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杂交水稻籽粒分选清选机械装备设计说明书[带图纸].doc

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杂交水稻籽粒分选清选机械装备设计说明书[带图纸].doc

1杂交水稻籽粒分选清选机械装备设计学生黄杰灵指导老师吴明亮(湖南农业大学东方科技学院,长沙410128)摘要杂交水稻工程化制种改变了以前杂交水稻母本于父本间行种植的方式,采用母本与父本混合种植的方式,这就造成了收获后的种子既有母本又有父本通过实验研究分析可得,母本籽粒的长度约6mm左右,而父本籽粒大约1112mm,根据两种籽粒的长度的特性的不同,拟设计以窝眼滚轮筒为主要工作部件的清洗机来清选出所需要的母本籽粒。本设计根据当前社会发展需要,自行设计了窝眼滚轮筒,介绍了窝眼滚轮筒国内外研究情况和研究意义。本窝眼滚轮筒重点对分选筒内籽的运动动力学分析,得出了影响籽粒分选的主要因素窝眼分选筒的直径、角速度及斜置倾角,设计计算了各主要部件所需参数并进行了校核,完成了装备图及各主要零件的图纸设计,进行了自我总结。关键词分选窝眼筒动力学分析推料螺旋DesignOfGrainScalpingMachineStudentHuangJielingTutorWuMingliang(CollegeofEngineering,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,410128,China)AbstractHybridRiceSeedProductionofHybridRicechangedthepreviousinterrowcultivationofthefemaleparentinthewaymale,femaleandmaleparentbywayofmixedcultivation,whichresultedintheseedsafterharvesthavebothmalefemaleparentanalysiscanbeobtainedthroughexperiment,thegrainlengthofabout6mmfemaleparent,whilethemaleseedofabout1112mm,accordingtothecharacteristicsofthetwograinsofdifferentlength,tobedesignedtonesteyerollertubeasthemainworkingpartsofthewashingmachinerequiredtosettletheelectionofthefemaleparentgrain.Thedesignbasedonthecurrentsocialdevelopment,todesignarollertubeeyesocket,eyesocketrollertubeintroducedthesituationandsignificanceofdomesticandinternationalresearch.Therollertubenesteyesfocusonthemovementofseedtubesortingdynamicanalysisofgrainsobtainedthemainfactorseparatingtheeyesocket2diametertubesorting,angularandobliqueangle,designandcalculationofthemajorcomponentsrequiredparameterswerechecked,completedtheplansandmajorpartsandequipmentdesigndrawings,wereselfsummary.KeywordsSeparation,Indentcylinder,DynamicanalysisPusherspiral目录摘要1关键词11前言22系统总体方案的确定32.1基本结构32.2工作原理32.3系统总体方案设计43传动方案的设计43.1电动机的选择44传动设计54.1皮带轮的设计计算54.2滚筒链传动设计计算64.3搅龙链传动设计和计算85主要部件的设计计算及校核95.1窝眼型孔95.2分选滚筒95.3滚筒结构设计105.4螺旋搅龙115.5螺旋供料器的转速125.6机架126种子籽粒动力学分析126.1长粒种子轴向动力学分析126.2长粒种子轴向动力学分析137传动装置的运动和动力参数167.1各轴转速167.2各轴的功率1637.3各轴转矩168轴的设计校核168.1轴1的设计校核168.2轴2的设计校核178.3重要轴的强度校核178.4轴承的计算198.5轴承载荷校核199结论19参考文献21致谢231前言杂交水稻制种过程中,种子的纯度对制种至关重要。