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半喂入式水稻联合收割机的脱粒装置的设计【8张CAD图纸和说明书】

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8张CAD图纸和说明书 半喂入式水稻联合收割机的脱粒装置设计 水稻联合收割机的脱粒装置 CAD图纸和说明书 收割机说明书 半喂入联合收割机 张CAD图纸】 水稻收割机脱粒装置
资源描述:

摘要


   为满足江西农村地区水稻收割脱粒要求,设计一种针对江西市场的小型水稻联合收割机迫在眉睫。本设计是根据该种小型水稻联合收割机的1.2m割幅设计的脱粒装置。该装置具有体积小﹑重量轻﹑功耗小﹑适应性好的特点,较好的解决了小田块水稻收割脱粒的问题。该装置采用半喂入﹑弓齿式滚筒脱粒,确保了脱粒干净﹑破碎率低,筛选性能好。


关键词:水稻联合收割机;脱粒装置;脱粒;筛选


The design of rice combine harvester threshing device 



Abstract


    To meet the requirements of rural areas of jiangxi province harvest threshing rice, design a kind of small rice combine harvester for jiangxi market is imminent. This design is based on this kind of small cut 1.2 m of rice combine harvester threshing device design. The device has small volume, light weight, small power consumption, adaptability good characteristics, better solve the problem of the small field of rice harvest threshing. The device adopts the half feeding, bow tooth threshing roller, to ensure that the threshing clean, low broken rate, good filtering performance. 


Key words: Rice combine harvester;Threshing device; Threshing;Screening 


目录


1  前言 1

1.1  江西地区小型水稻联合收割机的发展现状 1

1.2  小型水稻联合收割机发展优势 1

1.3  本设计思路 1

2  半喂入式联合收割机脱粒装置整体系统的设计 2

2.1  脱谷机构的分析 2

2.2  脱粒功率消耗的计算 3

2.2.1  空转功率消耗的计算 3

2.2.2  脱粒功率消耗的计算 4

2.3  脱粒机构传动系统的总体方案设计 4

2.4  链传动的设计计算 5

2.4.1  选择链轮齿数 5

2.4.2  计算链条的计算功率 5

2.4.3  确定链条型号和节距 5

2.4.4  计算链节数和中心距 6

2.4.5  计算链速v,确定润滑方式 6

2.4.6  计算链传动作用在轴上的轴压力 6

2.4.7  链轮的结构和尺寸 6

2.4.8  键的选择与校核 7

2.4.9  链传动的张紧与防护 7

3 滚筒设计参数分析 8

3.1 滚筒的型式选择 8

3.2  滚筒的直径 8

3.3  滚筒的长度L 9

3.4  滚筒的转速n 9

3.5  滚筒钉齿的形状 9

3.6  滚筒弓齿排列设计 10

3.6.1  弓齿排数,齿杆数M 10

3.6.2  弓齿排列的螺旋线头数K。 10

3.6.3  齿迹距a 11

4  凹板筛的设计 12

4.1  凹板筛的型式 12

4.2  凹板筛的包角 13

4.3  凹板筛间隙 13

5  滚筒主轴的设计与校核 13

5.1  滚筒轴的形状 14

5.2  选择轴的材料 14

5.3  初步确定轴的直径 14

5.4  轴的结构设计 15

5.4.1  拟定轴上零件装配方案 15

5.4.2  根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 15

5.4.3  轴上零件的周向定位 15

5.4.4  由上分析可得轴的总长L 16

6  滚筒盖板的设计 16

6.1  滚筒盖板的结构特点 16

6.2  滚筒盖板内螺旋导板的数量 16

6.3  螺旋导板的位置 17

6.4  螺旋导板的高度 17

6.5  螺旋导板的间隙 17

6.6  螺旋导板的升角β 17

7  夹持装置的设计 18

8  总结 19

参考文献 20

致谢 21


1  前言

   目前我国水稻种植面积4.3亿亩,是中国主要的粮食作物,大米占粮食总产量的百分之四十。水稻生产不仅是肩负着确保我国粮食安全的责任,还承担粮食增加,增加农民收入和促进新农村建设的重要任务。但和西方国家相比,我国水稻机械化程度严重偏低,收获过程中粮食损失大,制约着我国农村的整体发展。

