国内的分级技术较为成熟的是在水果的外部品质分级方面，而对于消费者最重要的内部品质方面的研究近几年也发展很快。

发展出能同时检测水果内部和外部品质的水果分级装置的意义是显而易见的脐橙品质分级机器的市场据前两年的统计，我国生产鲜食甜橙多万吨，其中脐橙万吨左右，主要是国内市场消费。

少量出口东南亚各国和俄国斯。

我国脐橙的平均亩产只有千克，为世界脐橙平均亩产千克的，为美国以色列脐橙平均亩产吨的。

全球柑桔人均消费千克，其中脐橙人均消费千克，中国柑桔人均消费千克，其中脐橙人均消费千克，不论是国外，还是国内市场，脐橙的消费有很大的潜力。

作为脐橙，其外观肉质十分重要，好看好吃是消费者购买的前提。

我国有不少外观美，内质优的脐橙品种，但因采后处理，运输滞后而影响外观，外观包括包装跟不上，脐橙未到消费者手中就伤痕累累，改进包装，改善外观，是增强脐橙竞争力的关键。

脐橙商品化处理后，特别是经过机械化处理后，脐橙外观质量改善，规格品质致，除去了表皮尘土，杂质，能防止病菌污染，减轻果品呼吸强度，抑制腐烂，保证脐橙原有质量，方便贮运，促进销售，提高竞争力具有重要意义。

随着脐橙种植面积不断增加，产量也迅速增加，这将对脐橙鲜销造成集中上市的现象，对销售价格就会产生影响，而且大量脐橙囤积在仓库，不进行保鲜处理，会造成果实品质下降腐烂，最后不能食用。

因此，必须加大脐橙商品化处理的力度，其中作为最关键的步就是脐橙品质分级，这步将大大增加脐橙商品化过程的利润。

单列化结构零部件的设计和选择总体方案的设计图该设计是脐橙品质分级及其单列化输送装置，是种能实现脐橙自动形成单列的装置并通过近红外光谱仪的检测后，按不同级别进行分离。

将脐橙倒入喂入口，喂入口通过重力作用滚入单列化结构，单列化结构由滚筒以及型布置带式输送机，通过近红外光谱仪检测，将信息传送到进行控制，不同品质分离到不同槽。

输送装置主要参数及设计选用机型平行带宽带速带速系列与带宽的选择见表表根据需要选择④驱动装置由表选择表特轻型风冷式电动滚筒驱动。

传动滚筒的许用扭矩表输送带特轻型带式输送机由于滚筒直径较小，故输送带选用的橡胶输送带。

带的接头方式优先采用热硫化胶接或者冷胶法。

对于脐橙分级机的负载特轻，长度不大的输送机可以选择较小的带宽。

输送机的组合长度。

将托辊改为托板，便于安装。

拉紧装置为选择中间拉紧装置，便于安放拉紧装置。

输送带的选择输送带用来传递牵引力和承放被运货物，因此要求它强度高抗磨耐用伸长率小和便于安装修理。

带式输送机使用的输送带有橡胶带塑料带钢带金属网带等，最常用的是橡胶带。

橡胶输送带有棉织芯，合成纤维芯，钢丝绳芯等多种。

塑料输送带有层芯和整芯之分。

各种芯材和不同的覆盖胶可组成各种类型的光面或花纹输送带。

在进行系统设计时，应认真研究输送量，输送距离，输送速度及输送带宽度之间的关系。

根据输送带的工作条件，合理确定安全系数，经济合理的选择输送带的带芯材料和带芯层数。

输送带的安全系数应考虑安全，可靠，寿命，制造质量，经济成本，接头效率，启动系数，现场条件，使用经验等因素。

因此选用纵向扯断强度，层数为，每层厚度为，每层质量为，带宽选为，上覆盖胶，下覆盖胶为，质量为。

输送带的厚度输送带厚度布层数每层厚度上厚胶下厚胶输送带的质量布层数每层质量上胶层下胶层每毫米胶粒的质量带宽带长输送带的全长的计算输送带全长输送机头尾滚筒中心间展开距离头部滚筒直径后面确定为尾部滚筒直径后面确定为输送带接头长度采用中间拉紧装置这里由于采用托板，两端拉紧故富余输送带接头数这里取个接头其中接头长度为硫化接头长度，其计算公式如下取为则最终输送带的最大张紧工作张力式中输送带的最大工作张力，带宽，输送带的芯层帆布层数输送带纵向扯断强度层输送带的安全系数。

