毕业设计（论文）-小型实验型水稻脱粒机设计（含全套CAD图纸） .doc

小型实验型水稻脱粒机设计学 生：指导老师： 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706摘 要：水稻是我国南方的主要粮食作物，实验室对水稻的研究非常广泛。由于水稻育种过程中需要对田间稻穗人工采收，再对样品稻穗进行脱粒，最后包装入袋保存。传统脱粒依靠人工手工脱粒，脱粒效率低，劳动强度大，因此有必要设计一种适应实验室用的小型水稻脱粒机,以便能完成实验室内高效率脱粒。本文主要研究的内容包括：脱粒机的工作原理，脱粒机的脱粒滚齿，轴流滚筒式脱粒装置与半喂入式脱粒装置的研究。并且，根据所设计的脱粒机的特点、特性，着重阐明风机的设计原理与设计。关键词：水稻脱粒；轴流；滚筒；脱粒滚齿；风机；the design of small rice threher for laboratorystudent: zhou jie tutor: luo hai feng(college of engineering,hunan agricuitural university,changsha 410128)abstract: rice is the staple food crops in southern china, laboratory study on rice is very extensive. because rice in breeding process needs in the field of artificial harvest spikes, and then a sample were threshing, finally, the samples are packed into bag for preservation. traditional threshing rely on artificial manual threshing, threshing efficiency is low, the strength, therefore, it is necessary to design an adaptation to the small rice with laboratory threshers, so as to be able to finish the experiment with the indoor high efficiency. this design mainly studies the contents include: the threshers way of work, the more threshing roll teeth, axial flow threshing and half device cylinder feeding type threshing devices. and, according to the design of the characteristics of the threshing, character, focused on the design principle and design of the fan.key words: rice threshing; axial flow; roller; threshing roll teeth fans1 前言1.1 设计实验型水稻脱粒机的意义当前，我国农业机械实验室主要是运用传统脱粒法，依靠人工手工脱粒，脱粒效率低，劳动强度大，严重制约了水稻的研究。因此有必要设计一种适应实验室用的小型水稻脱粒机。以便能完成实验室内高效率脱粒。同时水稻产区特别是南方地区多为丘陵或山区，田块小、级差大，尽管水稻联合收割机的推广应用是个发展方向，但不可避免地受上述因素的制约，目前水稻机收割面积仍然有限，因此，水稻脱粒机，尤其是小型实验型水稻脱粒机的设计对我国水稻产业的发展是很有必要的，它不但能促进我国高校实验室对水稻的研究进程，而且将大大减少不必要的劳力输出。1.2 目前我国发展状况随着世界人口的不断增长，人类对粮食的需求越来越大。各国学者都在致力于水稻增产的研究。水稻一直以来是我国的主要粮食作物，在我国南方各省广泛种植。大型收割机械的发展已经是相当成熟，基本实现了机械化，然而实验室依然采用人工脱粒，机械化程度不高，小型实验型水稻脱粒机的设计无疑意义重大。近几年我国小型水稻脱粒机的设计也有了一定基础，并且不断的在研发上取得进展，通过对对外国先进的脱粒技术的吸收和对只要零部件的改进使得小型水稻脱粒机的结构性能有了很大的提高，现在已经可以生产出操作方便，经济实用的小型水稻脱粒机。