小型水稻脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-06 07:33:18 本頁(yè)面
【正文】 中，逐漸深入詳細(xì)的分析研究 [1]。梅田斡雄（ 1992）對(duì)日本聯(lián)合收割機(jī)的脫粒裝置進(jìn)行了分析與研究，分析了 谷物在脫粒室中的運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)測(cè)量了谷物的抗撓剛度、質(zhì)量和振動(dòng)特性，結(jié)果是，稻谷的固有頻率小于脫粒元件的沖擊頻率，也分析了隨脫粒元件的運(yùn)動(dòng)枝梗的運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是由于摩擦力作用，脫粒中穗頭沿垂直于脫粒滾筒軸線方向運(yùn)動(dòng) [3]。提高脫粒裝置的分離能力，以減少進(jìn)入逐藁器的籽粒量是提高機(jī)器分離能力的有效措施之一許大興（ 1980）對(duì)縱向軸流滾筒的工作原理作了初步分析，提出喂入段與割臺(tái)螺旋推運(yùn)器相似，脫粒段為斜喂谷物作多次切流脫粒，分離段靠離心分離，谷粒沿滾筒外柱面作螺旋運(yùn)動(dòng)，并分析了谷粒的運(yùn)動(dòng)和受力狀態(tài)以及脫粒一分離規(guī)律，可作為縱軸滾筒數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)，最后討論了設(shè)計(jì)參數(shù)和功耗 [5]。謝方平、羅錫文（ 20xx）等設(shè)計(jì)了一種脫粒原理類(lèi)似剛性 桿齒脫粒的柔性桿齒脫粒滾筒，對(duì)其脫粒力進(jìn)行了研究。就總的耕地資源來(lái)說(shuō)，在南美和澳洲以及亞洲的北部還有大量的耕地未開(kāi)發(fā)。但是適合人均耕地面積少、缺乏先進(jìn)適用機(jī)具廣大的農(nóng)民 的小型脫粒機(jī)。 而小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)械是大田作業(yè)機(jī)械化的一個(gè)重要補(bǔ)充。近些年水稻種植面積處于穩(wěn)步上升的轉(zhuǎn)狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)的種植面積為 億畝，此外還有 1200 萬(wàn) hm2 的山區(qū)和丘陵小塊地的小麥?zhǔn)斋@全靠人工收割后，再由脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒。就全國(guó)范圍來(lái)說(shuō)，對(duì)于農(nóng)作物的收獲脫粒 80%以上要靠脫粒機(jī)和人工來(lái)完成。 研究?jī)?nèi)容 在我國(guó)南方，水稻是主要的作物，每年水稻收獲時(shí)脫粒的工作量相當(dāng)大，而且在南方地區(qū)多為丘陵，不便于大型收獲機(jī)作業(yè)，所以需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便的小型脫粒機(jī)。 其結(jié)構(gòu)一般可分為喂入方式、脫粒原理、分離排雜、清選輸送四個(gè)部分。作業(yè)時(shí)，作物由脫粒裝置的一端喂入， 5 在脫粒間隙內(nèi)做螺旋運(yùn)動(dòng)，脫下的谷粒同時(shí)從滾筒正下方的凹板柵格中分離出來(lái)，而莖稿則隨慣性力的作用由軸的另一端排出。根據(jù)微型脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)要求及應(yīng)用需 要，在微型脫粒機(jī)喂入方式中的采用半喂入軸流式脫粒裝置。 脫粒原理 分析 谷物的脫粒主要是利用機(jī)械裝置，將谷物的籽粒與包裹及莖桿的結(jié)合破壞，以實(shí)現(xiàn)脫粒。打擊的速度快，打擊的次數(shù)越多，產(chǎn)生的慣性力也就越大，穗與穗之間的撞擊次數(shù)就會(huì)增多，也就越容易脫粒干凈 ??6 。 圖 1 沖擊釘齒滾軸結(jié)構(gòu)圖 Figure 1 The roller structure of impact nails tooth 6 梳刷 分析 脫粒機(jī)械的工作部件，當(dāng)工作部件在動(dòng)力部件的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)像梳子一樣，從谷穗之間通過(guò)，對(duì)谷物施加一定的拉力作用，使谷物脫離穗軸。這種機(jī)械主要利用谷層在板齒或紋桿滾筒的脫粒間隙內(nèi)，出現(xiàn)挫動(dòng)而使籽粒脫落。通常谷粒與穗軸的抗剪力是較弱的，上述相對(duì)位移就形成了剪切破壞其連接力。 7 圖 3 碾壓滾輪結(jié)構(gòu) Figure 3 The roller structure of Rolling wheel 上述四種原理既可單獨(dú)應(yīng)用也可組合應(yīng)用，均能達(dá)到脫粒的目的，但其效果有所不同，這是各原理的特點(diǎn)所決定的。 經(jīng)對(duì)上述四種原理的比較于分析，碾壓脫粒不能滿(mǎn)足微型化及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化的設(shè)計(jì)要求，所以在本裝置中不能采用該原理。微型脫粒機(jī)在傳統(tǒng)清選方法的基礎(chǔ)上將工藝流程與設(shè)備綜合起來(lái)，將傳統(tǒng)清選裝置進(jìn)行改進(jìn)，把清選工序和谷粒輸送工序結(jié)合在一次完成，利用氣流對(duì)谷粒的作用力與谷粒在傾斜面上受重力作用有下滑的趨勢(shì)結(jié)合起來(lái)，根據(jù) 8 通過(guò)滾筒篩的細(xì)小脫出物中各種成分飄浮速度的差別來(lái)完成清選 ,不但滿(mǎn)足使用要求，而且使體積較小，重量較輕 ??10 。 