微型脱粒机的研制成品Word文档下载推荐.docx

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1.4清选输送装置4

1.5罩壳5

2整机方案5

2.1基本参数的选择5

2.1.1脱粒滚筒有效长度的选择5

2.1.2滚筒直径的选择5

2.1.3滚筒转速选择5

2.2配套动力的确定5

2.3传动机构6

2.4滚动轴承的选用6

3工作流程6

4结论7

参考文献9

谢词10

引言

脱粒机是在场上进行作业的一种固定式机具。

它的作用是将割下的作物进行脱粒、分离和清选，以便获得所需的干净谷粒。

它是提高生产率，改善劳动条件节省劳动力，减少损失，是确保丰产、丰收的重要手段。

大中型脱粒机在进行脱粒水稻、小麦时一般采用全喂入式，脱粒装置多为纹杆式或钉齿式,生产率高，体积大，机器重，设备投资大，适合于集体及农场使用。

农村实行生产责任制后，农事作业均以单户作业为主，经营规模变小，电动、机动和脚踏式小型脱粒机在广大农村得到推广。

但目前作为估产、测产的科研人员还没有从手工作业的困境中走出来。

手工作业劳动量大，效果差，且没有清选装置。

为此，我们深入分析了大型脱粒机存在的如防混杂能力差、机器清理困难；

劳动强度大，生产率低；

对不同作物和潮湿作物的适应性差；

机器在场上作业的中间环节多，间接损失大等缺陷。

研究出了一种主要应用于科研测产、估产的微型脱粒机。

它以直流电动机为动力，配以蓄电池就可以正常工作。

该机体积小，设备投资少，便于搬运移动，可用于场上作业或田间作业。

1研制方案

1.1喂入方式

脱粒机的喂入方式主要有全喂入式和半喂入式两大类。

全喂入式是将作物带茎秆全部喂入脱粒装置，脱粒后作物茎秆被揉碎，消耗动力较大；

半喂入式脱粒机在工作中，仅将穗头部分放入脱粒装置，作物茎秆的尾部被来住，消耗动力较小，可保持较完整的作物茎秆。

全喂入式按脱粒装置的特点可分为普通滚筒式和轴流式。

普通滚筒式脱粒机一般配备有纹杆滚筒或钉齿滚筒，或二者都有。

按机器的性能完善程度分为筒式、半复式和复式三种。

筒式一般只有脱粒装置，脱粒后大部分谷粒与碎蒿混杂，小部分与长蒿混在一起，需人工清理。

半复式具有脱粒、分离、清选等部件，脱下的谷粒与蒿草、颖壳等分开；

以中小型为多。

复式除脱粒、分离、清选装置外，还有复脱、复清装置，并配备喂入、颖壳收集、蒿草运集等装置；

一般还可分级，直接得到商品粮，单独收集饱满的谷粒可作种子用。

轴流滚筒式脱粒机装有轴流式脱粒装置，其特点是不需设转置专门的分离装置，便可将谷粒与茎蒿完全分开。

作业时，作物由脱粒装置的一端喂入，在脱粒间隙内做螺旋运动，脱下的谷粒同时从凹板栅格中分离出来，而茎蒿由轴的另一端排出。

半喂入式脱粒机有筒式和复式之分，筒式是作物茎秆的尾部被夹住使作物与脱粒滚筒垂直并与滚筒平行运动，仅穗头部分进入脱粒装置。

复式由半喂入式脱粒装置、清选风扇（或配振动筛）、排杂轮、谷粒输送装置等组成。

工作时，作物由夹持机构沿滚筒轴向通过脱粒装置，在脱粒室的作物穗部受弓齿的梳刷、打击脱粒。

