【文章內(nèi)容簡介】 粒。因本機(jī)采用全橡膠剝皮輥， 輥面帶有螺旋凸棱，左右輥互相嚙合，成對用，由于橡膠摩擦系數(shù)較大，因此不必另加壓制器。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第二章 整體的設(shè)計(jì) 與選擇 第一節(jié) 剝皮的工藝過程 采用人工上料，人工喂入，機(jī)械剝皮，最終使果穗和表皮分離。在這過程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自動(dòng)喂入會(huì)使機(jī)器的成本和造價(jià)會(huì)大大地提高而農(nóng)民對這種機(jī)械由于價(jià)格的增設(shè)而使購買力下降。配套動(dòng)力源采用 Y 系列三相電動(dòng)機(jī)，主要工作部件選用全橡膠的玉米剝皮輥，傳動(dòng)部分使用帶傳動(dòng)和直齒輪傳動(dòng)。 第二 節(jié) 方案的選擇 在設(shè)計(jì)過程中也曾考慮過采用自動(dòng)喂入 ，但這種機(jī)械雖然在效率上有所提高，但同時(shí)它也將提高機(jī)器的成本，從而使購買力下降。而采用人工喂入雖然不如自動(dòng)喂入效率高，但也比手工大大的提高，而且適合大多數(shù)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)能力。之所以采用 Y 系列電動(dòng)機(jī)，是因?yàn)?Y 系列電動(dòng)機(jī)是目前最常使用的，而且價(jià)格合理。剝皮部件采用全橡膠的剝皮輥，不但不影響剝凈率而且由于橡膠比較有彈性不會(huì)損傷籽粒。傳動(dòng)部分由于該機(jī)比較簡單所以選用直齒輪既可。 第三 節(jié) 主要工作部件型式的選擇 剝皮機(jī)主要核心部件是剝皮裝置，傳統(tǒng)式剝皮裝置采用一支鑄鐵螺旋齒輥和一個(gè)橡膠螺旋剝皮輥配對使用，兩對輥的中心距 a=，且兩對輥形成以個(gè)槽形，一般采用兩對或四對輥，為增加玉米穗與輥?zhàn)拥膲毫?，在剝皮輥的上方配有兩組或三組 壓制器，多年來的實(shí)踐證明，這種輥型的剝凈率最高能達(dá)到 85%，籽粒破碎率高達(dá) 2%，這是玉米剝皮機(jī) 推廣的主要原因。 94 年通過實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)出一種全橡膠的玉米剝皮輥，這種輥采用橡膠制成，輥面帶有螺旋凸棱，左右輥互相嚙合，成對使用，由于橡膠摩擦系數(shù)較大，因此不必另加壓制器，且橡膠面有彈性布損傷籽粒，并在軸線方向上布置有螺距為 2m 的螺旋線，果穗能沿線向下 滑，再加上與支架本身的傾角，使果穗能自動(dòng)進(jìn)入下料斗，身產(chǎn)率較高。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第三章 總體配置的確定 總體配置就是合理安排各部件位置和聯(lián)接關(guān)系，確定動(dòng)力的傳動(dòng)路線，與電動(dòng)機(jī) 的聯(lián)接關(guān)系，使機(jī)器工藝路線合理，并且便于使用，調(diào)整和維修，同時(shí)機(jī)器外觀造型要給人以美感。 第 一 節(jié) 機(jī)架的配置 機(jī)架采用角鋼焊接而成，如圖 1 所示： 圖 1 為了便于作業(yè)后的移動(dòng)，在機(jī)架底部安裝有四個(gè)行走輪，且在前面的兩個(gè)行走輪需要能夠轉(zhuǎn)向，這樣使整機(jī)的移動(dòng)更加方便，更便于生產(chǎn)中的使用，考慮到成本方面的因素，行走輪及轉(zhuǎn)向輪均可外購，因?yàn)樗]什么特殊的要求，只要能達(dá)到行走及轉(zhuǎn)向 要求即可，也可以本身自己制造。 第 二 節(jié) 傳動(dòng)系統(tǒng)配置 ： 利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源時(shí)，只需一級皮帶傳動(dòng)，然后再由一級齒輪傳動(dòng) 成降速過程 最后再由齒輪傳動(dòng)到主動(dòng)軸上。如圖所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，剝皮輥的最佳轉(zhuǎn)速范圍在 n=300r/min~350r/min,這里我們 取 n=,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 =1440r/min. = =1440/= 根據(jù)高端傳動(dòng)比 低端傳動(dòng)比，初定高端傳動(dòng)比 = = = 第 三 節(jié) 傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖 = = = = = 所以 總降速比 i= = 所以 直軸的轉(zhuǎn)速為 n= = =由于依實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，剝皮輥?zhàn)罴艳D(zhuǎn)速范圍為 n=300— 350n/min 所以這一轉(zhuǎn)數(shù)符合要求。 