小型稻谷干燥机的结构设计

-[12]，以使其下落均匀，但对稻谷等颗粒类原料来说，压力过大会导致其破碎，破坏其品质。据调查知，传统干燥手段其干燥是分步进行的，这样会提高干燥的效果，而现在市场上的干燥设备大都是一次性加入，一次性产出的，这样会大大降低干燥的效果。研究的主要内容和方法研究对象：小型稻谷干燥机；研究的内容：1.阐述了选题的背景，并对国际和国内相关情况进行了综述和分析；2.圆柱形烘杆箱与籽粒相连接的部位采用光滑密封，防止籽粒散落在难以清理的区域，并采用圆锥形倾卸式设计，使得在籽粒烘干完成后能轻松、干净地取出，确保异种籽粒不会混合；3.以关键技术参数为基础，通过分析当前国内外相关技术状况，提出了系统的整体设计方案，并对系统的编制过程进行了说明。小型稻谷干燥机总体方案设计小型谷物干燥器的整体方案主要涉及成型模式的选择和机构的设计两个方面。为了满足实际需求，提高经济效益，需要选择低成本、简单工作模式、高成型效率的方案，并且易于维护和调试。小型稻谷干燥机设备的总体参数本文进行设计的小型稻谷干燥机设备将要运用于中国广大乡村地区。具体的工作要求如下：1.每小时完成1000kg的谷物干燥；2.工作环境：干燥区温度；3.380V交流电源供电；4.实现快速放料出料；稻谷干燥机原理谷物是一种活的有机体，利用呼吸作为维持生命的手段，在呼吸过程中吸入氧气和化学反应，并由于不同的环境喂养条件而以不同的方式呼吸。粮食中的水存在着机械束缚水、物理化学束缚水和化学束缚水三种形态。在烘干过程中，能够去除部分物理化学束缚水。微粒是一种具有孔隙结构的胶质，其中的水以各种形式存在于微粒表面、毛细管和细胞内。当介质中的水蒸气压小于颗粒表面的水蒸气压力时，即处于发散条件下，水分会以液体或蒸气形式从颗粒内层扩散到外部，并从表面蒸发。在理想条件下，颗粒上的水分以一定速率运动，但在实际条件下，颗粒上的水分运动与颗粒本身的水分运动并不一致。在外部控制条件下，水分在粮食表面的蒸发速率小于水分进入粮食的速率，通常出现在粮食较小或含水量较高的情况下。因此，要提高粮食的干燥速度，需要在适当的条件下提高介质的温度、降低介质的相对湿度或增大平均流速。在内部控制条件下，颗粒在内部控制条件下的扩散速度低于表层的蒸发速度。此时，要提高干燥速度，有两种方法可采用：一是调节介质状态的参数，即在降低介质流速的同时提高介质温度，介质温度的增加会提高颗粒的温度，减少水分的粘性，增加内部水蒸气分压。由于平均流速减少，蒸发速率会降低或保持不变，从而实现两者速率的一致性；另一种方法是在增加介质相对湿度的同时提高介质温度，这样可以调节两者之间的速度比。粮食的烘干是一个涉及热量传递和质量传递的复杂问题。研究表明，随着热风温度的升高，热风向粮食传递热量的效果增强，从而增加粮食表面的蒸发量和水分向粮食的传输速率，同时也提高粮食的吸收率。此外，随着热风温度的增加，热风的饱和含水量也增加，从而提升了脱湿性能。因此，增加热风温度不仅可以加快干燥速度，缩短烘干时间，还能减少单位热量的消耗。粮食的品质是影响热风升温的主要因素，如果热风温度过高，会导致粮食温度升高和品质下降。在确保食物品质的前提下，应尽量采用高温热风进行烘干。谷物水分含量对烘干速率有影响。在低水分条件下，主要是微小毛细管水分，不容易蒸发，而在高水分条件下，主要是自由水分，容易挥发，导致干燥速度加快。热空气的相对湿度：热风的含水量会影响其吸湿性能。当热风的含水量达到饱和状态时，无法再吸收水分，失去了烘干的效果。因此，烘干速率也受到热风湿度的影响。然而，如果谷物的厚度过小，不仅会增加单位热量的消耗，还会导致谷物外皮过早硬化，降低谷物的质量，并延长干燥时间。稻谷干燥成型工艺过程小型稻谷干燥机主要由大料斗，热风机，电动机，干燥桶，螺旋升料机，干燥层，出谷开口组成。其中位于机器左下方的大料斗，是谷物进入机械的入料口。提升螺杆往上搬运稻谷，使谷物进入到干燥区。烘干区被划分为烘干区和卸干区。烘干区位于烘干筒的上部，是进行谷物烘干的主要区域。卸干区位于底部呈倒三角形的位置，是谷物最后被降低水分的地方。热风发生设备通常位于侧面前方，利用热风扇加热空气，生成热风，然后由风扇送至谷物干燥区域，以实现对谷物的干燥目的。干燥机后面的排风口是用来排出谷物干燥过程中产生的湿气，便于谷物的干燥。稻谷干燥机是一种用于烘干稻谷的机械设备，其原理主要基于热传导和蒸发作用。工艺过程如图2-1所示。小型稻谷干燥机的干燥原理为，湿谷由大漏斗进入，由升降机往上搬运稻谷，利用中间的提升螺杆装置使稻谷向上运输送稻谷干燥区域。经过干燥区域的稻谷，利用热风机加热的热风来干燥，然后排气孔排出过程中产生的湿气。干燥过程中稻谷收重力作用下降，会集中在下部，在干燥区内部会有一个搅动掌对谷物进行搅动，使谷物的干燥更加充分。未达到要求的谷物继续在干燥区域进行干燥。如此反复循环的对谷物进行干燥。当稻谷水份达到预计所需要的干燥程度时，便完成了谷物干燥。然后再通过电机反转螺杆加速稻谷下降速度，打开谷物出口阀门，山出谷口排出。小型稻谷干燥机是一种高效、可靠的干燥设备，其原理主要基于热传导和蒸发作用，能够有效地烘干稻谷，提高稻谷的湿度和质量。图2-1稻谷干燥成型工艺过程传动方案的比较与选择机械设备的不同，它们所选取的传动方法也就不同，有的传动机构比较小巧，能够用于一下特殊场景，有的传动机构显得比较厚重，看起来就会有些笨拙，但是万变不离其宗。在各种各样的传动方法中，带传动和齿轮传动是最常见的传动方式，具有广泛的应用场景和优点。在选择传动方式时，需要根据具体应用场合的要求来选择合适的方案。带传动带传动是利用带宽和压力传递动力的一种传动方式。它由带轮和带条组成，带轮上的齿槽可以传递压力，而带条上的带宽可以传递动力。带传动具有结构简单、平稳传动、吸振缓冲、成本低、使用维护方便、有良好的挠性和弹性、过载打滑。但是带传动有有缺点：传动比不准确、带寿命低、传动装置的外部尺寸大、效率低。齿轮传动齿轮传动是利用齿轮传递动力的一种传动方式，通过齿轮和齿轮之间的啮合，可以把动力从一个齿轮传递到另一个齿轮，在通过键或其他方式与轴相连使动力传递到工作机构上。齿轮的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长、结构紧凑、精度高、传递稳定、适用于近距离传动等优点。传动方案的确定齿轮传动作为小型稻谷干燥机的传动方式能够适应更多的场合，使干燥机的结构变得紧凑。而齿轮传动传动比准确和工作可靠的特，可以让操作人员在使用的过程中能够把握好稻谷干燥的干燥质量。基于以上特点，本机器确定使用齿轮传动作为主要传动方式。小型稻谷干燥机类型比较及选择根据物料与空气相对移动的方向，干燥器可以分为顺流逆流、逆流逆流、逆流逆流及交叉流、混合流和顺流逆流等类型。横流干燥机是最早出现的，也是目前应用最广泛的设备。谷物的热泵式干燥有顺流式干燥、混合式干燥和交叉式干燥三种。顺流谷物干燥器适用于水分含量较高的作物，利用多条热空气管道进行加热，以提高谷物的干燥效果。混合气流谷物干燥器的优点在于提供均匀的热气供应，干燥后的谷物和食品保持一致，且适用于多种谷物和种子的烘烤，方便清洁。横流粮食烘干机制造工艺简单，生产效率高，但是对于水稻的干燥均匀性能较差，单位能耗较高，无法一机多用。横流干燥机横向流动干燥机是国内首次引入的，通常采用三角形和方形塔形两种类型。该设备具有制作过程简便、施工方便、造价低廉、产量高等特点。然而，它也存在一些缺点，如谷物的均匀度较低、单位热量消耗过高、一台机器同时烘干多粒谷物、某些谷物的质量难以满足标准、内外筛子的孔洞需要定期清洗等问题。