擠搓式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上擠搓式玉米脫粒機(jī)的設(shè)計摘要:為降低玉米種子脫粒過程中的損傷,借助玉米果穗與螺旋滾筒之間以及玉米果穗與錐形外殼之間的摩擦作用,在推動玉米果穗向前移動的同時完成脫粒。在機(jī)器尾部設(shè)有浮動齒,使擠搓更加充分。關(guān)鍵詞:玉米脫粒機(jī);螺旋;擠搓;浮動齒;脫凈率引言目隨著社會的進(jìn)步，生活中的每一個角落都有機(jī)器的參與。農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)、是國家發(fā)展的根本，機(jī)械化的普及，不僅使農(nóng)業(yè)加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)，同時也減輕了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度。如今我國北方大部分地區(qū)基本上從種到收到入倉，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，更值得慶幸的是每種機(jī)械的開發(fā)和利用都有相當(dāng)可觀的市場，科技的創(chuàng)新更很好的開闊了市場。國內(nèi)現(xiàn)有的中小型

2、玉米脫粒機(jī)普遍采用打擊式脫粒方法來脫粒。這種方法對玉米種子的破壞性較大，特別對于玉米脫粒和玉米種子的選育和儲藏運(yùn)輸工作帶來了很大的麻煩。擠搓式玉米脫粒技術(shù)是一種新型脫粒技術(shù)，避免了直接對玉米種子進(jìn)行打擊，降低了種子破損率。利于玉米的脫粒和種子的選育儲藏運(yùn)輸工作。將來肯定會得到普遍推廣。本文設(shè)計了一種高脫凈率、低破損率，且方便移動的中小型新型擠搓式玉米脫粒機(jī)。1 現(xiàn)存問題的分析和選題意義1.1玉米機(jī)械化脫粒存在的高破損率問題玉米是全世界的主要糧食和飼料作物，具有單產(chǎn)量高，總產(chǎn)量穩(wěn)定的特點(diǎn)被稱為“飼料之王”。我國是世界上玉米生產(chǎn)第二大國，僅次于美國。在我國，玉米是僅次于小麥的主要糧食作物，其種植面

3、積和產(chǎn)量居秋糧作物之首，成為農(nóng)業(yè)主要的經(jīng)濟(jì)作物之一。玉米種植面積一直處于穩(wěn)步上升的狀態(tài)。玉米已經(jīng)發(fā)展成為糧食、飼料、經(jīng)濟(jì)兼用作物，新世紀(jì)興起了以玉米為原料的乙醇燃料工業(yè)， 玉米在國際貿(mào)易中占有越來越重要的地位。隨著高新技術(shù)應(yīng)用和機(jī)械作業(yè)進(jìn)程，穩(wěn)定面積、增加單產(chǎn)，中國玉米生產(chǎn)還會有大發(fā)展。再看我國的玉米機(jī)器收割情況，隨著科技的發(fā)展玉米收獲機(jī)械的種類越來越多也越來越先進(jìn)，聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)的成熟和易地作業(yè)范圍的不斷擴(kuò)大,玉米棒的收獲工作已經(jīng)變得十分容易，目前我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)大部分只具有摘穗、剝皮和秸稈粉碎等功能 , 玉米籽粒的脫粒還主要依靠脫粒機(jī)來完成。另外我過農(nóng)民的種植方式和秋播時間要求也不

4、能給玉米棒留出充分的時間來自行風(fēng)干不適合一次性脫粒作業(yè)。所以玉米的脫粒工作玉米仍靠手工和脫粒機(jī)械進(jìn)行脫粒加工。但是現(xiàn)在玉米脫粒的脫粒質(zhì)量問題還沒有得到充分的解決，傳統(tǒng)的玉米脫粒機(jī)容易擠壓玉米種子使其破損，普遍存在破損率高、種子損失率高、效率低的缺點(diǎn)，這樣不利于玉米種子的選育、收獲以及儲藏運(yùn)輸工作。所以就目前而言，需要一種能有效降低玉米種子破損率、提高生產(chǎn)效率的機(jī)器，來滿足市場需求，解決此類問題。推動農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程。1.2所選題目的意義根據(jù)上面所述 ,現(xiàn)在急需一款新型玉米脫粒機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動脫粒，使其具有高脫凈率、低破損率的特點(diǎn)保證玉米種子的質(zhì)量，以減少人工勞動力消耗，適合普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。來