1入料口 2脫粒滾筒 3風(fēng)扇 4出雜口 5出料口 6電機(jī) 圖 7 總體結(jié)構(gòu) Figure7 Overall structure 10 工作原理 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。作物在脫粒裝置中運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，脫凈率高分離率可達(dá) 99%，無(wú)需另設(shè)分離裝置。滾筒的轉(zhuǎn)速由滾筒外緣板齒頂部的線速度決定的，滾筒外緣線速度是以保證不損傷水稻粒籽為前提條件，但滾筒外緣線速度也不能過(guò)低，否 則會(huì)影響其生產(chǎn)率，故取線速度為 8m/s。 滾筒脫粒段長(zhǎng) 度 滾筒脫粒段長(zhǎng)度是決定脫粒質(zhì)量的主要參數(shù)，滾筒過(guò)短影響脫凈率，滾筒過(guò)長(zhǎng)則會(huì)增加功率消耗及制造成本，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，用籽粒含水率為 20%左右的谷穗，取脫粒段長(zhǎng)度 100mm。脫粒主要利用物粒的撞擊與搓擦的作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此蓋板與脫粒滾筒之間取 50mm的間隙，以保證具有足夠的磨擦力和沖擊力，促使谷粒剝離，而凹板篩與弓齒之間的縫隙大小影響脫粒效果，縫隙較大籽粒通過(guò)性好，夾帶損失小，但影響籽粒凈度，縫隙較小，則夾帶 損失大。根據(jù)凹板直徑與生產(chǎn)率的關(guān)系和實(shí)際生產(chǎn)情況，本設(shè)計(jì)現(xiàn)取凹板直徑為 170mm。機(jī)架要起到支承整機(jī)的功能，此設(shè)計(jì)采用一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，兩根垂直支架支撐風(fēng)機(jī)。 要為某一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，首先要合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率。選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)容量不能被充分利用，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿(mǎn)載運(yùn)行，使得效率和功率因數(shù)不高。則脫粒滾筒轉(zhuǎn)速 =n 1 2 7 6082 π ??? ??rv r/min （ 1） 即滾軸的圓周速度約為 1300r/min。同步轉(zhuǎn)速由電源頻率與極對(duì)數(shù)而定的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)空載時(shí)才可能 達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。 表 2 YC8024 型電動(dòng)機(jī)主要參數(shù) Table2 The main parameters of YC8024 model motor 型號(hào) 額定電壓 額定轉(zhuǎn)速 額定功率 YL90L4 220V 1500r/min 1500W 13 帶輪的設(shè)計(jì) 帶輪設(shè)計(jì)的要求 設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的要求有：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 4)()1(2π2 1 a ddddaLd ????=622mm （ 5） 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL =630mm 計(jì)算實(shí)際中心距 a 2 39。176。 計(jì)算 V帶的根數(shù) z Laca KKPP Pz )Δ(00 += （ 7） 由 1n =1520mm、 10d =75mm、 i =，取 0p =、 0p? =、 aK =、 LK =，則取 z=1根。軸的機(jī)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形狀；軸上安裝的零件類(lèi)型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。為使套筒端面可靠地壓緊軸承，此軸段應(yīng)略長(zhǎng)于軸承寬度 L2=130mm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)及式 ? ? ][24 12222?????????????????? ???? W TMWTWMca （ 11） 取 ?? 軸的計(jì)算應(yīng)力 ? ? M P aW TMca )( 322221 ?? ????? ?? （ 12） 由于前面選擇材料為 45 鋼， 調(diào)質(zhì)處理 MPa60][ 1 ??? 因此 ][ 1????ca ，故設(shè)計(jì)合理，安全。 6 風(fēng)機(jī)與篩子的設(shè)計(jì) 風(fēng)量 V 的計(jì)算 由 ??1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 μρBQV= Q—— 機(jī)器喂入量（ kg/s） B—— 清除雜質(zhì)占機(jī)器喂 入量的比例，半喂入機(jī)型，一般取 8%到 15% ρ —— 空氣密度 )/( 3mkg μ —— 攜帶雜質(zhì)氣流的混合濃度比，約 ，取μ = 則 18 )( 12%15 3 smV == 風(fēng)扇尺寸的計(jì)算 葉輪外徑 2D ?pgu ?2 ?pgnD π602 ? 對(duì)清糧裝置的風(fēng)扇，壓力系數(shù) ~，轉(zhuǎn)速 n=1000~20xxr/min20 。 同理求得：其他軸的鍵也相同。 參考文獻(xiàn) [1
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