毕业论文玉米脱粒机的整体设计42286.doc
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1、玉米脱粒机的整体设计 摘 要 随着社会的进步,生活中的每一个角落都有机器的参与。农业是我国的基础经济、是国家发展的根本,机械化的普及,不仅使农业加强了农业化生产,同时也减轻了农民的劳动强度。如今我国北方大部分地区基本上从种到收到入仓,实现了机械化作业,更值得庆幸的是每种机械的开发和利用都有相当可观的市场,科技的创新更很好的开阔了市场。这里仅对一种玉米脱粒机是课题讨论研究,玉米脱粒机是玉米脱皮后,经过一段时间的风干,然后将玉米利用脱粒机使玉米和玉米芯分开,这种机械就是玉米脱粒机。为了降低农民在玉米脱粒时劳动强度、提高工作效率,设计玉米脱粒机。该机主要有入料口、栅格式凹板和钉齿脱粒滚筒及传动部件等
2、组成。以电动机为动力源,动力由电动机输出轴输出,再通过传动带传递到钉齿脱粒滚筒上,脱粒滚筒配合栅格式凹板将玉米脱粒,玉米粒从栅格式凹板分离并排出机体外,而玉米芯从入料的另一端排出机体之外。关键词 脱粒机、结构、设计、操作说明The overall design of corn threshingMechanical design,manufacturing and automation zhang yongAbstract Along with the progress of the society, every corner in life are machine participation
3、. Agriculture is the basis of our country economy, is the national development the popularity of the fundamental, mechanization, not only make agriculture strengthened farming production, but also reduce the labor intensity of farmers. Now in most parts of north China from species to receive basical
4、ly faithfully, realized mechanization more homework, felicitation each mechanical development and utilization has considerable market, technological innovation more good open the market. Only for a corn here is topic discussed threshers threshers is corn peeling corn, over a period of time after the
5、 airing, then put corn use maize and threshers soon separate, this machine is corn threshers. In order to reduce when farmers in corn threshing labor intensity, improve work efficiency, design corn threshers. This machine mainly have enters the material mouth, grid type concave board and nail tooth
6、threshing driving parts of rolls and etc. With motor driven by motor for power supply, output, again through the output shaft transmission gear transmission to nail on a cylinder of threshing, threshing roller cooperate grid type concave board will corn threshing, corn kernels from grid type concave
7、 board separation exhaling body outside, and soon the material from the other end of the eduction body outside.key words threshers、 structure、design目 录1前言1.1 课题研究背景1.2本文研究内容2新型玉米脱离机的概述2.1脱粒机的市场前景2.2玉米脱粒机的组成2.3V带轮带轮的设计3 脱粒机主要部件的设计3.1 电动机的选择3.2 带及带轮的设计3.3 V带带轮的设计3.4 传动轴的设计3.5 细轴的设计3.6 滚筒侧向板的设计3.7 格栅式凹