混流干燥机混合气流干燥器的效果要好得多。混合气流干燥器主要由圆柱形的箱子组成，因此具有更高的效率。它提供均匀的热风供应，使干燥后的谷物水分均匀分布，可以满足要求，并且功耗相对较低，节省能源费用。然而，它的缺点在于构造较为复杂，制作成本也更高昂。与横向气流干燥器相比，混合气流干燥器具有以下特点：①加热空气供应均匀，使谷物的水分分布更加均匀；②降低5~15%的单位能耗；③相同条件下，需要更低的风扇功率和更低的干燥介质消耗；④适用于多种谷物和种子的干燥；⑤清洁方便，不容易混合。其他类型的混流设备利用具有3至5度倾角的开口器底部的加热装置，使谷物处于流化状态，谷物沿着开口器缓慢地向下流动，并逐渐变干。干粮从一侧流出，通过顶部的排气孔将表面的湿气排放出去。由于谷层较薄，空气在谷物周围分布均匀，因此具有良好的干燥效果。然而，由于干燥时间较短，谷物的沉降幅度较小（1%~1.5%），因此在干燥后需要人工摊晒，使其温度降至不超过环境温度5度，以防止谷层表面结露。该机适于小规模生产使用。其中吸干器，又称为“吸湿器”，是一种应用了先进化学技术的新型设备，其工作原理是利用多孔结构和大表面积的吸收器吸收压缩空气中的水分，实现对压缩空气的干燥。吸干器的压力露点可达到-20℃至-40℃，是一种具有良好除湿性能的干燥装置，能够满足大多数气体用户的需求。缺点就是成本过大，和干燥时间过长。顺流干燥机顺流谷物干燥器是由料斗型入口连接到气道和角形箱体排气通道，与只有一条主空气管道供热空气的混合气流干燥器不同。该干燥器采用多条热空气管道供热空气，以实现谷物的干燥。其烘干效率高，适合烘干水分大的农作物和种子。它的缺点是结构复杂，制作成本高，单位耗能高，适用与大型机械。小型稻谷干燥机类型的确定在常规的小型稻谷干燥机中，热气从筒身的下侧吹进来，因物料处于静态，使得热气难以透过，造成干燥器中存在下热上冷的情况；在烘箱过程中，由于物料的部分温度较高，会引起物料的“烧焦”，从而产生阻塞，使得热气不易流入其它部位，从而得不到理想的烘箱结果。本文经过比较，最终选择了混流干燥的方法来进行干燥器的设计。该机采用齿轮传动的方法作为传动方式，使用提升螺杆作为传送机构。运行过程大致为：第一阶段把原材料放进进料斗，接着提升螺杆把原材料不断地往圆筒上运输，在开口面拉起成雨伞形状的飞扬散开的谷物流，同时，在干燥桶一面的圆形通孔处，有一股热气流从通孔向外喷出使热气流与需要干燥的谷物接触，使得稻谷进料在动态条件下获得足够的热量使稻谷在空中就得到足够的干燥。该机拥有多功能特性：因稻谷在圆筒中不断地滚动，因热空气通过圆筒壁上的微小孔洞不断地向外喷出，使空气在圆筒中的剧烈流动，使干燥效果都得到了很好的结果，可选择高、低流量等多种工作方式。本章小结本章主要从干燥方法和气流选择的角度介绍了小规模的稻谷干燥机的干燥原理，介绍了从原材料到干燥完成的整个加工过程以及设备的使用，重点介绍了干燥过程，分析了主要干燥器的适用类型、特点和条件，最后，它通过比较实际设计特点和要求来确定混流稻谷干燥方案。总体结构设计在进行机构设计时，我选择使用Solidworks3D建模软件对原型进行建模和分析，通过3D模型建立更准确的模型，从而更好地了解机器的内部结构，使我能够对设计进行修改。Solidworks是由DassaultSystemes旗下子

公司开发的一款风靡全球的商业设计软件。2023Solidworks软件的功能及其强大，它的组件繁多。Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得它成为领先的、主流的三维CAD解决方案。它能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。它不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。可以满足使用者从设计模型到加工生产整个过程中的设计要求。它的功能十分丰富，不仅包括零件的建模还包括对复杂装配体的仿真和数据管理，是计算机辅助设计的全方位产品开发软件[17]。螺杆的设计螺旋轴是小型水稻干燥机的主要部件，主要由轴和螺旋叶片组成，如图所示。螺旋一般制成2~4mm，以方便生产和安装的阶段。螺旋桨刀片通常采用2~8毫米厚度的钢材或钢板经过冲孔或冷轧加工而成，然后通过螺丝紧固或焊接固定在主轴上。螺旋桨的旋转方向通常是右手旋转，并且螺旋桨的表面应该保持光滑，相邻螺旋桨之间也应该保持平滑连接，以减少对稻米输送的不利影响。根据输送能力、装填系数、稻米粒径和可粉碎性等因素，确定螺旋桨的直径。螺旋轴一般选用管形轴，以缓解设备的净重。螺杆结构如图3-1所示。1.管形轴2.螺旋叶片3.螺钉4.圆轴5.衬套图3-1螺杆结构示意图螺杆结构的设计起重螺杆是通过螺杆刀片的轴线旋转，在稻谷表面形成相对运动。在输送过程中，稻谷不随输送管一起旋转，而是通过与输送管之间的摩擦力推动，实现向前输送。螺杆由电机驱动。大螺旋的作用是加速进料速率。螺杆供给机的供给量视较大螺杆的结构参数而定。这一次设计的螺旋进料器用于小型稻谷干燥机辅助机系统中的配料称重进料系统。在称重环节中，称重精度完全取决于螺旋进料器，称重料斗出口与螺旋进料器进料口直接连接。综上所述，提升螺杆的机构示意图如3-2所示。图3-2螺杆机构示意图螺杆尺寸的确定螺旋直径D可以通过以下公式求得 （3-1）式中:D螺旋直径（稻谷）；K稻谷综合特性经验系数；Q输送量（1吨/小时）；稻谷的填充系数；稻谷的堆积密度；C输送机在倾斜工作时，输送量的校正系数；常见地，螺杆的直径（D）为100mm，150mm，200mm，250mm，300mm，400mm，600mm，900mm，1500mm，2000mm，2500mm，3000mm。螺距S的取值与螺杆的直径、传输装置的配置以及水稻本身的特点等因素密切相关。一般取S=（0.7~1）D，并且在传输具有良好的流动性和较低的研磨性的水平排列的水稻时，可以认为S=D；查表3-1得K=0.0490，φ=0.45，C=1.0。将以上数据代入公式计算得。螺杆的直径应按表3-2所示的标准进行选值。经查表后选取300毫米的螺纹公称直径。表3-1物料特性表物料类别φ物料名称ρλ流动性良好，轻度磨损性粒状物料0.45米（去糠）0.480.5小麦0.670.9玉米0.720.5咖啡豆0.40.5稻谷0.750.5黄豆0.770.7表3-2螺旋直径表螺旋公称直径D25030040060090012501600物料的粒度物料的磨琢性典型例子推荐填充系数φ推荐型式特性系数E综合系数A粉状无磨琢性面粉，石墨0.35-0.40实体螺旋面0.041575粉状磨琢性水泥0.25-0.300.056535粉状无磨琢性谷物0.25-0.350.049050粉状无磨琢性砂子0.25-0.300.060030表3-3物料特性系数表螺杆间距不仅确定了螺杆的上升角度，还决定了水稻在特定填充比下的滑动表面，因此对水稻的输送起着重要作用。最大节距应满足以下两个要求：首先，考虑螺杆表面与水稻颗粒之间的摩擦力；其次，确保流场中各部分之间适当的分配关系。稻谷颗粒在螺旋面轴向方向上的作用力为，为了，则必须满足条件。在最小半径处的螺旋升角是最大的，输送方向的作用力最小。根据这个条件，最大的许用螺距值，由下式确定： （3-2）或（3-3）若以（D螺旋的外径）代人上式，则得；另外，在确定最大容许螺距时，还需满足另一条件：根据大米粒子间的相互关系，大米粒子的径向传送速率应尽可能大，同时要确保在螺旋面上各点的径向传送速率大于周向流速。