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下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851 前 言在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和完整性等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋棍和橡胶辊组成，达到 1500kg/h，动力源 3kw 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。国内外玉米剥皮机的概况：（1）美国玉米剥皮机的概况美国玉米种植面积占全世界玉米种植面积的 37%，由于生产过程对机械化得迫切要求，在 1885 年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。 （2）我国玉米剥皮机研制现状从 20 世纪50 年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收2 卧、丰收2 立和 4YBJ2 型的田间玉米摘穗剥皮机。60 年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD3 型玉米剥皮机。70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979 年，辽宁省农业机械化研究所研制的 4YB2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY2 型玉米收获机都配置了剥皮机构。根据设计任务书的要求，小型玉米剥皮机是一种玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点：（1）操作简单，便于广大农村用户的使用，零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。 （2）整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。 （3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度，也成为农民致富的途径之一。 下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709852 目 录1 绪论.11.1 任务来源.11.2 剥皮机的设计要求如下.12 总体方案的分析.22.1 剥皮的工艺过程.22.2 方案的选择.22.3 主要工作部件形式的选择.23 总体配置的确定.33.1 机架的配置.33.2 传动系统配置.34 剥皮装置的确定.34.1 剥皮辊长度确定.44.2 剥皮辊生产能力的确定.44.3 剥皮部件的设计.44.4 胶片的设计.55 执行部件及机架设计.55.1 果穗料斗的设计.55.2 机架、连接架的设计.56 传动部分设计.56.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析.56.2 皮带传动的设计计算及校核.66.3 齿轮的选用.86.4 轴的强度校核与设计计算.166.5 键的选择.166.6 轴承的选择.176.7 电动机的选择.177 总结.18致谢.19参考文献.20下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709853 下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854 下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709855 小型玉米剥皮机设计1 绪论在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和完整性等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋铁棍和橡胶辊组成，达到 1500 kg/h，动力源 3 kW 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。国内外玉米剥皮机的概况：（1）美国玉米剥皮机的概况美国玉米种植面积占全世界玉米种植面积的 37%，由于生产过程对机械化得迫切要求，在 1885 年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。 （2）我国玉米剥皮机研制现状从 20 世纪50 年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收2 卧、丰收2 立和 4YBJ2 型的田间玉米摘穗剥皮机。60 年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD3 型玉米剥皮机。