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正文內(nèi)容

小型谷物清選機設計(編輯修改稿)

2025-01-11 01:10 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 機械調節(jié)外,現(xiàn)己開發(fā)出液壓調節(jié)系統(tǒng),操作更加靈敏。比較著名的比重式清選機生產(chǎn)廠家有奧地利的 HEI 公司、丹麥的 WESTRUP 公司、德國的 PETKUS 公司、美國的 OLIVER 公司、 IMC 公司和 CRIPPEN 公司 [[g] 0 20 世紀 70 年代以來,種子加工業(yè)的興起使風篩式清選機在一些發(fā)達國家有了較快的發(fā)展。其中,西歐、北美的一些國家,如丹麥、瑞典、奧地利、瑞士、意大利、德國、美國等,在生產(chǎn)和使用方面均居領先地位。目前,制造風篩式清選機的廠家很多,其中以美國的布朗特 (BLOUN39。1}公司、德國德勒貝爾 (ROBOR)公司、丹麥的達馬斯 (DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼 (BALLARINI)公司歷史較為悠久,他們生產(chǎn)風篩式清選機己有 100 多年,其產(chǎn)品經(jīng)久耐用 、性能可靠。這些公司的產(chǎn)品除滿足國內(nèi)需要外,還遠銷世界各地。他們在技術上各有發(fā)展,產(chǎn)品也各有特點。 國內(nèi)狀況 我國對糧食清選機械的研究、生產(chǎn)起步較晚。 20 世紀 50 年代引進首批樣機,最早的產(chǎn)品是手動風車、溜篩,生產(chǎn)率低、清選效果不佳; 60 年代的產(chǎn)品是電動揚場機,雖提高了生產(chǎn)效率,但清選效果仍不理想; 70 年代開始了對糧食振動分選機、滾筒篩選機的研制; 80 年代,進入了新的發(fā)展階段,在引進消化國外清選機械先進技術的基礎上,研制出了具有一定先進水平的糧食清選加工機械;進入 90 年代,新技術、新產(chǎn)品、新 工藝不斷涌現(xiàn),為糧食清選加工業(yè)的發(fā)展提供了技術保證。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,基本形成了具有我國特色、適應我國廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產(chǎn)的加工體系,比較好的產(chǎn)品有石家莊市綠炬種子機械廠生產(chǎn)的 SXJC3A種子清選機、無錫市天地自動化設備廠生產(chǎn)的 SX3 風篩式種子清選機、青島亞諾機械工程有限公司生產(chǎn)的 風篩式清選機、佳木斯聯(lián)豐農(nóng)業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的 SXF15 復式清選機、石家莊三立谷物精選機械有限公司生產(chǎn)的 SXZC3A 種子清選機、石家莊市科星清選機械有限公司生產(chǎn)的 SXZC5 種子清 選機、河北省種業(yè)集團種子機械有限公司生產(chǎn)的 SXZ3 種子清選機。 從歷年的國家監(jiān)督抽查結果來看,大部分產(chǎn)品主要性能指標均能達到企業(yè)明示執(zhí)行標準的要求,基本能滿足用戶需求。