5、滿足廣大用戶的需求。為了滿足廣大用戶對玉米粒質(zhì)量的高要求，本文通過種子對加工工藝以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究影響種子破損率的相關(guān)因素，結(jié)合對現(xiàn)有的玉米脫粒機(jī)械進(jìn)行研究現(xiàn)結(jié)合所學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計等知識研發(fā)出一種安全、便捷，高效并能以流水線方式高效生產(chǎn)的全自動玉米脫粒機(jī)。它采用擠搓式螺旋板齒脫粒裝置和排芯口變剛度壓板裝置的玉米脫粒機(jī)的設(shè)計方法使凸輪平穩(wěn)的進(jìn)給提供玉米脫粒的軸向力，以刀具旋轉(zhuǎn)對玉米產(chǎn)生的切向力使玉米?？焖佟⑼暾撀?，結(jié)構(gòu)簡單、便捷省力、效率高。既可用于農(nóng)村家庭式、小型企業(yè)的定量生產(chǎn)，又可適用于中大型企業(yè)的批量生產(chǎn)，擺脫傳統(tǒng)手搓和整體打碎的方式對玉米進(jìn)行脫粒，減小勞動強(qiáng)度，提高勞

6、動效率，既適合普通玉米脫粒、也適合種子玉米脫粒。促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)程。2 螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝流程機(jī)器外殼呈錐形,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。前上方有入料口(1),下方有收粒斗(11),尾部有排心口(9)。圓柱形螺旋滾筒表面布滿呈鈍角錐形齒,在滾筒尾部表面裝有由專用彈簧和彈簧固定圈構(gòu)成的浮動齒3-6。玉米果穗由進(jìn)料口(1)喂入。電機(jī)帶動帶輪(12)轉(zhuǎn)動,進(jìn)而使軸(13)和螺旋滾筒(3)轉(zhuǎn)動。在脫粒區(qū)內(nèi),由于玉米果穗與滾筒之間以及玉米果穗與錐形壁(2, 8前部組合構(gòu)成錐形壁)之間的摩擦和玉米果穗之間充分?jǐn)D搓,使玉米粒脫落。在螺旋滾筒的作用下,玉米果穗將圍繞滾筒做滾動,同時沿軸線方向移動至排

7、芯區(qū)?？紤]玉米芯上會殘留玉米粒,為使脫粒更充分,滾筒尾部裝有由專用彈簧(5)和彈簧固定圈(6)構(gòu)成的浮動齒(4)幫助充分脫粒。在機(jī)蓋后方設(shè)有排芯口,脫掉的玉米粒通過收粒斗(11)排出主機(jī) 1.入料口2.錐形上外殼3.螺旋滾齒滾筒4.浮動齒頭5.專用彈簧6.彈簧固定圈7.齒籠8.錐形下外殼9.排芯斗10.支架11.收粒斗12.帶輪13.軸圖1結(jié)構(gòu)圖3螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)的工作原理螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)是利用擠搓原理脫粒的,由錐齒、低轉(zhuǎn)速螺旋滾筒、尾部浮動齒和錐形外殼等主要部分組成,可達(dá)到脫凈率高和破碎率低的目的。該螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)仿效人工擠搓原理脫粒。螺旋滾筒上安裝有板齒,滾筒的作用是帶動板齒