70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979 年，辽宁省农业机械化研究所研制的 4YB2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY2 型玉米收获机都配置了剥皮机构。根据设计任务书的要求，小型玉米剥皮机是一种专玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点：（1）操作简单，便于广大农村用户的使用，零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。 （2）整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。 （3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。因此，本机的设计根据农村不同用户的使用要求，设计了不同的类型。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度，也成为农民致富的途径之一。1.1 任务来源根据农村当前的生产实际情况，农业机械的使用还没有普遍推广，尤其是在像东北这样的产粮大区，农民收获的粮食由于不能及时得到农业机械的支援，而只能用传统的手工劳作，这样使得农民在秋季可谓苦不堪言。特别是对于玉米这一高产稳产的作物，在东北地区特别是我省由于有大量的播种面积，而这种作物的本身又是一种劳动含量较高的作物，因此，对于各种玉米所用的农业机械已迫在眉睫，而玉米生产过程中的播种、耕管机械已基本解决，而收获机械却仍是一个空白，农民收获季节由于都是用传统的手工劳动，所以强度特别高，特别是玉米的剥皮，不但时间长，且占用劳动力多，工作效率又不高，如不及时剥皮，还易使玉米发霉、变质。所以，玉米剥皮机不但具有广泛市场，而且极易推广，又能解决农民的当务之急，使农民在玉米的收获季节不再为玉米剥皮而犯难了。1.2 玉米剥皮机结构简介玉米剥皮机主要由剥皮机构、压送器和果穗分布装置等组成。 （1）剥皮机构主要部件为剥皮辊，其作用是清除茎叶混合物和剥掉果穗表皮。其原理是相对旋转的一对辊子抓取并剥掉在其上运动的果穗的表皮，同时把表皮和茎叶混合物拽到辊下，剥掉表皮。剥皮辊间隙时由压缩弹簧来保证的，不用经常调整。 （2）压送器对改善果穗剥皮质量，提高剥皮装置生产率是极其重要的，下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709856 它把果穗压向剥皮辊表面，从而增大剥皮辊对果穗的摩擦力，并促使表皮蓬松和使剥皮辊更好地抓取表皮，而后周期性地放松压向剥皮辊上的果穗，以使其性能绕自轴转动，从而使果穗向四周的表皮与剥皮辊接触，促使果穗在剥皮时翘起来，这样有利于避免果穗端部掉粒。因本机采用全橡胶剥皮辊，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器。2 总体方案的分析2.1 剥皮的工艺过程采用人工上料，人工喂入，机械剥皮，最终使果穗和表皮分离。在这过程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自动喂入会使机器的成本和造价会大大地提高而农民对这种机械由于价格的增设而使购买力下降。配套动力源采用 Y 系列三相电动机，主要工作部件选用全橡胶的玉米剥皮辊，传动部分使用带传动和直齿轮传动。2.2 方案的选择在设计过程中也曾考虑过采用自动喂入，但这种机械虽然在效率上有所提高，但同时它也将提高机器的成本，从而使购买力下降。而采用人工喂入虽然不如自动喂入效率高，但也比手工大大的提高，而且适合大多数农民的经济能力。之所以采用 Y 系列电动机，是因为 Y 系列电动机是目前最常使用的，而且价格合理。剥皮部件采用全橡胶的剥皮辊，不但不影响剥净率而且由于橡胶比较有弹性不会损伤籽粒。传动部分由于该机比较简单所以选用直齿轮既可。2.3 主要工作部件型式的选择剥皮机主要核心部件是剥皮装置，传统式剥皮装置采用一支铸铁螺旋齿辊和一个橡胶螺旋剥皮辊配对使用，两对辊的中心距 a=66.75，且两对辊形成以个槽形，一般采用两对或四对辊，为增加玉米穗与辊子的压力，在剥皮辊的上方配有两组或三组压制器，多年来的实践证明，这种辊型的剥净率最高能达到 85%，籽粒破碎率高达 2%，这是玉米剥皮机 推广的主要原因。94 年通过实验研究，设计出一种全橡胶的玉米剥皮辊，这种辊采用橡胶制成，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器，且橡胶面有弹性布损伤籽粒，并在轴线方向上布置有螺距为 2m 的螺旋线，果穗能沿线向下滑，再加上与支架本身的倾角，使果穗能自动进入下料斗，身产率较高，该装置已获得国家实用型专利（专利号：942250133）新产品，直接利用剥皮装置专利技术，配以传动系统、机架、动力源及上下料斗等部件组成。3 总体配置的确定总体配置就是合理安排各部件位置和联接关系，确定动力的传动路线，与电动机的联接关系，使机器工艺路线合理，并且便于使用，调整和维修，同时机器外观造型要给人以美感。