南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称：大蒜茎须切割机喂入筛选装置及电气控制系统设计学 生 姓 名： 陈伟伟 学号： 201110310指 导 教 师： 袁建宁 研究员所在院(系)部： 机 械 工 程 学 院专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化（制造技术）2015 年 3月 17 日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名 陈伟伟 学 号 201110310 专 业 机械设计制造及其自动化（制造技术）指导教师 袁建宁 职 称 研究员 所在院(系) 机械工程学院课题来源 自拟课题 课题类型 工程设计课题名称 大蒜茎须切割机喂入筛选装置及电气控制系统设计毕业设计的内容和意义课题背景：我国是大蒜种植、加工、出口的主要国家之一，近年来中国大蒜出口一直保持着持续性增长的态势，自2002 年之后连续 8 年年出口量保持100万吨以上1。统计部门的数据显示，我国大蒜种植面积越来越广，种植地区也越来越多，从2004-2009年我国大蒜种植面积逐年攀升，突破了一千万亩，总产量达1035 万吨2。于是大蒜加工行业正在蓬勃发展。在大蒜深加工的前期，需将大蒜根茎去掉，以满足后续生产工序的基本要求。传统的大蒜去根多采用手工处理，效率低，损伤率高，而且极易伤手。近年来，虽然我国已经加大了对农业机械化研究的投入，大蒜机械有了一定的发展，但加工技术仍不够成熟，还没有建立有效的大蒜加工体系。根据查阅有关专利、文献，目前已有几种大蒜根茎切割机械，有单独切根、切茎的，也有根茎同时切割的，但都存在一定的问题，如切割不到位，容易造成蒜蒂的阶梯状，难以推广应用。课题内容：1提出：我国对大蒜切须机的研究不是很多，已产品化的大蒜处理机械对大蒜的损伤很大，工作效率低，安全系数低。现在市场上已经有的切割机，他们大都不太完美，要么速度慢，要么不安全，而且这些切割机只能做到切割，而不能够对所处理的农作物进行准确定位。而且目前的切割机在自动化程度不是很高。基本上只有开关，并没有紧急情况暂停及报警装置，而且切割出来的大蒜蒜蒂不整齐，造成大蒜的卖相不好，造成经济效益的降低。毕业设计的内容和意义 2解决方法：在大蒜进行切割前进行筛选，设计一个合适的筛选装置，去除大蒜中的碎皮和泥土，设计时注重大蒜的精确定位，使大蒜的加工质量提高，上料环节增加能够使蒜头摆正的装置，除此之外还要设计必要的电气控制系统对切割机进行控制，此电气系统要能够在紧急情况下使机器停止运行，并发出警报，让操作人员去处理。3设计内容：（1）熟悉课题内容，查阅相关资料，搜索配套件厂家，获取相关样本；（2）阅读相关文献，撰写开题报告，拟定初步方案；（3）应用UG计算机辅助设计软件进行大蒜茎须切割机喂入筛选装置结构方案设计及三维实体设计，电气控制系统方案设计；（4）切割机喂入筛选装置三维实体设计；（5）切割机喂入筛选装置结构设计及方案对比分析，参数调整等；（6）参数调整、结构设计，确定电气控制系统方案；（7）切割机喂入筛选装置结构设计；（8）电气控制系统原理图设计、元件选型、电气接线图设计；（9）绘制切割机喂入筛选装置装配图，主要工作部件设计；（10）绘制电气接线图原理图，绘制电气接线图，并完成图纸的修改。课题意义：目前，国内外已经出现了大蒜收获技术，初步的解决了大蒜的收获问题，但在大蒜收获之后进一步的加工处理技术领域尚属空白。本课题研究的大蒜切须切茎机就是来解决大蒜收获之后的切茎须的问题。分选出来的大蒜表面光滑干净，更好的提高了大蒜的市场价值，大蒜供应给超市、高档果蔬市场很大程度提高了大蒜产后处理的标准，更好的提高了大蒜的商品化价值。