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小茴香清選機的設計 學生姓名 王金東 學 號 8031212417 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化 班 級 16 4 指導老師 馬少輝 日 期 2016 05 16 屆畢業(yè)設計 塔里木大學機械電氣化工程學院制 前 言 小茴香籽粒較小較輕 動力特性與部分秸稈動力特性相近不易于分離 目前我國谷物清選機 械基本能夠自給自足 但是由于市場上大部分都是種子加工成套設備 由于其價格高 能耗大 還不能完全適應小型谷物的生產和使用要求 所以設計符合我國國情的小茴香清選機械 對提高 我國小茴香產品質量 農業(yè)經濟效益和農業(yè)生產現代化水平具有重要意義 論文立足國情 主要 基于小茴香等不同的小型谷物的種子生產和產品的加工和銷售提供技術支持 設計一種實用性強 市場前景好的小茴香清選機械 本文在介紹國內外清選機械的發(fā)展現狀與動態(tài)的基礎上 分析了制造價格低 操作簡單 使 用方便的小茴香清選機的意義和市場需求 制定了系統(tǒng)總體設計方案 對系統(tǒng)的機架 篩體 震 動機構 風機進行了重點研究設計 關鍵詞 清選機 平面篩 單相電源 曲柄連桿傳動機構 風篩式 目 錄 1 引言 1 1 1 課題研究的目的 1 1 2 課題研究的意義 1 1 3 國內外清選機的發(fā)展狀況 1 1 4 小茴香清選機的現狀分析 2 1 5 小茴香清選機存在的問題 2 1 6 重點研究的關鍵問題及解決思路 2 1 7 研究的內容 3 1 8 小茴香清選機的預期目標 3 1 9 工作條件及解決方法 3 2 小茴香清選機的總體設計 3 2 1 清選機的清選原理及選擇 3 2 2 設計中小茴香清選機的部分組成 5 2 3 機架的設計 6 2 5 振動篩的設計 7 2 6 清選風機的設計 8 2 7 清選風機的結構性能參數 9 2 8 電機的選型 11 2 9 傳動機構的設計 11 2 10 電機 風機帶輪三角膠帶傳動的參數選擇 11 3 軸的校核 13 3 1 帶輪材料的確定 14 3 2 帶輪的結構和尺寸 14 總 結 15 致 謝 16 參考文獻 17 塔里木大學畢業(yè)設計 1 1 引言 1 1 課題研究的目的 食用價值 小茴香是人們頗為喜歡的一種調味佳品 也是烹調使用的 八大味 之一 茴 香的營養(yǎng)價值很高 含蛋白質 脂肪 碳水化合物 鈣 磷 鐵 胡蘿卜素 硫胺素 維生素 B2 葉酸 維生素 C 等營養(yǎng)物質 藥用價值 茴香有行氣止痛 健胃散寒的功效 可用來治療胃寒痛 小腹冷痛 痛經 疝 痛 癰種等病 種植情況 主產于內蒙古 山西 等地 我區(qū)種植小茴香的主要地方有焉耆盆地 伊 犁河谷 吐魯番地區(qū) 喀什地區(qū)和阿克蘇地區(qū) 和田地區(qū)部分縣市 到 2015 年全疆茴香種植面 積達到 140 萬畝 總產 10 萬噸 我選擇設計小茴香清選機的意義 近幾年來 農業(yè)種植結構調整和加入 WTO 都對我國農業(yè) 機械化產生了較大的影響 我國農業(yè)機械化產品的升級換代和產品結構調整勢在必行 農業(yè)機械 化進入一個調整發(fā)展的新時期 現代農業(yè)和人類生活越來越注重種子和糧食加工品質 而小茴香 本身屬于小型谷物清選難度較大 現如今小茴香種植面積越來越大 清選基本依靠人力和農民自 己改裝的清糧機 而且清選后的小茴香達不到標準雜質較多 到現在為止依舊沒有一個功能完善 的小茴香清選機 如果能夠設計出一種完善的小茴香清選機 能夠大大減少農民的勞動強度 小 茴香經過清選以后 可以獲得質量均勻 尺寸基本一致的飽滿的小茴香 1 2 課題研究的意義 小茴香清選是小茴香收獲后不可缺少的環(huán)節(jié) 收獲后的谷粒中不僅包含飽滿和成熟的籽粒 