3.1 机架的配置机架采用角钢焊接而成，如图 3-1 所示：图 3-1 机架为了便于作业后的移动，在机架底部安装有四个行走轮，且在前面的两个行走轮需要能够转下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709857 向，这样使整机的移动更加方便，更便于生产中的使用，考虑到成本方面的因素，行走轮及转向轮均可外购，因为它并没什么特殊的要求，只要能达到行走及转向要求即可，也可以本身自己制造。M12345678910112 1314151617图 3-2 总体结构图3.2 传动系统配置利用电动机作为动力源时，只需一级皮带传动，然后再由一级齿轮传动成降速过程，最后再由齿轮传动到主动轴上。根据实验得出，剥皮辊的最佳转速范围在 n=300r/min350r/min,这里我们取 n=333.3r/min,电动机的转速为 1440r/min. = =1440/333.3=4.32 根据高端传动比低端传动比.传动系统分配= = =2.4 = =1.8所以 总降速比 i=2.4 =4.32所以 直轴的转速为 n= = =333.33n/min由于依实验数据得出结论，剥皮辊最佳转速范围为 n=300350n/min 所以这一转数符合要求。这二级减速及传动系统各部件的尺寸如下：主动带轮基准直径： 从动带轮基准直径：齿轮 1 的分度圆直径： 齿轮 2 的分度圆直径： =144 mm4 剥皮装置的确定下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709858 剥皮装置是由一对相向转动的剥皮辊抓取和剥除玉米穗的苞叶。剥皮辊与苞叶间的摩擦力必须大于苞叶与穗辊间的链接力，为了使苞叶剥净，在玉米穗沿剥皮辊下滑的同时，自身应能转动。在剥皮辊的上方设有压送器，使果穗对剥皮辊稳定地接触而避免跳动。4.1 剥皮辊长度确定传统式玉米剥皮辊长度为 1.70mm，美国甜玉米剥皮机滚长为 1500mm，根据实验得出玉米在剥皮辊上的剥净率在开始 400mm 内剥净率为 85%，在 600mm 内剥净率为 93%，因此辊长定为 950mm可使苞叶的剥净率在 93%以上。剥皮辊的长度是影响剥净率的主要参数，为保证剥净苞叶，剥皮辊应有足够的长度，但过长会引起籽粒脱落和破碎，剥皮辊的直径应不使最小直径的果穗收挤压和被抓取为准。4.2 剥皮辊生产能力的确定单对剥皮辊生产能力： /h -（4-1）-（4-2）式中：q-剥净率果穗质量平均为 0.4kg L-果穗长度最大为 250mm-果穗沿剥皮辊移动速度 m/s S-剥皮辊螺距 s=900mmN-剥皮辊转速 333.3 r/min f-滑动综合系数试验得 f=0.05 -50mm（2）带入（1）： =1066 kg/h所以，两对辊计算生产率为 2132 kg/h设计要求为 1500kg/h,2132kg/h1500kg/h 符合设计要求。由于此机是由人手式喂入，故实际生产能力大约在每对辊的生产率 1500Kg/h 左右，这是经过实验后得出结论。4.3 剥皮部件的配置本机剥皮装置直接利用新型剥皮装置专利技术，其剥皮辊为高苯橡胶面，有数条螺旋相互啮合，高低配置成对使用，每两对辊组成一槽型，每个辊轴上有每节 250 mm 的四节胶辊串接而成螺旋首尾相接，局部磨损后便于更换，下辊 2、4 为固定辊，上辊 1、3 可绕铰接点转动，既两辊啮合间隙时可调的。保证果柄可以通过，两辊可以调节螺栓 6 来调节，所以可以根据不同的品种来适当调节螺栓，使果穗顺利通过。玉米在两辊所形成的槽型中，辊面的凸棱对苞叶有撕裂作用，由于两辊的螺旋相互啮合，使玉米苞叶在自转过程中被嵌入凹槽中，此时由于两辊的转动使苞叶被扯掉，玉米的自转主要由于两辊对玉米摩擦力大小不同，虽然两辊的材料不同，但却由于两辊与玉米之间的压力角不同而产生不等的摩擦力 、 且 ，而使得玉米能够产生自转。两辊中心距 a=67.5mm，当果穗直径下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709859 为 60 mm 时果穗重力 N 与下辊压力方向角 = 与上辊方向压力角 = ，其相应摩擦力：由于 且方向相反，因此果穗在剥皮过程中产生转动，可加速剥皮过程，为加速果穗下移速度，剥皮辊还要有一定倾角，倾角小，下滑速度慢，生产率低倾角大，剥净率低，本机通过部件试验，确定剥皮辊倾角为 12 度。果穗通过间隙，根据实测果穗直径最大不超过 65mm，为防止过大的果穗卡滞现象通过 70 mm，可使果穗绕自身轴线自由转动，为防止在剥皮过程中产生果穗治理造成脱粒，在剥皮辊上方设有压穗板，压穗板通过间隙为 70mm.图 4-1 剥皮辊装置 1 齿轮 2 皮带 3 带轮 4 垫片 5 螺母 6 带轮轴 7 短轴 8 主动轴4.4 胶片的设计胶片就是天然橡胶组成的片，安装在轴上用于对玉米剥皮。当周选装的同时胶片安装在轴上会对玉米产生摩擦力，从而应用这个摩擦力进行对玉米剥皮。在此次设计中我们用到两种胶片，这两种胶片交叉安装，产生参差不齐的效果，从而产生的摩擦力更大。5 执行部件及机架设计5.1 果穗料斗的设计：果穗料斗不但呀有暂存果穗的能力，而且嗬哟能够使果穗沿剥皮辊的轴向方向上进入两辊所形成的槽型中，在配置上与剥皮辊的倾角相同，均与水平面成 12 度角，在长度上按展开 950mm 设计，因为考虑到玉米进入到剥皮辊时的方向性，所以将出口处的滑板设计成与剥皮辊组数相等的槽型，尽可能保证每次只能通过一穗玉米。