国内外研究现状：国内外已经出现了很多有关大蒜的机械，比如大蒜播种机，它解决了大蒜的播种问题，国内外都有这方面的东西，如国外M. R. Bakhtiari和M. Loghavi研究的大蒜播种机3；还有大蒜收获机，它解决了大蒜的收获问题，列如我国自主生产的半喂入自走式大蒜联合收获机4，还有文献综述很多大蒜生产地区农民凭借自己多年种植和收获大蒜的经验发明的收割机，但是我国对大蒜切须切梗机的研究不是很多，已产品化的大蒜处理机械对大蒜的损伤很大，工作效率低，安全系数低。目前市场上存在以下几种切割机： 有一种顺梗机，它包括由两侧的侧挡板、后挡板和底板形成的一个梗料振槽，底板的下表面固定连接有带有固定螺孔的固定架，其特点在于：底板的上表面上固定连接有多个山形隔板；山形隔板、侧挡板和底板之间形成梗料通道5。一种大蒜根茎切割机，包括机架，安装在机架下部的电机，安装在机架上部的两片切刀片及安全罩，其特征在于：所述的钢结构矩形机架下端固定在四只支腿上，机架下部水平固定的底板上安装电机，机架上部的水平梁上通过四只轴承座安装相互平行的两根轴，轴1的一端通过带传动副与电机连接，另一端通过齿轮传动副与轴2连接；轴1和轴2中部分别通过螺母和轴上的螺纹垂直固定圆形切刀片；机架的上端面固定上台板，上台板的中部靠近切刀片的位置制作方形孔，切刀片上端位于方孔中；上台板方孔两端对称安装两只安全罩；机架的周边固定四片围板；皮带罩安装在带传动副外部机架的侧面上，齿轮罩安装在齿轮传动副外部机架的侧面上6。一种用于有机植物物质特别是烟草的切割机，包括一机架，和一安装在该机架上的刀盘，该刀盘设计为鼓形，其切割刀片对称布置在刀盘圆周表面上，该刀盘包括至少两个分开的彼此交替的刀片伸展装置，这些装置在该刀盘圆周表面下方，而且刀片伸展装置被分别制动，两个刀片伸展装置中的每一个被连接到相应的切割刀片上，并配置有一电子马达，该电子马达的旋转由与刀盘鼓运动参数独立的外部信号控制，该信号通过电子马达被传送和调整，依靠电子信号确定适宜的切刀组所需要的伸长率，该马达轴向对称地设置在该驱动轴的两侧上。一种切割植物杆茎的旋刀片及装有该旋刀片的植物杆茎切割机，所述旋刀片的形状为：在圆形基体的外圆周上有四把带齿的镰刀形刀片，所述镰刀形刀片与圆形基体为一个整体，每把镰刀形刀片的头部径向向外伸展，相邻的前一把镰刀形刀片的尾部和后一把镰刀形刀片的头部之间形成一个径向凹槽即圆周向缺口，所述切割机包括机架，轮子、动力机，所述的旋刀片水平安装在设于机架前下方的动力机轴的下端，兼导向叉的静刀片的两内侧与旋刀片的镰刀形刀片的尾部圆周相切，并置于旋刀片下方或上方的机架上并向前延伸。该装有上述旋刀片的切割植物杆茎的切割机，可切割各种植物杆茎。对于以上几种切割机，只能做到切割，而不能够对所处理的农作物进行准确定位。现在市场上已经有的切割机，他们大都不太完美，要么速度慢，要么不安全，而且这些切割机只能做到切割，而不能够对所处理的农作物进行准确定位7。目前的切割机的自动化程度不是很高。基本上只有开关，并没有紧急情况暂停及报警装置，而且切割出来的大蒜蒜蒂不整齐，造成大蒜的卖相不好，造成经济效益的降低。一个完整的电气控制系统是需要考虑众多因素的，要做到对各个控制部分的保护工作，而且在紧急状况下可以通过手动的方式来进行处理的系统，具备跳闸和合闸的操作，对电气系统要能够进行紧急情况下做出反应8。因此，在电气控制系统设计过程中必须去充分的考虑和兼顾可靠性、简洁性、兼容性等方面。首先，模块化的思想是电气控制系统必须遵循的，必须保障开关柜上的众多控制保护功能可以很均匀的分布在各个地方，并发挥开关本身就应该具有的控制和保护的作用，并且可以在控制和保护单元上发挥出最大的作用。