脱后的蒿草由脱粒装置一端排出机外。

脱下的谷粒、谷粒皮、碎杂物通过凹板的筛孔进入清选室，由风扇气流和筛选把杂质排出机外，谷粒则通过输送装置送至出粮口。

本台微型脱粒机采用轴流全喂入方式，用人工把割下的麦穗投入脱粒机顶的锥形进麦口，完成喂入。

操作简单，可实现操作人员轮流喂入，以提高生产效率。

这样使整机明显简单，体积小、重量也较轻。

1.2脱粒装置

脱粒机的核心部分是脱粒装置。

它不仅对机器的脱粒质量和生产率有很大的影响，而且对以后的分离和清选也有很大影响。

对脱粒装置的技术要求是：

脱粒干净、谷粒破碎率小、分离效果好、通用性好、功率消耗低、使用安全可靠；

在某些情况下要求保持茎蒿完整或尽可能的减少破碎。

这些条件及要求和谷物本身的脱粒特性是形成各种型式脱粒装置的基础。

常见的脱粒装置有以下几种：

1.2.1打击原理

由工作部件（如钉齿或纹杆）高速转动产生惯性力打击穗头（或反过由穗头碰击后面，如南方水稻的拌桶脱粒）使谷物产生振动和惯性力而破坏谷穗与穗轴的连接。

该种方法，主要取决于打击速度和打击机会以及冲击力的大小。

打击的速度快，打击的次数越多，产生的惯性力也就越大，穗与穗之间的撞击次数就会增多，也就越容易脱粒干净。

冲击力的大小与脱粒质量和生产率有密切的关系。

冲击强度增加，可提高生产率和保证脱粒干净，但易使谷物破碎；

降低冲击强度，同时也降低了生产率。

1.2.1梳刷原理

该种方法工作部件一般很窄，当工作部件在动力部件的带动下转动时，会像梳子一样，从谷穗之间通过，对谷物施加一定的拉力作用，使谷物脱离穗轴。

通常是茎秆不动或有少量的纵向移动。

这种脱粒方式滚筒上的伸出辊较多，呈梳状排列。

对水稻有非常好的脱粒效果，在我国南方广大的水稻种植区应用较为广泛。

1.2.1揉搓或搓擦原理

通常指谷穗在钉齿或带纹杆的滚筒的脱粒间隙的挤压状态下在层内出现错动而使谷粒脱落。

脱粒的干净程度取决于揉搓的松紧度（强度），即摩擦力的大小，也就是间隙的大小和谷层的疏密程度。

在常见的中小型脱粒机进行脱粒小麦时这种脱粒装置应用较多。

它一般用一个带纹杆的滚筒与带间隙的纹板相互配合对小麦的穗部进行搓擦作用，在脱粒小麦时效果非常好。

1.2.2碾压原理

它是利用脱粒原件从谷物上压过，在碾压的过程中，会使谷粒和穗柄之间产生横向或纵向的相对位移，相对位移就形成了一定的拉力，破坏其连接力。

通常谷粒与穗轴的抗剪力是较弱的，上述相对位移就形成了剪切破坏其连接力。

因此，用辊子碾压铺在场院里的谷物层进行脱粒也是有效的方法之一，现在仍为广大农村广泛使用中。

如下图所示是在我图北方地区仍在使用的两种碾压工具。

图1

上述四种原理既可单独应用也可组合应用，均能达到脱粒的目的，但其效果有所不同，这是各原理的特点所决定的。

如打击脱粒要求工作部件与谷粒间必须有较大的相对速度，所以这种脱粒通常出现茎秆静止（如半喂入式）或运动速度很低（如纹杆、钉齿滚筒的喂入口处）的时候。

而揉搓原理则不同，它发生在已经获得较大运动速度（如在脱粒间隙的后段）的谷穗层内部，由于相对揉搓而脱粒。

