RU2478293C1

RU2478293C1 - Device for automatic adjustment of fish dressing machine blade

Info

Publication number: RU2478293C1
Application number: RU2011139280/13A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Спиридонович Горлатов; Александр Борисович Филонов
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-10

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to fish industry. The device contains a measuring mechanism for fish thickness measurement, a transmission mechanism and an actuation mechanism with a blade working tool, attached to the blade shaft mounted in a movable body, and a drive. The transmission mechanism is designed in the form of a gear-and-leverage mechanism including a driving link represented by a gear wheel conjugated with the measuring mechanism and a piston-rod. One end of the piston-rod is pin-connected to the gear wheel while the other end is connected to the disc. The outlet gear wheel is attached on the disc axle for conjugation with the actuation mechanism. The distances from the gear wheel pin centre to the wheel axle and from the disc pin centre to the disc axle are designed to be equal; the piston-rod length is equal to the distance from the centres of the wheel and the disc turning.

EFFECT: invention ensures accurate adjustment of the blade position.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано в технологических процессах, реализуемых с применением рыборазделочных машин. Разделка рыбы представляет собой процесс определенного взаимодействия рабочего органа (например, ножа) с объектом обработки, т.е. с рыбой. При этом взаимодействие рабочего органа с рыбой осуществляется по одному из двух вариантов: 1 - когда нож занимает в пространстве фиксированное положение, а рыба подается в положение, необходимое для взаимодействия с ножом; 2 - когда рыба занимает предварительно ориентированное положение, а нож перемещается в положение сопряжения с рыбой. В практике рыборазделки более широкое применение находит второй вариант взаимодействия рабочего органа с рыбой.The present invention relates to the fishing industry and can be used in technological processes implemented using fish cutting machines. Fish cutting is the process of a certain interaction of the working body (for example, a knife) with the processing object, i.e. with fish. The interaction of the working body with the fish is carried out according to one of two options: 1 - when the knife occupies a fixed position in space, and the fish is fed into the position necessary for interaction with the knife; 2 - when the fish occupies a previously oriented position, and the knife moves to the mating position with the fish. In the practice of fish processing, the second variant of the interaction of the working body with fish finds wider application.

Известны, например, кинематические схемы ряда механизмов настройки рабочих органов рыборазделочных машин, используемых при разделке рыб различных видов (Пазенко В.Т. Механизмы настройки рабочих органов рыборазделочных машин. - М.: Пищ. пром-сть, 1966).Known, for example, are the kinematic schemes of a number of tuning mechanisms of the working bodies of fish-cutting machines used for cutting fish of various kinds (Pazenko V.T.

Основным недостатком данных систем настройки рабочих органов является усложненность схем их обмеряющих, передающих и настраивающих (исполнительных) механизмов, содержащих большое число подвижных звеньев (движущихся масс) и кинематических пар. Это снижает точность настройки рабочих органов, ограничивает скорости движения звеньев, уменьшает частоту повторения рабочих циклов и производительность рыборазделочных машин.The main disadvantage of these systems for adjusting the working bodies is the complexity of the schemes of their measuring, transmitting and tuning (actuating) mechanisms, containing a large number of moving links (moving masses) and kinematic pairs. This reduces the accuracy of the adjustment of the working bodies, limits the speed of movement of the links, reduces the frequency of repetition of working cycles and the performance of fish cutting machines.

Известно также устройство для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины, в котором используется косвенный метод измерения - зависимость между длиной головы рыбы и толщиной ее тела в районе линии резания, содержащее кинематически связанные обмеряющий механизм в виде вертикально расположенного толкателя со щупом для взаимодействия с рыбой, передающий механизм в виде системы зубчатых колес и реек и исполнительный механизм с выходным звеном - ножевым валом, кинематически связанным с валом привода (пат. 2379897 РФ, опубл. в БИПМ 27.01.2010. - №3. - Прототип). Данное устройство является средством того же назначения, что и предлагаемое изобретение.There is also known a device for automatically adjusting the knife of a fish-cutting machine, which uses an indirect measurement method - the relationship between the length of the fish’s head and the thickness of its body in the region of the cutting line, containing a kinematically connected measuring mechanism in the form of a vertically located pusher with a probe for interacting with fish, a transmission mechanism in the form of a system of gears and racks and an actuator with an output link - a knife shaft kinematically connected with the drive shaft (Pat. 2379897 RF, published in BIPM 01/27/2011 0. - No. 3. - Prototype). This device is a tool for the same purpose as the invention.