螺距的尺寸将影响各部分的速度分配。随着螺距增大，尽管轴向输送量增加，但周向流速的变化不合理；相反，若螺旋间距较小，则各分量的分配特性较好，但径向传送速率较低。于是，根据在螺旋圆周处的的条件，（3-4）即:（3-5）可得出:。（3-6）所以，S需要满足，和两个条件。稻谷的摩擦力取决于稻谷在狭缝中的运动趋势和速度、稻谷的大小、湿度以及螺旋刀片的表面状况。在输送稻谷时，可以参考连续输送机的设计说明书来确定摩擦力。通常可按下式计算螺距:（3-7）螺旋式运输机的标准螺距范围为K=0.2~1。在稻谷颗粒的运输过程中，如果稻谷颗粒的流动性不佳则。当竖直布置，可取K值等于0.2～0.8。故取本文选取K=0.33，那么螺距为。螺杆的转速n由于螺旋传送装置是一种小型连续传送装置，因此其结构相对简单。在大米的运输过程中，螺旋轴直径所占据的断面面积会对运输量产生很大影响。因此，在计算运输量时，螺旋轴直径所占的部分是不可忽视的。由输送量公式，可以得出转速n（3-8）式中:n为螺旋转数（r/min）；s为螺旋螺距（m）；λ为螺旋叶片外径与料槽内壁最小间隙，一般λ为5～15mm。总体而言，螺旋的旋转速度越快，产量也越大。然而，当旋转速度超过一定限度时，离心力会过大，导致物料被甩出。因此，旋转速度n也需要受到限制，不能低于某个阈值。若所计算之旋转速度过小，需对所算之螺杆轴径D，d，S作适当之修正：（3-9）即（3-10）（3-11）（3-12）式中：D螺旋直径（m）；A物料综合特性系数。若所计算之旋转速度过小，需对所算之螺杆轴径D，d，S作适当之修正.查表3-3可得A=50，又有D=0.250m。计算可得：极限转速n1=91r/min。圆整为下列转速：20、30、35、45、60、75、90、120、150、190r/min。故取螺旋转速为n=120r/min。轴径设计条件为轴向速度V1大于圆周速度V2，根据公式（3-4）可得 （3-13）轴上还需留有键槽位置，故有一般轴径的计算公式为：（3-14）本文选取0.33，根据公式（3-14）可得轴颈得D=99mm 参考机械手册中轴设计的推荐取值可知，选定轴径。螺杆材料选择及加工要求针对与生物质物料的紧密接触，对螺旋的作用特性进行了分析，发现螺旋需要具备高摩擦力和轴向力，对表面强度和耐磨性有较高要求，同时需要良好的传导性能，保证表面质量并防止点腐蚀。此外，还需要具备出色的耐热性，以满足螺旋在耐磨和耐高温等方面的要求。最终选取如下方案：1.选择38Cr钢材，具备耐高温、耐磨损、耐腐蚀的特性，成本适中，广泛应用；2.对螺纹外圆的加工质量要求达到8个等级；3.丝杠侧表面的粗糙度应满足要求。4.螺纹表面进行渗氮处理。干燥桶的设计料桶的设计料桶是内部中空的成型容器，螺杆穿过其中，其内壁与螺杆间形成了稻谷原料的包容腔，内壁和螺杆共同作用以达到使稻谷向上移动的目的。料桶按结构组成方式一般是整体式，其外部轮廓多为圆形或方形[18]。整体型干燥桶是由一根长条状的毛坯制成，其特点是每个部位的加工特性一致，具有较高的抗拉强度，在加工过程中无脱节。然而，随着木桶设计尺寸的增大，对加工设备的要求也越高，加工成本和难度也增加，而且一旦损坏，难以修复，常常导致整桶报废。针对本次设计中成形桶的较长长度，需要考虑加工成本和难度，因此选择了整体式料桶。由于螺旋的外轮廓是圆柱形，为确保混合料的均匀性，料桶和螺旋之间的间隙需要保持一定值。综合考虑，计划采用上部开孔变断面圆形轮廓的料桶。如图3-4所示，加料段料桶为稻谷原料经自动上料后投放至干燥料桶内的区域，此部分螺杆与稻谷原料直接接触，将稻谷沿加料桶向上运输，起到传送物料的作用，由提升螺杆的长度可知，加料段长度2362mm。加料段料桶的下端与尾座相连接，上端开口与干燥段料桶相连接，加料段上开有加料口，料口上安装料斗用以接受进料，干燥段料桶底部焊接有支座，便于固定在工作台上。图3-4加料段料桶干燥桶大桶区为主要的工作区域，大米等稻谷原材料经过上料区的升降螺旋输送后，还需在输送段中承受压力并向上输送。为了提高产量并确保充分的烘干效果，干燥区的长度应尽可能长。因此，将上排区域设定为2362毫米，干燥区设定为770毫米。上料区的下端通过法兰和螺丝与烘干段料桶连接，上部通过法兰和螺丝与输送模连接。烘干段料桶的底部还焊接有基座，用于固定在工作台上。图3-5干燥段料桶料斗的设计漏斗式进料斗是小型稻谷干燥器的供料口，通常通过手动或机械将物料从上方投入漏斗。漏斗能够容纳过量的物料，并在投料时起到缓冲和调整的作用。漏斗的外形和容量对投料速率有很大影响。通常情况下，料斗的进料部分可以分为两种形状：长方形和圆形。圆形适用于具有内置搅拌装置的设备，方便进行旋转运动；而长方形料斗制作较为简单且价格较便宜。在本文设计的设备中，由于没有在进料口附加旋转搅拌设备，选择了长方形料斗。该料斗安装在加料段料桶的下部进料口处，并与料桶的外径尺寸相匹配，尽可能选择较大的给料断面。最终，料斗进料位置的断面尺寸设定为250毫米×250毫米。为满足对较大空间和松散的大米原料的要求，在长方形给料基础上增加了一个外展的棱锥挡板，外展的大断面尺寸为800毫米×800毫米，详见图3-6。图3-6进料斗出料口的设计出料口是小型稻谷干燥机的重要部件，位于漏斗型干燥桶的侧下方。本文设计的出料口外形为圆柱状，通过法兰与出料口的小端相连接，有效的出料口与内桶出料端内径范围相同，如图3-7所示。图3-6出料口传动系统的设计传输系统是整个设备中传输所需动力和转矩的关键部件。基于此，提出了以电动机-齿轮-致动器为核心的动力传动系统。电机的选择电动机的选用，一般是根据需要的动力、工况和驱动的物体等因素来确定的，因为小型水稻干燥机对工作环境没有太大的需求，所以电动机的选型以电动机功率为主。螺杆所需功率可由它的工作转矩及转速计算得到，在将电动机的动力传输到螺旋杆时，在轴承和齿轮等处会发生动力损耗，则所需电机输出功率的计算公式为： （3-15） 式中表示电机输出端向螺杆输出功率过程中总的传递效率，表示螺杆所需力矩，表示螺杆的工作转速。螺旋的操作扭矩等于它接收到的逆阻扭矩，螺旋的电阻扭矩估计如下为： （3-16） 式中：螺杆的当量摩擦角；螺杆所需功率；D螺旋直径。本文中选定的传动方式为齿轮传动，传动的总效率η要使用各个部件配合计算。η的取值如表3-2所示，最终η的取值为η=0.970。将和η带回到式（3-15）中，可得P=2.77kW，根据选择功率的原理和经济性，查阅说明书，选择了三相异步电机Y112M-6，它的各项指标列于表格3-3中，它具有结构简单、造价低廉、工作稳定、能达到应用需要的性能指标。表3-2常见机械传动和摩擦副的效率传动类型传动类别效率η圆柱齿轮传动7级精度（稀油润滑）8级0.98-0.99滚动轴承球轴承（稀油润滑）0.99（一对）滚子轴承（稀油润滑）0.98（一对）表3-3三相异步电机Y112M-6参数表型号功率（kW）额定转速（r/min）效率额定电流（A）Y112M-6390091%36传动比的分配该小型稻谷干燥机的总传动比为：（3-17）式中：n电电动机满载转速，900r/min；n提升螺杆的转速，120r/min。通过对公式（3-17）的计算可知：传动齿轮的设计1.选定需要的齿轮类型、材料和精度等级根据本文所用传动方案，选用直齿轮圆柱齿轮传动，压力角去20°。