网并进行筛选分拣，降低了破损率。

装置更好地满足了市场需求，实现了分拣的自动化，且能根据要求，让使用者得到所需不同大小的蚬子，增加了装置的可调性。另外使用防水材料将水和机械部件分隔开，更大程度上解决了机器内部生锈老化的问题。将水循环过滤系统融入其中，分选和清洗同步进行，更好地提升装置实用性能。

装置不仅适用于蚬子分拣，也可用于其它贝类水产品的分拣[8]，相比传统的人工分选方式，分拣效率大大提高、应用范围更加广泛，实现一机多用，并弥补了大型分选机成本高、经济性较差的弊端。因此，该小型蚬子清洗装置具有较好的市场应用前景和可推广性。

参考文献

[1] 杨淑华.对辊式海湾扇贝分级设备的设计[J].食品研究与开发，2016，37（12）：220-224.

[2] 孔德刚.螺旋对辊式扇贝分级机的设计[J].绿色科技，2017，6（12）：262-263.

[3] 李珊珊.对虾清洗分级机的设计[J].河北农机，2017，2（2）：66-67.

[4]曹宾.扇贝分选机研究[D].长春：长春理工大学，2013：1-18.

[5] 韩玉林.基于UG的圆锥凸轮模型全参数化设计[J]. 机电工程技术，2019，48（3）：28-29.

[6] 李秀珍.机械设计基础（4版）[M].北京：机械工业出版社，2005：87-95.

[7] 徐灏.机械设计手册[M].北京： 机械工业出版社，1991：50-60.

[8] 尹欣玲.扇贝分级机的设计[J].农机化研究，2015（3）：116-122.

（责任编辑周康）