1.1  江西地区小型水稻联合收割机的发展现状

    江西地区小田块水稻种植普遍,小型水稻联合收割机应用广泛。经过近几年的快速发展,已初具规模,但仍不能满足广大农户的需求。

1.2  小型水稻联合收割机发展优势

农业产业结构调整带来的政策支持。伴随我国农业产业结构调整的加快、城镇化建设的大力推进和农村土地流转政策的有序实施等,为水稻种植大户、农场主、专业合作社和专业种植公司等的发展带来了机遇。这种发展趋势将呈现以下三大特征,一是农业人口所占人口比例将逐年降低。二是规模化经营土地的程度将越来越高。三是农业生产对农业机械化的需求将越来越大。由此可以看出小型水稻联合收割机发展的将进入高速模式,积极研究意义重大。

1.3  本设计思路

本设计主要解决了以往收割机脱粒过程中破损率高,脱粒机构笨重的问题。在原理进行改进:主要以梳刷为主,打击为辅两者结合的脱粒方式进行脱粒,这主要体现在脱粒齿的设计上。


内容简介:
水稻联合收割机的脱粒装置的设计本 科 毕 业 论 文(设 计)题目: 半喂入式水稻联合收割机的脱粒装置 学 院: 姓 名: 学 号: 专 业: 年 级: 指导教师: 职 称: 二0 年 月水稻联合收割机的脱粒装置摘要 为满足江西农村地区水稻收割脱粒要求,设计一种针对江西市场的小型水稻联合收割机迫在眉睫。本设计是根据该种小型水稻联合收割机的1.2m割幅设计的脱粒装置。该装置具有体积小重量轻功耗小适应性好的特点,较好的解决了小田块水稻收割脱粒的问题。该装置采用半喂入弓齿式滚筒脱粒,确保了脱粒干净破碎率低,筛选性能好。关键词:水稻联合收割机;脱粒装置;脱粒;筛选The design of rice combine harvester threshing device Abstract To meet the requirements of rural areas of jiangxi province harvest threshing rice, design a kind of small rice combine harvester for jiangxi market is imminent. This design is based on this kind of small cut 1.2 m of rice combine harvester threshing device design. The device has small volume, light weight, small power consumption, adaptability good characteristics, better solve the problem of the small field of rice harvest threshing. The device adopts the half feeding, bow tooth threshing roller, to ensure that the threshing clean, low broken rate, good filtering performance. Key words: Rice combine harvester;Threshing device; Threshing;Screening 23目录1 前言11.1 江西地区小型水稻联合收割机的发展现状11.2 小型水稻联合收割机发展优势11.3 本设计思路12 半喂入式联合收割机脱粒装置整体系统的设计22.1 脱谷机构的分析22.2 脱粒功率消耗的计算32.2.1 空转功率消耗的计算32.2.2 脱粒功率消耗的计算42.3 脱粒机构传动系统的总体方案设计42.4 