传统方法在收获籽粒时,多采用人工收获方式,对不同组合中的父、母本进行单独分收,以便保证父、母本种子的纯度。这种分收方式,增加收获难度,也降低生产效率。为加快现代杂交水稻制种的进程,农学育种专家们提出了适合工程化生产的混播制种,即将父、母本种子按照一定的比例均匀混合,一次性插入田间,父、母本在田间随机分布,在扬花授粉期,父本周围是母本,母本周围是父本,这样有利于授粉率同时,成熟后,父、母本采用机械化一次性收获。大大降低了生产成本,提高了制种的产量。杂交稻工程化制种改变了以往杂交稻父本与母本间行种植的方式,采用父本与母本混合种植的方式,这就造成收获后的种子既有父本又有母本。因此,研制分离效果达到种子纯度要求的分离清选机成为工程化混播制种的关键。据湖南省农科院水稻研究所近年来在田间混播制种试验的研究成果母本籽粒的长度约6mm左右,父本籽粒平均长度为1112mm,而其他方向尺寸差距不大。为此,课题组设计了以窝眼分选筒为主要工作部件的种子分选机来分选出所需要的母本籽粒。本文针对父、母本籽粒在分选机内的运动进行分析,重点研究了分选机各关键部件的动力学参数和结构参数与籽粒分选效果之间的关系,为进一步改进设计窝眼筒式分选机提供理论依据。2004年李贤勇、王楚桃,李顺武等将生育期相近而颖壳色泽各异的父本和母本,采用能机械化操作的混播育苗、混栽授粉和混收等制种环节,最后用色选机将粒色各异的混收种子进行分选,获得高纯度的杂交水稻种子。张德文,杨前进,王士梅等育成了适合进行混播制种且可以进行机械收割的强优势杂交水稻组4合,其父母本亲本种子混合播种,扬花期父本给母本授粉后通过化学方法杀死父本,正常收获杂交种的一种制种方式。播种、移栽和收获都能够进行机械化操作,大大降低了制种成本。农科院水稻研究所提出了选育了小粒径水稻种子与长粒径水稻种子进行混播制种,取得了初步的研究成果。混播技术的推广应用,为杂交水稻制种向工程化、规模化制种奠定了基础。但是种子的分离与清选又将成为了该项技术的瓶颈,为此,设计出混播制种后的分离清选设备显得尤为重要。国内外在籽粒分选机方面也进行了相关的研究,并取得了一定的研究成果,但是其研究对象均是针对谷物加工中的米粒精选、分选及除杂,专门设计用于杂交水稻籽粒的分选设备还未见报道。2系统总体方案的确定2.1基本结构窝眼滚筒分选机结构如图1所示,主要由进料斗、分选筒、承种槽、承种槽调节机构、排料螺旋、防堵拨齿、主轴、机架、底座、传动机构以及收料箱等部分组成。进料斗、窝眼滚筒、承种槽、排料螺旋、收料箱构成了短粒母本种子的输送路线进料斗、窝眼滚筒、收料箱构成了长粒父本种子的输送路线。通过调节承种槽调节机构的角度调整种子分离的效果滚筒带动上部的防堵拨齿,通过相互作用清除窝眼堵塞电动机带动链轮将动力分别传送给主轴和分选筒。2.2工作原理待分选的籽粒通过进料斗喂入窝眼分选筒内并随分选筒一起转动。短粒种子直接充入分选滚筒内壁的窝眼孔中并随分选滚筒一起转动,当被带到一定的高度后,籽粒脱出窝眼孔,直接掉入承种槽内,再由承种槽内推料螺旋推送经排种口1.窝眼分选筒2.推料螺旋3.主轴4.承种槽调节机构5.排种口16.承种槽7.排种口28.底座9.外齿圈10.支承轴11.支承轴轴承12.机架13.主轴小链轮14.进料斗15.防堵拨齿图1窝眼分选筒分选机结构图Fig.1StructureoftheIndentCylinderSeparator5排出。而长粒种子因不能进入窝眼孔,在分选筒内壁摩擦力的作用下被带到一定高度后下滑,同时因分选筒沿轴向有一斜置倾角,籽粒在下滑的过程中存在轴向的滑移运动,最终长籽粒随分选筒一起做复杂的螺旋线运动并沿分选筒轴线经排种口排出。这样就完成了父本与母本籽粒的分离清选。进料斗、窝眼分选筒、承种槽、推料螺旋、排料口构成了短粒母本种子的输送路线进料斗、窝眼分选筒、排料口构成了长粒父本种子的输送路线。当分选筒窝眼孔被籽粒堵塞时,防堵拨齿随分选筒的转动主动插入到窝眼孔中,将堵留在窝眼孔中的籽粒推出窝眼,实现清种,有利于下一步短粒种子充入窝眼孔实现分选。2.3系统总体方案设计1)组成主要由电动机与分选机两部分组成2)特点能保证准确的平均传动比传递的功率大,且张紧力小,传动的效率高,一般达到0.950.98能在低速重载和高温条件及露天等不良环境中工作3)传动方案确定样机中承种槽的螺旋输送器与窝眼滚筒处于同一轴线上,但其转速常需要分别调节,故通过两对链传动分别提供动力。调速电机传递出来的动力通过联轴器传递给2个小链轮,一个链轮通过链传动将动力传递给主轴上的相同齿数的小带轮,实现同步传动,传动比为i11,主轴的速度等于电机的速度,等于主轴上排料螺旋的转速。另一个小链轮通过滚子链与滚筒外齿圈啮合,带动滚筒转动,传动比为i25。传动示意图如图2所示。

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