一般来说，常见的组合有如下几种：

一是用高的打击速度和揉搓，经较短的脱粒过程，如单滚筒脱料装置；

二是用由低到高的打击速度，揉搓强度由小到大，用较长的脱粒过程，如双滚筒脱粒装置；

三是用较低的打击速度和松搓，用长而又长的脱粒过程，如轴流滚筒脱粒装置。

在本台微型脱粒机中，采用传统的弓齿式封闭脱粒滚筒。

弓齿在滚筒上螺旋线排列，并作适当增减，共有4排，弓齿数为7。

为了提高弓齿的刚性和强度，弓齿的制造采用直径为4㎜的钢材制造。

如图所示。

图2

1.3分离、排杂机构

传统的稻麦脱粒机设置排蒿轮用以排杂，用副滚筒或二次回送机构等实现对断穗的复脱和将混杂在长脱出物中的籽粒分离出来，结构过于复杂。

本机采用增多弓齿的方式，使麦穗在高速弓齿作用下脱粒干净，而分离出来的杂余物，依靠被脱粒滚筒带动作回转运动的离心力，通过排杂口排出机外。

这种装置称为回转离心式分离排杂机构。

图3

1.4清选输送装置

稻麦脱粒机传统的清选方法难以适应微型脱粒机移动作业的要求，需要探索新的技术方案。

采用液体力学与工程力学相结合的工作原理，将工艺流程与设备结合起来考虑，把清选工序和籽粒输送工序结合在一起完成。

利用气流对籽粒有吸引力与籽粒在倾斜面上受重力作用有下滑的趋势结合起来，根据通过滚筒筛的细小脱出物中各种成分飘浮速度的差别来完成清选和籽粒输送。

根据本机的工作要求，清选输送装置由滑板、清选筛、风机等组成，能适应潮湿作物，不同湿度、不同品种和不同生产率的要求。

风机安装在滚筒下方；

风扇设计成轴流式，由数个叶片按一定角度焊接在叶片空心轴上，空心轴则用螺栓直接固定在机架上。

图4

1.5罩壳

罩壳的作用：

一是防止谷粒飞溅损失；

二是收集脱麦时未脱净的断穗；

三是引导脱下的谷物进入风选排杂装置。

如图5左图所示。

2整机方案

2.1基本参数的选择

2.1.1脱粒滚筒有效长度的选择

该机可一人作业，也可两人交替作业。

考虑到操作方便，参考我国大型脱粒机滚筒长度系列尺寸标准（NJ105-75），选取脱粒滚筒有效长度L=100mm。

2.1.2滚筒直径的选择

滚筒直径的大小直接影响到脱净率及脱粒效率，滚筒直径加大，喂入作物对滚筒的覆盖面大，脱净及脱粒效率较高，且不易缠草；

滚筒直径小，脱净率及脱粒效率低，且容易缠草。

故参考有关资料，以及大型脱粒机的成功经验，选取滚筒直径D=100mm（弓齿外端）。

2.1.3滚筒转速选择

确定滚筒转速的主要依据是作物所需的脱粒速度。

脱粒速度大，则弓齿对作物的打击作用大，脱净率和生产率高，但破碎率和功率消耗较大。

根据有关资料，半喂入式脱稻机的脱粒速度一般为5-8m/s，脱小麦则要求较高的脱粒速度。

又考虑到这台微型脱粒机脱粒长度及滚筒半径都很小，为此我们选取脱粒速度为7.85m/s,可计算得出滚筒的圆周速度为1000r/m。

2.2配套动力的确定

假设小麦亩产750Kg（目前实际产量尚未达到），则平均每平方米所得的麦重约为1.2Kg.若分四次投入脱粒机，则脱粒机中实际麦重约为0.3Kg（实际达不到这么多）。

