2017毕业论文-小型复式谷物清选机的设计.doc

目目 录录 摘要 . 关键词 . ABSTRACT. KEYWORDS . 绪论 . 1 概述 . 1.1 研究的目的和意义 1.1.1 研究的目的 1.1.2 研究的意义11. 1.2 国内外研究现状及清选原理 1.2.1 国内研究水平4 1.2.2 国外研究水平2 1.2.3 谷物清选机清选原理 1.3 本课题的研究内容和技术指标6 1.3.1 研究内容 1.3.2 技术指标 1.4 研究方法和技术路线 1.4.1 研究方法 1.4.2 技术路线13. 2 谷物清选机的结构原理及结构设计 2.2 结构设计 2.2.1 机架 2.2.3 风道 2.2.4 风机 2.2.6 传动机构 2.2.7 配用电力 3 谷物清选机的总体设计 3.1 机架的设计8 3.2 喂入装置的设计 3.3 振动筛的设计 3.3.1 筛子参数选择7 3.3.2 振动机构的设计： 3.3.3 平面筛筛子性能的测试10. 3.3.4 棱面筛结构的性能试验5 3.4 清粮风机的设计 3.4.1 清粮风机的结构性能参数12. 3.4.2 风机的加工工艺14. 3.5 电机的选型 1. 3.5.1 电动机型式的选择： 3.5.2 电动机电压等级的选择： 3.5.3 电动机额定转速的选择： 3.5.4 额定功率的选择 3.6 传动机构的设计 3.6.1 电机偏心轴皮带轮三角胶带传动的参数选择3 3.6.2 带轮的结构和尺寸15. 结论 . 参考文献 . 致谢： . 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 小型复式谷物清选机的设计 机械电子工程 张民 指导老师 刘冠军 摘要：谷物清选机械目前国内已经基本上能够自给自足，但是由于市场上大部分都是种子加工成套 设备，由于其价格高，能耗大，还不能完全适应小型种子生产和经营部门的要求。因此，开发符合 我国国情的谷物清选机械，对提高我国种子产品质量、农业经济效益和农业生产现代化水平具有重 要意义。该机配用动力是 1.5kw 的单相交流电动机；机架的宽度尺寸，是根据地排车下盘的尺寸和 筛体的宽度尺寸确定的；筛选，振频：420 Hz、振幅：6 mm；风机转速：910 rmin。该机待改进 的主要是仓门由手动调节改为自动调节。 关键词：清选机；风机 ； 料斗； 筛面； 机架 Small multiple grain cleaners development Student majoring in Mechanical and Electronic Engineering Zhangmin Tutor LiuGuan-jun Abstract：Corn machine at present domestic has basically can self-sufficiency, but because the market is mostly seed processing equipment, due to its high energy prices, and also cannot completely suitable for small business department of the seed production and requirements. Therefore, the development situation of the machine, the grain to improve our product quality and agricultural seed economic benefit and agriculture modernization level has important significance. The power is 1.5 kw poor-sighted of single- phase ac motor, The width dimension of the frame is DePaiChe according to the size of the wall and sift the width dimension