Известны кинематические схемы ряда механизмов настройки рабочих органов рыборазделочных машин, используемых при разделке рыб различных видов [1]. Основным недостатком данных систем настройки рабочих органов является усложненность 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. Известно также устройство для автоматической настройки ножа на линию резания, примененное в машине проекта 407 для разделки сельди, в котором используется косвенный метод измерения - зависимость между длиной головы и толщиной рыбы в районе линии резания [2]. Устройство содержит обмеряющий механизм в виде укрепленного на оси одноплечего рычага - скользящей планки для измерения толщины рыбы, движущейся в кассетах транспортера, передающий механизм в виде рычага с роликом, укрепленного на оси обмеряющего рычага, исполнительный механизм в виде поворотного кронштейна с корпусом для вала с укрепленным на валу рабочим органом - ножом и привод.

Основным недостатком устройства является то, что при взаимодействии с рыбой вращающийся дисковый нож занимает положение, при котором плоскость ножа, а следовательно, и плоскость резания, оказывается под острым углом относительно хребтовой кости обрабатываемой рыбы. Другими словами, непосредственно при отрезании головы каждого экземпляра обрабатываемой рыбы не обеспечивается перпендикулярного положения ножевого диска и хребтовой кости рыбы. Это связано с тем, что при настройке нож совершает движение по дугообразной траектории, кривизна которой зависит от длины поворотного кронштейна. Такое положение плоскости резания приводит к потерям пищевого рыбного сырья. Вместе с головами рыб в отходы идет часть пищевого сырья, при этом потери сырья растут с увеличением длины обрабатываемой рыбы.

Разработанное устройство для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины содержит обмеряющий механизм 1, передающий механизм 2, исполнительный механизм 3 и привод 4 (рисунок).

Обмеряющий механизм 1 включает вертикально расположенный толкатель 5, зубчатую рейку 6, щуп 7 и силовой упругий элемент 8. Толкатель 5 установлен в неподвижных направляющих 9, рейка 6 жестко укреплена 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 кольцом, 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 поднимает ограничитель 10 к неподвижной направляющей 9, при этом толкатель 5 оказывается в нижнем положении.

Передающий механизм 2 включает цилиндрические зубчатые колеса 12,13 и 14, при этом колесо 12 сопряжено с зубчатой рейкой 6 толкателя 5 обмеряющего механизма и с колесом 13; колеса 13 и 14 жестко укреплены на общей оси 15, колесо 14 является выходным звеном передающего механизма, оно кинематически связывает передающий и исполнительный механизмы. Ось 15 выполнена с возможностью изменения (регулирования) расстояния от оси вращения колеса 12 при переналадке устройства на обработку рыбы другого вида.

Исполнительный механизм 3 включает подвижный корпус 16, установленный в неподвижных прямолинейных направляющих 17, трубчатый ножевой вал 18, размещенный внутри корпуса на двух подшипниках качения, установленных по концам корпуса, на наружной поверхности по длине корпуса укреплена зубчатая рейка 19 для сопряжения с зубчатым колесом 14 передаточного механизма. На одном конце пустотелого вала 18 укреплен рабочий орган - дисковый нож 20, другой конец вала сопряжен с концом вала 21 привода 4; сопряжение ножевого вала с валом привода включает шлицевые зубья 22 на внутренней поверхности в концевой части ножевого вала и продольные канавки 23 в концевой части вала привода для шлицевых зубьев ножевого вала.

Устройство для автоматической настройки ножа рыборазделочной машины работает следующим образом.

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 18 обеспечивает вращение дискового ножа 20 с частотой близкой к (600 об/мин).

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.

При обработке рыбы, длина которой больше минимальной, щуп взаимодействует с рыбой по всей его длине, при этом вал 18 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 зубчатых колес передающего механизма обеспечивает возвращение подвижного корпуса 16 с валом 18 и ножом 20 в начальное положение.

В процессе отрезания головы 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.

В разработанном 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 [2-4]. В соответствии с этим обмер рыбы ведут по ее толщине, 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 имеем

, (1)

где - биологический коэффициент; Н - толщина рыбы в месте приголовка; - длина головы рыбы.

В разработанном устройстве преобразование значения толщины рыбы, полученного в результате ее обмера, в соответствующе значение длины головы обеспечивается передающим механизмом. Линейный ход ножевого вала 18 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 см.

Допуская, что размеры зубчатых колес 12, 13 и 14 передающего механизма 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.

В разработанном устройстве трансформирование величины хода толкателя 5 в соответствующую величину хода ножевого вала 18 обеспечивается в результате того, что зубчатые колеса 12 и 14 имеют одинаковые размеры, а колесо 13, сопряженное с колесом 12, выполнено с меньшим диаметром делительной окружности.

При нахождении под щупом 7 рыбы, толщина которой Н = 3,8 см, угол поворота зубчатого колеса 12 составит

град, (2)

где D - диаметр длительной окружности колеса 12, сопряженного с толкателем 5.

При этом, угол поворота колеса 14, при котором ножевой вал 18 совершает ход на 7,3 см, должен быть равен

град, (3)

где D - диаметр длительной окружности колеса 14, сопряженного с рейкой на корпусе 16 ножевого вала.

Из выражений (2) и (3) передаточное число колес 12 и 14 составляет

разделка рыба механизм вид

(4)

Следовательно, в разработанном устройстве при обработке рыбы данного вида (сельди) передаточное число между колесами 12 и 14 равно значению биологического коэффициента

Колеса 12 и 14 кинематически связаны между собой посредством колеса 13, при этом колеса 13 и 14 укреплены на данной оси. Для зубчатых колес 12 и 13 имеем

(5)

Поскольку , из равенства (5) с учетом (4) имеем

(6)

Следовательно, зная диаметр зубчатого колеса 12 и значение биологического коэффициента , можно оперативно выполнить переналадку разработанного устройства на обработку рыб других видов. Применение разработанного устройства в рыбообработке обеспечит повышение точности настройки ножей рыборазделочных машин, уменьшит потери пищевого рыбного сырья. Устройство применимо для обработки рыб различных видов.

Список литературы