Основным недостатком прототипа является увеличение габаритов (размеров) зубчатых колес передающего механизма в случаях, когда предпочтительная компоновка выходного звена последнего предполагает его сопряжение с концевой частью ножевого вала. Увеличение массы звеньев не способствует повышению скоростей движения и частоты повторения рабочих циклов, т.е. ограничивает производительность устройства.The main disadvantage of the prototype is the increase in size (size) of the gears of the transmission mechanism in cases where the preferred layout of the output link of the latter involves its interface with the end part of the knife shaft. An increase in the mass of the links does not contribute to an increase in the speeds of motion and the frequency of repetition of duty cycles, limits the performance of the device.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение массы звеньев передающего механизма и повышение производительности устройства.The objective of the present invention is to reduce the mass of the links of the transmission mechanism and increase the productivity of the device.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины передаточный механизм выполнен в виде многозвенного зубчато-рычажного механизма, который включает ведущее звено - зубчатое колесо, сопряженное с обмеряющим механизмом, шатун, один конец которого шарнирно связан с зубчатым колесом, а другой - с диском, на оси последнего закреплено выходное зубчатое колесо для сопряжения с исполнительным механизмом, при этом расстояния от центра шарнира на зубчатом колесе до оси колеса и от центра шарнира на диске до оси диска выполнены равными, а длина шатуна равна расстоянию между центрами поворота колеса и диска.The solution to this problem is achieved by the fact that in the device for automatically adjusting the knife of the fish cutting machine, the transmission mechanism is made in the form of a multi-link gear-link mechanism, which includes a drive link - a gear coupled to the measuring mechanism, a connecting rod, one end of which is pivotally connected to the gear wheel, and the other with a disk, on the axis of the latter an output gear is fixed for coupling with the actuator, while the distance from the center of the hinge on the gear to the axis of the wheel and from the center of the hinge on the disk to the axis of the disk are made equal, and the length of the connecting rod is equal to the distance between the centers of rotation of the wheel and the disk.

Длина шатуна выбрана из условия положения оси диска в концевой части ножевого вала.The length of the connecting rod is selected from the condition of the position of the axis of the disk in the end of the knife shaft.

Выполнение передающего механизма в виде многозвенного зубчато-рычажного механизма с шатуном позволяет, варьируя длину шатуна, устанавливать диск в положение, при котором его ось, несущая выходное зубчатое колесо, занимает положение в концевой части ножевого вала. При этом не требуется увеличения размеров ведущего зубчатого колеса и диска (их размеры и масса не изменяются). Равенством отстояний шарниров на ведущем зубчатом колесе и на диске от соответствующих осей обеспечивается (при равенстве расстояния между центрами шарниров на колесе и диске расстоянию между центрами поворота колеса и диска) равенство углов поворота колеса и диска при работе устройства. Кинематически связанные ведущее зубчатое колесо, шатун и диск образуют параллелограммный механизм, шатун которого совершает плоскопараллельное движение. Другими словами, наличие шатуна и диска не влияет на величину передаточного отношения между передающим и исполнительным механизмами.The implementation of the transmission mechanism in the form of a multi-link gear-link mechanism with a connecting rod allows, by varying the length of the connecting rod, to set the disk in a position in which its axis, carrying the output gear wheel, occupies a position in the end of the knife shaft. It does not require an increase in the size of the drive gear and disk (their dimensions and mass are not changed). The equality of the distances of the hinges on the driving gear and the disk from the corresponding axes ensures (if the distance between the centers of the hinges on the wheel and the disk is equal to the distance between the centers of rotation of the wheel and disk), the angle of rotation of the wheel and disk during operation of the device is equal. Kinematically connected driving gear, connecting rod and disk form a parallelogram mechanism, the connecting rod of which performs plane-parallel motion. In other words, the presence of a connecting rod and a disc does not affect the magnitude of the gear ratio between the transmitting and actuating mechanisms.