of body, Screening, vibration frequency and amplitude, 420 speed; 6 mm: Fan speed: 9.1 r/min. This is mainly for improvement of the doors to automatically adjust by manual adjustment. Keywords：Cleaner ， Air blower， Hopper ， Screening surface ， Rack 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 绪论 清选，是种子生产单位在收获后和种子经营部门在经营过程中对种子进行加工一 个不可缺少的环节。目前占居国内较大市场份额性能又较好的谷物清选机有：石家庄 绿炬种子机械厂生产的 5XJC-3A 种子清选机、无锡市天地自动化设备厂生产的 5X-3 风 筛式种子清选机、石家庄三立谷物清选机械有限公司生产的 5XZC-3A 种子清选机、石 家庄市科星清选机械有限公司生产的 5XZC-5 种子清选机、河北瑞雪谷物精选机械制造 有限公司生产的 5XZC-3C 型移动式风筛清选机等。这些清选机均为大中型谷物清选设 备，配用的动力都是三相电动机，总功率 411 千瓦，机重均在 1200kg 以上，价格数 万元。大中型谷物清选设备，不适应我国种子生产单位和种子经营部门规模小、分散 的特点。市场调查表明，国内市场急需大量价位低、配用单相电动机、移动方便、节 能、加工成本低的小型谷物清选机。 1 概述概述 1.11.1 研究的目的和意义研究的目的和意义 1.1.1 研究的目的研究的目的 近几年来，农业种植结构调整和加入 WTO 都对我国农业机械化产生了较大的影响， 我国农业机械产品的升级换代和产品结构调整势在必行，农业机械化进入了一个调整 发展的新时期9。现代农业和人类生活越来越注重种子和粮食的加工品质。特别是菏 泽市种子业生产发展迅速，产销量居于全省前列，但此市种子加工过程中仍存在着不 少问题，如生产经营规模小，设备落后等，市场竞争力较差；加上河南、安徽等地产 品的冲击，使此市许多小型种子生产经营部门面临着巨大的压力和严峻的挑战，为了 增强市场竞争力，从菏泽市市情（经济欠发达、资金短缺）出发，使种子经营单位不 购买昂贵的种子加工成套设备，在原有设备的基础上，不大量投入资金的情况下，能 够生产出市场需求的产品，我选择小型谷物清选机这个课题，反复试验，多次改 进，开展了一系列研究开发工作，设计了此种小型谷物清选机，降低了成本，节约了 能源，而且使用特别方便，用单相电源即可工作。 1.1.2 研究的意研究的意义义11 谷物清选是谷物收获后不可缺少的环节。收获后的谷粒中不仅包含饱满和成熟的 籽粒，而且还有机械损伤、破碎和不成熟的谷粒。此外还包含有许多杂质，如草籽、 泥沙、断穗、颖壳等。因此无论留作种子或其他用途，均需将收获后的谷粒进行清选 才能满足要求谷粒经过清选以后，可以获得质量均匀、尺寸一致的种子。将种子清选 以后再播种，可以清除出小粒、破碎粒作为粮食或饲料，节约了粮食；清选后的种子 均匀饱满，播种后发芽率高、长势好，一般都能增产 5%10%，还可以减少播种量 20% 左右，而且有利于种子的储藏、运输及机械化作业，增强种子在市场上的销售竞争力。 因此，清选机产品对农业结构的调整和农民收入的增加有着十分重要的作用。特别是 玉米，清选后可用半精量或精量播种，因而更可以大量节省种子。清选后的种子已经 清除掉其中大部分病虫害的子粒，减少了今后感染的可能性，使田间杂草含量减少， 作物生长整齐，成熟一致，有利于机械化作业。 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 1.2 国内外研究国内外研究现现状及清状及清选选原理原理 1.2.1 国内研究水平国内研究水平4 从历年的国家监督抽查结果来看，大部分产品主要性能指标均能达到企业明示执 行标准的要求，基本能满足用户需求。