进料斗是送入玉米的装置，由于本机采用两对剥皮辊工作，所以进料斗必须设计成双出口的结构。玉米需自动滑到剥皮辊的方向上进入两辊形成的槽型中进行剥皮，这就要求料斗具有一定得倾斜度，经参考实验数据选倾斜度为 12 度。为保证玉米滑向剥皮辊时每次只能通过一穗玉米，可将出口设计成与剥皮辊组数相同的槽型。同时为保证玉米在剥皮过程中受切向力的挤压导致弹出，在剥皮辊上方增加两个压穗板，以防止果穗弹出。下料斗是在玉米剥皮结束后，果穗画出的装置，它可以设计成任何方便的形状。5.2 机架、连接架的设计：机架和连接架均由角钢焊接而成，两种机型结构相同，仅宽度不同。在满足要求的前提下具下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098510 有一定得抗压能力既可，主要目的是便于组织生产，提高通用程度，因此物特别要求。6 传动部分设计6.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析所以： 所以：由实验可知，撕破苞叶的抓取力大约为 同时在自转过程中撕扯力 根据实验可知，扯断苞叶所需力 3F每对剥皮辊消耗的功率： kW因此两对辊消耗的总功率：与皮带轮同轴的齿轮所需扭矩为 6.2 皮带传动的设计计算及校核已知：电动机转速 n=1440r/min A 型带 P=3kW6.2.1 确定计算功率工作情况系数 ，故 1.13=3.3kW6.2.2 选取窄 V 带带型根据 由 机械设计P152 图 89 确定选用 SPA 型带。6.2.3 确定带轮的基准直径由机械设计P145 表 83 和 P153 表 87 取主动轮直径 。1 前 言在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和完整性等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋棍和橡胶辊组成，达到 1500kg/h，动力源 3kw 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。国内外玉米剥皮机的概况：（1）美国玉米剥皮机的概况美国玉米种植面积占全世界玉米种植面积的 37%，由于生产过程对机械化得迫切要求，在 1885 年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。 （2）我国玉米剥皮机研制现状从 20 世纪50 年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收2 卧、丰收2 立和 4YBJ2 型的田间玉米摘穗剥皮机。60 年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD3 型玉米剥皮机。70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979 年，辽宁省农业机械化研究所研制的 4YB2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY2 型玉米收获机都配置了剥皮机构。根据设计任务书的要求，小型玉米剥皮机是一种玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点：（1）操作简单，便于广大农村用户的使用，零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。 （2）整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。 （3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度，也成为农民致富的途径之一。 2 目 录1 绪论.11.1 任务来源.11.2 剥皮机的设计要求如下.12 总体方案的分析.22.1 剥皮的工艺过程.22.2 方案的选择.22.3 主要工作部件形式的选择.23 总体配置的确定.33.1 机架的配置.33.2 传动系统配置.34 剥皮装置的确定.34.1 剥皮辊长度确定.44.2 剥皮辊生产能力的确定.44.3 剥皮部件的设计.44.4 胶片的设计.55 执行部件及机架设计.55.1 果穗料斗的设计.55.2 机架、连接架的设计.56 传动部分设计.56.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析.56.2 皮带传动的设计计算及校核.66.3 齿轮的选用.86.4 轴的强度校核与设计计算.166.5 键的选择.166.6 轴承的选择.176.7 电动机的选择.177 总结.18致谢.19参考文献.203 小型玉米剥皮机设计1 绪论在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和完整性等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋铁棍和橡胶辊组成，达到 1500 kg/h，动力源 3 kW 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。