1.3 国外农机发展研究 国外农业装备的水平和特点，主要以经济发达的美、澳、欧为代表。这些地区在农业生产、农作物种植、土地经营规模、农民经济收入、社会化服务体系、自然条件以及使用的农业装备和机械化水平等方面有突出的表现，很早实现了粮食生产机械化。采用卫星全球定位系统等高新技术。农业出现了向精准农业方向发展的趋势。1.4 本设计的创新思路 本次设计的主要目的是针对现存的小型水稻脱粒机脱离结构进行优化、对其存在的缺点进行改进；首先在原理上，主要以梳刷与打击两者结合的方式对水稻进行脱粒，主要体现在脱粒滚筒的齿的设计上。其次是清选方面采用风机清选，在一定程度上提高了稻粒和杂质的分离，提高了稻粒的纯度。 2 设计方案的分析与确定2.1 工作原理的选择 脱粒机的功能是将谷粒从谷穗上脱下，并从脱出物中分离、清选出来。对脱粒装置的性能要求是：脱粒干净，分离清洁率高，谷粒破碎或脱壳少。分离性能好，这一点是联合收获机向大生产率方向发展所特别提出的要求；通用性好，能适应多种作物及多种条件；功率耗用低；在某些情况下要求保持茎杆完整或尽可能减少破碎。 脱粒装置工作过程的物理现象比较复杂，归纳起来，主要有下述几种：a)冲击脱粒 靠脱离元件（如钉齿或纹杆）打击穗头（或反过来由穗头碰击台面，如南方水稻的拌桶脱粒）使谷粒产生振动和惯性力而破坏它与穗轴的连接。它取决于打击速度的大小和打击机会的多少。b)梳刷脱粒 靠脱粒元件对谷物施加冲击拉力而将其脱粒。通常在梳刷中茎秆不动或少量的纵向运动。梳刷的能力与脱粒元件的形状及运动速度有关。搓擦脱粒 靠作物与脱粒元件之间的摩擦而使谷物脱粒，发生在钉齿或纹杆滚筒的脱粒间隙中。它取决于揉搓的松紧度（强度），也就是间隙的大小和谷层的疏密。 因为打击脱粒必须要有部件与谷粒间较大的相对速度这一个条件，所以这种脱粒通常出现在茎秆静止（如半喂入式）或运动速度很低(如纹杆、钉齿滚筒的喂入口处）的时候。而搓擦则不同，它发生在已经获得较大运动速度（如在脱粒间隙的后段）的谷层内部，由于相对揉搓而脱粒。碾压脱粒 脱粒元件对谷穗的挤压造成脱粒，在碾压过程中会使谷粒与穗柄之间产生横向相对位移，而通常谷粒与穗轴的抗剪能力是较弱的，上述相对位移就形成了剪切破坏其连结。在此同时碾压会造成相邻谷层之间的移动，这也能破坏谷粒的连结力。因此，用辊子碾压铺在场院的谷层进行脱粒是有效方法之一。梳刷原理用于如夹持半喂入式脱粒装置脱水稻等。 一般来说，脱粒装置工作时并不是单纯按一种原理脱粒，而是以某一种原理为主、其他原理为辅进行配合脱粒的。常用的有以下几种组合： 用高的打击速度和紧搓，经较短的脱粒过程，如单滚筒脱粒装置； 用由低到高的打击速度，揉搓强度由小到大，用较长的脱粒过程，如双滚筒脱粒装置； 用较低的打击速度和松搓，用长而又长的脱粒过程，如轴流滚筒脱粒装置。2.2 脱粒装置的选择 此处已删除2.3 主要零部件的选择2.3.1 脱粒滚筒与滚齿 作为小型水稻脱粒机脱粒的核心部件，脱粒滚筒的设计至关重要，它将从根本上决定整机性能优劣。 滚筒式脱粒装置按作物喂入后运动情况可以分为切流式和轴流式。切流式：水稻稻穗在喂入后沿滚筒切向流动，不发生轴向移动，稻穗在通过滚筒与凹板间隙的过程中被脱粒，这种方式脱粒时间很短，籽粒与穗杆分离不清，需在脱粒装置后面加设其他分离装置。轴流切：水稻稻穗喂入后，一面随滚筒作旋转运动，又一面沿滚筒轴向移动，其合成运动轨迹为螺旋线，其脱粒时间长，脱粒效果好，为了保证脱粒的脱净率与方便排料，因此本设计采用轴流切线式的滚筒。根据滚筒的形式有圆柱形和圆锥形两种轴流滚筒3，圆锥形滚筒作物从滚筒小端喂入，从大端正排出，滚筒圆周速度逐渐增大，但是所需功率较大且设计结构要比圆柱形复杂，故选用圆柱形。根据滚筒的安装方向可分为卧式和立式两种。卧式轴流滚筒中，水稻可以径向喂入，也可以轴向喂入水稻穗也可以径向或者轴向排出，现在多采用径向喂入和径向排出。图2-1 轴流式脱粒装置1.顶盖 2.螺旋倒板 3.喂入口fig2-1 axial threshing unit1.roof 2. screw down board 3. feed inlet滚齿有弓齿型与钉齿型。弓齿型脱粒能力强，脱出稻粒纯净度高。钉齿型功率消耗大，谷粒破碎率高。综合考虑本设计采用的脱粒滚齿为弓齿。2.3.2 凹板筛与上盖 脱粒机的脱粒质量与凹板有很大关系。凹板与脱粒滚筒之间间隙过小，则对脱粒机功率要求提高，而且增加了谷粒的破碎率；脱粒间隙过大的话脱粒效果不佳，而且后期稻粒清选难度加大。