尼龙帆布般选择。

表输送带的最大张紧工作张力输送带全长输送带的厚度输送带的质量输送带的功率输送带的速度滚筒轴的扭矩滚筒的设计传动滚筒般为传送机构的主要部件。

滚筒表面有裸露光钢面，人字形和菱形花纹橡胶覆面，小功率，小带宽及环境干燥时故可采用裸露光钢面滚筒。

在这个设计中即选择了裸露光钢面滚筒。

而滚筒表面要求精度不高，与皮带间产生摩擦力使输送带只要不打滑即可。

但在输送带绕过滚筒处又会使输送带发生疲劳磨损。

所以滚筒直径不能太小，本机器中有两对滚筒。

两个主动滚筒。

两个从动滚筒，按字型布置，这里选择的滚筒直径为，滚筒的宽度设为，其中放置输送带的凹槽。

具体尺寸见零件图。

图改向滚筒图传动滚筒皮带托板的设计这里的这里由于带宽较小，托辊不方便安装，功率材料般是经过轧制或者锻造的碳素钢或合金钢，有条件的可直接用冷拔钢材。

根据具体需要，般轴要经过表面强化处理或者热处理。

来提高其力学性能及耐磨性等，在般温度下合金钢和碳钢的弹性模量相差很小，故采用合金钢不能提高轴的刚度。

本设计中主要是滚筒处采用轴，考虑到是输送脐橙，故对于轴的各方面要求不高。

而且为滚筒转，轴不转的方式。

所以选取钢，因为轴的直径尺寸小于，所以用正火处理，硬度为。

机架的设计考虑到机架的长度比较大，所以应该选择强度比较大的材料，这里设计的材料为号钢。

为了方便机架的安装，选择焊接工艺，而且设计了些焊接位置供焊接，便于定位和焊接。

具体尺寸见零件图。

滚筒轴承的选择通过与滑动轴承的对比，滚动轴承油如下优点摩擦系数小，能使机器灵活轻快的旋转，提高工作效率。

滚动轴承般都是钢材制造的。

因此经久耐用。

滚动轴承的尺寸标准化，不像滑动轴承在更换时需要装配，因此安装盒拆卸比较方便。

缺点滚动轴承冲击负荷的能力较差，因为是整体的，安装在长轴的中部困难，径向向尺寸比滑动轴承大，而且在高速运转时声响较大。

但是这些缺点不影响滚动轴承在本机器中的使用。

这里需要四个轴承，由于受力不大，所以全部选择深沟球轴承即可，采用的是轴肩定位根据代号为基本尺寸为。

电机的选择电机确定由于计算单个输送机功率约为，故选用齿轮减速三相异步电动机转速，输出转矩为。

带宽，功率为，输送带速度为。

电机机架确定为了很好地布置电机，使电机的主轴中心线和滚筒的中心线重合，必须保持定的高度。

同时为了保持电机传动的稳定性，电机的固定很重要，所以在电机机架加固而焊接些型钢。

机架外形如图所示图电机机架紧固件的选择电机机架和电机采用六角头螺栓连接，键的选择键是种标准件，通常用来实现轴与轮毂之间的轴向固定以传递转矩，还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。