而且還有機械損傷 破碎和不成熟的谷粒 此外還包含育許多雜質 如草籽 泥沙 斷穗 穎殼 等 因此無淪留作種子或其他用途 均需將收獲后的谷粒進行清選才能滿足要求 谷粒經過清選以后 可以獲得質量均勻 尺寸一致的種子 將種子清選以后再播種 可以清 除出小粒 破碎粒作為糧食或飼料 節(jié)約了糧食 清選后的種子均勻飽滿 播種后發(fā)芽率高 長 勢好 一般都能增產 5 10 還可以減少播種量 20 左右 而且有利于種子的儲藏 運輸及機 械化作業(yè) 增強種子在市場上的銷售競爭力 因此 清選機產品對農業(yè)結構的調整和農民收入的 增加有著十分重要的作用 1 1 3 國內外清選機的發(fā)展狀況 1 3 1 國外清選機的發(fā)展狀況 目前 在歐美發(fā)達國家已形成系列化的種子清選機 其有清選精度高 分級效果好 工 藝精良 性能穩(wěn)定 可靠性強 噪音相對較低的特點 除傳統(tǒng)的機械調節(jié)外 現已開發(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廠家有奧地利的 HEI 平共處 D 公司 德國的 PETKUS 美國 OLIVER 公司 塔里木大學畢業(yè)設計 2 1 3 2 國內清選機發(fā)展狀況 我國對糧食清選機械的研究 生產起步較晚 20 世紀 50 年代引進首批樣機 最早的產品是 手動風車 溜篩 生產率低 清選效果不佳 60 年代的產品是電動揚場機 雖提高了生產效率 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 新產品 新工藝不斷涌現 為糧食清選加工業(yè)的發(fā)展提 供了技術保證 經過半個多世紀的發(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 自行研究和生產的加工體系 總的來說 我國現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 品零部件制造水平低 工藝設備落后 可靠性差 產品的安全性差 產品外觀質量較差 因此 清選機不能很好地滿足我國現階段的實際需求 1 4 小茴香清選機的現狀分析 今年 四十五團拓寬職工增收渠道 鼓勵職工在保證水肥供應充足的情況下在棉田套種小茴 香 隨著種植規(guī)模的擴大 小茴香去除雜質成為困繞職工的難題 傳統(tǒng)的清選方式是晾曬干燥后 用機器或人工輾碎褪下顆粒后 等到有風的日子再人工揚選干凈 但面對上千公斤的小茴香僅靠 人工清選又將干到何時 富有經營頭腦的職工夏登城想到了用清除雜質的清糧機來清選小茴香 他一邊免費為連隊職 工清選小茴香 一邊收購小茴香 小茴香市場售價已達 14 5 元人民幣 近幾年來 我國有些企業(yè)在自主研發(fā)以及引進外國的先進的設備來滿足農戶的要求 各種的 小茴香清選機已經相繼投入使用 為農戶帶去了方便 1 5 小茴香清選機存在的問題 1 我國現有的清選機普遍存在的問題 一是功能單一 適應性差 二是技術性能不 穩(wěn)定 三是產品零部件制造水平低 工藝設備落后 產品可靠性差 四是產品安全性差 產 品外觀質量差 因此 清選機不能良好的滿足我國現階段的實際需求 3 2 近幾年 農業(yè)種植結構調整和加入 WTO 對我國農業(yè)機械化產生了較大的影響 我 國農業(yè)機械化產品的升級換代和產品結構調整實在必行 4 3 現代農業(yè)和人類生活越來越注重農產品的加工品質 所以收獲后的小茴香中有許 多不需要的參雜物 如雜草種子 秸稈 石子 其他作物籽粒以及未成熟的 破碎的 退化 的 病害損傷的 機械損傷的小茴香種子 2 1 6 重點研究的關鍵問題及解決思路 由于小茴香籽粒較小較輕 動力特性與部分秸稈動力特性相近不易于分離 這是一個難點與 關鍵點 塔里木大學畢業(yè)設計 3 在現有小茴香清選機的基礎上 