小齿轮和大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度250HBS。小型稻谷干燥机为一般工作机器，参考《机械设计第9版》表10-6，选用7级精度。2.选定齿数选取小齿轮齿数z1=24，那么大齿轮齿数z2=iaz1=7.5×24=1803.使用齿面接触疲劳强度设计齿轮算小齿轮分度圆直径，即d1t≥3（1）确定公式中的各参数值试选择KHt=1.3计算小齿轮传递的扭矩:（3-19）由《机械设计第9版》表10-7选取齿宽系数Φd=1区域系数ZH查阅《机械设计第9版》图10-20得ZH=2.5由《机械设计第9版》表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2。计算接触疲劳强度用重合度系数Zε。αat1=arccoszαat2=arccoszε=1.83（3-22）εβ=φZε=4−可得螺旋角系数Zβ。Zβ=cosβ计算接触疲劳许用应力由《机械设计第9版》图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为σ计算应力循环次数：N=8.358×107NL2=N查取接触疲劳系数K取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（3-27）得[[取[σH]σ（2）试算小齿轮分度圆直径d2）调整小齿轮分度圆直径计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度νv=πd1t齿宽bb=φd计算实际载荷系数KH。由《机械设计第9版》表10-2查得使用系数KA=1.25根据v=0.388m/s、7级精度，查得动载系数Kv=0.98齿轮的圆周力。Ft=2×TKA×Ft/b=1.25×3859.33/61.863=77.98N╱mm<100N╱mm（3-32）查《机械设计第9版》表10-3得齿间载荷分配系数KHα=1.2由《机械设计第9版》表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷分布系数KHβ=1.315由此，得到实际载荷系数KH=K由《机械设计第十版》式(10-12)，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径d1=d及相应的齿轮模数mn=d4.使用齿根弯曲疲劳强度设计mnt≥3αt=arctantan试选载荷系数KFt=1.3得计算弯曲疲劳强度的重合度系数YεYε=0.25+0.75由《机械设计第9版》表10-22查得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.91，K取弯曲疲劳安全系数S=1.25，计算得σF1=σσF2=σYY两者取较大值，所以Y试算齿轮模数32KFt=2.23mm调整齿轮模数计算实际载荷系数之前的数据准备圆周速度νd1=mv=πd齿宽b（3-44）齿高h及齿宽比b/h（3-45）（3-46）计算实际载荷系数KF根据v=0.370m/s，7级精度，得动载系数Kv=1.08，查得齿间载荷分配系数KFα=1.2，用插值法查得KHβ=1.315，结合b/h=9.6346查得KFβ=1.34。则载荷系数为KF=K按实际载荷系数算得的齿轮模数。mn=m通过对比前后两次的模数计算结果，得到了由齿面接触疲劳强度计算出来的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算出来的模数，因为齿轮模数m的高低主要取决于弯曲疲劳强度所确定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所确定的承载能力，仅仅只与齿轮的直径有关系，所以可以选取由弯曲疲劳强度计算得的模数mn=2.3253mm，并就将它近圆整为标准值m=3mm，按照依靠接触疲劳强度计算得的分度圆直径d1=69.51mm，来计算小齿轮的齿数，即z1=d1/M=23.17圆整取值为z1=24，那么z2=i×z1=7.5×24=180。最终确定大齿轮z2=180。这样设计出的齿轮的传动，既是满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，而且还做到了结构紧凑，避免了不必要的浪费。5.几何尺寸计算计算小、大齿轮的分度圆直径d1=md2=m计算中心距a=z1β=acoszβ=13°23'48"3)计算齿宽b=φdbr=b因为有无法避免的安装误差，为了保证所设计的齿宽和节省相关材料，一般将小齿轮略微加宽取B1=40mm，B2=35mm6.主要设计结论齿数z1=24，z2=180，模数m=3mm，压力角α=20°，螺旋角β=13.3967°=13°23'48"，中心距a=306mm，齿宽B1=40mm、B2=35mm。具体数据如表3-4所示。表3-4齿轮主要结构尺寸代号名称计算公式小齿轮大齿轮模数m33螺旋角β右旋13°23'48"左旋13°23'48"齿顶高系数ha*1.01.0顶隙系数c*0.250.25齿数z24180齿宽B4035齿顶高ham×ha*22齿根高hfm×(ha*+c*)2.52.5分度圆直径d72540齿顶圆直径dad+2×ha81546齿根圆直径dfd-2×hf68520中心距a306306热风机的选择谷物烘干的能耗主要有谷物吸收热量和机器运转所需要的能耗，而机器运转所需要的能耗以谷物为主，而其它机器运转所需要的能耗相对较小。在谷物干燥过程中的能源消耗可以按照以下的方式进行计算：热水释放的热量=谷物所吸收的热量+机械设备所耗的能源+其它损耗不过，除去谷物所吸收的其他热能，热风扇能把温度提高到摄氏150度。（3-55）式中η1筒体传热效率（80%）η2水气放热效率（80%）C水的比热容4.2×103kJ/kg·℃据公式（3-17）代入数据得：最后谷物可吸收的热量为：=1.355×105JCF-11系列多翼式低噪声离心通风机具有噪声低，风量大等优点和设计新颖、占地面积小、易于安装、使用灵活等特点，适应于现代化环保要求，是大型建筑、宾馆、厂矿、船舶及地下室等场所排风、排尘、调节空气的理想设备。而其中CF—11—4.5A型离心式风扇是一种利用输入的机械能增加气压以实现气流并行输送的机械设备，属于驱动式液体机器。离心式风扇广泛应用于工厂、矿山、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、除尘和降温；用于锅炉和工业窑炉的排风和排气；以及空调设备和家用电器的制冷和排风；还可用于谷物的干燥和分类；风场、气垫和气垫等领域。所以最终选择使用CF-11系列4.5A型离心式风机。工作台的设计在整体造型器中，平台是起支撑作用的组件，用于固定驱动装置和成型槽。平台上设有安装孔以确定放置位置，台架提供稳定的支撑，并配置垫片用于调节平台和安装轴，以确保装配部件的安装表面和装配轴的水平。工作台结构如图3-9所示。考虑到没有特殊要求且整个平台相对轻巧，本文选择使用Q235材质作为平台材料，具有普通特性且成本较低。连接材料之间采用焊接技术，既能确保高强度，又能消除震动的影响。图3-9工作台结构示意图小型稻谷干燥机总体结构根据以上的设计步骤，本论文合理地布置了提升螺旋杆、烘干桶、传动装置和其他附属装置的结构，并对它们进行了能够输送稻谷等颗粒物的传输方案和进行热风烘干成形的空间布局。