抽查中也反映出清选机产品目前存在的差距： 首先，产品对物料的清选加工范围不大，大部分产品只适用于几种主要作物，如水稻、 小麦、玉米、大豆等清选加工，对花卉、烟草、牧草种子、葵花种子等的清选效果不 十分理想；其次，产品质量与国外产品相比，在原材料质量、加工工艺、企业加工能 力、加工成套设备的配套性、新技术开发应用方面都存在一定差距。此外，企业的技 术进步缓慢，产品与当前用户的多种需求(加工物料多样化、精细化)不相适应。2002 年第4季度国家监督抽查清选机，国家质检总局2003 年3 月10 日公布了清选机的国家 监督抽查结果：清选机产品抽样合格率为58.3% ，产品质量水平有待进一步提高,产品 安全性问题较为突出。安全防护装置不规范，整体制造、装配质量不高，产品振动大， 可靠性较低。如5XZ-1.0 和5XZ-2.5负压重力式清选机，由于能耗、噪音较大，振动不 易平衡，操作不便，目前已逐步被淘汰 。 总的来说，我国现有的清选机普遍存在的问题：功能单一、适应性差；技术性能 不稳定；产品零部件制造水平低、工艺设备落后，可靠性差；产品的安全性差，产品 外观质量较差。因此，清选机不能很好地满足我国现阶段的实际需求 1.2.2 国外研究水平国外研究水平2 目前，在欧美发达国家已形成多种系列化的种子清选机，具有清选精度高、分级 效果好、工艺精良、性能稳定、可靠性强、噪音相对较低的特点，除传统的机械调节 外，现已开发出液压调节系统，操作更加灵敏 比较著名的比重式清选机生产厂家有奥 地利的 HEI 公司、丹麦的 WESTRUP 公司、德国的 PETKUS 公司、美国的 OLIVER 公 司、IMC 公司和 CRIPPEN 公司。20 世纪 70 年代以来，种子加工业的兴起使风筛式清 选机在一些发达国家有了较快的发展。其中，西欧、北美的一些国家，如丹麦、瑞典、 奥地利、瑞士、意大利、德国、美国等，在生产和使用方面均居领先地位。目前，制 造风筛式清选机的厂家很多，其中以美国的布朗特（BLOUNT)公司、德国德勒贝尔 （ROBOR)公司、丹麦的达马斯（DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼（BALLARINI)公 司历史较为悠久，他们生产风筛式清选机已有 100 多年，其产品经久耐用、性能可靠。 1.2.3 谷物清谷物清选选机清机清选选原理原理 小型复式谷物清选机，由风选和筛选两大部分组成。谷物由料斗进入风道先经过 风选清除谷物中的轻浮物，然后再通过筛选去除谷物中大杂和小杂（包括个体小、破 碎的子粒） ，最终选出子粒饱满、大小均匀用于播种的种子。 1.31.3 本课题的研究内容和技术指标本课题的研究内容和技术指标6 1.3.1 研究内容研究内容 1. 谷物清选机的设计理论基础。 (1)影响谷物清选的主要因素，即振动筛的倾角、筛孔的尺寸、形状、筛子的振动频 率、振幅、物料在筛面上的运动速度、风机叶轮出口处气流速度、风机转速、流量、 生产率等。 菏泽学院本科生毕业设计（论文） (2)振动筛性能参数的试验方法。 (3)谷物清选机的设计原则和程序。 2.基于节能和使用方便的小型谷物清选机的研究。 (1)分析车把式机架的设计在使用上的灵活性。 (2) 圆孔棱面筛筛分性能的分析及与平面筛筛分性能的对比试验。 (3)分析振动机构采用偏心轴承连杆机构对节能的影响。 （4）分析单相电源供电对用户使用的方便性。 1.3.2 技技术术指指标标 （1）较好解决谷物清选问题。 （2）清选机节能降耗效果明显。 （3）使用操作方便。 1.41.4 研究方法和技术路线研究方法和技术路线 1.4.1 研究方法研究方法 1调查研究。 包括搜集资料；调查和测试有关机械的性能；了解原料品质与加工要求等方面。 最后将资料加以整理和综合分析，并得出结论。 搜集资料是调整研究工作的主要内容，通常包括下述范围： （1）工作原理相近，性能相近，可以参照的机械图纸和文字说明； （2）同类机械的生产纪录、故障记录，并听取使用意见与改进意见； （3）有关的国内外科技动态； （4）有关的参考书籍和刊物； （5）使用地区的原料品质，产品要求，气候条件等。 所搜集的资料必须经过整理和分析，取其精华加以引用。 2设计计算。 1.4.2 技技术术路路线线13 1总体设计阶段 机器的总体设计，首先要确定机器的工作原理，因为它是实现机器职能的基本依 据。