1、目 录 课程设计任务书 1 一 设计要求 2 1 1 适应性 2 1 2 脱粒质量要求 2 1 3 生产效率指标 2 二 结构设计 2 2 1 滚筒的选择与工作原理 2 2 2 凹板的主要参数 4 2 3 脱粒速度 4 2 4 需用功率 4 三 清选装置 4 3 1 清选类型 4 3 2 清选装置结构设计 4 参考文献 7 玉米脱粒机的总体设计 1 设计要求 1 1 适应性 根据玉米籽粒与玉米芯的联接特点 以及由于籽粒在玉米芯头部和根部联接力相差很 大 脱粒难易程度相差也较大 因此采用轴流钉齿式脱粒机 滚筒对玉米穗的冲击作 用及玉米穗之间 玉米穗与滚筒 凹板之间的搓擦作用而脱粒 1 2 脱粒质
2、量要求 该脱粒机工作时 作物由脱离滚筒一端径向切向喂入 随滚筒呈螺旋形沿滚筒轴线方 向流动 玉米穗不断受到冲击揉搓 同时不断被分离 玉米粒自凹板筛孔漏下 玉米 芯由滚筒末端排出 优点是不必设置分离装置即可实现分离 简化了机器结构 且脱 净率较高 还设置清选装置 以提高机械化程度 1 3 生产效率指标 喂入量 2kg s 2 结构设计 2 1 滚筒的选择与工作原理 常用滚筒型式有圆柱形和圆锥形钉齿滚筒 滚筒圈有闭式也有开式 考虑结构简单 成本低且脱粒质量要求 选择圆柱形滚筒连同钉齿整体铸造 钉齿滚筒式脱粒装置主要有钉齿滚筒和钉齿凹板组成 输向脱粒装置的玉米穗被钉齿 滚筒抓入 并受高速旋转 滚筒离
3、心力的作用 随着凹板弧面拖过钉齿凹板在钉齿的冲击 和齿侧 齿顶间的搓擦 梳刷作用下脱粒 钉齿凹板带筛孔时 部分玉米粒可分离出来 2 1 1 滚筒上的钉齿 1 钉齿材料选用45号钢 表面热处理硬度50HRC 钉齿按螺旋线均匀配置在各齿扳上 这样可以使每个钉齿都能起到脱粒的作用 脱粒干净 谷粒秸柑碎断相对较少 滚筒 负荷均匀和功率消耗小 2 滚筒上的钉齿数 Z 的确定 d q q z 6 0 1 b 式中 q 脱粒装置的喂入量 kg s b 喂入作物中谷粒所占重量比率 玉米脱粒机取 5 0 b d q 当b 0 4时每钉齿脱粒能力 kg s 此处取 d q 0 025 kg s 将 d q b q
4、值代入上式得 10 55 66 0 60 025 z 取Z 6 3 齿迹距a 常用值为25 50m 此处选 45m 4 螺旋头数K 螺旋头数等于每个齿迹上通过的钉齿数目 此值越大 脱粒能力越强 目前一般钉齿滚筒上螺旋头数大多为2 5 取K 4 5 齿板数M与齿板间距S 齿距L 为减少茎秆断碎应使 2 K M 目前常用 6 12 取 M 8 齿距一般为 50 10m 距 离太小 茎秆容易被折断 脱粒消耗功率多 此处应选 L 90m 齿板之间距 S 主要 由滚筒上相邻两齿杆易于抓取作物的间隔时间确定 时间太短不易抓取作物 又易 堵塞滚筒 现有一些钉齿滚筒上 S 值大多为 120 20m S 值太小
5、 装卸钉齿困难 取S 170m 6 钉齿边长和工作长度 方钉齿边长为22m 设计脱光穗玉米 故工作长度应小于30m 此处取25m 2 1 2 滚筒长度和齿顶圆直径 D 1 滚筒长度 由式 L l K z a D 2 1 确定 式中 l D 边齿到齿板距离 一般为15 20m 此处为20m L l K z a D 2 1 66 45 1 220 3 965 mm 目前脱粒机上常用钉齿滚筒长度大致为500 100m 选L 100m 2 滚筒齿顶圆直径 由式 D h MS 2 p 确定 式中 S 齿板间距 取170m h 钉齿工作高度 取h 20m D h MS 2 p 8170 220 3 14
6、470 1656 mm 常用钉齿滚筒直径为400 60 直径太小易缠草 将上式计算D值得圆整 取 D 470m 2 2 凹板的主要参数 此玉米脱粒机选用钢板冲孔式凹板 冲孔直径为15 17m 取16m 孔的总面积 约占凹板带孔部分总面积的32 左右 凹板带孔部分包围滚筒的包角一般为120 180 取150 工作间隙为50 80m 取70m 2 3 脱粒速度 查 农业机械设计 手册 表9 6 3 玉米脱粒装置滚筒速度v 10 16m s 取v 12m s 2 4 需用功率 查 农业机械设计 手册 表9 6 4 脱粒装置钉齿轴流滚筒单位喂入量需用功率为9 10 5KW kg s 取10KW kg