Установка диска с закрепленным на его оси выходным зубчатым колесом, связывающим передающий механизм с исполнительным, в концевой части ножевого вала упрощает компоновку устройства и его обслуживание при работе.Installing a disk with an output gear fixed to its axis connecting the transmission mechanism with the actuator at the end of the knife shaft simplifies the layout of the device and its maintenance during operation.

Заявляемое устройство отличается от прототипа конструктивными элементами, связью между элементами, формой выполнения взаимного расположения элементов. Эти отличия способствуют простоте компоновки устройства и условиям его обслуживания при эксплуатации и повышению производительности.The inventive device differs from the prototype structural elements, the relationship between the elements, the form of the relative position of the elements. These differences contribute to the simplicity of the layout of the device and the conditions of its maintenance during operation and increase productivity.

Предлагаемое устройство поясняется фиг.1-4.The proposed device is illustrated in figures 1-4.

Устройство для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины содержит обмеряющий механизм 1, передающий механизм 2, исполнительный механизм 3 и привод 4.A device for automatically adjusting the knife of a fish cutting machine includes a measuring mechanism 1, a transmitting mechanism 2, an actuator 3 and a drive 4.

Обмеряющий механизм 1 включает вертикально расположенный толкатель 5, зубчатую рейку 6, щуп 7 и силовой упругий элемент 8. Толкатель 5 установлен в неподвижных прямолинейных направляющих 9, рейка 6 жестко закреплена на толкателе, щуп 7 смонтирован на нижнем конце толкателя, силовой упругий элемент 8 выполнен в виде пружины растяжения, один конец которой закреплен на толкателе, другой - на направляющей 9. На толкателе 5 укреплен пластинчатый ограничитель 10 с продольным пазом 11 для фиксирования толкателя в заданном нижнем положении, при котором щуп 7 отстоит от поверхности дна кассеты транспортера на расстоянии, равном толщине рыбы минимальной длины. Фиксированное положение ограничителя 10 на толкателе обеспечивается посредством пальца с резьбовым концом, сопрягаемого с пазом 11 в теле ограничителя и с резьбовым отверстием в толкателе. При отсутствии рыбы под щупом 7 либо при нахождении под щупом рыбы минимальной длины пружина 8 поджимает ограничитель 10 к неподвижной направляющей 9, при этом толкатель 5 оказывается в нижнем положении.The measuring mechanism 1 includes a vertically located pusher 5, a gear rack 6, a probe 7 and an elastic force element 8. The pusher 5 is mounted in stationary straight guides 9, the rail 6 is rigidly mounted on the pusher, the probe 7 is mounted on the lower end of the pusher, the elastic force element 8 is made in the form of a tension spring, one end of which is fixed on the pusher, the other on the guide 9. On the pusher 5, a plate limiter 10 with a longitudinal groove 11 is fixed for fixing the pusher in a predetermined lower position, at which n 7 is spaced from the bottom of the conveyor cassette at a distance equal to the thickness of the fish of minimum length. The fixed position of the stopper 10 on the pusher is ensured by means of a finger with a threaded end, mating with a groove 11 in the body of the stopper and with a threaded hole in the pusher. If there is no fish under the probe 7 or when there is a minimum length of fish under the probe, the spring 8 presses the stop 10 against the fixed guide 9, while the pusher 5 is in the lower position.