模块化的思想还有很重要的一点就是能够保证每一个单元模块上都可以均匀的分布着电器系统所需要的所有信号，可以对整个电器系统保护和控制。此外在电气控制系统中，报警系统是一个不可忽视的部分9。因为要充分的保证各个模块之间不能相互影响。其次，在整个的电气控制系统的自动化设计中，要实现各个模块的集中化，即把这些模块都集中在专用柜中去，实现整个系统的集中化控制与保护。这个电气控制系统设计的过程非常明显的特点就是简单可靠10。当然在设计的过程中还要。注意科学化、规范化设计，可以让客户根据实际需求做出适当的调整。参考文献：1. 吕玉花、张留伟中国大蒜出口贸易现状研究J农业经济，2011(2): 922. 苏钦东大蒜生产与出口状况分析及展望J农产品加工，2008(3):533. BAKHTIARIMR&LOGHAVIM.Agric.Sci.TechnolJ(2009)Vol. 11: 125-1364. 彭宝良、吕小莲、王海鸥、胡志超.半喂入自走式大蒜联合收获机N.农业机械学报 2011.15. 张俊强. 大蒜自动切须切梗机：中国ZL200520031251 .P.20057186. 李爱海.大蒜根茎切割机:中国ZL200720035234P200801167. 严纪兰.基于PLC控制的大蒜根须切除设备的研究J.山东理工大学.2008.48. 李小燕、李建兴、钟西炎.电力系统自动化控制中的智能技术应用研究 J . 华章, 2011(16).9. 刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向J黑龙江科技息,2010(6).10.卢秀浩.湿润电气自动化控制设备可靠性的测试J.才智,2011(13)研究内容:1.应用UG计算机辅助设计软件进行大蒜茎须切割机喂入筛选装置结构方案设计及三维实体设计，电气控制系统方案设计；2.切割机喂入筛选装置结构三维实体设计；研究内容 3.切割机喂入筛选装置结构设计及方案对比分析，参数调整，确定电气控制系统方案；4.电气控制系统原理图设计、元件选型、电气接线图设计；5.绘制切割机喂入筛选装置装配图，主要工作部件设计；6.绘制电气接线图原理图，绘制电气接线图，并完成图纸的修改研究计划 研究计划：第一周：熟悉课题内容，查阅相关资料，搜索配套件厂家，获取相关样本；第二周：阅读相关文献，撰写开题报告，拟定初步方案；第三周：应用AutoCAD或ProE、UG、SolidWorks等计算机辅助设计软件进行大蒜茎须切割机喂入筛选装置结构方案设计及三维实体设计，电气控制系统方案设计；第四周：切割机喂入筛选装置结构设计(AutoCAD透视图)或三维实体设计；完成外文文献资料翻译和开题报告的撰写；第五周：切割机喂入筛选装置结构设计及方案对比分析，参数调整等；第六周：参数调整、结构设计，确定电气控制系统方案；第七周：切割机喂入筛选装置结构设计；第八周：电气控制系统原理图设计、元件选型、电气接线图设计；第九周：绘制切割机喂入筛选装置装配图，主要工作部件设计；第十周：绘制切割机喂入筛选装置装配图，主要工作部件设计；第十一周：绘制电气接线图原理图，绘制电气接线图；第十二周：绘制电气接线图原理图，绘制电气接线图；第十三周：图纸修改，撰写毕业设计说明书(论文)；第十四周：完善开题报告，撰写设计说明书(论文)，查重、修改论文；第十五周：最终完成设计说明书(论文)，打印图纸、文件，参加答辩。特色与创新 1. 设计时注重了大蒜的精确定位，使大蒜的加工质量能够提高；2. 设计分三个部分，相互独立性较高，因此电气系统都是独立的，切割部分可以在筛选喂入装置不参与工作的情况下，通过人工摆放大蒜进行切割