最终形成了一台小型稻谷干燥器的整体构造，详见图3-10。图3-10小型稻谷干燥机的总体结构本章小结本章的重点是对零件的设计和计算，为设计提供了基础和步骤，并对每个零件的功能及零件之间的联系进行了说明。通过使用3D图形软件Solidworks，对小型稻谷干燥器的各个零件进行了结构设计和建模，并通过Solidworks对这些零件进行了组装，最终实现了整个结构的设计。。关键零部件的校核计算螺杆的校核计算这种用于小型水稻干燥机的传动装置，其核心部分是由38Cr材质制成的传动螺旋。传动螺旋的构造结构图详见图4-1。图4-1螺杆的结构示意图传送丝杠尾部与轴承、定位桶相连接，但传送丝杠的头部与机器的桶头不接触。传动螺旋采用单端安装，其力学模型类似于悬臂梁的力学模型。在小水稻干燥器停止工作时，由于输送螺旋的自重，输送螺旋承受弯矩，并施加在输送螺旋上的弯矩，详见图4-2。图4-2传输螺杆所受弯矩图这时由螺杆自重G产生的弯曲应力见式（4-1）为： （4-1）自重G可简化进行计算: （4-2）抗弯截面系数W见公式（4-3）为： （4-3）式中：L螺杆有效长度，mm；D2螺杆外径，mm；D1螺杆根径，mm；D0螺杆尾部的轴径，mm；γ钢的比重。 （4-4）依据《机械设计说明书》中可以得知，螺纹的安全因子是ns=2.8~3，其屈服极限是：，可得弯曲许用应力为： （4-5）所以有：故传输螺杆在未工作时满足强度要求。在该小型谷物干燥器正常运行期间，当稻谷等谷物待干燥物料流入上料区时，对提升螺杆施加的屈曲应力逐渐降低。然而，当提升螺杆被谷物等待干燥物料填满时，几乎可以不考虑屈曲应力。因此，在提升螺杆进行转动时，受到力矩和轴向力的影响，会产生剪切应力和轴向压力。两种受力情况的分析图详见图4-3。图4-3传输螺杆受轴向力和扭矩分析图由扭矩M引起的剪应力可按式（4-6）进行计算： （4-6）式中M为螺杆扭矩，由式（4-7）计算 （4-7）抗弯截面系数W为： （4-8）所以得 （4-9）由轴向力引起的压应力为: （4-10）轴向力 （4-11）始终k为可靠度，根据表查得k=1.25。 （4-12）应用第三强度理论进行校核计算，其强度条件为： （4-13）根据式可得（4-14）许用应力[σ]为 （4-15）安全系数ns一般取2.8-3即可。屈服极限σ与螺杆坯料的直径有关，查得我国常用的螺杆材料的机械性能。 （4-16）所以有： （4-17）故螺杆满足强度符合要求。从物质力学的角度来看，当长条承受轴向压力时，当压力超过一定极限时，长条的轴线不再是完全笔直的，而是发生了一种称为失稳的变形。挠度λ是一个与杆的长度、截面直径以及端部约束条件相关的圆形细长压杆的参数，当λ的值超过50时，需要考虑杆在轴向力F作用下的稳定性。通过计算结果可以得知，在丝杠长度比L/D大于等于20时，丝杠的挠度λ均大于50。在本工程中，输送压力棒的纵横比值为30，因此输送螺旋必须考虑压力棒的稳定性。然而，在小型稻谷干燥机工作时，除了丝杠头部受轴向压力F影响外，整个丝杠圆柱面还承受着米谷原料的压力p=f（z）。因此，理论上可以忽略不计传送螺杆的压杆稳定问题。干燥桶的校核计算小型稻谷干燥器在工作时，通过传输螺杆的旋转将稻谷等需要干燥的原料带入干燥段大干燥桶内，并在干燥段干燥桶内，将稻谷等需要干燥的原料进行干燥。因此，在该工艺中，上部输送筒作为一个压力容器，会产生高压环境，因此必须对输送部分上部输送筒的壁面厚度进行强度检查和计算。图4-4展示了输送部分上筒体的构造原理。图4-4干燥桶结构示意图运输段干燥桶是一个圆柱形桶，其两侧的外侧直径与内侧之径的比值分别为K1、K2： （4-18） （4-19）根据《机械设计说明书》所述，在K1和K2值都不超过1.5的情况下，可以采用以下公式对输送区干桶的筒壁进行检查。 （4-20）式中：P设计压力，kgf/cm2；Dt圆通的内直径，mm；圆桶的壁厚，mm；壁厚附加量，mm；Φ焊缝系数；设计温度下壳壁材料的许用应力，kgf/cm2。 （4-21）根据《机械设计说明书》中所述，40Cr高合金的材质是在200摄氏度的高温下，[σ]t=113MPA，采用双面焊的对接焊缝，局部无损伤时。可得 （4-22）所以有 （4-23）故运输段桶的桶壁满足强度要求。齿轮的校核计算齿面接触疲劳强度校核（4-24）式中：KH载荷系数，KH=1.91；T1小齿轮传递的扭距；Φd齿宽系数；u齿数比；d1小齿轮分度圆直径；ZH区域系数；ZE弹性影响系数；Zε重合度系数。根据公式（3-19）可知T1=119.375N/m，前文可知齿宽系数Φd=1，分度圆的直径式d1=72，ZH=2.5，ZE=189.8MPa1/2.，Zε经过计算得到Zε=0.91。将它们代入到公式（4-24）中得到（4-25）σH<[σ]（4-26）可以得出齿面接触疲劳强度满足要求，而且齿面接触应力比标准齿轮有所下降。齿根弯曲疲劳强度校核（4-27）式中：KF弯曲疲劳强度计算的载荷系数；YFa齿形系数；Ysa应力修正系数；Yε重合度系数。经过计算和前文可知KF=1.85，T1=119.375N/m，YFa1=2.11，YFa2=2.05，Ysa1=1.85，Ysa2=1.93，Yε=0.74，齿宽系数Φd=1，模数m=3mm,z1=24。将它们代入公式（4-27）得（4-28）（4-29）σF1<[σF]1，σF2<[σF]2（4-30）可以得出齿根弯曲疲劳强度满足要求，而且小齿轮的抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。其他零件的校核计算由于小型水稻干燥器在运行时承受较大的传输转矩，本次试验中传动装置产生的转矩为M=3996牛米，因此选择了适用于检测传动装置和螺旋装置的扁平键。所选平键的尺寸为18x110/GB1096-1990标准键，键与轮轴的接触面为4.5毫米。在键联结的强度检验中，重点在于平面键联结所承受的压力。根据《机械设计手册》中的强度检验公式如下所示： （4-31）公式中：T表示传输的转矩，d表示轴径，l表示铰链的工作长度，k表示铰链与中心的距离。：键的许用挤压应力。可得： （4-32）参考机《机械设计手册》，键许用挤出应力：采用钢材制作的键式接头，负载采用在冲击负载下的允许挤出应力，即30MPa所以得： （4-33）故键的强度满足要求。本章小结在本章中，对小型水稻干燥机的主要构造进行了强度和刚性检查。对传动机构中传动螺旋的受力进行了分析，并根据强度检验公式计算了传动螺旋的应力。对传动螺旋在承受最大转矩时对最小轴径的强度进行了分析，并研究了传动螺旋对传动装置的影响。对传动机构中传动齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行了校核。经过分析，该小型谷物干燥器各部件的力学性能和刚性均满足设计要求。产品开发与经济分析研究背景粮食食烘干对于保障国家谷物安全、提高农业生产效率、改善农产品质量和增加农民收入至关重要。尽管国内谷物干燥设备产业近年来取得了巨大发展，但整体而言，该行业仍然存在市场混乱、产品技术相对滞后、公司创新能力和研发能力不足、一次性采购费用高等问题。因此，我们迫切需要从政策法规、市场和技术等方面促进烘干机产业的持续、健康、有序发展。大米干燥设备所涉及的行业范围非常广泛，包括冶金、矿业、化工、建筑等领域，而大米干燥设备只是其中的一小部分。然而，随着全球食品市场的变化、农业生产规模的扩大以及农机补贴政策的不断调整，过去被视为"小、冷"的谷物烘干机如今已成为农业机械领域的新焦点。