链传动的设计计算52.4.1 选择链轮齿数52.4.2 计算链条的计算功率52.4.3 确定链条型号和节距52.4.4 计算链节数和中心距62.4.5 计算链速v,确定润滑方式62.4.6 计算链传动作用在轴上的轴压力62.4.7 链轮的结构和尺寸62.4.8 键的选择与校核72.4.9 链传动的张紧与防护73 滚筒设计参数分析83.1 滚筒的型式选择83.2 滚筒的直径83.3 滚筒的长度L93.4 滚筒的转速n93.5 滚筒钉齿的形状93.6 滚筒弓齿排列设计103.6.1 弓齿排数,齿杆数M103.6.2 弓齿排列的螺旋线头数K。103.6.3 齿迹距a114 凹板筛的设计124.1 凹板筛的型式124.2 凹板筛的包角134.3 凹板筛间隙135 滚筒主轴的设计与校核135.1 滚筒轴的形状145.2 选择轴的材料145.3 初步确定轴的直径145.4 轴的结构设计155.4.1 拟定轴上零件装配方案155.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度155.4.3 轴上零件的周向定位155.4.4 由上分析可得轴的总长L166 滚筒盖板的设计166.1 滚筒盖板的结构特点166.2 滚筒盖板内螺旋导板的数量166.3 螺旋导板的位置176.4 螺旋导板的高度176.5 螺旋导板的间隙176.6 螺旋导板的升角177 夹持装置的设计188 总结19参考文献20致谢211 前言 目前我国水稻种植面积4.3亿亩,是中国主要的粮食作物,大米占粮食总产量的百分之四十。水稻生产不仅是肩负着确保我国粮食安全的责任,还承担粮食增加,增加农民收入和促进新农村建设的重要任务。但和西方国家相比,我国水稻机械化程度严重偏低,收获过程中粮食损失大,制约着我国农村的整体发展。1.1 江西地区小型水稻联合收割机的发展现状 江西地区小田块水稻种植普遍,小型水稻联合收割机应用广泛。经过近几年的快速发展,已初具规模,但仍不能满足广大农户的需求。1.2 小型水稻联合收割机发展优势农业产业结构调整带来的政策支持。伴随我国农业产业结构调整的加快、城镇化建设的大力推进和农村土地流转政策的有序实施等,为水稻种植大户、农场主、专业合作社和专业种植公司等的发展带来了机遇。这种发展趋势将呈现以下三大特征,一是农业人口所占人口比例将逐年降低。二是规模化经营土地的程度将越来越高。三是农业生产对农业机械化的需求将越来越大。由此可以看出小型水稻联合收割机发展的将进入高速模式,积极研究意义重大。1.3 本设计思路本设计主要解决了以往收割机脱粒过程中破损率高,脱粒机构笨重的问题。在原理进行改进:主要以梳刷为主,打击为辅两者结合的脱粒方式进行脱粒,这主要体现在脱粒齿的设计上。2 半喂入式联合收割机脱粒装置整体系统的设计2.1 脱谷机构的分析 收割机上的脱谷机构是重要工作部件。因为收获谷粒是收割的最终目的,而脱谷机构是完成这项工作的,所以收割机的性能是否优良在某中程度上说是脱谷机构的好坏决定的。 谷物脱粒的本质是破坏谷粒与谷穗的连结,使谷粒从谷穗上分离下来。用冲击,揉擦,梳刷和震动等各种方法可以达到上述目的,现有脱粒机构中,都不是利用单一的原理脱粒,而是几种方法综合在一起,但以其中一种为主,其它的为辅。由于作物不同和各地区特点的不同对脱谷机构的要求也不一样,所以现有的脱谷机构有多种不同的型式。根据谷物脱粒装置的运动特点可分为切流脱粒机和轴流脱粒机。切式流脱粒机构组成包括圆柱滚筒和凹板筛。工作高速旋转的滚筒,首先,抓住禾穗,然后谷物沿着脱粒滚筒和凹板筛之间的空间切向运动,并完成脱粒工作。脱粒装置的效率非常高,但最大的缺点是分离能力差,只有80 - 90%的谷物脱粒一般与凹板筛分离后,和其他粮食和禾杆被扔了出来。