键的主要类型有平键连接，半圆键连接，楔形连接和切向连接。

这里选择圆头平键连接，尺寸为。

联轴器的选择联轴器用来把两轴连接在起，机器运转时两轴不能分开只有机器停下来时并将连接才开后，两轴才能分离。

联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响，往往不能保证严格的对中，而是存在种相对位移。

由于机架的布置的影响和输送带型布置导致电机只能在与输送带成定角度的情况下布置，所以这里采用型带沉孔接中间轴型联轴器，型号为设计计算这里设计计算的个前提，是将该设计的输送装置近似为轻型固定式带式输送来计算的，这里将脐橙平分等同于半个脐橙在个平行布置的输送机上输送，以下计算都是基于这个模型。

图堆料面积计算式中带面断料面积断面系数，估算取为计算得输送能力计算这里按成件物品的输送计算，公式如下式中最大输送能力，件物品在输送带上的间空距离这里视为沿输送方向的物品长度直径约为装载系数。

取。

计算得件输送带层数的计算上面已经给出这个公式的变形，所以不再阐述。

求得这里层数选为层即可。

功率计算传动滚筒轴功率按式中传动滚筒轴功率空载功率水平负载功率垂直负载功率附加功率，附加功率空载功率托板和输送带的摩擦因数，这里取传动滚筒至尾部滚筒的中心距离，这里中心距修正值这里取值垂直提升高度除物料外，输送单位长度内所有运动质量总和应先计算公式半个脐橙的重量这里取脐橙的直径这里约为经过计算电机的功率计算式中电动机的功率传动滚筒轴功率传动总效率，备用系数，由于传动滚筒功率较小，这里计算得。

滚筒轴的校核计算轴的强度校核计算这里材料为号钢，故轴传递的功率，这里取最大值，为轴的转速由，由于先前设计的轴最小处这里按扭转强度条件计算计算截面处轴的直径这里取最小处的直径，为轴的抗扭截面系数扭转切应力轴所受的扭矩轴的刚度校核计算考虑到轴受的扭转程度影响较大，所以考虑扭转刚度。

式中轴所受扭矩，轴的材料的剪切弹性模量对于钢材轴截面极惯性矩对于圆轴，分别代表阶梯轴第段上所受的扭矩，长度和极惯性矩。

阶梯轴受扭矩作用的轴段数。

计算得。

经过校核，所选用的轴适合该情况下的使用条件，有足够的富裕。

滚筒轴承的计算滚动轴承的摩擦主要有滚动体与滚道之间的滚动摩擦和滑动摩擦保持架与滚动体及套圈引导面之间的滑动摩擦滚子端面和套圈当边之间的摩擦润滑剂的粘性阻力密封装置的滑动摩擦等。

其大小取决与轴承的类型，尺寸，负荷，转速，润滑，密封等因素。

滚动轴承的正常失效形式是内外圈滚道或者滚体上的点蚀破坏，由于制造精度，材料的匀质程度等的差异，即使是同样的尺寸，同样的材料以及同批的轴承，在完全相同的条件下工作，它们的使用寿命也极为不同。

所以这里将其可靠度为时的寿命作为标准寿命，即按照组轴承中的轴承发生点蚀破坏，而的轴承不发生点蚀破坏前的转速或者工作数小时作为轴承的寿命。

轴承的寿命与所受载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力也就越大，因而在发生点蚀破坏前所能接受的应力变化次数也就越小，也就说寿命越短。

键的设计计算传递的转矩键与轮毂键槽的接触高度键的工作长度圆头平键轴的直径键和轴最弱的许用挤压应力这里计算得故安全。

参考文献濮良贵，纪名刚机械设计北京高等教育出版社，成大先，机械设计手册，北京化学工业出版社，邵立新，夏素民，孙立红等中文版，北京清华大学出版社，袁纽，运输机械设计选用手册，北京化学工业出版社，总结脐橙品质分级机器未来的市场非常巨大，对提高水果的收益起着巨大的贡献作用，机器的使用是为了解放劳动力的必经途径。

随着我国经济的崛起，农业作为个国家的经济支柱，我们应该首先把提高农业机械化水平作为头等大事。

解放劳动力是人民不断在科技领域实现突破的最主要的目的，只有不断挺高我们对机械的认识，实践应用，才能够更深入发掘更多更有用的机械装置