抽查中也反映出清選機產(chǎn)品目前存在的差距:首先,產(chǎn)品對物料的清選加工范圍不大,大部分產(chǎn)品只適用于幾種主要作物,如水稻、小麥、玉米、大豆等清選加工,對花卉、煙草、牧草種子、葵花種子等的清選效果不十分理想;其次,產(chǎn)品質量與國外產(chǎn)品相比,在原材料質量、第一章 概述 5 加工工藝、企業(yè)加工能力、加工成套設備的配套性、新技術開發(fā)應用方面都存在一定差距。此外,企業(yè)的技術 進步緩慢,產(chǎn)品與當前用戶的多種需求 (加工物料多樣化、精細化 )不相適應。 2021 年第 4季度國家監(jiān)督抽查清選機,國家質檢總局 2021 年 3 月 10 日公布了清選機的國家監(jiān)督抽查結果 :清選機產(chǎn)品抽樣合格率為 %,產(chǎn)品質量水平有待進一步提高,產(chǎn)品安全性問題較為突出。安全防護裝里不規(guī)范,整體制造、裝配質量不高,產(chǎn)品振動大,可靠性較低。如 和 負壓重力式清選機,由于能耗、噪音較大,振動不易平衡,操作不便,目前己逐步被淘汰。 總的來說,我國現(xiàn)有的清選機普遍存在的問題:功能單一、適應性差;技術性能不 穩(wěn)定;產(chǎn)品零部件制造水平低、工藝設備落后,可靠性差;產(chǎn)品的安全性差,產(chǎn)品外觀質量較差。因此,清選機不能很好地滿足我國現(xiàn)階段的實際需求。 本課題的研究內(nèi)容和技術指標 研究內(nèi)容 谷物清選機的設計理論基礎 (1)影響谷物清選的主要因素,即振動篩的傾角、篩孔的尺寸、形狀、篩子的振動頻率、振幅、物料在篩面上的運動速度、風機葉輪出口處氣流速度、風機轉速、流量、生產(chǎn)率等。 (2)谷物清選機的設計原則和程序。 基于節(jié)能和使用方便的小型谷物清選機的研究 (1)分析車把式機架的設計在使 用上的靈活性。 (2)分析振動機構采用曲柄搖桿連桿機構對節(jié)能的影響。 (3)分析單相電源供電對用戶使用的方便性。 技術指標 (1)適用性、適應性:第一章 概述 6 適用于清除與種子寬度、厚度及空氣動力特性有差異的雜質;清選機應能在 30400C 環(huán)境溫度及 40%^39。80%空氣相對濕度下正常作業(yè)。 (2)安全、環(huán)保要求 : 清選機傳動件帶輪 、膠帶、外伸的軸頭以及風機外露的進風口都應加防護裝置 ; 清選機單機作業(yè)噪聲不大于 85db; 清選機作業(yè)場所粉塵不大于 1 Omg/m3 。 (3)可靠性 : 平均首次失效前時間 300h; 平均 失效間工作時間 1000h。 研究方法和技術路線 研究方法 調查研究 包括搜集資料 ; 調查和測試有關機械的性能 ; 了解原料品質與加工要求等方面。最后將資料加以整理和綜合分析,并得出結論。搜集資料是調整研究工作的主要內(nèi)容,通常包括下述范圍 : (1)工作原理相近,性能相近,可以參照的機械圖紙和文字說明 ; (2)同類機械的生產(chǎn)紀錄、故障記錄,并聽取使用意見與改進意見 ; (3)有關的國內(nèi)外科技動態(tài) ; (4)有關的參考書籍和刊物 ; (5)使用地區(qū)的原料品質,產(chǎn)品要求,氣候條件等。 所搜集的資料 必須經(jīng)過整理和分析,取其精華加以引用。 設計計算第一章 概述 7 技術路線 (1)總體設計階段 機器的總體設計,首先要確定機器的工作原理,因為它是實現(xiàn)機器職能的基本依據(jù)。例如清選機,它的職能是把谷物中的雜質及較小顆粒排出, 要達到清選的目的就有多種的工作原理,如用風選,用重力清選,氣流篩子清選等,由于工作原理不同,設計出來的機器也必然不同。隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展,新的清選原理通過理論分析和科學試驗將會不斷出現(xiàn)。因此在設計新的機器時,應根據(jù)具體情況,全面分析比較各種不同的工作原理,確定其中最合理的方案 進行設計。工作原理確定后,就可著手進行機器的運動設計。確定機器執(zhí)行部分所需的運動條件和動力配備。選用原動機的類型和性能參數(shù),進行機器的運動機構設計。即把原動機的運動轉變?yōu)閳?zhí)行部分的機械動作。并根據(jù)機器的運轉特性,執(zhí)行部分的工作阻力,工作速度和傳動部分的總效率等各種阻力因素,計算出機器所需的驅動功率。并結合初步設想的機器的工作情況,選定一臺或數(shù)臺原動機進行驅動。 (2)結構設計階段 設計主要零部件的具體形狀、尺寸、材料、制造、安裝、配合要求等一系列問題。并進行類比、選擇、必要的計算和實驗等一系列工作。 (3)零件設計階段 設計零件圖要從機器總體要求出發(fā),綜合考慮各個零件在機器中的作用地位。從受力情況,計算它的強度、剛度,結合使用壽命、體積和重 量 等,決定選用何種材料最為合適。從而確定零件的尺寸,結構,加工精度,表面光潔度等。 (4)驗證修改。 第二章 谷物清選機的結構、特點及總體設計 8 第二章 谷物清選機的結構、 特點 及總體設計 本設計中小型 谷物清選機主要由 機架、 進料裝置、 篩體 、風機、傳動機構 五個部分 組成 。 (1)機架:主要起支撐作用。通過地排車下盤的尺寸確定機架的寬度。 (2)進料斗:根據(jù)篩體的尺寸設計料斗的尺寸。保證物料能均勻的、連續(xù)的流入第 一層篩面;使物料沿整個篩面的寬度均勻分布,以提高吸風和篩理效率;根據(jù)生產(chǎn)需要能方便靈活地調節(jié)進料量。 (3)風機:利用其產(chǎn)生的氣流做介質進行工作。根據(jù)生產(chǎn)能力及物料的輸送特性確定風機的參數(shù)。 (4)篩體:利用篩體的振動對谷物進行篩選。根據(jù)生產(chǎn)能力確定篩子的尺寸,依據(jù)物料的物理特性確定篩孔的形狀、尺寸,并確定篩體的振動頻率。 (5)傳動機構:完成能量的傳遞和轉換。根據(jù)風機選取電機的型號,依據(jù)風機的轉速確定風機皮帶輪的尺寸,依據(jù)篩體的振動頻率確定篩體皮帶輪的尺寸。 工作過程:被清理的谷物首先倒入料斗,在倉門的控 制下,使之沿篩面寬度均勻分布,在谷物通過風道時吹走部分輕雜質如灰塵、糠批等輕浮物,再流入篩體內(nèi),篩體在搖臂驅動下往復運動,篩體有兩層篩面,谷物在篩面推力及自身重力作用下在篩面上流動,第一層篩面隔除谷物中的大雜質,由排大雜口排出,谷物流入第二層篩面上繼續(xù)被篩理,穿過第二層篩面的微小雜質,由排小雜口排出,成熟的、尺寸均勻的谷物則作為篩上物,由出料口排出。 下圖為小型谷物清選機流程圖第二章 谷物清選機的結構、特點及總體設計 9 圖 機架的設計 為方便用戶使用,機架設計為車駕式,可框在地排車的下盤上。機架由角鋼( 50 50 4mm)焊制而成。用于安裝和支撐風機、料斗和篩體等。 進料裝置 的設計 進料裝置的作用為保證物料能均勻的、連續(xù)的流入第一層篩面,并使物料沿整個篩面的寬度均勻分布,以提高吸風和篩面效率 。為節(jié)省動力,采用了結構簡單的頂置式人力提升進料裝置。 其結構簡單,操作方便,喂料均勻。用 3mm 厚的鋼板焊接 而成,并通過插板活門控制不同物料的喂入量。 振動篩 的設計 篩子的種類選擇 振動篩是根據(jù)糧粒和雜質大小的不同,及其自動分級原理,通過篩選的方法來分離雜質的。