對其基本結構裝置上做改進 使其向安全 利用率高 改善 工作環(huán)境 降低勞動強度 提高工作效率 操作方便及智能化方向發(fā)展 1 通過查閱機械設計手冊與實地測試確定合適的篩體 孔徑 風力 2 選擇合適動力傳遞方式 設計工作裝置和傳動裝置 3 運用SolidWorks CAD軟件 繪制二維零件圖和裝配圖 4 運用SolidWorks三維設計軟件完成整機各零部件的三維建模 1 7 研究的內容 1 7 1 小茴香清選機的設計理論基礎 影響小茴香清選的主要岡素 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 風機葉輪出曰處氣流速度 風機轉速 流量 生產率等 1 7 2 基于節(jié)能和使用方便的小茴香清選機的研究 1 機架 分析車把式機架的設計在使用上的靈活性 2 傳動機構 分析振動機構采用曲柄搖桿連桿機構對節(jié)能的影響 3 動力 分析單相電源供電對用戶使用的方便性 1 7 3 技術指標 1 適用性 適應性 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 0 40 環(huán)境溫度及 40 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 10mg 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 5 1 8 小茴香清選機的預期目標 1 整機操作方便 結構簡單 通用性好 噪音小 使用壽命長 2 小茴香進過清選機的加工處理 去除掉不需要的參雜物 3 可以在室內 工作臺或地面上作業(yè) 小巧靈活 清選效率高 人工勞動量少 同 時動力消耗上要盡量少 4 制造價格便宜 容易普及 能滿足家庭購買使用的要求 1 9 工作條件及解決方法 塔里木大學位于南疆中心位置 校內有農業(yè)工程重點實驗室 小工廠等實驗基地 為項 目開展提供了場地和基本條件 并且?guī)熧Y力量雄厚 完全可以滿足小茴香清選機的設計 方 法是對擬定的清選機進行設計計算 利用 AutoCAD 等繪圖軟件繪制出清選機的零件圖 裝配 圖反復對設計內容進行檢驗 校核 2 小茴香清選機的總體設計 塔里木大學畢業(yè)設計 4 2 1 清選機的清選原理及選擇 1 風篩式清選機 風篩式清選機主要利用種子與夾雜物的幾何尺寸和懸浮速度差異進行清選和風選 篩選是根 據種子幾何尺寸的差異 配置適當規(guī)格的篩片 在篩片往復運動下達到分離的目的 篩選同時利 用懸浮速度的差異去除輕雜 2 比重式清選機 比重式清選機主要利用物料中各成分的比重不同進行分離 當具有一定壓力的空氣流流過種 子時 種子因與空氣質量不同而進行升降分層 篩面的震動推動與篩面接觸的比較重的種子從進 料端至排料端向高處走 而較輕的種子向低處走 從而達到分離的目的 比重式清選機主要用于 清選種子中外形尺寸相同而比重不同的各類輕雜和重雜 比如蟲害 發(fā)霉 空心 無胚的谷粒 以及碎磚 土 石子 沙粒等 3 窩眼筒式清選機 窩眼筒式清選機主要利用種子在窩眼筒做旋轉運動時 種子 雜質長度尺寸和運動途徑不同 來達到分離長雜 短雜的目的 喂入筒內的種子進入窩眼筒底部時 要清除的草籽 碎種子等短 雜陷入窩眼內并隨旋轉的筒上升被排 而未進入窩眼的種子則沿筒內壁成螺旋線軌跡向后滑移從 另一端排出 長雜沿窩眼筒軸方向移動從另一端排出 在種子加工流裎中窩眼筒式清選機既可作 為分離長短雜的精選主機 又可做精選中的種子分級機使用 代表機型有 SXWS 1 5 和 SXW 3 0 4 復式清選機 復式清選機豐要是利用種子的外形尺寸和空氣動力學特性進行精選 首先通過改變吸風道截 面積的大小 得到不同的氣流速度分離輕重雜質 然后 利用種子和混雜物幾何尺寸的差別 通 過一定規(guī)格的篩孔來分離雜質和瘦弱籽粒 最后 