這二級減速及傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的尺寸如下： 主動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑： 從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑： 齒輪 1的分度圓直徑： 齒輪 2的分度圓直徑： =144mm 齒輪 4的分度圓直徑： = =90mm 齒輪 8的分度圓直徑： 如圖 2 所示，動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)傳到完成一級減速，再由皮帶傳到 1 軸上， 1 軸上有一與皮帶輪同轉(zhuǎn)速的齒輪 1，齒輪 1 與齒輪 2 嚙合完成二級減速。 2 軸為主動(dòng)軸，在其上有三個(gè)齒輪。齒輪 2 與齒輪 1 嚙合完成降速；齒輪 3 與齒輪 4 嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比為 1 的傳動(dòng)； 4軸的齒輪 7 與 5 軸的齒輪 8 嚙合實(shí)現(xiàn)同速傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)最終的剝皮過程； 2 軸上的齒輪 6 與3 軸上的齒輪 5 嚙合實(shí)現(xiàn)同速傳動(dòng)。 5 軸的最終轉(zhuǎn)速為 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第四章 剝皮裝置的確定 剝皮裝置是由一對相向轉(zhuǎn)動(dòng)的剝皮輥?zhàn)ト『蛣兂衩姿氲陌~。剝皮輥與苞葉間的摩擦力必須大于苞葉與穗輥間的鏈接力，為了使苞葉剝凈，在玉米穗沿剝皮輥下滑的同時(shí)，自身應(yīng)能轉(zhuǎn)動(dòng)。在剝皮輥的上方設(shè)有壓送器，使果穗對剝皮輥穩(wěn)定地接觸而避免跳動(dòng)。 第一節(jié) 剝皮輥長度確定 ： 傳統(tǒng)式玉米剝皮輥長度為 ，美國甜玉米剝皮機(jī)滾長為 1500mm，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出玉米在剝皮輥上的剝凈率在開始 400mm 內(nèi)剝凈率為 85%，在 600mm 內(nèi)剝凈率為 93%，因此輥長定為 1000mm 可使苞葉的剝凈率在 93%以上。剝皮輥的長度是影響剝凈率 的主要參數(shù)，為保證剝凈苞葉，剝皮輥應(yīng)有足夠的長度，但過長會(huì)引起籽粒脫落和破碎，剝皮輥的直徑應(yīng)不使最小直徑的果穗收擠壓和被抓取為準(zhǔn)。 第二節(jié) 剝皮輥生產(chǎn)能力的確定 ： 單對剝皮輥生產(chǎn)能力： /h ① ② 其中： q剝凈率果穗質(zhì)量平均為 L果穗長度最大為 250mm 果穗沿剝皮輥移動(dòng)速度 m/s S剝皮輥螺距 s=900mm N剝皮輥轉(zhuǎn)速 f滑動(dòng)綜合系數(shù)試驗(yàn)得 f= 50mm ② 帶入 ① ： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 = = =1066Kg/h 所以 兩對輥計(jì)算生產(chǎn)率為 2132Kg/h 設(shè)計(jì)要求為 1500kg/h,2132kg/h1500kg/h 符合設(shè)計(jì)要求。 由于此機(jī)是由人手式喂入，故實(shí)際生產(chǎn)能力大約在每對輥的生產(chǎn)率 1500Kg/h 左右，這是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論。 第三節(jié) 剝皮部件的配置： 本機(jī)剝皮裝置直接利用《新型剝皮裝置》專利技術(shù)，其剝皮輥為高苯橡膠面，有數(shù)條螺旋相互嚙合，高低配置成對 使用，每兩對輥組成一槽型，如圖所示每個(gè)輥軸上有每節(jié)250mm 的四節(jié)膠輥串接而成螺旋首尾相接，局部磨損后便于更換，下輥 5 為固定輥，上輥 3 可繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，既兩輥嚙合間隙時(shí)可調(diào)的。保證果柄可以通過，兩輥可以調(diào)節(jié)螺栓 6 來調(diào)節(jié)，所以可以根據(jù)不同的品種來適當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓，使果穗順利通過。 玉米在兩輥所形成的槽型中，輥面的凸棱對苞葉有撕裂作用，由于兩輥的螺旋相互嚙合，使玉米苞葉在自轉(zhuǎn)過程中被嵌入凹槽中，此時(shí)由于兩輥的轉(zhuǎn)動(dòng)使苞葉被扯掉，玉米的自轉(zhuǎn)主要由于兩輥對玉米摩擦力大小不同，雖然兩輥的材料不同，但卻由于兩輥與玉米之間的壓力角不同而產(chǎn)生不等的摩擦力 、 且 ，而使得玉米能夠產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。