凹板的型式有编织筛式、冲孔式和栅格式三种，其中栅格式凹板的脱粒和分离能力最强、虽然茎秆的破碎较重、但仍是较广泛应用的一种。 本水稻脱粒机采用栅格板式，采用整体结构冲压成形，在机架两侧由螺栓固定，由一组圆钢均布围成。通过凹板连接成一个半圆型栅格式凹板，既起搓板作用，又具有筛板作用。其结构图如下所示：图1 凹板fig 1 intaglio 滚筒的上盖内表面上通常装螺旋导向板，使作物沿滚筒作轴向移动。导向板的数目随滚筒的长度而异、如在长度1.21.8m的圆柱型滚筒上一般装35块、长度增加时导板块数也大致按比例增加。2.3.3 清选装置清选装置的功用是：将经脱粒装置脱下和分离装置分出来的谷物混合物中的轻质杂物清除干净，将细小夹杂物排除机外，以得到清洁的谷粒。对分离装置的性能要求是：谷粒中的混杂物应少于2%；清选时谷粒损失不大于脱出谷粒总量的5%；其生产率应与收割、脱离装置相适应。常见的清选原理大致可分两类：一类是按照谷粒的空气动力特性（悬浮速度）进行清选。另一类是利用气流和筛子进行清选。其中后者最为常用，结构简单，分离效率高。本设计采用风机按照谷粒的空气动力特性进行清选，其中气流由风机提供，其结构如图2 图2 风机 fig 2 fans2.3.4 机架机架在脱粒机上起安装、定位、支承作用，本设计选用5号角钢焊接而成，机壳用薄钢板用螺钉联接或直接焊接而成，且在机脚处设置两块木条，以便安置电机、风机，并且有利于脱粒机移动和减震。2.4 脱粒机的整体布置 1、风机 2、机架 3、电机 4、滚筒 5、进料口 6、出料口 7、轮子 图3 水稻脱粒机整体结构示意图fig3 maize sheller overall structure sketch map2.5 脱粒机的工作原理此处已删除因此，故设计合理，安全。7 总结本设计是在罗海峰老师的细心指导下，以及和同学的不断讨论中，大量查阅小型水稻脱粒机的相关资料，总结以往的设计方法和思路，通过自己一段时间的不懈努力完成的。通过这次设计，使我学会了结合以前所学的知识应用到实践的工作中，对所学的知识有了进一步的巩固，使知识进一步得到系统性、条理性的加深，学会了怎么样去高效的查询自已所需资料，特别是对一些数据的选取和进行运算，使自已的分析问题解决问题的能力加强。 本设计的优点在于脱粒机的经济性和操纵性能较好，使用维修方便，易于掌握，且脱粒性能良好，生产率高，清选性能好，杂物较少，大大节省了劳动力，本机在保证脱粒机脱粒性能的前提下，尽量使机具简单，紧凑，稳定性能好。在设计上由于自己考虑问题不够全面，设计知识不够系统，设计经验比较少所以在设计中一定存在很多不足，只能通过更多的实验去发现问题和解决问题，对机构进行优化。参考文献1 北京农业工程大学. 农业机械学（下册）m. 北京: 中国农业出版社, 1996. 2 赵匀农业机械计算机辅助分析和设计m北京:清华大学出版社，19983 5ty-17型水稻脱粒机技术研究报告r.北京：农业部规划设计研究院，2002 :139140.4 邱宜怀.机械设计m.高等教育出版社.1994 ：1751835 机械工程手册m.机械工业出版社:104105.6 王昆，何小柏. 机械设计手册m. 机械工业出版社:161164.7 黄长艺，机械工程测试技术基础m.机械工业出版社 :3639.8 杨可桢，程光蕴主编，设计基础机械m.高等教育出版社.1999 :439442.9 哈尔滨工业大学理论力学教研组,理论力学m.高等教育出版社 .1997 :4852.10 刘鸿文主编,材料力学m.高等教育出版社.1992 :3639.11 机械设计手册编写委员会，机械设计手册新版第四卷m.机械工业出版社 :3132.12 于英江主编，机械设计常用计算大全m.黑龙江科学技术出版社.1992 :161164.13 成大先主编，机械设计手册单行本，轴及其连接m.化学工业出版社.2004-1:198201.14 成大先主编，机械设计手册单行本，机械传动m.化学工业出版社.2004-1:11111715 杨可桢、程光蕴主编.机械设计基础m.高等教育出版社.1999年6月:232236.16 邓文英主编.金属工艺学m.高等教育出版社.2002年1月:6672.17 许菊若主编.机械设计m.化学工业出版社.2005年6月:302306.18 汤楚宙主编.水稻联合收割机原理与设计.湖南科学技术出版社.2002年2月:8892. 19 吴官聚 杨志义主编.新编耕种收获机械使用维修.机械工业出版社:142148.20 朱冬梅 胥北澜主编.画法几何及机械制图.高等教育出版社:112116.21 r a kepner,