例如清选机，它的职能是把谷物中的杂质及较小颗粒排出，要达到清选的目的就 有多种的工作原理，如用风选，用重力清选，气流筛子清选等，由于工作原理不同， 设计出来的机器也必然不同。随着生产和科学技术的发展，新的清选原理通过理论分 析和科学试验将会不断出现。因此在设计新的机器时，应根据具体情况，全面分析比 较各种不同的工作原理，确定其中最合理的方案进行设计。工作原理确定后，就可着 手进行机器的运动设计。确定机器执行部分所需的运动条件和动力配备。选用原动机 的类型和性能参数，进行机器的运动机构设计。即把原动机的运动转变为执行部分的 机械动作。并根据机器的运转特性，执行部分的工作阻力，工作速度和传动部分的总 效率等各种阻力因素，计算出机器所需的驱动功率。并结合初步设想的机器的工作情 况，选定一台或数台原动机进行驱动。 结构设计阶段 设计主要零部件的具体形状、尺寸、材料、制造、安装、配合要求等一系列问题。 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 并进行类比、选择、必要的计算和实验等一系列工作。 零件设计阶段 设计零件图要从机器总体要求出发，综合考虑各个零件在机器中的作用地位。从 受力情况，计算它的强度、刚度，结合使用寿命、体积和重量等，决定选用何种材料 最为合适。从而确定零件的尺寸，结构，加工精度，表面光洁度等。 2 谷物清谷物清选选机的机的结结构原理及构原理及结结构构设计设计 2.1 结结构原理构原理 清选机由机架、料斗、风机、筛体 、传动机构、电动机等六部分组成结构原理见 示意图 2-1-1 图 2-1-1.清选机的结构简图 2.22.2 结构设计结构设计 2.2.1 机架机架 机架由矩形钢管（6040）焊制而成，用于安装和支承电动机、风机、料斗、筛 体等。机架的宽度尺寸，是根据地排车下盘的尺寸和筛体宽度尺寸确定的。如图 2-2-2 图 2-2-2 机架的结构简图 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 2.2.2 料斗料斗 料斗用 0.7mm 厚的白铁皮加工而成。料斗的容量，是按一个普通塑料编织袋装 小麦的质量（40kg）设计的；料斗的宽度尺寸略小于筛面的宽度尺寸；料斗的前后墙 与水平面的夹角稍大于小麦静止角；仓门口的长度为 490mm, 落入风道的物料沿整个风 道 的宽度均匀分布，仓门的最大开度（宽度）使谷物流量为 1.2 吨小时。料斗侧墙下 料尺寸见图 3 2.2.3 风风道道 风道也是用 0.7mm 厚的白铁皮加工而成。风道的作用：一是集风并引导气流经斗仓 门口到出风口（轻浮物排出口） ；二是引导由料斗仓门落入风道的物料沿整个风道的宽 度流入筛体上筛面。料斗的前墙插入风道一段距离，目的使风道在料斗仓门口处产生 节流作用，提高该处风速，并防止气流进入料斗。风道侧墙下料尺寸见（图 4）。 2.2.4 风风机机 风机，为离心式风机、 ，它由风机壳、风机轴、叶片等组成。风机壳由 0.7mm 厚 的白铁皮加工而成；风机轴用 35 钢加工而成；叶片为四叶后向直叶片，用 1.5mm 厚的钢板加工而成，每扇叶片用两段扁铁分别与风机轴焊在一起。风机，两端双向进 风，出风口的宽度与风道的宽度相同，并且与风道、料斗连成一体。风机叶片尺寸见 （图 5） 。 图 3 料斗侧墙下料尺寸图 图 4 风道侧墙下料尺寸图 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 2.2.5 筛筛体体 筛体是筛选部分的主体部件。筛体的两侧墙是 1.5mm 厚的钢板，筛体由四段弹簧钢 板支承在机架上。筛体通过连杆与偏心轴承相连，并由主轴驱动。上下筛面为抽屉式 以便筛理不同物料时更换筛面；上下筛面均为棱面筛，筛理小麦时上筛孔为 10 mm,下 筛孔为 3.5 mm ；上筛面倾角的调节范围是 06，下筛面倾角的调节范围是 610；筛面尺寸，上筛面为 500800 mm，下筛面为 5001100 mm。筛面结构见 （图 6） 。 2.2.6 传动传动机构机构 传动机构由电动机皮带轮、风机皮带轮、主轴皮带轮、主轴、偏心轴承、连杆、 A 型三角皮带等组成。