为了回收这一部分谷粒就要装设一套复杂的逐稿器,这样对南方水稻田是非常不利的。所以为了满足配套收割机的功率以及适用于南方地区小田块且要保证脱粒后稻秆保持完整的要求,所以本设计采用半喂入轴流型脱谷机构。其机构简图如下: 1夹禾机构 2滚筒 3凹板筛 4横向输送器 图2-1 脱粒机构简图 2.2 脱粒功率消耗的计算 脱离滚筒在运转平稳的条件小,其总功率消耗N有两部分组成:一部分是用于克服滚筒空转而消耗的功率,一部分用于克服脱粒阻力而消耗的功率。即 2.2.1 空转功率消耗的计算 式中:A系数,取 B系数,取 滚筒转速,取550转/分钟算得:= 0.002KW2.2.2 脱粒功率消耗的计算 水稻以较小的速度进入脱粒装置,与高速旋转的滚筒弓齿接触,然后被带入脱粒间隙进行脱粒,既有梳刷也有打击。可根据动量守恒定律计算。 冲量转化为动量 式中:单位时间进入的谷物量,取1.41Kg/s V弓齿的切向线速度,取15.5m/s F综合搓擦系数,取0.7算得:=1.129KW由上可知: N= 1.13KW2.3 脱粒机构传动系统的总体方案设计 根据机器动力的总体设计和分配,脱粒装置的动力是由发动机经皮带轮传递给横向输送器的。因此得知脱粒机构的主动力来源是横向输送器,滚筒以及纵向输送器运转是由横向输送器经传动装置分配。根据机器的总体尺寸和滚筒以及纵向输送器要有稳定转速的工作要求,本设计滚筒采用链传动的方法设计传动装置。具体方案如下: 1主动轮(后接横向输送器) 2从动轮(后接滚筒轴) 图2-2 链传动简图2.4 链传动的设计计算根据收割机的总体设计要求和工作条件,链传动功率为P=1.1KW,传动比i=12.4.1 选择链轮齿数 由于链条节数一般取为偶数,为了使链条和链轮磨损均匀,常取链轮齿数为奇数。由于是小功率传动,且要满足总体设计尺寸要求,本设计选用2.4.2 计算链条的计算功率 式中: -工况系数; -主动轮轮齿系数; -多排链系数,单排取1 P -转递功率,KW。 本设计的链传动是为脱粒滚筒传递动力的,传递功率不大,转速一般,为使机构紧凑和延长寿命,选用小节距,单排链。但工作环境恶劣,启动频繁,中等冲击。根据以上工作条件,查表得:取1.5 取1.3算得: 2.15KW2.4.3 确定链条型号和节距 根据计算功率=2.15KW ,链轮转速n=550转/分钟,查机械手册A系列单排链轮转速额定功率曲线可知,选用08A-1型链条较适合,其节距p=12.7mm。2.4.4 计算链节数和中心距 初选中心距=43p=546.1mm 按下式计算链节数 算得: =87 为避免使用过渡链节,应圆整为偶数88则可得链条长度=1.12m 计算中心距=451mm 实际中心距 取 算得 2.4.5 计算链速v,确定润滑方式 平均链速 算得v=1.98m/s 根据链速,查机械手册链条润滑范围选择图可知,本设计应该选用人工定期润滑。2.4.6 计算链传动作用在轴上的轴压力 轴压力可近似取为 式中:-有效圆周力,N; -压轴力系数,对于垂直传动取1.05。算得轴压力为583N2.4.7 链轮的结构和尺寸 根据链条型号08A可知,节距p=12.7mm,链条滚子直径,内链节内宽=7.85mm,内链板高度=12.07mm。 由上数据,查询机械手册相关公式,可计算出:链轮分度圆直径d=69.12mm,齿顶圆直径=75mm,齿根圆直径=61.2mm,齿高14.05mm,最大轴凸缘直径=55mm,齿宽=7.3mm,齿侧倒角=1.65mm,齿侧半径=12.7mm,轮觳厚度h=10.49mm,轮觳长度l=16mm,轮觳直径=24mm。 由以上数据可知,本设计的链轮直径较小,需用整体式结构。