通過窩眼筒按種子的長度不同分離長雜 短雜 達到分離的目的 代表機型有 SXF 1 5 0 5 0 7 1 3A SXF 2 O SXF 5 0 3 O SXQ 3 0 SXF2 5 4 15 6 5 清選原理的選擇 為了實現預定功能提出兩個方案可供選用 方案一 利用風篩式的原理清選小茴香 其結構簡單 容易設計便于制造 性價比也較高 對機械材料的要求也不高 方案二 利用比重式的原理清理小茴香 其結構相對較復雜 對空氣的壓縮與流動方向要求 嚴格 技術難度較大 不易于加工制造成本較高 經過方案的比較及選擇 在設計要求內方案一能夠滿足設計的要求條件 方案一比方案二性 價比高 且容易實現 所以選擇方案一的風篩式清選機 2 2設計中小茴香清選機的部分組成 塔里木大學畢業(yè)設計 5 組成部分 1 大雜出口 2 出料口 3 上篩 4 下篩 5 掛桿 6 篩架 7 底板 8 料斗 9 下料閥 10 連桿 11 風機 12 軸 13 風機殼 14 皮帶輪 15 曲柄 16 地輪 17 電動機 18 風向板 圖2 1小茴香清選機裝配圖 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 料斗 根據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 根據牛產需要能方便靈活地調節(jié)進 料量 3 風機 利用其產生的氣流做介質進行工作 根據生產能力及物料的輸送特性確定風機的 參數 4 篩體 利用篩體的振動對小茴香進行篩選 根據生產能力確定篩子的尺寸 依據物料的 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 根據風機選取電機的型號 依據風機的轉速確定風 機皮帶輪的尺寸 依據篩體的振動頻率確定篩體皮帶輪的尺寸 工作過程 被清理的小茴香首先倒入料斗 在倉門的控制下 使之沿篩面寬度均勻分布 在 小茴香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 篩體在搖臂驅動下往 復運動 篩體有兩層篩面 小茴香在篩面推力及自身重力作用下在篩面上流動 第一層篩而隔除 小茴香中的大雜質 由排大雜口排出 小茴香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 尺寸均勻的小茴香則作為篩上物 由出料口排出 如下圖 2 2 塔里木大學畢業(yè)設計 6 圖2 2小茴香清選機流程圖 2 3 機架的設計 圖 2 3 機架 為方便用戶使用 機架設計為車駕式 機架由方鋼 Q235 60 40 焊制而成 機架為 2000 1200 1500 用于安裝和支撐風機 料斗和篩體等 2 4 進料裝置的設計 塔里木大學畢業(yè)設計 7 圖 2 4 下料閥 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 采用了結構簡單與機架一體式的頂置式人力提 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 并通過下料閥活門 控制不同物料的喂入量 本次料斗于機架一體降低了料斗的高度更加方便人工喂入 可有效降低 勞動強度 2 5 振動篩的設計 2 5 1 篩子的種類選擇 振動篩是根據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作往復運動的篩體 篩體內設置兩次層篩面 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 5 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 根據振動方向 平面 篩又可分為縱向振動篩和橫向振動篩 7 小茴香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 