Передающий механизм 2 включает цилиндрическое зубчатое колесо 12, сопряженное с зубчатой рейкой 6 толкателя 5 обмеряющего механизма, шатун 13, диск 14 и выходное зубчатое колесо 15, закрепленное на оси диска 14. Зубчатое колесо 12 является ведущим звеном передающего механизма, шатун 13 кинематически связывает колесо 12 с диском 14, при этом один конец шатуна шарнирно связан с колесом 12, другой - с диском 14. В устройстве обеспечиваются следующие равенства длин звеньев: отстояние шарнира 16 на колесе и шарнира 17 на диске соответственно от оси колеса и диска; расстояние между шарнирами 16 и 17, определяющее длину шатуна, равно расстоянию между центрами поворота колеса и диска. Данные равенства определяют схему параллелограммного механизма, шатун 13 которого при работе совершает плоскопараллельное движение.The transmission mechanism 2 includes a cylindrical gear wheel 12, coupled with the gear rack 6 of the pusher 5 of the measuring mechanism, the connecting rod 13, the disk 14 and the output gear 15, mounted on the axis of the disk 14. The gear wheel 12 is the leading link of the transmission mechanism, the connecting rod 13 kinematically connects the wheel 12 with the disk 14, while one end of the connecting rod is pivotally connected to the wheel 12, the other to the disk 14. The device provides the following equal lengths of links: the distance of the hinge 16 on the wheel and the hinge 17 on the disk, respectively, from the axis of the wheel and dis and; the distance between the hinges 16 and 17, which determines the length of the connecting rod, is equal to the distance between the centers of rotation of the wheel and disk. These equalities determine the scheme of the parallelogram mechanism, the connecting rod 13 of which during operation makes plane-parallel motion.

Исполнительный механизм 3 включает подвижный корпус 18, установленный в неподвижных прямолинейных направляющих 19, трубчатый ножевой вал 20, размещенный внутри корпуса на двух подшипниках качения, установленных по концам корпуса, на наружной поверхности по длине корпуса укреплена зубчатая рейка 21 для сопряжения с зубчатым колесом 15 передающего механизма. На одном конце пустотелого вала 20 закреплен рабочий орган - дисковый нож 22, другой конец вала сопряжен с концом вала 23 привода 4; сопряжение ножевого вала с валом привода включает шлицевые зубья 24 на внутренней поверхности в концевой части ножевого вала и продольные канавки 25 в концевой части вала привода для шлицевых зубьев ножевого вала.The actuator 3 includes a movable housing 18 mounted in fixed straight guide rails 19, a tubular knife shaft 20 located inside the housing on two rolling bearings installed at the ends of the housing, a gear rack 21 is mounted on the outer surface along the length of the housing to interface with the gear wheel 15 of the transmission mechanism. At one end of the hollow shaft 20, a working element is fixed - a circular knife 22, the other end of the shaft is connected to the end of the shaft 23 of the drive 4; the pairing of the blade shaft with the drive shaft includes spline teeth 24 on the inner surface in the end portion of the blade shaft and longitudinal grooves 25 in the end portion of the drive shaft for splined teeth of the blade shaft.

Устройство для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины работает следующим образом.A device for automatically adjusting the knife of a fish dressing machine operates as follows.

Предварительно устанавливают пластинчатый ограничитель 10 в положение, при котором расстояние между щупом 7 и поверхностью дна кассеты будет равным толщине рыбы минимальной длины. Рыба укладывается в кассеты транспортера с упором в планку так, чтобы ее приголовок при обмере оказался под щупом. При работе привода 4 ножевой вал 20 обеспечивает вращение дискового ножа 22 с частотой, близкой к n=10 с^-1 (600 об/мин).Pre-set plate limiter 10 in a position in which the distance between the probe 7 and the bottom surface of the cassette will be equal to the thickness of the fish of minimum length. The fish is placed in the conveyor cassettes with the emphasis on the bar so that its head when measuring is under the probe. When the drive 4 is operating, the knife shaft 20 provides rotation of the disk knife 22 with a frequency close to n = 10 s ⁻¹ (600 rpm).

При обработке рыбы минимальной длины вращающийся дисковый нож не совершает поступательного движения, поскольку при этом щуп не взаимодействует с рыбой, а толкатель 5 находится в крайнем нижнем положении. В результате, отрезанию головы рыбы минимальной длины не предшествует поступательное движение ножа.When processing fish of minimum length, the rotating disk knife does not translate, since the probe does not interact with the fish, and the pusher 5 is in its lowest position. As a result, cutting off the head of a fish of minimum length is not preceded by the translational movement of the knife.

