基于plc控制的小型割胶机的设计_张慧_张燕

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1、2015年1月农机化研究第1期基于PLC控制的小型割胶机的设计张慧，张燕(海南大学机电工程学院，海口570228)摘要:橡胶是海南的主要热带经济作物之一，其产物可加工成多种制品。橡胶在加工成产品之前需要切割橡胶树使其产生胶乳，才可进一步进行加工生产;但能进行橡胶有效切割的时间很短，所以提高橡胶切割的效率具有很大的经济价值。为此，设计了一款小型割胶机，采用仿人工割胶的方法，并以弧形挡板、刀片块与螺钉弹簧的配合定距来辅助割胶，以达到良好的割胶质量和效果;并基于PLC对橡胶切割过程的控制进行了研究。此小型割胶机的实现能大大提高割胶效率，为橡胶企业的规模化提供了发展基础，并将促使橡胶经济实现跨

2、越式发展。关键词:割胶机;PLC;可调深度;刀片;硬件系统中图分类号:S225．99文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)01－0168－031．1割胶方法0引言乳是在韧皮部的筛管中进行，外树皮的细胞排列橡胶是提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，可制紧密，细胞间隙比较小，起到保护作用。割胶时只需成有绝缘性、有弹性、不透水和不透气的材料。新鲜要轻轻滑动刀盘将树皮割裂划破韧皮部分。这里仿的天然胶乳含橡胶组分27%～41．3%(质量)、蛋白质照人工割胶的方法，采用倾斜45°齿形刀片与弧形挡0．2%～4．5%、糖类0．36%～4．2%、水44%～70%、板的有效结合控制切割深度，可

3、充电电池提供电量，天然树脂2%～5%、灰分0．4%。橡胶树割胶流出，呈电动机通过主轴带动齿形刀片快速旋转，胶农只需完乳白色，固含量为30%～40%，橡胶粒径平均为1．06成割胶动作，结构简单、操作方便。［1］μm，可直接作表面涂层、制造薄膜和胶粘剂等，经加1．2割胶原理工也可制成生橡胶、胶乳制品(如手套、海绵、气球、医当割胶机开始工作时，由电动机提供动力源，通用胶管等)，广泛应用于日常生活中。橡胶的广泛应过主轴传递带动齿形刀片快速旋转。右手拿起割胶用带动了当地经济的快速发展，但是胶液的收集确是机，左手清除树干的一些干枯树皮，理出一条割胶通一大难题。目前，海南大部分胶农还是采用人工割道，

4、然后刀具向内倾斜插入树皮，沿着树文向下倾斜胶，劳动强度大、效率低、安全性差，从而导致了综合45°绕树大概1/2之后收刀;稳拿割胶机准确地一刀接成本偏高，极大地制约了橡胶产业化、商品化的发展。一刀的在树上割出四方皮，完成对橡胶树韧皮部分的为此，设计了一种仿手工割胶的割胶机械，并以弧形切割运动。刀片下面设计成略带弧形挡板，目的是为挡板、刀片块与螺钉弹簧的配合定距来辅助割胶;电了更贴合树干，挡板后为两支柱外套弹簧，内为矩形机摆放角度、刀片形状与刃口呈45°角，能防止胶液外螺纹，通过机座头部上方孔，从上方旋入矩形螺纹钉流，大大提高割胶的质量。同时，通过PLC对橡胶切入下面挡板支柱内，固定挡板于

5、支座头上;通过用螺割过程实现自动控制，可提高劳动舒适性和割胶效丝刀旋转上面螺钉可以起到定距作用，以此来控制刀率。片切入树体深度，减少割胶破坏率。电机摆放成45°，即与挡板贴合的树干方向，同时刀片形状，刃口也为1割胶方法及原理45°设置，目的是让切入树的位置为深度倾斜向里，防止胶液外流，胶液能顺利从树干倾斜口向下流到集胶收稿日期:2013－12－22碗里。基金项目:海南省教育科学“十二五”规划项目(QJY125012)作者简介:张慧(1992－)，女，新疆巴音郭楞自治州人，本科生，(E－mail)1067982815@qq．com。2割胶机的机械结构与功能通讯作者:张燕(1978－)，女

6、，湖北鄂州人，副教授，硕士，(E－mail)z_yhs@163．com。2．1割胶机的机械结构·168·2015年1月农机化研究第1期割胶机的机械结构如图1(a)所示，三维装配图如个旋转动力，从而带动刀盘在树干上的韧皮部分进行图1(b)所示，三维爆炸图如图1(c)所示。该割胶机切割运动。刀具结合刀罩，既美观又提高安全系数;设计为手拿式切割机构，小型便捷，机械部分主要由并采用刀锋倾斜45°完全适应划刀沟槽，避免破坏树机体、切割装置和挡板装置组成。机体主要由支座架干机理，可快速完成割胶动作，直接提高劳动舒适性和手柄构成;切割装置主要由电动机、主轴、45°齿形和工作效率;将刀片直接安装在电动

7、机主轴上，减少刀具和刀罩等构成;挡板装置主要由弧形挡板，刀片能量损失，配合垫圈和螺母以固定。垫圈是垫在螺母块和螺钉弹簧等构成。与刀片之间的零件，一般为扁平型的金属环，用来保护刀片不受螺母的擦伤，分散螺母对刀片的压力。挡板部分可适应刀具和树皮结构、手动调节深度，大大提高了精准性;手柄部分适应人体工艺学满足了握柄的舒适度和便捷度。3控制系统的硬件结构3．1PLC控制系统随着电子技术和信息技术的飞速发展，出现了多种实用的控制技术，如继电器控制技术、计