产品成本的核算为了确定产品的价格，进而决定其在市场上的竞争能力和实现预期收益的可能性，本文必须在总体设计完成后计算产品的成本。由于尚未投入生产，产品的成本和价格受到许多不确定因素的影响，因此本文必须尽量准确且详细地估计其成本。新产品的成本主要包括三个方面：原材料、人工和费用。在新产品的开发过程中，由于存在各种不确定因素，通常只能进行预测。然而，由于对新产品进行了深入研究，对其成本评估要求较高的准确性。 （5-1）计算公式中：C表示新产品的估计费用；M1表示原材料和主要原材料成本；L代表制造工人之底薪加额外薪金；alpha表示工厂成本分配比例；β表示公司管理费用的分配比例；伽马为其它支出在成本中所占比例。在估计小型水稻干燥机的成本时，参照目前国内生产企业的有关分配率得出：厂房经费的分配比例大约为5%，企业管理费大约为7%，其它费用大约为15%。原料及主要材料的费用M1计算公式为： （5-2）式中：R与总材料成本相比，再利用的金属废品的价格比例；Si第i类物质的价钱；每一种原料的用量；n原料品种；外部购买的零件的价格。非标件的原料成本表5-1非标件原料价格明细非标件名称所需质量（kg）价格（元/kg）合计（元）钢材Q23524002.6624045254.6511740Cr906.5585共计6942标准件的采购成本该产品的标准配件价格包含了三相感应电动机、热风机和各种连接器的购买价格，其数量和价格如表格5-2所示。表5-2标准件价格明细零件名称所需数量（件）价格（元/件）合计（元）三相异步电机Y112M-6120002000CF-11-4.5A离心风机130003000螺栓281.644.8圆锥滚子轴承1123123共计5168根据目前大多数废弃材料的回收率与同时期新材料的回收率之比，R=24%由式（5-2）可知 （5-3）生产工人基本工资的计算：生产工人基本工资为工时定额与平均小时工资标准的乘积。 （5-4）式中：生产工人基本工资；工时定额；平均小时工资标准。估计一台小稻米干燥器的机器部件需要48个小时的工作时间，参考制造业中每一位员工的平均工时17元，计算出一名员工的基础工时17*48=816元，外加86元的额外工时。综上可知，产品估算成本由式可得 （5-5）本章小结在本章中，详细介绍了该设备的研究与发展情况，重点阐述了该设备在小型稻谷干燥机的发展趋势以及目前存在的不足之处，并估计了该设备的生产费用，并提供了所需零部件的详细报价，详见表5-1和表5-2。整套设备的预计成本约为9840元左右，相对于类似设备来说，成本已经大幅下降。结论本论文重点研究了一种小型水稻干燥机的结构，提出了整体设计方案，并进行了详细的部件设计。通过使用Solidworks进行部件和装配体的三维建模，该设计原则上能够完成生物质量制备的基础工作。本论文的研究工作包括以下几个方面：1.通过搜索和参考大量国内外相关资料，介绍了当前国内外小型谷物干燥设备的发展历程和现状，并从应用范围、优点和缺点等多个角度进行了比较。最终根据市场定位和设计需求，制定了适用于小型谷物干燥设备的整体模型方案。2.详细介绍了一种小型谷物干燥机的具体设计流程，并进行了深入分析。涵盖了结构组成、采用三相感应电动机和齿轮驱动方式、螺旋和成形缸构成的成形方式以及成形加工的设计。此外，还包括辅助喂料装置、搅拌器等辅助设备，以改善工作效果。3.对设计的小型水稻干燥机中所包含的主要零部件进行了检验，并确认了各个零部件的可靠性。对设计的小型水稻干燥机进行了详尽的经济效益分析，并估算了整套设备的设计制造成本，得出了该设备的预期收益。参考文献唐金松．机械设计手册（第3版）[M]．中国机械工程，2004．巩娟，李玉和．新型三维微动台的设计与实验分析[J]．现代制造工程，2005．孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理[M]．高等教育出版社，2018．魏雅鹃．谷物烘干机的模糊控制系统仿真与实现[D]．安徽农业大学2004．李长友．谷物循环干燥机控制设计[D]．农业机械学报，2002．赵国柱．谷物烘干设备电气系统安装最佳流程控制探讨[J]．现代化农业，2013．戴铁峰．可移动式谷物干燥机控制系统研究与设计[D]．湘潭大学，2011．葛汉林，张艳梅，姜芳．谷物烘干机温度控制系统的设计[J]．安徽农业科濮良贵．机械设计[M]．高等教育出版社，2021．金子．稻谷干燥设备的类型 湖南农机[J]．湖南农机，2014．程桢，乔雅敏．工程力学[M]．北京：中国计量出版社，2008．龙成树，刘清化．稻谷干燥机集粮装置探讨[J]．现代农业装备，2017．谢黎明．机械工程与技术创新[M]．北京化学工业出版社，2005．张永宽．全面应用自动化技术提升农业机械制造水平探究[J]．南方农机，2018．胡仁喜，康士延，刘昌丽．三维建模中文版入门与提高[M]．北京：化学工业出版社，2010．[HuYong，JiangYongcheng．Designofmoisturereal-timedetectionsystemforgraindryer[J]．JournalofPhysics:ConferenceSeries，2022．DasHirakhJyoti，SaikiaRitura，MahantaPinakeswar．Thermo-economicassessmentofbubblingfluidizedbedpaddydryers[J]．Elsevierperiodical，2023．LiuJue，LiuQi．Researchonbatchcycleprocessofmulti-dryinglayerbatchricedryer[J]．JournalofAgriculturalMechanizationResearch，2017．WangJihuan，LiuQijue．Step-by-stepdryingprocessandeffectofhigh-moisturerice[J]．TransactionoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering，2012．LiJianmin，LiChangyou，XuFengying，Zhang，etc．TheThreedimensionalFlowFieldSimulationHeatExchangerofBatchTypeRecirculatingGrainDryerBasedonSolidwork[J]．JournalofAgriculturalMechanizationResearch，2018．