链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度,又因为小齿轮轮齿的啮合次数多,所受冲击也较大,故小链轮应用较好的材料制造。本设计选用20Cr,热处理方式为渗碳-淬火-回火。2.4.8 键的选择与校核 根据轴的直径和轮觳长度,本设计选用A型普通平键,查机械手册得键的截面尺寸为:宽度b=8mm,高度h=7mm,长度L=16mm 键轴的材料均为钢,查表得其许用挤压应力=100120MPa,取其平均值110MPa。键的工作长度l=L-b=16-8=8mm,键与轮觳键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm由强度条件公式: 得: 16.2MPa (合适)2.4.9 链传动的张紧与防护 本设计的链传动的链轮铅垂线布置,为避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条震动的现象,在右侧外边布置张紧轮,采用滚轮张紧。直径取0.6d=41.4mm。 为防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受伤,应该加防护罩将其封闭。防护罩还可以将链传动与灰尘隔离,以维持正常的润滑状态。 3 滚筒设计参数分析 3.1 滚筒的型式选择 滚筒的型式对脱谷机构的工作性能有一定的影响,常用的滚筒大致有两种不同的型式,即开式滚筒和闭式滚筒。 在齿根圆上等间隔的装有数条齿杆,钉齿就安装在齿杆上,不是一个封闭的圆筒,这种滚筒就是开式滚筒。这种滚筒对茎秆的打击力大,功率消耗也大,保持茎秆的完好率较差,最适用于全喂入脱谷机构。闭式滚筒是用薄钢板封闭起来的,整个滚筒成一个封闭的圆筒。在封闭的圆筒上的钉齿等距离的分数排安装。工作时这种滚筒禾穗只受到梳刷和打击作用,大大减少了断穗断枝和断秆的现象,同时对空气的搅动也小,消耗功率小。 综上,为满足收割机的总体要求,本设计采用闭式滚筒。3.2 滚筒的直径 滚筒的直径是一个很重要的设计参数,它对滚筒的工作性能有很大的影响。一般来说,直径大,喂入量也大,脱离能力也强。对脱粒方式为半喂入的脱粒机构来说,滚筒直径大的同时,也加大了喂入口的喂入长度,从而夹持链送来的禾穗进入脱粒室越容易,穗头进入脱粒室弯曲也较小,也减小了在脱谷室内轴向移动的谷物阻力,同时谷粒分离效果也越好,茎秆断碎也较少。但直径过大,机器的外形大,重量也大。 通常为了避免缠草,其最小齿根圆的直径应保证齿根圆的周长大于最高禾长。 即要求: 式中-滚筒的最小齿根圆直径 L-割下最高秆的禾长 本设计取滚筒齿根圆直径为404毫米,则滚筒周长为1268毫米,大于一般南方水稻的最高秆长。 再根据得到的齿根圆直径,选择合适的弓齿高度h,然后根据以下公式确定滚筒的工作直径D 取弓齿高度为68毫米,得到滚筒直径D=540mm3.3 滚筒的长度L 滚筒的长度是一个重要的设计参数,长度大,谷物在脱谷室中停留时间长,有利于脱净和分离。但对于半喂入脱谷机构来说,禾穗一进入脱粒室即已经把大多数谷粒脱下了,而且脱粒易于从穗枝中分离出来。实验研究表明 当L=500mm时,脱净率为9899%,分离率为85% 当 ,功耗增大,碎秆多。经验数据表明滚筒长度L与割副B的比值L/B=0.50.6比较适合。又割副B=1.2m,为满足收割机的整体配置,本设计取滚筒长度为700mm3.4 滚筒的转速n 滚筒的转速决定着脱粒机构的性能,一般由滚筒弓齿的线速度确定。对半喂入脱粒机构,为保持禾秆的完整性,线速度低于全喂入式,常取V=1316m/s。 滚筒的转速,按下列公式计算: 式中 D-滚筒的直径 本设计取V=15.5m/s,计算得到n=550转/分。