8、板的设计3.8 入料口及脱粒机上盖设计3.9 机架的设计4 轴承座的设计5 玉米脱粒机的安全操作5.1 超速运转、机械爆炸5.2 禁止过度疲劳或酒后操作5.3 玉米脱粒机的维护结论致谢参 考 文 献1 前言我国现有的玉米脱粒机种类很多,基本上都是二十世纪五、六十年代定型的产品,或者是在其基础上稍加改进的产品。机型原理上存在着不足直至现在已显现出来,如:滚筒转速高,钉齿打击玉米穗实现脱粒,造成籽粒破损严重,所以已不能满足玉米脱粒的需要。就我国整个农机行业来说,玉米脱粒装备相对国外水平差距最大,因此迫切需要一种新型玉米脱粒机来取代老式机型。经过科研人员的不断研究,参考国外技术进行研究阶段已基本完成
9、,在设计和制造中对主要部件又进行了改进完善,使其结构更加趋于合理,性能又得到进一步的提升。现已初步掌握了该项技术的系列设计及确定基本技术参数的方法,目前正进行此项技术的完善、深入研究、系列化及推广工作。该新型机具有破碎率低、对玉米籽粒损伤小、脱净率高、清机方便、使用方便,脱粒后的玉米芯可在此利用,破损率非常低。使用结果表明,该机性能良好,适于在农村大量使用。随着社会的进步,生活中的每一个角落都有机器的参与。农业是我国的基础经济、是国家发展的根本,机械化的普及,不仅使农业加强了农业化生产,同时也减轻了农民的劳动强度。据不完全统计,我国北方地区种植小麦、玉米等农作物约占我国农业经济的45%以上,同
10、年出口量北方地区占全国达20%左右。因此我国北方地区更需要实现农业机械化生产,从而提高农业的劳动生产率。1.1 课题研究背景我国过去不制造玉米脱粒机,玉米脱离只能靠普通脱粒机(普通机型的滚筒转速都在以上,滚筒外缘线速度均大于,靠钉齿或窄板齿高速打击玉米果穗实现脱粒,对玉米籽粒伤害较大)来完成。由于普通脱粒机主要性能指标偏低(如破碎率较高:大于%),致使玉米制种企业多年来脱粒环节损失量偏大。这样也不利于农民朋友的增产,对农业生产效率的提高产生一定的影响。目前发达国家已将打击原理的玉米脱粒机淘汰,用一种新技术即挤搓脱粒技术取代,并已得到推广使用。这种技术完全符合脱净率高、破碎率低的要求,完全克服了
11、老式脱粒机存在的缺点。新机型脱粒损失至少比老机型减少%。图1.1.1 5TY-33玉米脱粒机1.2 本文研究的内容本文研究工作主要在于分析该机型脱粒机原理及设计,该玉米脱粒机是由脱粒滚筒、格栅式凹板等几部分组成的玉米脱粒机。在设计结构方面,考虑到使用方便、使用效率高等方面,精确计算,多次试验,最终研制出5TY系列脱粒机,该脱粒机特点是不烂芯、脱净率高、破碎率低,经过脱粒后的玉米芯还可以再利用。特别适合广大农民的使用。 2.新型玉米脱粒机的概述2.1 脱粒机的市场前景新机型与老式的脱粒机在原理上有很大的不同,新式脱粒机具有破碎率低,另外对玉米含水率使用范围较广,脱净率也高,此外还有清机比较方便,
12、体积较小,放置简单。在此之前,国内现有机型主轴转速高,采用的是靠高速轴上的钉齿打击玉米穗实现脱粒,籽粒破损严重。在玉米含水率%时,国内实现技术指标:脱净率%,破损率1%2%,主机易堵塞。本项目实施后技术指标,脱净率大于%,破损率小于%,主机不易堵塞,基本上接近国际水平,填补了国内的空白。与老式脱粒机相比,玉米损失率降低了1%。5TY-33型玉米脱粒机行业生命周期评价2005-2009年5TY-33型玉米脱粒机行业总资产发展情况分析 5TY-33型玉米脱粒机行业市场集中度分析 2.2玉米脱粒机的组成该新型玉米脱粒机是有机架、滚筒、风机、入料口、除杂口、出料口、电机等机构组成。玉米脱粒机脱粒部分机
13、 架入料部分筛选部分电 机 图2.2 玉米脱粒机的组成2.2.1 机 架机架是由左机架、右机架、下滑板及稳定结实的主机梁组成,机架是玉米脱粒机的主要支撑,他承担着脱粒机的主要重量和动力、负载和力矩,因此它的设计是许强不弱的部分。机架的两部分要各自稳定,而且相对固定,以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜,造成人身危险,因此为了机架的坚固,此玉米脱粒机的设计采用三毫米厚的角铁制成。 机 架支 架 一支 架 二支 架 三支 架 四机架横撑机架侧下撑机架左右上撑2.2.1 机架框架图2.2.2 入料部分入料口与玉米脱粒机的上盖部分相连,它是利用一厘米厚的铁板制成,入料部位与滚筒上的钉细轴部位相切
14、,将已拨皮的玉米从入料口进入,下滑到脱粒部位,即滚筒细轴和栅格式凹板之间,进行挤搓脱粒。入料部分入料仓下面板入料口 2.2.2入料部分框架图2.2.3 脱粒部分脱粒部分主要是由滚筒、栅格式凹板、半圆型上盖组成。玉米穗在滚筒和栅格式凹板之间进行脱粒,将已脱下的玉米粒从栅格式凹板的缝隙漏下,落到下滑板,由仓口排出机体之外,玉米芯借助于滚筒上的成180度分布的细轴的螺旋推力和螺旋导向作用,由入料口的另一端(即除杂口)排出机体之外。脱粒部分滚 筒前网板下网板细 轴2.2.3脱粒部分框架图2.2.4 筛选部分筛选部分主要是由栅格式凹板完成,它是由一定数量的铁条及两条主要梁和两条副梁组成,每两根铁条之间的
15、缝隙可以将玉米卡住,然后快速旋转的滚筒细轴将被卡死的玉米强行脱粒,当然,无论是工作时还是安装时,栅格式凹板是固定不动的。玉米脱粒之后,再将玉米粒经过栅格式凹板,从凹板的缝隙漏出,顺着斜滑板滑出机体之外,目的是将玉米和玉米芯分开。筛选部分风 机除杂板除杂护板出料口2.2.4筛选部分框架图2.2.5 电机一、主要技术参数配套动力:2.2-2.7千瓦,主轴转速:1600转/分钟,主机重量:34公斤,电源电压:220伏,生产率:1200-1800公斤/小时。二、特点与使用范围 5TY-3型玉米脱粒机是在吸取同类产品的先进技术,大胆创新和征求广大用户意见的基础上,研制开发的新一代玉米脱粒机,该机集脱粒、