电动机皮带轮的外径为 70mm，风机皮带轮的外径为 120mm，主轴 皮带轮的外径为 218mm，偏心轴承的型号：524806K，主轴尺寸见（图 7） 。 2.2.7 配用配用电电力力 配用单相交流电动机，功率：1.5kw。单相电源到处都有，这对于规模小的种子经 营部门、特别是对于分散的种子种植户以及良种繁育生产有重大意义。 3 谷物清谷物清选选机的机的总总体体设计设计 本清选机主要由机架、进料装置、筛体、风机、传动结构五个部分组成。 （1）机架 图 6 筛面结构简图 图 7 主轴尺寸图 图 5 风机叶片尺寸图 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 主要起支撑作用。通过地排车下盘的尺寸确定机架的尺寸。 （2）料斗 根据筛体的尺寸设计料斗的尺寸。保证物料能均匀的、连续的流入第一层筛面； 使物料沿整个筛面的宽度均匀分布，以提高吸风和筛理效率；根据生产需要能方便 灵活地调节进料量。 （3）风机 利用其产生的气流做介质进行工作。根据生产能力及物料的输送特性确定风机的 参数。 （4）筛体 利用筛体的振动对谷物进行筛选。根据生产能力确定筛子的尺寸，依据物料的物 理特性确定筛孔的形状、尺寸，并确定筛体的振动频率。 （5）传动机构 完成能量的传递和转换。根据风机选取电机的型号，依据风机的转速确定风机皮 带轮的型号，依据筛体的振动频率确定筛体皮带轮的型号。 3.13.1 机架的设计机架的设计8 为方便用户使用，机架设计为车驾式，框在地排车的下盘上。运输时，其前支架 可水平抬起做车把驾驶，工作时，垂直放下用销子固定支撑在地上。因此，使用起来 非常方便。由矩形钢管（4060 mm）焊制而成。用于安装和支撑风机、料斗和筛体等。 其结构示意图如图 3-1 3.23.2 喂入装置的设计喂入装置的设计 为节省动力，采用了结构简单的顶置式人力提升进料装置，其结构由进料斗和流量控 制插板活门构成。其结构简单，操作方便，喂料均匀。用 0.7 mm 厚的白铁皮制作而成， 俯视图 图 3-1 ：机架 主视图 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 并通过插板活门控制不同物料的喂入量，其调节范围为 0-25mm。 3.33.3 振动筛的设计振动筛的设计 本机选用风筛式清选机，装有两个筛子。 本谷物清选机上筛设计为平面冲孔筛，下筛设计为编织筛。其尺寸如表 3-1： 表 3-1 编织筛的结构尺寸 粮种上筛下筛 小麦 106.020 玉米 16816 大豆 16720 稻谷 136.020 3.3.1 筛筛子参数子参数选择选择7 （1）筛面与水平面的倾角 ：一般 取 010。本机取 =6。 （2）振动方向角 ：本清粮机构采用弹簧钢板结构设计。 （3）筛面宽度：因筛体框在地排车下盘上，故筛面的宽度由地排车下盘轮距决定。取 500mm。 （4）流量指标： 本筛体的流量设计为 1.2 吨/小时。 （5）转速与振幅的确定： 主视图 俯视图 图 3-2：料斗 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 在实际生产中，工作转速 n 可取为： n=（4560）(r/min)rtg/ )( n=（4560）(r/min)=48=450(r/min)rtg/ )(6/10)622( 3 tg 从上述公式可看出：转速与振幅是成反比关系的。二者应满足如下关系： n.r=2.53.6(转米/分) 4500.006=2.7(转米/分)2.53.6(转米/分) 经验证，符合要求。 （6）风量与风道风速：本机采用单道不变径的风道结构，风道风速控制在 46 米/秒。 本筛体的底板用 1.5mm 厚的钢板加工组装而成，筛体为 0.7mm 厚的白铁皮，筛体由四 根弹簧钢板支撑在机架上，筛体通过连杆与偏心轴相连，并由偏心轴承驱动。筛体内 有两层筛面，筛面固定在筛格上，然后象抽屉一样插入筛体内，便于在筛理不同物料 时更换筛面。