3.5 滚筒钉齿的形状 钉齿是滚筒的主要脱粒元件,但不同型式的脱谷机构工作时要解决的矛盾不同,所以钉齿也要有不同的形式与以适应。对全喂入式的脱谷机构来说,要求钉齿有较强的的打击能力和有较高的强度,常用的有楔形钉齿,板形钉齿和指形钉齿。但本设计适用于半喂入联合收割机,要满足脱净率和分离率的技术要求外,还要保持禾秆的完整。所以不能采用上述三种齿形,而只能采用打击力弱但梳理力强的弓齿式钉齿。又因脱粒室的不同部位要解决的主要矛盾不同,所以不同部位要采用不同形状的弓齿。一般可分为喂入齿(梳整齿)和脱粒齿。如下图所示1-第一梳整齿 2-第二梳整齿 3-第三梳整齿 4-加强齿 5-脱粒齿图3-1 弓齿简图 由上图可知梳整齿的特点是直径粗,齿比较矮,齿根宽度大,有良好的导禾作用和疏散稻束作用,所以常安装在滚筒喂入口端的截锥部分,以便迅速使输送来链送来的禾穗进入脱离滚筒。脱粒齿的特点是直径比较细,钉齿较高,齿根窄,有较强的脱粒能力,常安装在滚筒的后部。 按NJ108-75规定,弓齿的材料为65钢,淬火部位硬度为HRC45-55,弓齿材料直径为68毫米,齿高6875毫米,圆角半径412毫米,齿根宽度为4065毫米。本设计取弓齿材料直径为5毫米,齿高68毫米,圆角半径12毫米。3.6 滚筒弓齿排列设计 弓齿的排列要充分发挥每个齿的作用,达到脱粒性能好而需要的弓齿数最少。要求达到连续脱粒,负荷均匀且有利于谷物的轴向移动。无论是半喂入还是全喂入,其齿的排列都是按螺旋线排列,即各排弓齿相互交错排列。3.6.1 弓齿排数,齿杆数M 滚筒上的弓齿均匀的配置在数排齿杆上,M选偶数,以确保滚筒转动平衡。本设计是半喂入式,滚筒圆周速度低。因此为保证脱粒质量,就必须增加齿杆排数。常取M=812排,取M=123.6.2 弓齿排列的螺旋线头数K。 螺旋线头数表示滚筒每转一周每个齿迹上通过的弓齿数,所以头数愈多脱粒能力愈强。因弓齿按螺旋线排列,所以滚筒圆柱面上的螺旋线在圆柱展开面上则变为斜线。对半喂入式脱谷机构,因滚筒转速较低,一般取K=34,本设计取K=3。螺旋线头数K应是齿杆排数M的整数倍,从而保证每个齿迹上通过同样多的齿。即3.6.3 齿迹距a 齿迹距是相邻两个齿迹之间的距离a,通常取齿迹距a=2040毫米。齿迹距过小时,则钉齿在单位时间内打击谷物的次数过多,加强了脱粒作用,但显著增多了碎秆,消耗功率也大。由于本设计是半喂入式脱粒,为保证逐渐加强脱粒作用并将夹在在秸秆中的谷粒梳刷分离出去,齿迹距是由大(40mm)逐渐减小(1520mm)的。齿迹距确定后,可按下式计算同一齿杆上相邻两齿的齿距式中 t-螺旋线的螺距。 则弓齿总数 式中-齿迹数 -滚筒有效长度 3.6.4 弓齿的排列 对于半喂入脱粒机构,弓齿的排列螺旋线方向,从喂入口端看要与滚筒旋转方向相反,已有利于谷物向出口端轴向移动。一般整个脱谷室分为三个区,因为各区要解决的矛盾不同,所以弓齿的疏密也不同。 第一区梳整区,安装于滚筒喂入口的锥端部按螺旋线头数设置3组梳整齿,每格梳整齿组由三个不同形状和不同高度的梳整齿组成,前后紧接在一起,约占滚筒全长的10%15%,梳整齿选材68mm的钢丝。靠近喂入口为小型齿,高度最低,第二第三齿高逐渐加大。齿与滚筒轴的安装夹角约为7080度,高度为4060毫米,齿根宽为60100毫米。 第二区脱粒区,约占滚筒全长70%75%,钢丝直径56毫米,又分为第一脱粒区和第二脱粒区。第一脱粒区,约占4045%,禾穗经喂入齿梳整后即进入该区,进入量大,所以需要安装加强齿。谷粒大部分在这一区脱离下来,为减少断穗和带柄谷粒,所以这区钉齿布置较稀,齿顶高度也较低。 第二脱粒区,约占30%,主要是将第一脱粒区未脱净的谷粒脱净,所以这一区安装脱粒齿,齿距较小(1520mm),齿数较多,布置较密。