小型脱粒机的设计

(整期优先)网络出版时间:2023-09-11
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小型脱粒机的设计

王克旗1通讯作者:朱英1

1.山东协和学院 工学院,山东 济南 250109 2.山东协和学院 工学院,山东 济南 250109

摘要:本文将针对谷物脱粒机的设计展开研究,首先需要对谷物脱粒机的整体结构进行分析,查询相关技术资料。然后,对设备驱动方式的选取,传动机构的选取等,作进一步的确定,针对此,设计出谷物脱粒机的整体方案。依据谷物脱粒机的方案,针对谷物脱粒机的关键零部件进行设计,包括进料口的结构,设计出合理的机构,并对谷物脱粒机的脱粒部分进行设计,其主要包括了脱粒轴、栅格板以及制动阀等部分,最后对脱粒滚筒进行了详细的设计。然后,对谷物脱粒机的传动机构进行了设计校核,包括电机的选型计算,选出合理的电机型号,并对皮带传动的进行设计校核,选出皮带,设计出皮带轮,并对轴和轴承校核,最终设计出了合适的谷物脱粒机。

关键词:脱粒机;电机;皮带

1 引言

经过了多年的发展,我国的农业技术在不断进步,谷物被广泛种植于北方地区,是目前农民主要的收入来源之一。伴随着机械自动化水平的提高,农业机械开始逐步进入到农村,以往的农业都需要依靠人力以及牲畜作业,达到耕作和收割的目的,现如今机械化的投入,降低了农业自身的工作强度,提高了农作物的收割和耕作效率,有利于经济的快速发展。依据农业经济的分析,现如今,谷物和小麦等产品的整体的经济总值可以占据全国农业经济的45%,并且在生产以及销售过程中,机械化程度很高。已经融入到农作物生产的各个环节。国内外研究者在近几十年的时间里,也花费了很大时间对农业机械进行研究,并且取得了一定的成就。在生产过程中,谷物的脱粒机将会有效的提高谷物的脱粒速度,以往都是采用手动以及半自动机械实现谷物的脱粒,并且在一些农村现如今还在普遍使用。为了能够进一步改善农民地工作强度,提高谷物脱粒的水平,还需要进一步对谷物脱粒机展开研究。针对此,本文将对谷物脱粒机进行研究,从而促进该项设备产品性能地提高,降低成本,降低农民的工作强度。

2 整体方案设计

经过设计与分析,对以往谷物脱粒机的总结归纳,设计出谷物脱粒机的整体结构,设备主要包括了进料口、从动带轮、主动轮、电动机、下料口、栅格板、轴承座、排芯口、下料口、脱粒轴、脱粒仓等。

工作原理:谷物脱粒机启动时,电机启动带动皮带主动轮转动,从而皮带带动皮带从动轮转动,从动轮和主轴相连接,从而带动主轴不断旋转。正常工作状态下,谷物进入到进料区后,由于主轴不断地旋转,从而滚筒也在旋转,谷物受到力的作用,将会和不同方向的栅格形成碰撞,而且在内部的板齿将会带动谷物进一步碰撞,提高谷物的脱粒效率。

谷物进入到脱粒机的脱粒区内部,板齿将会对谷物进行贴紧和紧扣,谷物在板齿的冲击下,脱粒滚筒将会进一步对谷物施加力,在相互作用下,谷物将会不断向排芯口运动,最终将谷物脱粒。

脱粒机关键机构设计

3.1  进料口的设计

为了能够让谷物很容易的倒入到脱粒机内部,需要设计出合理的入口,满足脱粒机入料需求。因此,需要对进料口进一步设计。

进料口需要方便操作者添加谷物,并且还需要带有缓冲,避免全部的谷物进入到脱粒机内部,造成脱粒机的堵塞。

进料口结构相对简单,主要是设计成漏洞形状,使谷物可以缓慢的进入到机体内由于上方并不会受到较大冲击力,因此,使用的钢板,厚度是,将进料口和上箱体通过焊接方式,将两者相互连接,形成有效的密封结构,可以防止谷物从侧面掉落出去。

3.2  脱粒部分的设计

谷物脱粒机中,脱粒部分是设备的重要结构之一。该部分将会影响设备的工作能力,是否能够将谷物进行完全脱粒将有着直接作用。针对此,需要对脱粒机构进一步设计。该部分包括脱粒轴、栅格凹板、制动阀以及下箱体等部分构成。