經過多方查證參考 在本清選機中第一第二層篩均用圓孔篩 2 2 5 2 篩子的形狀尺寸 篩孔形狀和大小的選擇 應根據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雜質 從篩孔漏下 反之 減少了符合尺寸要求的質點的過篩機率 8 清理各種糧食的篩孔形狀和尺寸 如表 2 1 塔里木大學畢業(yè)設計 8 表 2 1 清選各種糧食的篩孔形狀和尺寸 糧種 第一層 第二層 小麥 12 6 6 5 6 20mm 稻谷 12 14mm 5 6 20mm 玉米 15 18mm 8 10mm 高粱 5mm 3 4 孔 英寸 2 3mm 12 孔 英寸 菜籽 3mm 8 孔 英寸 1mm 22 26 孔 英寸 篩分粒度就是顆粒可以通過篩網的篩孔尺寸 以 1 英寸 25 4mm 寬度的篩網內的篩孔數表示 因為小茴香的大小和重力特性與菜籽相似所以在本設計中選擇以菜籽對應的篩孔為準 表 2 2 小茴香篩孔尺寸選擇 糧種 上篩 下篩 小茴香 3mm 8 孔 英寸 1mm 22 26 孔 英寸 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 2 5 3 篩子的參數選擇 1 篩面與水平面的傾角 一般 取 0 10 本機上篩取 6 下篩取 8 2 篩面寬度 因為篩面受機架的影響 取 1000mm 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 在實際牛產中 篩體抖動次數 n 可取為 n 45 60 r min r tan n 45 60 48 450 次 min 6 102 tan3 從上述公式可看山 轉速與振幅是成反比關系的 二者應滿足如下關系 nr 2 5 3 6 次米 分 450 0 006 2 7 轉米 分 2 5 3 6 轉米 分 經驗證 符合要求 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 篩體內有兩層篩面 篩面固定在篩體側板上 在篩 理不同物料時可以更換篩面 篩面在篩體內按一定的斜度設置 上篩篩而為 6 下篩篩而為 8 篩面的尺寸由機架和生產能力決定 取上篩 寬 長 為 1000 1550mm 下篩為 1000 1500mm 2 5 4 振動機構的設計 本篩體采用傳統(tǒng)的曲柄連桿機構 通過搖臂帶動實現往復運動 從而篩選小茴香 2 6 清選風機的設計 塔里木大學畢業(yè)設計 9 2 6 1 清糧風機的特點 清糧風機用于谷物聯合收獲機及脫粒機 它的特點是風壓低 流量大 要求結構簡單 風量 調節(jié)方便和出口處風速均勻 而風機效率則不是主要考核指標 清糧風機與通用型風機的結構差 別較大 特點是風扇寬度大 葉片數少 Z 4 6 的后向直葉片 葉片兩端切角以提高出口氣流速 度的均勻性 清糧風機通常與篩子配合工作 應根據工作條件如篩面負荷 篩面物體組成及濕度 等的變化 經常調節(jié)風量 相當于調節(jié)出口風量 所以要求調節(jié)機構構造簡單 調節(jié)方便 新 的谷物聯合收獲機上大多用無機變速器調節(jié)風機轉速的辦法來調節(jié)風量 也可用調節(jié)進風口面積 的方法來調節(jié)風量 9 本次設計的小茴香清選機采用葉片可調和調節(jié)進風口面積來調節(jié)風量 風 機出風口上各點氣流速度的均勻性對谷粒清潔率及損失率影響顯著 由于清糧風機寬度很大 所 以出風口氣流速度很均勻 2 7 清選風機的結構性能參數 2 7 1 風機的性能參數的確定 1 氣流流量 Q 的確定 29 0 18 20 q30 sm 式中 進入清糧室的谷?