齿顶较高,齿脚宽较窄,利于脱粒。 第三区排稿区,占滚筒全长的810%,主要功用是排除禾秆,为保持谷物完整,应减少打击次数,安装梳整齿。 弓齿排列的示意图如下: A-梳整区疏导脱粒齿 B-脱粒区细脱齿 C-排稿区图3-2 弓齿布置图4 凹板筛的设计 脱粒机构的重要组成部分是凹板筛,其功用是将脱粒后的茎秆阻留在筛面,以便排出机体外,与此同时,脱下来的谷粒穿过筛孔而与禾秆分离开来。4.1 凹板筛的型式 凹版筛的主要功用是分离禾秆和谷粒,所以要求对谷粒有良好的通过性能,对茎秆有较好的阻挡作用。且要构造简单,易制造,重量轻和坚固耐用。常用的凹板筛有三种:栅格式凹板筛,网式凹板筛和冲孔凹板筛。 网式凹板筛的分离能力一般,但筛孔易堵塞,谷物的损失比栅格筛大,同时筛板也不够牢固。冲孔式凹板筛的强度好,但分离能力差。综上本设计采用栅格式凹板筛,它有助于脱粒,分离能力好,损失也少,且坚固耐用。 栅格筛的筛孔用钢丝和扁钢组成,本设计采用筛孔长*宽=20*15毫米,其中长为扁钢的距离,宽为钢丝距离。选用材料钢丝以及20*4扁钢,结构如图所示: 图4-1 凹板筛简图 通常对于半喂入式用的凹板筛,因谷粒本身易于分离出来,不需要考虑其加强脱粒和分离作用,故常将钢丝位置提高至离筛面3毫米处穿过扁钢。以提高湿脱性能,避免筛孔被杂物所封闭。4.2 凹板筛的包角凹板筛的包角是指凹板圆心至凹板两侧连线的夹角。包角的大小对谷粒分离效果有很大的影响,包角大,则分离面积大,效果好。大多数脱谷机构采用210250度,本设计采用220度。4.3 凹板筛间隙 凹板筛间隙是指滚筒齿顶到凹板间的最小距离。对于半喂入式脱谷机构,因在脱谷过程中,谷物只作纯轴向移动,不必翻转螺旋线式轴向移动,所以为了迅速脱净禾穗的谷粒,就必须迫使禾穗靠拢滚筒弓齿,凹板间隙就不能太大,一般取38毫米。本设计取6毫米。5 滚筒主轴的设计与校核5.1 滚筒轴的形状 图5-1 滚筒轴简图5.2 选择轴的材料 在机械装备中,碳素钢和合金钢是制造轴的主要材料。本设计中,根据脱粒功率和滚筒相关参数,选用45#钢,为得到较好的组织和良好的综合力学性能采用经调质处理。查手册可知,当毛坯直径小于200mm时,硬度为217255HBS,抗拉极限为640Mpa,屈服强度极限为355Mpa,弯曲疲劳极限275Mpa, 剪切疲劳极限155Mpa。5.3 初步确定轴的直径 对于半喂入式联合收割机的脱粒装置的滚筒轴主要是承受扭转作用,故只需按轴所受的转矩来计算。扭矩强度条件: 式中:-轴的扭转切应力 T-轴所受的扭矩 -轴的抗扭截面系数 n -轴的转速 -轴的许用扭转切应力 本设计采用实心轴: 可得轴的直径为: 脱粒功率P=1.1KW, 根据轴的材料和估算结果,轴的直径可取30毫米。5.4 轴的结构设计5.4.1 拟定轴上零件装配方案 根据轴的传动和装配要求,轴从左端一次装链轮,轴承,滚筒,轴承。5.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为满足链轮的轴向定位要求,-段右端需制出一轴肩,故取-段的直径=33mm;左端用轴端挡圈定位,按轴段直径取挡圈直径为D=37mm。链轮与轴配合的觳孔长度l=16mm,为保证轴端挡圈只压在链轮上,故此段长度比l略短,现取=14mm。 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据=35mm,查机械设计手册可知选用C7207C型轴承较合适,其基本尺寸为dDB=357217mm,故=35mm。 滚动轴承采用套筒进行轴向定位,查表得C7207C型轴承的安装尺寸为42mm,因此取套筒外圆直径为42mm。 