如圖 4所示： 兩輥中心距 a=，當(dāng)果穗直徑為 ∮ 60 時(shí)果穗重力 N 與下輥壓力方向角 = 與上輥方向壓力角 = ，其相應(yīng)摩擦力： 由于 且方向相反，因此果穗在剝皮過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，可加速剝皮過程，為 加速果穗下移速度，剝皮輥還要有一定傾角，傾角小，下滑速度慢，生產(chǎn)率低傾角大，剝凈率低，本機(jī)通過部件試驗(yàn)，確定剝皮輥傾角為 。果穗通過間隙，根據(jù)實(shí)測果穗直徑最大不超過 ，為防止畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 過大的果穗卡滯現(xiàn)象通過 70mm，可使果穗繞自身軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，為防止在剝皮過程中產(chǎn)生果穗治理造成脫粒，在剝皮輥上方設(shè)有壓穗板，壓穗板通過間隙為 70mm. 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第五 章 執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì) 第一節(jié) 果穗料斗的設(shè)計(jì) ： 果穗料斗不但要有暫存果穗的能力，而且 能夠使果穗沿剝皮輥的軸向方向上進(jìn)入兩輥所形成的槽型中，在配置上與剝皮輥的傾角相同，均與水平面成 角，在長度上按展開1000mm 設(shè)計(jì)，因?yàn)榭紤]到玉米進(jìn)入到剝皮輥時(shí)的方向性，所以將出口處的滑板設(shè)計(jì)成與剝皮輥組數(shù)相等的槽型，盡可能保證每次只能通過一穗玉米。進(jìn)料斗是送入玉米的裝置，由于本機(jī)采用兩對剝皮輥工作，所以進(jìn)料斗必須設(shè)計(jì)成雙出口的結(jié)構(gòu)。玉米需自動(dòng)滑到剝皮輥的方向上進(jìn)入兩輥形成的槽型中進(jìn)行剝皮，這就要求料斗具有一定得傾斜度，經(jīng)參考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選傾斜度為 。為保證玉米滑 向剝皮輥時(shí)每次只能通過一穗玉米，可將出口設(shè)計(jì)成與剝皮輥組數(shù)相同的槽型（如下圖 5）。同時(shí)為保證玉米在剝皮過程中受切向力的擠壓導(dǎo)致彈出，在剝皮輥上方增加兩個(gè)壓穗板，以防止果穗彈出。 下料斗是在玉米剝皮結(jié)束后，果穗畫出的裝置，它可以設(shè)計(jì)成任何方便的形狀。（如圖 6）。 第二 節(jié) 機(jī)架、連接架的設(shè)計(jì) 機(jī)架和連接架均由角鋼焊接而成，兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)相同，僅寬度不同。在滿足要求的前提下具有一定得抗壓能力既可，主要目的是便于組織生產(chǎn)，提高通用程度，因此無特別要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第六章 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 第一節(jié) 玉米果穗在剝皮輥間的受力分析 兩輥對玉米產(chǎn)生的兩個(gè)摩擦力 、 分別為： = 所以： 所以 ： 由實(shí)驗(yàn)可知，撕破苞葉的抓取力 大約為 同時(shí)在自轉(zhuǎn)過程中撕扯力 根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，扯斷苞葉所需力 故 此時(shí)每個(gè)軸所承受的力不僅有 F，而且 還要有 與。 每對剝皮輥消耗的功率： 因此兩對輥消耗的總功率： 與皮帶輪同軸的齒輪所需扭矩為 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第二節(jié) 皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 已知：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min A 型帶 P=3kw 確定計(jì)算功率 ： 工作情況系數(shù) ，故 選取窄 V帶帶型： 根據(jù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P— 152 圖 8— 9確定選用 SPA 型帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P— 145 表 8— 3和 P— 153表 8— 7取主動(dòng)輪直徑 。根據(jù)式 ， 從動(dòng)帶輪直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P— 153 表 8— 7，取 。 驗(yàn)算帶的速度： = 所以 帶的速度合適。 確定窄 V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距： 根據(jù) ，初步定中心距 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P— 142 表 8— 2選帶的基準(zhǔn)長度 。 計(jì)算實(shí)際中心距 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的