假设电机转速为1000r/min,每次击打时间为3S。

可计算出：

击打器工作阻力为：

F=ma=m·

v/t=0.3×

1000×

50／（60×

3×

1000）=0.083N

工作机的工作功率：

P=FV/1000=0.083×

360×

1000）=0.024Kw

工作机与电动机若采用带传动则主电机的工作功率为：

Pd=p/η=0.024/0.98=0.025Kw

由此可见，主电机带动主轴进行脱粒所需的功率不超过100W，能耗较小。

为使用方便，可使用直流电动机进行驱动，由随机所带的蓄电池驱动其工作。

由以上数据，我们选定ZYT型直流电机其各方面参数如下表1所。

表1

型号

额定电压

额定电流

额定转速

额定功率

ZYT90

24DC

＜5A

1000r/min

100W

图5

2.3传动机构

鉴于整个机构都具有较高的转速，而所需的传动功率较小，噪音要小，能对整个机构起到一定的保护作用。

经过各种传动方式的比较，最终选用单级V形带传动,传动比选用1：

1。

2.4滚动轴承的选用图5

分析主轴受力情况可知，主轴在运转过程中，受麦子的扭矩作用、受两端以、支承的力的作用。

另外，由于击打器与轴成一定的角度，主轴运转过程中受到轴向分力的作用。

但该分力较小，而机械运转时间较短，可不考虑轴向分的影响。

考虑到该机的运转速度在1000r/min左右，转速较高，初选深沟球轴承。

为了尽可能的减小机构的外形，选定6201深沟球轴承。

3工作流程

当准备工作做好以后，按下起动按钮，接通蓄电池与直流电动机、风机之间的电路。

在电动机起动以后，风机随之转动，并且电动机通过三角皮带传动机构，带动脱粒滚筒旋转，便可以进行脱粒作业了。

脱粒时，操作者将收割下的麦穗喂入到滚筒上方的锥形喂入口，麦粒在弓齿的冲击和梳刷下脱离麦穗，完成脱粒；

与此同时，脱下的籽粒和碎壳的混合物便经过滑板落入风选机构中，而较大的穗柄则在成斜度的击打器的作用下沿轴向移动，最后依靠惯性排出机外。

籽粒和碎壳的混合物在下落过程中，由于风机产生的强劲风力，碎壳便从风选筒中被吹出，而籽粒依旧继续下落至出粮口排出，完成脱粒和清选。

工作完毕以后，按下停止按钮。

图6

4结论

根据

结束语

本机械具有体积小、重量轻、移动方便，脱粒效率高，脱粒干净等优点，具有很高的使用价值。

在成本最低的情况下，较好的解决了科研人员估产用机的要求。

本机在设计上虽然还不尽完善，但随着科学技术的发展，特别的PLC等先进控制方式的出现，以及其在生产领域的应用，微型脱粒机必将以更高的使用性能，更人性化的操作方式，更加低廉的价格为科研为员提供更加优质的服务。

参考文献

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NO.1：

1-7

[2]王同福宋玉英王进朝气流清选原理在脱粒机上的应用河北农业大学学报1997年1月第一期第20卷

[3]5ZTY-450型移动式种子脱粒机胡波张雪艳农牧与食品机械1994年第3期

[4]张汝坤编.5TX-500型稻麦脱粒机的研究设计.农机化研究,2001年2月第一期

[5]王志强初尔庄冯爱莲等编.脱粒机械与脱粒装置简介.农村牧区机械化,2005年第一期

[6]胡匡禾李庆东叶进等编.5TD-55型立轴式脱粒机试验研究.西南农业大学农业工程学院,2001年4月第二期

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[8]中国农业机械化科学研究.农业机械设计手册[M],北京：

机械工业出版社，1988:

50-80

[9]张兰星何月娥等编.谷物收割机械理论与设计[M],长春：

吉林人民出版社,1980:

45-90

[10]李耀明编水稻梳脱混合物复脱分离、清选特性的研究.南京农业大学博士学位论文,V-XV

谢词

毕业在即，在大学最后阶段一项重要的学习工作--毕业设计也即将完成。

在院系领导的关心支持下，在老师的谆谆教诲和细心指导下，我在团结、温馨的集体中顺利的走过了大学生活，在此谨向各位领导和老师表示诚挚的谢意！

导师杨天明副教授宽仁祥和、治学严谨。

授课、科研均重视科学方法。

强调我对基础知识要融会贯通，要广开思路，要有端正、谦谨的学风。

尽心培养我独立思考和解决一般工程问题的能力以及书写一般论文的能力。

在本文的写作过程中，从杨老师身上学到的不仅是前沿的知识理论，更重要的是做事做人。

从问题提出到框架布局，思路整理到标点句读，老师无不悉心指导。

老师严谨的治学态度和求真务实的作风对我产生了深刻的影响。

设计以及论文的整理程中，得到多位同学的帮助，相互之间对问题的学习、探讨都使我受益非浅。

毕业之际，谨以此表示对尊敬的老师和各位同学由衷的感谢！