7、s 又知 喂入量为2kg s 故设计的滚筒所需要 功率为25Kw 3 清选装置 清选装置的功用是将谷粒混杂物中的杂质清除干净 经清选的谷粒清洁率一般不低于 98 5 清选损失不超过0 5 3 1 清选类型 查 农业机械学 下 表 10 1 知 玉米漂浮速度 12 5 14 0 m s 玉米芯 及碎包叶漂浮速度为6 0 8 0 m s 利用玉米粒与碎玉米芯及碎包叶空气动力特性 的较大差异采用吹出式风扇清选 当混合物由凹板孔落入气流场中 由于其漂浮速度 不同而被风扇吹出的气流分开 风扇式清选装置由风扇和构成气流通过的风道组成 吹出型的风道位于风扇出风 口的前面 工作时谷粒混合物在出风口前落下 轻杂
8、质沿气流通道被吹走 谷粒则由 重力穿过气流场落下 进入集谷装置 3 2 清选装置结构设计 3 2 1 风扇 清选装置中主要采用农用型离心风扇和通用型离心风扇两种 吹出型清选装置 的风扇大多为农用型 农型风扇都为双面进风 其叶轮上的叶片长度一般与脱粒 滚筒长度相当 为使风扇全部宽度内风速均匀 通常将叶片两端内部削去一角 以 减弱两端气流速度 在吹出型风扇清选装置上采用的农用型风扇尺寸一般由叶轮外径 2 D 决定 2 D 大多在300 500mm 取 2 D 480mm 转速n 为600 1200r min 取n 800r min 农用型风扇尺寸 名称 尺寸 实际尺寸 叶轮外径 2 D 480 4
9、80 叶轮内径 1 D 0 35 0 5 2 D 200 叶片数 3 4 3 叶片后倾角 2 1 aa o o 30 20 o 10 左右 o o 10 25 外壳宽度 k B 1 5 2 D 600 进风口直径 0 D 0 68 0 8 2 D 300 出风口高度S 0 35 0 45 2 D 180 圆筒形外壳 k D 1 05 1 12 2 D 490 叶轮端面与壳体间距离f 0 03 2 D 14 4 出风口扩散角 o 10 o 8 农用型风扇 3 2 2 风道 为满足风扇清选的要求 风道各段截面积应是变化的 较小截面积的高风速区 保证所要求的清洁率 截面积较大的低风速区保证所希望的吹
10、出损失 为提高风选 质量 风道设计应避免产生涡流 吹出型清选装置气流多为倾斜向上吹送 选吹选 方向角为 25 度 便于将杂质和谷粒吹开排出机体外 风道的配置尺寸除保证杂质 吹出畅通外 并应能截留被气流带走的少量谷粒以减少吹出损失 气流通道截面一 般比出风口大很多 因而使气流通过时能扩散减速 一般风扇出口处气流速度约为 7 10m s 风道末端排出口处气流速度约为4 6m s 此外构成气流通道的谷粒下滑板 倾角还应保证谷粒下滑顺利 通常与水平面夹角为40 50度 3 2 3 风量与风速 风选气流的风量 V 即单位时间气流量 根据脱出物中应清除的杂质量确定 V s m Q 3 mr b 式中 Q
11、机器喂入量 取Q 2kg s 清除杂质占机器喂入量的比例 5 空气密度 1 29kg m 携带杂质气流的混合浓度比约0 2 0 3 取 0 25 将数据代入上式得 V 3 5 2 0 31 0 251 29 ms 出风口宽度随脱下谷粒混合物的分布宽度确定 因出口宽度稍窄于滚筒长度850mm 故选 B 800mm 而高度 H 则应满足清选气流量和气流速度的需要 它们之间的关系 为 H m Bv V 式中 V 清选气流量 V 0 31 B 出风口宽度 B 0 8m V 出风口气流速度 v 9m s 所以H 0 31 0 043 43 0 89 m mm 轴流钉齿玉米脱粒机 参考文献 1 张伟主编 东北林业大学出板社 2 中国农业机械化科学研究院 机械工业出板社 3 蒋耀 农村读物出板社