；旌衔镔|量 kg s 取 0 28kg s0q 重量濃度比 即進入清糧室的物料重量和空氣重量之比 在清選風機上 一般取 0 8 空氣密度 1 2kg m3 2 全壓 P 的確定 200 50 250N mdS 2 式中 風機出口靜壓 用來克服氣流通過篩子和清糧室的阻力和運送輕雜物 我國農s 機設計手冊根據前蘇聯資料 建議對雙篩結構 取 196 245 N m2 對單篩結構則取 sP 147 N m sP2 3 先確定比轉數 再根據公式 計算轉速 nsn2 14 3Qns 比轉數 表示風機主要性能參數流量 Q 壓力 P 及轉速 n 之間的綜合特性 比轉數 愈大 s sn 則表示風機流量大 壓力低 故可通過風機類型選取比轉數 因采用的風機為后向直葉片 依后 向葉輪離心風機的比轉數 3 6 16 6 國際單位制 確定風機比轉數 取 5 國際單位sn ss 制 塔里木大學畢業(yè)設計 10 根據公式 5 2503 4 0 291 2 588r min 本風機選用轉速 n 588r min 的2 14 3QPns 低壓后向直葉片離心風機 4 風機功率 P 的確定 根據公式 N KN 1 1 250 0 29 79 75w 2 7 2 風機主要結構參數的確定 1 風扇的外徑 的確定 2D 選壓力系數 0 3 再計算葉輪圓周速度 及葉輪外徑 p2u2D35 6 0 15 u2 8m2602 n 2 計算風機的流量系數 Q 024 35 6 0 9 22 uDQ 3 計算風扇輪毅直徑 1 對后向葉片風機及 0 3 的前向葉片風機 應滿足 34 02 94 1 332 4 進風口最小直徑 0D mQ1 c 0 為進氣速度 取 15m sc0 5 葉輪內徑 1 D12 0 5 01 驗證 0 122 0 54 0 1420 34 能滿足 0 34 的要求 21 1 故合適 此時 8 0 35 64 0 9 222 uDQ 2 7 3 葉片參數的確定 1 葉片寬度 B 葉片出口寬度 2b 是流速系數 取 0 25 4 2D 塔里木大學畢業(yè)設計 11 mQDb 385 02 4 18 02 4 2 葉片進口寬度 1 按 得21 Db 12 9 12 2 葉片數 Z 取 Z 5 2 7 4 風機的加工工藝 選用低壓后向直葉片離心式風機 其結構由風機軸 葉片等組成 風機軸由 45 號鋼車制而 成 葉片 5 片 為后向直葉片 由 2mm 厚的鋼板制作而成 2 8 電機的選型 為生產機械選擇電動機的種類 首先應考慮電動機的性能是否滿足生產機械的要求 例如起 動轉矩 調速性能指標以及各種運行狀態(tài)等 在這個前提下 優(yōu)先選用結構簡單 價格便宜 運 行可靠 維護方便的電動機 5 2 8 1 電動機型式的選擇 考慮到電機的使用環(huán)境中灰塵多 對清選機選用了臥式 封閉式電動機 2 8 2 電動機電壓等級的選擇 電動機的電壓等級要與電源電壓一致 對單相交流電動機選用 220V 2 8 3 電動機額定轉速的選擇 n 1400r min 2 8 4 額定功率的選擇 取 p 1 5kW 因此電機型號為 Y90L 4 2 9 傳動機構的設計 傳動裝置選用帶傳動 由電機帶輪 風機帶輪 風機軸 搖臂 三角膠帶等組成 2 10 電機 風機帶輪三角膠帶傳動的參數選擇 1 選擇膠帶型號 根據膠帶傳遞的功率 N 因傳遞功率均小于 2 kW 按表 2 3 選擇 A 型帶 表 2 3 膠帶傳遞的功率與三角膠帶型號 傳遞功率 0 4 0 75 2 2 3 7 7 5 20 40 75 150 kw 0 75 2 2 3 7 7 5 20 40 75 150 以上 推薦采用 O O A O A A B B C C D D E E F F 型號 B 2 選取電機帶輪的計算直徑 1 塔里木大學畢業(yè)設計 12 帶輪直徑愈小 傳動結構愈緊湊 但膠帶在小帶輪上的彎曲應力較大 彎曲應力是環(huán)形膠帶 疲勞破壞的主要原因 因此 小帶輪直徑是我們首先要考慮的 一般取 列于表min1D i 2 4 中 可根據膠帶型號選取 在特殊情況下可略小于 minD 