При обработке рыбы, длина которой больше минимальной, щуп взаимодействует с рыбой по всей его длине, при этом вал 20 с ножом совершает поступательное движение и в момент окончания взаимодействия щупа с рыбой нож оказывается на линии отрезания головы данного экземпляра рыбы. По окончании реза взаимодействие ножа с рыбой прекращается, пружина 8 возвращает толкатель 5 в крайнее нижнее положение, при этом система звеньев передающего механизма 2 обеспечивает возвращение подвижного корпуса 18 с валом 20 и ножом 22 в начальное положение.When processing fish, the length of which is greater than the minimum, the probe interacts with the fish along its entire length, while the shaft 20 with the knife performs translational motion and at the moment the probe interacts with the fish, the knife is on the line of cutting off the head of this fish specimen. At the end of the cut, the interaction of the knife with the fish stops, the spring 8 returns the pusher 5 to its lowest position, while the link system of the transmission mechanism 2 ensures the return of the movable housing 18 with the shaft 20 and the knife 22 to the initial position.

В процессе отрезания головы рыбы положение ножа на линии резания обеспечивается влиянием на его боковые поверхности усилий от массы обрабатываемой рыбы, занимающей фиксированное положение в кассете транспортера. По окончании реза действие этих сил прекращается, при этом сила пружины 8 становится достаточной для возвращения толкателя 5 в крайнее нижнее положение.In the process of cutting off the head of the fish, the position of the knife on the cutting line is ensured by the influence on its lateral surfaces of efforts from the mass of the processed fish, which occupies a fixed position in the conveyor cassette. At the end of the cut, the action of these forces ceases, while the force of the spring 8 becomes sufficient to return the pusher 5 to its lowest position.

При работе устройства диск 14 имитирует движение ведущего зубчатого колеса 12, совершая возвратно-поворотные движения, которые посредством выходного зубчатого колеса 15 генерируют соответствующее возвратно-поступательное движение ножевого вала.During operation of the device, the disk 14 simulates the movement of the driving gear 12, making a reciprocating motion, which through the output gear 15 generate the corresponding reciprocating motion of the knife shaft.

В предлагаемом устройстве реализуется косвенный метод измерения, в соответствии с которым длину головы рыбы определяют по толщине рыбы в месте ее приголовка. Метод базируется на постоянстве отношений между отдельными частями тела рыб одного вида. В соответствии с этим обмер рыбы ведут по толщине рыбы, а нож настраивают на линию резания по длине головы. Численно эти параметры не являются равными, но их отношения для рыб одного вида оказываются постоянными. Так, например, для сельди североатлантической свежей имеемThe proposed device implements an indirect measurement method, in accordance with which the length of the fish’s head is determined by the thickness of the fish at the place of its head. The method is based on the constancy of relations between individual parts of the body of fish of one species. In accordance with this, the fish are measured along the thickness of the fish, and the knife is adjusted to the cutting line along the length of the head. Numerically, these parameters are not equal, but their relationships for fish of one species are constant. So, for example, for North Atlantic herring we have

где α - биологический коэффициент;where α is the biological coefficient;

Н - толщина рыбы в месте приголовка;H is the thickness of the fish in the place of the head;

l_г - длина головы рыбы.l _g - the length of the head of the fish.

В предлагаемом устройстве преобразование значения толщины рыбы, полученного в результате ее обмера, в соответствующее значение длины головы обеспечивается передающим механизмом. Линейный ход ножевого вала 20 не равен линейному ходу толкателя 5. Из зависимости (1) следует, что ход ножевого вала с рабочим органом должен быть равен

. Если принять толщину тела рыбы 3,8 см, то ход ножевого вала должен составлять l_г=3,8:0,52=7,3 см.In the proposed device, the conversion of the thickness of the fish obtained as a result of its measurement into the corresponding value of the length of the head is provided by the transmitting mechanism. The linear stroke of the knife shaft 20 is not equal to the linear stroke of the pusher 5. From dependence (1) it follows that the stroke of the knife shaft with the working body must be equal

. If we take the thickness of the body of the fish 3.8 cm, then the stroke of the knife shaft should be l _g = 3.8: 0.52 = 7.3 cm.

Допустим, что размеры зубчатых колес 12 и 15 и диска 14 одинаковы, т.е. имея колеса с одинаковыми диаметрами делительных окружностей, получаем, что в таком случае ход ножевого вала при настройке ножа на линию резания будет равен ходу толкателя 5, равному толщине обмеряемой рыбы.Assume that the dimensions of the gears 12 and 15 and the disk 14 are the same, i.e. having wheels with the same diameters of pitch circles, we get that in this case, the stroke of the knife shaft when setting the knife to the cutting line will be equal to the stroke of the pusher 5, equal to the thickness of the measured fish.