该部分机构,当谷物通过进料口进入到脱粒滚筒内部后,脱粒轴在电机的带动下,由于该部分采用螺旋结构,将会使谷物向前方运动,可以将谷物带入进脱粒区域,在该区域内部,谷物受到平板齿以及冠齿的冲击,将会进一步脱粒,脱下的谷物粒将会从下端的下料口流出,而剩余的谷物杆将会被推入到排芯区,当其达到一定量后,将会被从内部排出。

3.3  筛选部分的设计

在脱粒机内,谷物果穗通过脱粒轴上的板齿、冠齿和焊接在下箱体的凹板之间进行脱粒,将脱粒下来的谷物粒通过栅格凹板下滑到下料口,通过下料口的倾斜滑板将谷物粒排出机外,在箱体内的谷物芯经过焊接在脱粒轴上的板齿产生螺旋推力将谷物芯推送到排芯的区域,通过排芯口排出机子外。

在谷物脱粒的过程中,脱粒轴与栅格凹板紧密的配合,直接关系谷物脱粒的质量,是脱粒机中重要的组合部件。脱粒机机中的栅格凹板具有两个重要的功能:第一:谷物脱粒后,谷物粒通过凹板缝隙漏到下料斗,谷物芯经过脱粒轴旋转力把谷物芯排出机外,第二:栅格式凹板主要使用两根圆钢直径为12mm,相互之间形成一定的间隙,间隙为13.5mm,缝隙的作用可以把谷物卡在这个缝隙之间上,从而使脱粒板齿与谷物迅速接触、从而达到脱粒的效果。

3.4  脱粒滚筒的设计

在谷物脱粒机的设备中,脱粒滚筒是设备的重要零部件之一。它是主要的脱粒零部件,将会影响谷物的脱粒情况,以及整个设备的工作效率[12]。为了简化设计,降低加工难度,脱粒滚筒主要采用焊接方式,在其上面焊接平板齿,并且在脱粒轴上交替焊接,形成一定角度,从而可以形成螺旋结构,将谷物在旋转滚动的作用下,将向前方形成螺旋运动,从而达到谷物脱粒的效果。

谷物脱粒机的脱粒轴总长度为1310mm,滚筒的直径为190mm。箱体中谷物脱粒区总长度为640mm,排芯区总长为230mm,推料区总长为230mm。脱粒轴主要采用空心轴与两个轴头利用圆柱销相连接在一起,空心轴的好处:减少材料,增大空间,当传动轴传递扭矩时,从径向截面传递到看到外面的有效弯矩较大的地方。当寻找所需传递大扭矩转矩需要与轴径相比较。由于在轴心部位传递力矩的作用较小,所以一般采用空心的,以减少转轴的自重。在谷物脱粒机的设备中,平板齿是设备的重要零部件之一。平板齿主要布局在脱粒主轴上,在脱粒主轴上布局8个平板齿以及8个冠状平板齿,平板齿均匀分布于脱粒主轴上,利用螺旋排列的机理,制定排列成合适的角度,从而可以使谷物芯排除设备

结束语:针对谷物脱粒问题,本文将针对谷物脱粒机的设计展开研究。首先需要对谷物脱粒机的整体结构进行分析,查询相关技术资料。然后,对设备驱动方式的选取,传动机构的选取等,作进一步的确定,针对此,设计出谷物脱粒机的整体方案。依据谷物脱粒机的方案,针对谷物脱粒机的关键零部件进行设计,包括进料口的结构,设计出合理的机构,并对谷物脱粒机的脱粒部分进行设计,其主要包括了脱粒轴、栅格板以及制动阀等部分,最后对脱粒滚筒进行了详细的设计

参考文献

[1] 张秀琴, 孙伟, 张力允, 张东生. 小型谷物脱粒机的研究现状及发展[J]. 农业机械, 2016(07): 113-115+117. 

[2] 郑黎明. 谷物收获机械化技术[J]. 农村牧区机械化, 2017(04): 32—34. 

[3] 李宏彬. 立辊式4YZ.3秸秆整留型谷物联合收获机的可行性研究[J]. 农机使用与修,  2017(02): 20-21. 

通讯作者:朱英,硕士研究生,讲师。论文来源:2023届本科毕业设计(论文)