国内外玉米剥皮机的概况：（1）美国玉米剥皮机的概况美国玉米种植面积占全世界玉米种植面积的 37%，由于生产过程对机械化得迫切要求，在 1885 年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。 （2）我国玉米剥皮机研制现状从 20 世纪50 年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收2 卧、丰收2 立和 4YBJ2 型的田间玉米摘穗剥皮机。60 年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD3 型玉米剥皮机。70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979 年，辽宁省农业机械化研究所研制的 4YB2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY2 型玉米收获机都配置了剥皮机构。根据设计任务书的要求，小型玉米剥皮机是一种专玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点：（1）操作简单，便于广大农村用户的使用，零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。 （2）整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。 （3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。因此，本机的设计根据农村不同用户的使用要求，设计了不同的类型。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度，也成为农民致富的途径之一。1.1 任务来源根据农村当前的生产实际情况，农业机械的使用还没有普遍推广，尤其是在像东北这样的产粮大区，农民收获的粮食由于不能及时得到农业机械的支援，而只能用传统的手工劳作，这样使得农民在秋季可谓苦不堪言。特别是对于玉米这一高产稳产的作物，在东北地区特别是我省由于有大量的播种面积，而这种作物的本身又是一种劳动含量较高的作物，因此，对于各种玉米所用的农业机械已迫在眉睫，而玉米生产过程中的播种、耕管机械已基本解决，而收获机械却仍是一个空白，农民收获季节由于都是用传统的手工劳动，所以强度特别高，特别是玉米的剥皮，不但时间长，且占用劳动力多，工作效率又不高，如不及时剥皮，还易使玉米发霉、变质。所以，玉米剥皮机不但具有广泛市场，而且极易推广，又能解决农民的当务之急，使农民在玉米的收获季节不再为玉米剥皮而犯难了。1.2 玉米剥皮机结构简介玉米剥皮机主要由剥皮机构、压送器和果穗分布装置等组成。 （1）剥皮机构主要部件为剥皮辊，其作用是清除茎叶混合物和剥掉果穗表皮。其原理是相对旋转的一对辊子抓取并剥掉在其上运动的果穗的表皮，同时把表皮和茎叶混合物拽到辊下，剥掉表皮。剥皮辊间隙时由压缩弹簧来保证的，不用经常调整。 （2）压送器对改善果穗剥皮质量，提高剥皮装置生产率是极其重要的，4 它把果穗压向剥皮辊表面，从而增大剥皮辊对果穗的摩擦力，并促使表皮蓬松和使剥皮辊更好地抓取表皮，而后周期性地放松压向剥皮辊上的果穗，以使其性能绕自轴转动，从而使果穗向四周的表皮与剥皮辊接触，促使果穗在剥皮时翘起来，这样有利于避免果穗端部掉粒。因本机采用全橡胶剥皮辊，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器。2 总体方案的分析2.1 剥皮的工艺过程采用人工上料，人工喂入，机械剥皮，最终使果穗和表皮分离。在这过程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自动喂入会使机器的成本和造价会大大地提高而农民对这种机械由于价格的增设而使购买力下降。配套动力源采用 Y 系列三相电动机，主要工作部件选用全橡胶的玉米剥皮辊，传动部分使用带传动和直齿轮传动。2.2 方案的选择在设计过程中也曾考虑过采用自动喂入，但这种机械虽然在效率上有所提高，但同时它也将提高机器的成本，从而使购买力下降。而采用人工喂入虽然不如自动喂入效率高，但也比手工大大的提高，而且适合大多数农民的经济能力。之所以采用 Y 系列电动机，是因为 Y 系列电动机是目前最常使用的，而且价格合理。剥皮部件采用全橡胶的剥皮辊，不但不影响剥净率而且由于橡胶比较有弹性不会损伤籽粒。传动部分由于该机比较简单所以选用直齿轮既可。2.3 主要工作部件型式的选择剥皮机主要核心部件是剥皮装置，传统式剥皮装置采用一支铸铁螺旋齿辊和一个橡胶螺旋剥皮辊配对使用，两对辊的中心距 a=66.75，且两对辊形成以个槽形，一般采用两对或四对辊，为增加玉米穗与辊子的压力，在剥皮辊的上方配有两组或三组压制器，多年来的实践证明，这种辊型的剥净率最高能达到 85%，籽粒破碎率高达 2%，这是玉米剥皮机 推广的主要原因。