表 2 4 膠帶型號與帶輪的計算直徑 相應槽角 O A B C D E F 34 70 100 148 200 215 500 800 36 90 125 180 250 400 710 1000 38 112 160 225 315 500 800 1250 根據表 2 6 2 選擇槽角 38 160mm 電機帶輪直徑為1D1 3 決定風機帶輪計算直徑 2 如果不考慮彈性滑動 則大帶輪直徑 為 2 i 為傳動比 選取風機帶輪直徑為mnDi 3805 1460 212 380mm 4 計算環(huán)形膠帶速度 V 增加環(huán)形帶速度 V 有利于提高傳動能力 但環(huán)形膠帶速度愈高 環(huán)形膠帶產生的離心力愈 大 減小了環(huán)形膠帶與帶輪間的壓緊力 因而減小了摩擦力 同時離心力又使環(huán)形膠帶受到附加 拉力 降低環(huán)形膠帶壽命 不過在低轉速范圍內 提高 V 是有利的 因為提高 V 可以增加傳遞功 率 但若超過了一定范圍就不利了 故一般取 V 5 25m s 最為有利 設計時應把 V 和 通盤考1D 慮 計算環(huán)形膠帶速度的公式為 m s 25106 n1 DV m s 故合適 251 7306 14 5 初步定中心距 0A 考慮到整機的穩(wěn)定性 設計時將電機帶輪放置在機架的底部 為了使進料方便 將風機帶輪 放置在機架的中部 初步定中心距為 600mm 0 6 計算并選取環(huán)形膠帶長度 L 根據初定中心距 可求出環(huán)形膠帶的計算長度 其計算公式為 0A0L mm 21210 4 2ADL 1201 1mm 6 38662 根據 GB1171 74 選取三角膠帶的計算長度 L 1220mm 內周長度 L 1200mm 7 確定實際中心距 A 塔里木大學畢業(yè)設計 13 根據 L 及 可近似地按下式計算實際中心距 A 0 67 1m2 180 25 60 A 8 驗算小帶輪包角 a 環(huán)形帶與帶輪接觸弧所對的中心角稱為帶輪的包角 以 a 表示 由于接觸部分的每一小段弧 均產生正壓力 所以接觸弧愈長 總摩擦力就愈大 也即 a 愈大 所能傳遞的功率就愈大 A 太 小則環(huán)形帶容易打滑 因為小帶輪的包角比大帶輪上的包較小 所以設計時主要考慮小帶輪上的 包角 最好小帶輪包角 a 120 在特殊情況下允許 a 90 確定 a 的近似公式為 故合適 1206067 1 380160 18012 AD 9 校核環(huán)形帶繞轉次數 U 繞轉次數太多 會降低環(huán)形帶壽命 因此一般用下式來控制繞轉次數 次 s 式中 V 速度 m s L 環(huán)形膠帶計算長度 mm 0 1 LU 次 s 故合適 204 1528 1 73 10 確定風機軸帶輪環(huán)形膠帶根數 Z 膠帶的根數愈多 則每根膠帶負擔的載荷愈不容易均勻 一般膠帶根數 Z 不宜大于 8 根 在 特殊情況下允許 Z 12 根 環(huán)形帶根數可按公式 Z N 進行計算 210CN 式中 N 帶傳動所需要傳遞的功率 kw 單根三角膠帶所允許傳遞的最大功率 kw 0 小帶輪包角影響系數1C 工作情況系數 2 取 0 89 1 0 0 8 0N12C 則 12 08 1908 75 8 32 Z 11 計算作用在風機皮帶輪軸上的壓力 Q NSQ 42 6sin1 sin0 式中 一根環(huán)形帶的初拉力 取 100N 0S 電機帶輪包角 在沒有張緊裝置的傳動中 安裝環(huán)形帶時 將環(huán)形帶初拉力 約增達 1 5 倍 這時作用在風0S 機帶輪軸上的最大壓力為 根據軸所受的最大壓力確定NQ29 1 45 1 max 風機軸的尺寸 3 軸的校核 塔里木大學畢業(yè)設計 14 圖 3 1 軸的斷裂視圖 下面按許用彎曲應力校核該軸 軸的材料選用 45 鋼調質 650MPa 360MPa