16、除杂、清选为一体,具有结构简单,操作、维修方便,效率高,玉米轴相对完好等特点,适用于农户家庭玉米脱粒。三、本机采用电动机做动力时,首先确认电动机所配用的电压,然后正确接线,机器的接地线必须连接,预防漏电。确保人身安全后开启机器确信滚筒旋转方向与标示一致,空运转3-5分钟,投料观察脱粒效果,脱粒不净可逆时针调节调节手柄。2.3玉米脱粒机的工作原理 该新型脱粒机相对于以往的脱粒机最大的特点就是不烂芯,除杂能力较强,对玉米籽的破损率较低。玉米脱粒机工作原理:工作时,玉米由进料口喂入,玉米棒经螺旋推进轴旋转打击,籽粒由筛孔分离出去,玉米芯从机器尾部排出,进料口设在上盖上部,玉米通过进料口在滚筒内受到滚
17、轴的撞击玉米脱落,籽粒通过筛孔下部排出,再由风机将杂质吹(抽)出。实现三分离不烂芯的效果。首先玉米通过脱粒机入口进入,玉米穗在滚筒的旋转的作用下也进行旋转运动,于此同时,玉米穗上的玉米籽收到滚筒上细轴(两根成180度分布,分别于滚筒的外缘相切焊接在一起)与格栅凹板的作用力,将卡在格栅凹板缝隙里的玉米籽脱落下来,玉米籽在重力的作用下通过凹板缝隙降落到脱粒机斜板即脱粒机出口处,此时玉米籽里的杂质已经在风机的作用下,通过除杂口清除。玉米穗脱完后会在滚筒的圆周力的作用,从除杂口掉离脱粒机。这样就形成玉米棒与杂质在一起,而玉米籽里杂质就会大大降低,从而有利于农民朋友劳动量得降低,提高工作效率。 此外,不
18、烂芯的玉米棒可进行再利用,有利于资源的节约。3脱粒机主要部件的设计为了更优化玉米脱粒机的机型和结构设计,此玉米脱粒机采用电力拖动,而且电动机也同样采取节能式,电动机安装在玉米脱粒机的下部,与脱粒机的机架的下机侧下板通过螺栓固定连接,这样可以节省电动机所占用的空间。玉米脱粒机的从入料到脱粒到分离玉米粒和玉米芯,最后将玉米粒和玉米芯排出机体外,是玉米脱粒机一体完成的,它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度,从而提高了工作效率,节省了劳动时间。此玉米脱粒机有这些优点之外,还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单、便于维修和保管。根据5TY-33型玉米脱离机技术参数及相关数据,脱粒机主轴为
19、750-850r/min,格栅凹板的直径为325mm,其凹板的长度为356mm,在滚筒外缘分布细轴,成180度分布,以便玉米芯随细轴的推动作用排除体外,滚筒的直径为131mm,滚筒外缘所焊接的细轴直径为7mm。3.1 电动机的选择当玉米脱粒机正常工作时滚筒上细轴的快速旋转,其中只能有一根细轴受到玉米所给的切向力。根据试验测得知在工作的时候细轴所受切向力为400N。3.1.1 滚筒上细轴的线速度当玉米脱粒机的滚筒快速旋转时,其上的细轴同样有一定的转速,这个转速源于主轴的转速和细轴的半径,即:=其中: - 细轴的线速度- 脱粒机主轴的转速 - 细轴距轴心的距离3.1.2 脱粒机所需功率玉米脱粒机所
20、需功率为,应由脱粒机的工作阻力和运行参数求定,即:= 计算求得:=3.1.3 电动机的功率电动机功率由公式= KW 来计算,脱粒机传动装置的总效率 ,应由组成传动装置的各个部分运动副的效率之积,即=*,其中、分别为每一个传动副的效率,选取传动副的效率值如下: 滚动轴承(每对) 即取 =V带传动 即取 =滚筒传动 即取 =则 = =由此可得电动机的功率:= = =3.1.4电动机的转速根据资料可查的主轴的转速在750-850r/min,按照机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围,取V带的传动比i=24,即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配,故电动机转速范围可选为:n=in=(24)75
21、0=15003000r/min。符合这一范围的同步电动机转速的有710r/min,940r/min,1430r/min,2840r/min,根据容量和相关转速,由机械设计课程设计手册查出三种适宜的电动机型号,因此有四种不同的传动比方案,如表1:方案电动机型号额定功率电动机转速基本参数P/KW同步转速满载转速电动机重量1Y132S-82.2750r/min710r/min63Kg2Y112M-62.21000r/min940r/min45Kg3Y100L1-42.21500r/min1430r/min34Kg4Y90L-22.23000r/min2840r/min25Kg综合考虑电动机和传动装置
22、的尺寸、重量以及带传动的传动比,可知方案3比较合适。因此选定Y100L1-4。所选电动机的额定功率=,满载转速=,总传动比适中,传动装置结构紧凑。如表2:电动机型号额定功率/kw满载转速(r/min)堵转转矩最大转矩质量/kg额定转矩额定转矩同步转速1500r/min, 4极Y100L1-42.214302.22.3343.2带及带轮的设计根据玉米脱粒机的具体要求,可选取电动机和主轴之间用V带和带轮的传动方式传动,因为在脱粒机的工作过程中,传动件V带是一个挠性件,它赋有弹性,能缓和冲击,吸收震动,因而使玉米脱粒机工作平稳,噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在着摩擦,导致两者的相对滑
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