筛面在筛体内按一定的斜度设置，上筛筛面为 6，下筛筛面为 8，筛 面的尺 寸由机架和生产能力决定，取上筛为（宽长）500800mm，下筛为 5001150mm 图 3-3-1 筛体 3.3.2 振振动动机构的机构的设计设计： 本筛体不选用传统的曲柄连杆机构，而采用偏心连杆机构。为便于加工制造，偏 心结构不采用偏心轴或曲轴的结构形式，而采用偏心轴承来实现，其偏心半径为 r=6。 俯视图 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 为了使结构简单，加工方便，筛子的倾角不可调，但可以通过调整机架的高度来调整 筛子的倾角。偏心轴承型号为 524806k。 3.3.3 平面平面筛筛筛筛子性能的子性能的测试测试10 谷粒特性：厚度 2.93mm,宽度 3.15mm,长度 6.33mm，千粒重 34.56g。筛子试验装 置：筛箱长度为 850mm，其宽度总计为 500mm,传动装置可以获得下列参数范围：振幅 R020mm，振动频率 n200250 次/min,筛子倾角 015。 表 3-2 考虑的影响因素及其水平等级 因素 水平（次/min） X1X2X3X4X5X6 上水平（+） 12.5mm6.0205.000kg/s/m108mm540 零水平（0） 11.0mm5.5203.194kg/s/m87mm490 下水平（-） 10.0mm5.0201.392kg/s/m65mm400 X1第一筛筛孔直径 d1；X2第二筛筛孔尺寸；X3单位喂入量 q；X4 筛子倾角 ；X5 筛 子振幅 R；X6振动频率 n。 试验起动 1520s 后进行测量，并重复四次。通过预先规定的可靠性范围，在 95% 统计可靠性的条件下。略去所有非主要的回归系数，即得到下列各成分的简化分离模 型：Y1谷粒的分离率；Y2稿草的分离率；Y3粗混杂物的分离率；Y4经过 2.5mm 圆孔筛 的粗混杂物的分离率；Y5经过 1.7mm 圆孔筛的粗混杂物的分离率. 结果与分析：为了确定在预先给定的喂入量和含杂率（湿度 13%15%）下的合理 工作参数，是用电脑来实现最优化的。对于控制在 4%以下的粗杂物含量，则不会有谷 粒损失发生（Y1=1） 。 试验证明：此筛不能完全满足对它提出的质量及生产率指标方面的要求，为了提 高生产率而增加筛子的面积，会使机器尺寸增加，并增加能耗，同时会受到特殊用途 预先规定的制约。为此采用改进筛子结构来提高振动筛效率。上筛改用圆孔棱面筛， 下筛用圆孔平面筛。 三角形的纵向棱增加了筛上细小物料定向运动的可能性，并促进了下层谷粒通过 筛孔的分离过程。筛孔一部分开在棱的侧面上，这不仅在底面形成沟槽，而且增加了 有效筛孔面积，同时对谷粒的定向运动不会产生限制。通过试验，最适宜的棱面形式 是三角形断面。棱距与棱顶角取决于一系列的结构、传动及材料参数，如含杂率、混 合物各部分的湿度、喂入量、筛子的材料及筛子在筛选装置上的安装位置等。对于分 离粗杂物的适宜棱顶角是 2=6070。它与筛子的位置无关。增加角度 2，会 提高通过筛孔的谷粒的清洁率，但是会降低谷粒的分离效果。适宜的棱距 S 作为清选 粗杂物的最佳尺寸，在强度允许的条件下应为：S=d+2.5mm，筛孔直径 d 是根据筛子的 工艺要求，尤其是根据清选的谷物种类来确定。 3.3.4 棱面棱面筛结筛结构的性能构的性能试验试验5 16 因素试验（表 3-4）：这些数值对筛子的工作具有决定性的影响。试验物为 豫麦 2 号品种小麦，湿度为 13.5%，含 4%的粗杂物。谷粒特性：厚度 2.93mm,宽度 3.15mm,长度 6.33mm，千粒重 34.56g。筛子试验装置：筛箱长度为 850mm，其宽度总计 为 500mm,传动装置可以获得下列参数范围：振幅 R020mm，振动频率 n200250 次 /min,筛子倾角 015。 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 表 3-4 考虑的影响因素及其水平等级 因素 水平（次/min） X1X2X3X4X5X6 上水平（+） 6.5mm6.5mm5.000kg/s/m109mm540 零水平（0） 5.5mm5.5mm3.194kg/s/m87mm490 下水平（-） 4.5mm4.5mm1.392kg/s/m65mm400 X1第一筛筛孔直径 d1；X2第二筛筛孔直径 d2；X3单位喂入量 q；X4 筛子倾角 ；X5 筛子振幅 R；X6振动频率 n。 