n s 軸受力圖 圖 3 2 計算支承反力 509N1763291 RF 20N R 3 1 帶輪材料的確定 本清選機所有帶輪材料均選用 HT200 的鑄鐵輪 3 2 帶輪的結構和尺寸 帶輪的結構 帶輪由輪緣 輪轂 輪輻三部分組成 1 輪緣 電機帶輪計算直徑為 D 160mm 風機帶輪計算直徑為 D 380mm 2 輪毅 參照 GB1095 1979 選取 3 輪輻 帶輪采用輪輻結構是為了減輕重量 參考機械設計手冊 風機軸帶輪采用輻板式 電機帶輪采用實心輪 1RF2R maxQ 塔里木大學畢業(yè)設計 15 總 結 經過十七周的努力 查閱了很多國內外相關著作 參考借鑒了很多類似結構的設計 以及馬 少輝導師的辛勤指導 再加上自己不懈的奮斗 關于我此次設計的小茴香清選機的總體結構設計 參數計算等相關工作已經基本完成了 經檢查基本達到了設計要求 本清選機主要研究了機架 篩體 風機 傳動機構的設計 從而實現了小茴香清選機的設計 本機解決了農戶和小型種子加 工部門的需要 而且能夠達到小茴香清選的各項指標 現將其主要功能及特點簡述如下 1 機架為車駕式 移動方便 2 振動篩的上下篩為平面圓孔篩 提高了生產率 而且對粗混雜物及小谷粒有較高的分離 率 3 在振動裝置中 采用了曲柄連桿機構 平穩(wěn)可靠有效 4 傳動機構采用三角帶傳動 傳動平穩(wěn) 結構尺寸小 5 動力采用單相交流電機 使用方便 只要有單相電的地方 都可以使用此小茴香清選機 6 節(jié)約能源 本機屬小功率設備 只需配一臺 1 5kw 的單相交流電機 7 性價比高 應用范圍廣 社會經濟效益大 該小茴香清選機設備簡單 成本低廉 不需 增加動力 大大降低了投資壓力 廣泛推廣可具有巨大的經濟效益 8 維修方便 本機結構簡單 便于維修 不需要專門的維修人員 9 體積小 重量輕 不需要大的停放場地或機庫 在本次畢業(yè)設計過程中真是煩惱和驚喜 讓我受益匪淺 塔里木大學畢業(yè)設計 16 致 謝 論文是在馬少輝老師的悉心指導下完成的 在論文選題 查閱資料 總體方案制定 傳動方 案確定和論文撰寫過程中 均得到了導師的大力支持和悉心指導 導師淵博的知識 嚴謹務實的 治學態(tài)度 開拓進取的工作作風 使我終身受益 這個學期以來 導師不僅在學術上對我嚴格要 求 而且在為人處事上對我教導 值此論文完成之際 謹向我的導師表示最衷心的感謝 同時 在我做畢業(yè)設計的過程中 還得到了廣大同學和諸多老師的幫助 在此 也向給予過 我無私幫助的人們表示最誠摯的謝意 更要向培養(yǎng)我成長的塔里木大學機械電氣化工程學院致敬 最后 要感謝評閱 評議論文和出席論文答辯的各位老師 感謝他們在百忙之中給予的指導 和建議 在論文調研寫作過程中 盡管我盡了最大的努力 但由于我的水平有限 疏漏不足之處在所 難免 懇請各位老師和學友指正 塔里木大學畢業(yè)設計 17 參考文獻 1 常立志 國內外種子清選機械的現狀及發(fā)展趨勢 J 農機械化與電氣化 1995 2 玄義梅 我國糧食清選分級機械現狀及發(fā)展 L 農業(yè)現代化 1995 9 35 37 3 鄧春香 陶棟材 高英武 谷物清選機研究現狀 農機化研究 2005 2 5 7 4 彭三河 張云華 谷物清選機振動篩結構的試驗研究湖北農學院學報 2004 4 313 315 5 周必昌 彭三河 湯小凝 谷物清選機構主要參數優(yōu)化設計試驗研究 J 湖北農 學院學 報 2003 23 2 108 112 6 侯建華 小型谷物清選機的研制 山東農機 2005 8 10 12 7 常立杰 遼寧省農業(yè)機械化研究所 國內外種子清選機械的現狀及發(fā)展趨勢 農機科研與推廣 2001 5 32 8 北京農業(yè)工程大學編 農產品加工機械與設備 上 1986 9 北京農業(yè)工程大學編 農產品加工機械與設備 下 1986 塔里木大學畢業(yè)設計 18