附录A英文文献原文Design,FabricationandPerformanceStudyofaSmallscaleGrainSeedDryerFarhaAnjumTapu,Md.KamalUddinSarker,Milufarzana,etalSTMJOURNALSResearch&Reviews:AJournalofAgriculturalScienceandTechnology,2021,10(2)：23-32DryingofseedsatthefarmerlevelinBangladeshisnormallycarriedoutbythetraditionalsundryingmethod,thismethodispracticeduntiltodayforgrainbecauseoftheadvantagesofsimplicityandlow-cost,butitresultsininferiorqualityofseedduetolongerdryingtime.Thisworkconcernsthedevelopmentofasmall-scalegrainseeddryerforfarmers.Thesizeofthedryerwas800mmheightand800mmwide.Arotarydrumwasusedinsidethedryingchambertokeeptheseedsdryingoperation.Thedrumsizewas700mmlongand410mmdiameter.A0.5hpmotorwasusedtorotatethedrumforautostirringthegrainseedanduniformlydrying.Machineparametersfortheevaluationincludedtheseedfeedrateanddryingtemperatures.Inthisexperiment,samplewastaken2,4and6kgpaddyseedsanddriedin35,40and45°Ctemperature,respectively.Thepaddywasdriedforaperiodof6h.Theminimummoisturecontentofpaddywasfoundtobe9.8%(wb)at45°C.Themaximumaveragegerminationofdriedpaddyseedwasfound86%fromthegerminationtestofthedriedpaddyseed.Design,dryingcost,germinationpercentage,grainseeddryer,moisturecontent1.IntroductionBangladeshisatropicalcountrycharacterizedbyhotandhumidweather.Theclimaticconditiondictatestheneedformoreeffectivedryingofcrops,especiallyseeds.Seedisthevitalinputamongthemaininputsincropproduction.Qualityseedisimportantforhealthyplantandhighyield.Goodqualityseedcanaloneincrease15–20%yieldofcrop.InBangladesh,about13%seedsaresuppliedbygovernmentandprivatesectorsand87%seedsarelocallyproducedandpreservedbyfarmersandlocaltraders.Theseedsproducedbyfarmersandtradersarenotalwaysqualityseedsduetohighmoisturecontentofseeds.Highmoistureinseedisthemajororsinglemostfactorsforthelossofseedviability.Themoisturecontentofgrainseedsatharvestisnormally15–18%inwinterand20%ormoreinrainyseason.Tominimizethemetabolicdegradationandtocontrolmoldgrowth,grainseedmoisturecontentshouldbelessthan12%,whereastocontrolinsectinfestation,itshouldnotbemorethan9%.Asthestorageconditionsatfarmlevelaregenerallylessfavorable,seedshouldbedriedto10%moisturecontent.Themaximumdryingtemperaturerangeforseedgrainsisbetween40and50°C.DryingofseedsatthefarmerlevelinBangladeshisnormallycarriedoutbythetraditionalsundryingmethod,thismethodispracticeduntiltodayforgrainbecauseoftheadvantagesofsimplicityandlow-cost,butitresultsininferiorqualityofseedduetolongerdryingtime.However,opensundryinghassomedrawbacks.Opensundryingrequireslongerdryingtimeandproductqualityisdifficulttocontrolbecauseofinadequatedrying,highmoisture,fungalgrowthandencroachmentofinsects,birdsandrodentsandothers.Astemperaturecannotbecontrolled,itcausesnon-uniformdryingofgrainseeds.Inrainyseasonandwinterseason,mostofthedayitisdifficulttogetpropersunlighttodrygrain.Thisiswiththisaimthatthisresearchworkwasundertakentodesign,fabricationandperformancestudyofarotarytypegrainseeddryerfordryinggrainseedswithautomatictemperaturecontrolsystem.2.DesignandConstructionofDifferentPartsoftheDryerFigures1and2showtheschematicand3-Disometricviewofthegrainseeddryer.Theunitcomprisedofadryingchamber,hotairsupplysystem,controlunitandprimemover.Thedryingchamberisastructurewhichwasmadeusing38.1mmanglebar.Itwasshadedwithplanemildsteelsheettogiveatotalsizeofthedryertobe800mmhighand800mmwide.Insidethedryingchamberadrumwasusedtoholdthegrain.Drumwasmadeofsteelsheetofthickness1.29mm.Thesizeofthedrumwas700mmlengthand410mmdiameter.Smallholesof3mmsizeweremadeatthetwosidesofthedrumtopermitairflowfrominsidetooutsideofthedrum.A50.8mmdiameterperforatedpipehaving12mmholesranthroughonesidetoothersideofthedrumwhichcarrieshotairintothedrumfromtheheatingunit.Thisperforatedpipealsoactsasshaftoftherotarydrum.A373kW,singlephaseelectricmotorwasusedasaprimemoverwithagearbox(30:1)forreducingthespeed.Powerwastransmittedfrommotortogearboxusingbelt-pulleyandgearboxtorotarydrumusingchainandsprocketmechanism.Theheatingunitconsistsofablowerof420watt.Theregulatorcouldbeadjustedtoincreaseordecreasetheamountofairflow.Twoinsulatedelectricheatersofrespectively1400wattand1600wattwereplacedinsideathermallyinsulatedchamberonesideofwhichwasconnectedtotheblowerandtheothersidetothehotairconveyingduct.Theoutsideoftheheaterchamberwascoveredwithearthworktoreducetheheatloss.Atemperaturecontrollerwasusedtocontrolthetemperatureinsidethedrum.Figure1.Schematicviewofthedryer.Figure2.3-Disometricviewofthedryer.PerformanceTestDesignofExperimentsSeveralexperimentswereconductedtostudytheperformanceofthedryer.Toconducttheexperimentsthreetemperatureweresettingsinsidetherotarydryer,respectively35,40and45°C.Quantitiesofseedgrainswerealsousedas2,4and6kg,respectively.TheexperimentaldesignforseedgraindryingisshowinginTable1.SamplePreparationTostudythedryingperformanceofthedryer,freshlyharvested,threshedandcleanedpaddywasusedfordrying.Moisturecontentofthegrainwasrecordedatthebeginningusingamoisturemeter(grainmoisturemeter).Theinitialmoisturecontentofthepaddywas14.4%(wb).CalibrationofTemperatureBeforethetestrun,calibrationofthedryerwasdonebecauseofthetemperaturedifferencebetweenthethermometerinthedryerchamberandthethermocoupleusedfortemperaturecontroller.Itoccurredduetotheirseparatepositioninthedryerchamber,orsensorsizeofthermocouplewassmallwhichmightnotdetectthehotairtemperatureimmediatelyincomparisontothethermometersensorwhichwaslarge.TestRunAtwofactorcompletelyrandomizeddesigntestrunsof27wereusedinthestudywithninetreatmentcombinationandthreereplications.Thedryingtimewasfixedforeachreplication.Paddywasdriedfor6hoursforeachreplication.SeedQualityTestProcedureTheseedwascollectedfromeachexperimental,runsweretestedtodeterminetheirgerminationpercentage.Thestandardgerminationtestwasconductedbyplacingseedsamplesonmoistsandtrays.Threereplicationsof100seedsweretakenforeachsample.Thetrayswithsampleswereleftunderroomtemperaturetogerminate.Theseedsthathadrootorshootlongerthan2mmwereconsideredasgerminatedseeds.CostAnalysisoftheDryerAsimplecostanalysiswasdoneforthedryer.Theanalysisincludedtheactualcostofthedevice,annualfixedcostandvariablecost.Theannualfixedcostincludeddepreciation,interestandsheltercost.Variablecostincludedrepairandmaintenancecostandlaborcost.Assumptionwasmadeasinterest9%,shelter0.1%peryear;repairandmaintenancecost0.1%perh,operationperday8h,annualuse400handestimatedlifespan10yearsofthemachine.Thecostwascalculatedusingfollowingformulas:TheannualdepreciationwascalculatedasD=P-S/LWhere,Disthedepreciation,Pisthepurchasepriceofthemachine,SisthesalvageorsellingpriceandListhetimebetweenbuyingandselling.InterestoninvestmentwascalculatedasI=[P+S/2]*iWhere,Iistheinterestoninvestment,Pisthepurchasepriceofthemachine,Sisthesalvageorsellingpric