试验起动 1520s 后进行测量，并重复四次。通过预先规定的可靠性范围，在 95% 统计可靠性的条件下18。略去所有非主要的回归稀疏，即得到下列各成分的简化分离 模型：Y1谷粒的分离率；Y2稿草的分离率；Y3粗混杂物的分离率；Y4经过 2.5mm 圆孔 筛的粗混杂物的分离率；Y5经过 1.7mm 圆孔筛的粗混杂物的分离率.这些模型与实际情 况的一致性，经过了 95%统计可靠性检验而得到验证。对不同圆孔直径的棱面筛的研究， 得出了各种主要谷物相对于小麦的实验报告如表 3-5。 表 3-5 不同种类谷物作物相对于小麦谷粒的分离率 筛孔直径/mm 谷物 6.58.011.0 小麦 1.0001.0001.000 大豆 0.5410.7010.826 玉米 0.5820.6050.625 燕麦 0.3100.3950.553 2结果与分析 试验发现，带圆孔的棱面筛的主要工艺指标不仅取决于谷物的初选，也取决于谷 物精选的工作条件。为了确定在预先给定的喂入量和含杂率（湿度 13%15%）下的合 理工作参数，是用电脑来实现最优化的。对于控制在 4%以下的粗杂物含量，则不会有 谷粒损失发生（Y1=1） 。 对小麦品种豫麦 2 号在含有 3.4%粗杂物、1.2%细杂物以及 8.2%小粒的条件下，对 平面筛与棱面筛进行了清选作业主要工艺指标的对比试验。试验研究单因素法，以不 同喂入量来进行，并重复 3 次.其平均结果如图 3-3-3、图 3-3-4 及图 3-3-5 所示。从 图中可以看出，对比筛几乎达到了相同的清洁度。但在同样的筛分质量下，棱面筛的 生产率几乎比平面筛要提高 2.3 倍。对粗混杂物及小谷粒有较高的分离率。 图 3-3-3 谷粒分离率 Y 及分离强度 dY/dl 与筛长 l 的关系 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 图 3-3-4 在大致相同的 0.5%的谷粒损失及表列清洁度 A 的条件下，谷粒清洁率 Y 及分离强度 DY/dl 与筛长 l 的关系 图 3-3-5 前筛的主要工艺指标与单位喂入量 q 的关系 由以上试验得出振动筛参数为： =6，R=6mm,n=450 次/min。 表 3-6 振动筛筛孔直径尺寸 粮种上筛下筛 小麦 5.06.0 玉米 8.59.0 大豆 8.59.0 稻谷 5.06.0 3.43.4 清粮风机的设计清粮风机的设计 3.4.1 清粮清粮风风机的机的结结构性能参数构性能参数12 1风机性能参数的确定 （1）气流流量 Q 的确定： （2）全压 P 的确定：smqQ 3 0 29 . 0 2 . 18 . 028 . 0 P=200+40=240N/ ds pp 因 P=240N/980N/ 故选用低压离心风机。 (3)先确定比转数，再根据公式 n=计算转速 n。 21 43 Qpns 因采用的风机为后向直叶片，依后向叶轮离心风机的笔转数=3.616.6（国际单位 s n 制）,确定风机比转数,取= 8（国际单位制）,根据公式 n= =7. S N s n 21 43Qpns 4=840r/min 取 n=840r/min。 2143 29 . 0 240 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 本风机选用转速 n=840r/min 的低压后向直叶片离心风机。 （4）风机功率 p 的确定: 根据公式 N=KN=1.12400.29=76.56w 2风机主要结构参数的确定： (1)风扇的外径的确定： 2 D =25.82m/s; 2 PP/3 . 0/2 . 1/240 =60/n=6025.82/910=0.50(m) 2 D 2 （2）计算风机的流量系数：Q =2Q/ u =20.29 /(25.82)=0.028Q 2 2 D 2 2 5 . 0 (3)计算风扇轮毂直径： 1 D 对后向叶片风机及0.3 的前向叶片风纪，应满足1.194=1.194Q 21 DD 3 Q =0.52。 3 082 . 