8、轉(zhuǎn)動,板齒推動玉米果穗做螺旋運(yùn)動。玉米果穗進(jìn)入螺旋軌道后,在螺旋板齒的作用下前進(jìn)。由于脫粒機(jī)外殼采用錐形結(jié)構(gòu),故空間越來越小,摩擦力越來越大。玉米果穗與螺旋滾齒滾筒上均布的錐形齒之間及玉米果穗與外殼之間進(jìn)行擠搓,在錐齒的撥動下,玉米果穗旋轉(zhuǎn)進(jìn)行脫粒;同時,在螺旋板的作用下,玉米芯向排芯口移動并排出。螺旋滾筒上的錐齒可以處處進(jìn)行撥削脫粒;同時螺旋滾筒尾端的錐齒為浮動齒。這些浮動齒在底部彈簧的作用下,隨著玉米的大小和移動,空間大小會自動調(diào)整,使玉米尖部脫凈,確保脫凈率,降低了玉米粒的破損率。4 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算4. 1螺旋滾筒螺旋滾齒滾筒的結(jié)構(gòu)如圖2所示。滾筒上安裝有板齒。滾筒的作用是帶動板齒轉(zhuǎn)

9、動,板齒推動玉米果穗做螺旋運(yùn)動,同時螺旋板齒對玉米施加一個沿軸線方向的力,使玉米與錐形外壁充分接觸增大摩擦力,提高脫凈率。 滾筒是完成玉米脫粒的關(guān)鍵部分,在其表面均布有脫粒滾齒。玉米果穗在齒力的作用下旋轉(zhuǎn),摩擦剝削進(jìn)行脫粒,滾齒如圖3所示。玉米脫粒機(jī)工作時主要是齒的頂端與根部受力,參照變節(jié)面的柱體受力,齒根部直徑設(shè)計為10mm,能滿足受力要求。頂端采用圓弧過渡,以防頂部對玉米粒的劃傷或破碎,并減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。齒的高度取13mm,沿徑向相鄰兩齒之間的夾角取為12°,以保證玉米果穗不落入兩齒之間的空隙。沿軸向齒距取15mm,若齒距大于15mm,較小玉米可能會出現(xiàn)打橫等問題,則產(chǎn)生卡死或

10、整根玉米破碎現(xiàn)象;若小于15mm,則玉米果穗很難沿齒間落下而順利分離,可能出現(xiàn)玉米粒夾在相鄰兩齒之間的現(xiàn)象7。 螺旋滾齒滾筒長度選取也很重要。過短會影響脫凈率;過長會使脫粒干凈的玉米芯被打碎,進(jìn)入清選機(jī)構(gòu)的雜質(zhì)增多,增大功率消耗,同時增加制造成本8。滾筒上安裝有板齒,滾筒的作用是帶動板齒轉(zhuǎn)動,板齒推動玉米果穗做螺旋運(yùn)動,且沿軸線向尾端移動9。滾筒轉(zhuǎn)速由滾筒外緣線速度決定。滾筒外緣線速度是以保證不傷害玉米粒為前提條件的,通常滾筒外緣線速度應(yīng)小于4m /s,但滾筒外緣線速度不能過低,否則會影響生產(chǎn)率10。4. 2浮動齒在螺旋滾筒尾端裝有浮動齒,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。浮動齒的主要功能是脫掉玉米尖部和玉米

11、芯上殘留的玉米顆粒。由于越接近機(jī)械尾端,空間越小,玉米受力越大,所以玉米顆粒容易擠破。浮動齒下端的彈簧可隨玉米大小而自動伸縮,故可以避免玉米顆粒破碎,保證了脫凈率和玉米粒及玉米芯的完整。浮動齒固定在齒籠上,其下端用彈簧和彈簧固定圈與軸連接。浮動齒的浮動由下面的彈簧控制。彈簧直徑的計算公式為d1.6Fmaxkc(1)式中Fmax彈簧所受最大力,經(jīng)實(shí)驗(yàn)得Fmax=50N;C旋繞比,取c=5;k曲度系數(shù),按k4c-14c-4+0.615c,計算得k=1·310 5。通過查資料5 ,取鋼絲直徑為2. 0mm的專用彈簧。此彈簧兩端螺距小,中間螺距大,便于固定連接。將其螺距密集端套入彈簧固定圈表