В предлагаемом же устройстве трансформирование величины хода толкателя 5 в соответствующую величину хода ножевого вала 20 обеспечивается в результате того, что зубчатое колесо 15, сопряженное с зубчатой рейкой 21 исполнительного механизма, выполнено с большим диаметром делительной окружности в сравнении с колесом 12.In the proposed device, the transformation of the stroke of the pusher 5 into the corresponding stroke of the knife shaft 20 is ensured as a result of the fact that the gear 15 associated with the gear rack 21 of the actuator is made with a larger diameter of the pitch circle in comparison with the wheel 12.

При нахождении под щупом 7 рыбы, толщина которой Н=3,8 см, угол поворота зубчатого колеса 12 составитWhen there is a fish under the probe 7, whose thickness is H = 3.8 cm, the angle of rotation of the gear wheel 12 will be

где D₁₂ - диаметр делительной окружности колеса 12, сопряженного с толкателем 5.where D ₁₂ is the diameter of the pitch circle of the wheel 12 associated with the pusher 5.

При таком же угле поворота колеса 15 ножевой вал совершит ход на 7,3 см. Следовательно, диаметр делительной окружности колеса 15, сопряженного с рейкой 21 на корпусе 18 ножевого вала, должен быть равенAt the same angle of rotation of the wheel 15, the knife shaft will make a move of 7.3 cm. Therefore, the diameter of the pitch circle of the wheel 15, coupled with the rack 21 on the housing 18 of the knife shaft, must be equal to

где φ₁₅ - угол поворота зубчатого колеса 15.where φ ₁₅ is the angle of rotation of the gear wheel 15.

Из выражений (2) и (3) передаточное число колес 12 и 15 составляетOf the expressions (2) and (3), the gear ratio of the wheels 12 and 15 is

Следовательно, в предлагаемом устройстве при обработке рыбы данного вида (сельди) передаточное число между колесами 12 и 15 равно значению биологического коэффициента α=Н/l=0,52.Therefore, in the proposed device when processing fish of this species (herring), the gear ratio between the wheels 12 and 15 is equal to the value of the biological coefficient α = N / l = 0.52.

Колеса 12 и 15 кинематически связаны между собой посредством диска 14, при этом диск 14 и колесо 15 закреплены на одной оси. Зная диаметр делительной окружности зубчатого колеса 12 и значение биологического коэффициента α, можно оперативно выполнять переналадку предлагаемого устройства на обработку рыб другого вида путем установки зубчатого колеса 15 соответствующего диаметра.The wheels 12 and 15 are kinematically connected to each other by means of the disk 14, while the disk 14 and the wheel 15 are fixed on the same axis. Knowing the diameter of the pitch circle of the gear 12 and the value of the biological coefficient α, you can quickly perform the readjustment of the proposed device for processing fish of another species by installing the gear 15 of the corresponding diameter.

Применение предлагаемого устройства в рыбообработке обеспечит повышение производительности, оперативность переналадки, упростит обслуживание устройства при работе.The use of the proposed device in fish processing will provide increased productivity, the speed of readjustment, simplify the maintenance of the device during operation.

Claims

1. A device for automatically adjusting the knife of a fish-cutting machine, comprising a measuring mechanism for measuring the thickness of the fish, a transmitting mechanism, an actuator with a working body - a knife mounted on a knife shaft mounted in a movable housing, and a drive, characterized in that the transmission mechanism is made in in the form of a gear-lever mechanism, which includes a driving link - a gear coupled to the measuring mechanism, a connecting rod, one end of which is pivotally connected to the gear wheel, the other - to the disk, on the axle an output gear wheel is fixed for coupling with the actuator, while the distances from the center of the hinge on the gear to the axis of the wheel and from the center of the hinge on the disk to the axis of the disk are equal, and the length of the connecting rod is equal to the distance between the centers of rotation of the wheel and disk.

2. The device according to claim 1, characterized in that the length of the connecting rod is selected from the condition of the position of the axis of the disk in the end part of the knife shaft.