轴承端盖的总宽度为20mm,根据轴承端盖的拆装以及便于润滑的要求,取外端面与链轮右侧的距离为30mm,故。 取轴承支座到滚筒端面的距离为25mm,轴承距支座外壁的距离为4mm,又轴承的宽度B=17mm,则=46mm。5.4.3 轴上零件的周向定位 链轮与轴的轴向定位采用平键连接其尺寸8*7*16,轮觳和轴的配合尺寸为H8/h7;套筒与轴采用过盈配合,配合尺寸选用S7/h6;轴承与轴的轴向定位用过渡配合,内圈与轴配合尺寸选用H7/m6,外圈与支座配合尺寸选用M7/h6。5.4.4 由上分析可得轴的总长L 算得 L=856mm6 滚筒盖板的设计 1喂入口 2排草口 a伸出量 b重叠量 图6-1 螺旋导板 6.1 滚筒盖板的结构特点 本设计的脱粒装置采用的是半喂入轴流式脱粒,因此滚筒盖板须具有引导谷物作螺旋轴向移动的功用,因以本脱粒装置的滚筒盖板的内侧,设计装配有螺旋导板。6.2 滚筒盖板内螺旋导板的数量 螺旋导板的数量因滚筒的长度长短而不同,通常小机上装两条,中机上装3条,大机上装35条。导板的数量愈多,谷物作螺旋运动的圈数也愈多。运动的行程也愈长,脱粒和分离的效果也愈好,但同时消耗的功率也增多。综合考虑以上因素,本设计装4条螺旋导板较合适。6.3 螺旋导板的位置 导板位置设置时,在滚筒喂入口的地方,为防止回草,通常用一条导板横跨喂入口全宽,如图6-1所示,而最后一条导板应跨进排草口的三分之一宽度处,否则会增加排草的困难。其余导板位置安设时,前后要有一定的重叠度,否则部分谷物因螺旋回转不连续,会影响喂入量。6.4 螺旋导板的高度 对全喂入轴流型脱谷机构,通常小型机械的导板高度取1820毫米,大中型机械用3060毫米。 对半喂入脱谷机构,因茎秆不进入脱谷室,螺旋导板的任务只是引导极少部分的断碎茎秆以及断穗和杂物等,所以为了减少盖板尺寸,导板的高度可以显著减小,常取12-20毫米。 本设计属于半喂入式脱粒机,取导板高度为15毫米。6.5 螺旋导板的间隙 对于半喂入式因只有极少部分断碎茎秆,杂物等作螺旋运动,所以导板间隙可取小些,常取4-6毫米。6.6 螺旋导板的升角 螺旋导板的升角是指盖板径向线与导板的夹角,如图6-1所示。升角小时,谷物运动阻力小,但谷物轴向运动速度慢,影响喂入量;而升角大时,谷物运动阻力大,轴向运动速度快,消化得好,一般常取20-40度的升角。7 夹持装置的设计图7-1 夹持装置示意图 夹持传动装置,输送链和夹持台组成夹持装置。为使其具有抗抽出的能力,输送的齿形链片与夹持台上下配合,并在横向左右交错以便将茎秆夹成曲折形。压紧弹簧安装在夹持台上,可保持足够的夹紧力,即使在作物层厚薄不匀。安装时要尽量与滚筒靠近以减少脱粒“死区”。夹持链输送速度对脱净率的影响较小,又本设计应用在联合收割机上,链速取0.75-0.85米/秒。夹持链的长度可根据滚筒长度和整机尺寸选择。8 总结 在大学的学习过程,毕业是我们社会的参与到实际的项目中一个很好的演示文稿的规划和建设的一个重要方面。是对四年的学习和提高,并做同样的研究和开发工作的总结,必须有严谨求实的科学态度。毕业设计有一定的学术意义和实用价值,能够看出解决问题的能力体现的专业知识和分析。毕业后的整整两个月就要结束了,我的大学生活将结束。这是我们大学的最后也是最重要的一个设计阶段之中。毕业,是我们大学的一个试验已经学会在过去的四年中,它要求我们的大学四年能
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本文标题:半喂入式水稻联合收割机的脱粒装置的设计【8张CAD图纸和说明书】
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