农业机械学课程设计谷物联合收获机玉米脱粒机工作部件的设计

1、农业机械学课程设计 农机2005农业机械学课程设计学 院： 工程学院专 业： 农业机械化及其自动化姓 名 学 号： 指导教师： 中国大庆2008 年 6 月目 录课程设计任务书1一、设计要求21.1适应性21.2脱粒质量要求21.3生产效率指标 2二、结构设计22.1 滚筒的选择与工作原理22.2 凹板的主要参数42.3 脱粒速度42.4 需用功率4三、清选装置43.1清选类型43.2清选装置结构设计4参考文献7课程设计(论文)任务书题目：谷物联合收获机 玉米脱粒机 工作部件的设计一、 已知条件：谷物联合收获机的喂入量 3kg/s ，工作部件类型 。二、 设计要求：1、系统地了解谷物收获机的构

2、造和工作原理及相关的实验设备。2、要求准确掌握收获机的各个工作部件及工作原理。3、学会数学建模的方法分析实际收获机的各个工作部件。4、独立完成谷物联合收获机工作部件的设计与计算。5、应符合课程设计报告的基本要求，独立完成你的论文。三、 撰写论文要求：1、 论文内容包括中文封皮、目录、综述、正文（设计与计算）、参考文献、附录（设计图0号）、等主要部分组成。2、 论文开本要求：a4；左边距：25mm，右边距：20mm，上边距：20mm，下边距：25mm，页眉边距：14mm，页脚边距：18mm；正文行间距：五号字自然排版。3、 标题四号黑体。标明参考文献的出处。4、 素材收集真实有效，论述图文并茂。

3、四、 相关参考书目：（自行检索）。五、 本课程论文答疑人（注明各答疑人答疑的部分）： 车刚 胡军 。六、 时间分配比例（供参考） 6月17日至6月21日 根据论文的基本条件进行资料查阅。 6月22日至6月22日 确定方案，初步编辑。 6月23日至6月27日 计算、画图、编辑撰写与修改。 6月28日至6月29日 论文装订 、答辩。开始进行日期 200 8 年 6月17 日。完 成 日 期 200 8 年6月27日。答 辨 日 期 200 8 年6月29 日。设计班级：农机2005 人数： 50 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

4、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 3kg/s2、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

5、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 式中： q-脱粒装置的喂入量 （kg/s） -喂入作物中谷粒所占重量比率，玉米脱粒机

6、取 -当=0.4时每钉齿脱粒能力（kg/s）此处取=0.02（kg/s）将 、q值代入上式得 取z=111（3）齿迹距a：常用值为25-50mm 此处选 25mm（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=3（5）齿板数m与齿板间距s、齿距l 为减少茎秆断碎应使，目前常用6-12，取m=6，齿距一般为50-100mm，距离太小，茎秆容易被折断，脱粒消耗功率多，此处应选l=80mm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120-2

7、00m，s值太小，装卸钉齿困难，取s=180mm（6）钉齿边长和工作长度方钉齿边长为22mm，设计脱光穗玉米，故工作长度应小于30mm，此处取25mm2.1.2 滚筒长度和齿顶圆直径d（1）滚筒长度由式 l=确定式中-边齿到齿板距离，一般为15-20mm，此处为15mml=955 (mm)目前脱粒机上常用钉齿滚筒长度大致为500-1000mm，选l=1000mm（2） 滚筒齿顶圆直径 由式 d= 确定式中 s-齿板间距 取180mm h-钉齿工作高度 取h=25 mmd=393.95(mm) 常用钉齿滚筒直径为400-600；直径太小易缠草，将上式计算d值得圆整，取d=460mm。2.2 凹板

8、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15-17mm，取16mm。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120180，取150，工作间隙为50-80mm，取70mm2.3 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/s2.4 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910.5kw/(kgs)，取10kw/(kgs)，又知，喂入量为3kg/s，故设计的滚筒所需要功率为30kw。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

9、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101知，玉米漂浮速度12.514.0（m/s）,玉米芯及碎包叶漂浮速度为6.08.0（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

10、型清选装置的风扇大多为农用型。农用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决定，大多在300500mm，取=440mm，转速n为6001200r/min，取n=900r/min。农用型风扇尺寸 名称尺寸实际尺寸叶轮外径440440叶轮内径0.350.5176叶片数3-43叶片后倾角，左右外壳宽度1.5600进风口直径(0.680.8) 308出风口高度s(0.350.45) 176圆筒形外壳(1.051.12) 484叶轮端面与壳体间距离f

11、0.0313.2出风口扩散角农用型风扇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=式中： q机器喂入量，取q=3kg/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0.20.3，取=0.25将数据代入上式得，v=出风口宽度随脱下谷粒混合物的分布宽度确定