0 (4)进风口直径: 0 D =2=2=0.142(m) 0 D 0 22cQ20/29 . 0 为进气速度，取=15m/s。 0 c 0 c （5）叶轮内径： 0 D =（1.051.15）=1.10.142=0.156(m) 1 D 0 D 验证： =0.156/0.50=0.3120.52 故参数选取不合适。因过大，影 21 DD 21 DD 2 D 响风机的平衡，故修正=0.25m,这时=0.156/0.25=0.6240.52,能满足 2 D 21 DD 0.52 的要求，故合适。此时=2Q/u =0. 21 DDQ 2 2 D 2 3叶片参数的确定： （1）叶片宽度 B： 叶片出口宽度: 2 b =/4 22 DbQ :流速系数，取=0.25。 /4=0.250.112/40.25=0.029m 22 DbQ 叶片进口宽度: 1 b 按=得=0.0290.25/0.156=0.045(m) 11D b 22 Db 1221 DDbb (2)叶片安装角 ：取 =60 （3）叶片数 Z: 因清粮风机叶片数少，取 Z=4。 3.4.2 风风机的加工工机的加工工艺艺14 选用低压后向直叶片离心式风机。其结构由圆筒形外壳、风机轴、叶片、风道等 组成。风机壳由 0.7mm 厚的白铁皮制作而成，风机轴由 35 号钢车制而成，叶片 4 片， 为后向直叶片，由 1.5mm 厚的钢板制作而成。轴向双面吸入空气。其结构如图 3-4-1、 图 3-4-2、3-4-3 所示 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 主视图 左视图 图 3-4-1 风机壳 图 3-4-2 风叶片 菏泽学院本科生毕业设计（论文） 3.53.5 电机的选型电机的选型 1 3.5.1 电动电动机型式的机型式的选择选择： 考虑到电机的使用环境中灰尘多，对清选机选用了卧式、封闭式电动机。 3.5.2 电动电动机机电压电压等等级级的的选择选择： ： 电动机的电压等级要与电源电压一致。对单相交流电动机选用 220V。 3.5.3 电动电动机机额额定定转转速的速的选择选择： ： n=1430r/min 3.5.4 额额定功率的定功率的选择选择 取=1.5Kw e p 3.63.6 传动机构的设计传动机构的设计 传动装置选用带传动。由电机皮带轮、风机皮带轮、风机轴、偏心轴承、偏心轴 承轴、偏心轴皮带轮、三角胶带等组成。 3.6.1 电电机机偏心偏心轴轴皮皮带轮带轮三角胶三角胶带传动带传动的参数的参数选择选择3 (1)选择胶带型号 (2)偏心轴皮带轮计算直径 D2 (3)计算环形胶带速度 V (4)定中心距 A0: (5)计算并选取环形胶带长度： (6)确定实际中心距 A (7)验算小带轮包角 (8)校核环形带绕转次数 U （9）计算作用在偏心轴皮带轮上的压力 Q 根据轴所受的最大压力确定偏心轴的尺寸并选取偏心轴承 3.6.2 带轮带轮的的结结构和尺寸构和尺寸15 带轮的结构：带轮由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成。 (1)轮缘：电机带轮计算直径选取标准直径 D=71mm；风机带轮计算直径选取标准直径 D=125mm；偏心轴带轮计算直径选取标准直径 D=224mm。 图 3-4-3 风道侧墙 菏泽学院本科生毕业设计（论文） (2)轮毂：为了保证带轮在轴上有固定位置，在轮毂上装有紧定螺钉。 (3)轮辐：带轮采用轮辐结构是为了减轻重量。由于带轮直径很小，故均做成实体轮。 结论结论 经过查阅资料、结构设计、参数计算，小型谷物清选机的设计工作已经基本完成调试 本清选机主要研究了机架、振动筛、风机、传动机构的设计，从而实现了小型谷物清 选机的设计 1机架为车把式，整机框在自行车下盘上，移动方便。 2振动筛的上筛为圆孔棱面筛，下筛为圆孔平面筛，提高了生产率，而且对粗混杂物 及小谷粒有较高的分离率。 3在振动装置中，将传统的曲柄连杆机构改为偏心轴承连杆机构，偏心轴承为标准件， 这不仅简化了加工过程，而且减少了摩擦损耗 4传动机构采用三角带传动，传动平稳，结构尺寸小；带轮采用实心轮 5动力采用单相交流电机，使用方便。只要有单相电的地