振動篩的主要工作部件是一作往復運動的篩體。篩體內(nèi)設 置多層 第二章 谷物清選機的結構、特點及總體設計 10 篩面,篩面由沖孔的金屬板制成。金屬板篩面的篩孔形狀有圓形、長形和三角形等。按顆粒厚度的不同分離糧食中的雜質時,可采用長形篩孔。當篩選時,厚度小于篩孔寬度的物料,穿過篩孔成為篩下物;厚度大于篩孔寬度的物料,不能穿過篩孔,成為篩上物。按顆粒寬度的不同分離糧食中的雜質時,可采用圓形篩孔。當篩選時,寬度小于篩孔直徑的物料,穿過篩孔成為篩下物 。寬度大于篩孔直徑的物料,不能穿過篩孔,成為篩上物。 振動篩 主要由篩體、振動機構、篩等組成。 篩子可以分為平面篩、圓筒篩和圓錐篩等幾種,其中平面篩應用最廣。根據(jù)振動方向, 平面篩又可分為縱向振動篩和橫向振動篩。谷物清選機最常用的是圓孔和長方孔平面篩。圓孔篩只有一個量度,即篩孔直徑,凡籽粒寬度大于圓孔直徑者均不能通過。 在 本 清選機上裝有 2個其參數(shù)和形狀各不相同的篩子。第一層篩子是用來分離大的混雜物;第二層篩子都是用來分離小的混雜物。 經(jīng)過多方查證參考,在本清選機中第一層篩子 設計為 平面圓孔篩,第二層篩子為編織篩 。 篩子的形狀尺寸 篩孔形狀和大小的選擇,應根據(jù)被篩理的糧種大小和清理要求而定。在一般的情況下,頭道篩篩孔稍大,后幾道篩篩孔可略小。篩孔直徑偏大,易使垂直于篩面振動 的大于篩孔尺寸的質點從篩孔漏下;反之,減少了符合尺寸要求的質點的過篩機率。 清理各種糧食的篩孔形狀和尺寸 如表 21。 表 21 清 理 各 種 糧 食 的 篩 孔 形 狀 和 尺 寸糧種 第一層 第二層小麥 Φ 12 Φ 6~ 口 6 20mm稻谷 Φ 12~14mm 口5~6 20mm玉米 Φ 15~18mm Φ 8~10mm高粱 Φ 5mm 口3~4孔/英寸 Φ 2~3mm 口12孔/英寸大豆 Φ 8~10mm Φ 2~菜籽 口8孔/英寸 口22~26孔/英寸花生(大粒) 口1020mm Φ 3~4mm (小粒) 口816mm 在本設計中 :第二章 谷物清選機的結構、特點及總體設計 11 圓孔篩的篩孔一般采用六角形配置法,任何一個孔都位于六角形的中心。這樣配置篩孔可以最有效的利用整個篩面,并且孔邊間的距離都相等,篩子沿三個方向的強度也相等。 篩子的參數(shù)選擇 (1)篩面與水平面的傾角 a:一般 a 取 0176。 ~ 10176。 。本機上篩取 a= 6176。 ,下篩取a=10176。 。 (2)篩面寬度 : 因機駕框在地排車下盤上,故篩面的寬度受地排車下盤輪距限制。取 450mm 。 (3)流量指標 : 本篩體的流量設計為每厘米篩寬 20 公斤 /小時。 (4)轉速與振幅的確定 : 在實際生產(chǎn)中,工作轉速 n 可取為 : ( 45 ~ 60) ta n( ) / ( / m in)n r r???? 3( 4 5 ~ 6 0 ) ta n ( ) / 4 8 ta n ( 2 2 6 ) 1 0 / 6 4 5 0 ( / m in )n r r??? ? ? ? ? ? 從上述公式可看出 :轉速與振幅是成反比關系的。二者應滿足如下關系: nr= ~ (轉 米 /分 ) 450 =(轉米 /分 )∈ ~ (轉米 /分 ),經(jīng)驗證,符合要求。第二章 谷物清選機的結構、特點及總體設計 12 本篩體的側板用 3mm 厚的鋼板焊接而成,篩體由兩根連桿支撐在機架上,篩體通過焊接在篩體上的傳動桿與搖臂相連,并由搖臂軸驅動。篩體內(nèi)有兩層篩面
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