94 年通过实验研究，设计出一种全橡胶的玉米剥皮辊，这种辊采用橡胶制成，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器，且橡胶面有弹性布损伤籽粒，并在轴线方向上布置有螺距为 2m 的螺旋线，果穗能沿线向下滑，再加上与支架本身的倾角，使果穗能自动进入下料斗，身产率较高，该装置已获得国家实用型专利（专利号：942250133）新产品，直接利用剥皮装置专利技术，配以传动系统、机架、动力源及上下料斗等部件组成。3 总体配置的确定总体配置就是合理安排各部件位置和联接关系，确定动力的传动路线，与电动机的联接关系，使机器工艺路线合理，并且便于使用，调整和维修，同时机器外观造型要给人以美感。3.1 机架的配置机架采用角钢焊接而成，如图 3-1 所示：图 3-1 机架为了便于作业后的移动，在机架底部安装有四个行走轮，且在前面的两个行走轮需要能够转5 向，这样使整机的移动更加方便，更便于生产中的使用，考虑到成本方面的因素，行走轮及转向轮均可外购，因为它并没什么特殊的要求，只要能达到行走及转向要求即可，也可以本身自己制造。M12345678910112 1314151617图 3-2 总体结构图3.2 传动系统配置利用电动机作为动力源时，只需一级皮带传动，然后再由一级齿轮传动成降速过程，最后再由齿轮传动到主动轴上。根据实验得出，剥皮辊的最佳转速范围在 n=300r/min350r/min,这里我们取 n=333.3r/min,电动机的转速为 1440r/min. = =1440/333.3=4.32 根据高端传动比低端传动比.传动系统分配= = =2.4 = =1.8所以 总降速比 i=2.4 =4.32所以 直轴的转速为 n= = =333.33n/min由于依实验数据得出结论，剥皮辊最佳转速范围为 n=300350n/min 所以这一转数符合要求。这二级减速及传动系统各部件的尺寸如下：主动带轮基准直径： 从动带轮基准直径：齿轮 1 的分度圆直径： 齿轮 2 的分度圆直径： =144 mm4 剥皮装置的确定6 剥皮装置是由一对相向转动的剥皮辊抓取和剥除玉米穗的苞叶。剥皮辊与苞叶间的摩擦力必须大于苞叶与穗辊间的链接力，为了使苞叶剥净，在玉米穗沿剥皮辊下滑的同时，自身应能转动。在剥皮辊的上方设有压送器，使果穗对剥皮辊稳定地接触而避免跳动。4.1 剥皮辊长度确定传统式玉米剥皮辊长度为 1.70mm，美国甜玉米剥皮机滚长为 1500mm，根据实验得出玉米在剥皮辊上的剥净率在开始 400mm 内剥净率为 85%，在 600mm 内剥净率为 93%，因此辊长定为 950mm可使苞叶的剥净率在 93%以上。剥皮辊的长度是影响剥净率的主要参数，为保证剥净苞叶，剥皮辊应有足够的长度，但过长会引起籽粒脱落和破碎，剥皮辊的直径应不使最小直径的果穗收挤压和被抓取为准。4.2 剥皮辊生产能力的确定单对剥皮辊生产能力： /h -（4-1）-（4-2）式中：q-剥净率果穗质量平均为 0.4kg L-果穗长度最大为 250mm-果穗沿剥皮辊移动速度 m/s S-剥皮辊螺距 s=900mmN-剥皮辊转速 333.3 r/min f-滑动综合系数试验得 f=0.05 -50mm（2）带入（1）： =1066 kg/h所以，两对辊计算生产率为 2132 kg/h设计要求为 1500kg/h,2132kg/h1500kg/h 符合设计要求。由于此机是由人手式喂入，故实际生产能力大约在每对辊的生产率 1500Kg/h 左右，这是经过实验后得出结论。4.3 剥皮部件的配置本机剥皮装置直接利用新型剥皮装置专利技术，其剥皮辊为高苯橡胶面，有数条螺旋相互啮合，高低配置成对使用，每两对辊组成一槽型，每个辊轴上有每节 250 mm 的四节胶辊串接而成螺旋首尾相接，局部磨损后便于更换，下辊 2、4 为固定辊，上辊 1、3 可绕铰接点转动，既两辊啮合间隙时可调的。保证果柄可以通过，两辊可以调节螺栓 6 来调节，所以可以根据不同的品种来适当调节螺栓，使果穗顺利通过。玉米在两辊所形成的槽型中，辊面的凸棱对苞叶有撕裂作用，由于两辊的螺旋相互啮合，使玉米苞叶在自转过程中被嵌入凹槽中，此时由于两辊的转动使苞叶被扯掉，玉米的自转主要由于两辊对玉米摩擦力大小不同，虽然两辊的材料不同，但却由于两辊与玉米之间的压力角不同而产生不等的摩擦力 、 且 ，而使得玉米能够产生自转。两辊中心距 a=67.5mm，当果穗直径7 为 60 mm 时果穗重力 N 与下辊压力方向角 = 与上辊方向压力角 = ，其相应摩擦力：由于 且方向相反，因此果穗在剥皮过程中产生转动，可加速剥皮过程，为加速果穗下移速度，剥皮辊还要有一定倾角，倾角小，下滑速度慢，生产率低倾角大，剥净率低，本机通过部件试验，确定剥皮辊倾角为 12 度。果穗通过间隙，根据实测果穗直径最大不超过 65mm，为防止过大的果穗卡滞现象通过 70 mm，可使果穗绕自身轴线自由转动，为防止在剥皮过程中产生果穗治理造成脱粒，在剥皮辊上方设有压穗板，压穗板通过间隙为 70mm.图 4-1 剥皮辊装置 1 齿轮 2 皮带 3 带轮 4 垫片 5 螺母
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