12、面棒狀約束,上端與浮動齒棒狀約束配合。彈簧固定圈起固定彈簧的作用。彈簧下端套在固定圈表面凸起的圓柱上,每個圓柱之間的夾角為15°。角度過小,齒籠約束承載能力降低;角度過大,玉米可能落在兩齒之間的空隙,不能實(shí)現(xiàn)完全脫粒。在脫粒過程中,彈簧固定圈主要承受彈簧施加的壓力,凸起圓柱只起約束作用,不承受任何力。4.3齒籠齒籠主要用來定位和束縛浮動齒頭。齒籠上均布長方形孔,且每相鄰兩孔沿半徑方向的夾角為15°,與彈簧固定圈上的凸起圓柱對應(yīng)。此外方孔與方孔之間間距不宜過大或過小,以保證兩孔之間的隔板強(qiáng)度。齒籠沿軸向可自由移動,且在一端有4個直徑為2mm、長度為20mm的圓柱,保證與前部的

13、螺旋滾筒連接并傳遞運(yùn)動。這些圓柱在工作中主要承受剪切應(yīng)力。5上下箱蓋上下箱蓋與螺旋滾筒之間形成一個封閉的脫?？臻g,果穗在其中做復(fù)合運(yùn)動(即繞自身軸線回轉(zhuǎn)),同時沿軸線方向移動。脫粒空間增大,可增加喂入量,但同時會降低脫粒效果;脫?？臻g減小,降低了喂入量,卻提高了脫粒效果。上下箱蓋外形均設(shè)計成錐形。在長度不變的情況下,錐度過大,可能造成玉米芯不易排出以及整個玉米擠碎,或玉米粒破碎率高和玉米芯碎渣增加等不良后果;錐度過小,則對玉米施加的壓力不夠,玉米脫凈率下降,玉米在螺旋板作用下很容易排出,較小的玉米可能沒有脫粒就被排出。通過計算,錐度取4°,尾端采用圓柱形,由斜線到直線過渡,可保證順利

14、排出玉米芯。下箱蓋與上箱蓋相配合,故錐度與上箱蓋的一致,在其底部有均布的直徑為10mm、間隔為5mm的圓孔,以便玉米粒出料。6 結(jié)論（1)該螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)利用擠搓原理,借助玉米果穗與螺旋滾筒之間、玉米果穗與錐形外殼之間的摩擦作用以及尾部的浮動齒,使擠搓更加充分,且保證玉米棒尖部脫粒,提高了脫凈率。（2)與同類機(jī)型相比,該機(jī)具有生產(chǎn)效率高、玉米芯完整和脫粒質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。（3)若將機(jī)器改裝成螺旋齒結(jié)構(gòu),還可適合高粱和大豆等農(nóng)作物脫粒,對農(nóng)業(yè)機(jī)械的改進(jìn)具有很大推動作用。(4)該機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊,既適合北方平原,又適應(yīng)南方丘陵地帶,具有廣闊的市場前景.參考文獻(xiàn):1李心平.差速式玉米種子脫粒機(jī)的設(shè)計

15、J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報, 2008(8): 192-195.2吳多峰.板齒式與釘齒式玉米脫粒機(jī)的性能比較 J.農(nóng)機(jī)化研究, 2006(10): 78-80.3柳建安,李偉杰.一種玉米脫粒機(jī):中國, ZL.2. 6P. 2007-01-31.4濮良貴.機(jī)械設(shè)計M.北京:高等教育出版社, 2006.5吳宗澤.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊K.北京:高等教育出版社, 2006.6中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊K.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1988.7何曉鵬.擠搓式玉米脫粒機(jī)的研制 J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2003, 19(3): 105-108.8金奇志.ADAMS在YT3. 5型玉米脫粒機(jī)設(shè)計中的應(yīng)用J.農(nóng)機(jī)化研究, 2008(11): 188-190.9劉海英. PYT2600A型滾筒式玉