窝眼筒式清选机的设计【5张图/12700字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。37页，12700字。
任务书一份。
开题报告一份。
中期汇报表一份。

图纸共5张，如下所示
A0-总装配.dwg
A1-部装配图.dwg
A2-大带轮.dwg
A2-轴承端盖.dwg
A3-小带轮.dwg

摘要
本文介绍了5XW-15的设计，工作原理及其改进过程。文中对清选原理和种子在筒内的受力分析进行了深入研究，对清选质量影响的研究。掌握设计方法后，在原有机型的基础上进行创新设计，主要改进措施包括：同一个窝眼筒前后由2部分组成，前一部分窝眼为小窝眼用于清短杂，后半部分窝眼为大窝眼用于清长杂，这样一来一次清选就可把长杂和短杂都去除。另外是在承种槽外安装螺旋片，这样可以搅匀窝眼筒内待清选的种子，又可以使清选后的种子向后排出。
主要改进措施包括窝眼孔型的设计，加装螺旋片，窝眼筒的创新设计等。
关键词：窝眼筒，承种槽，螺旋输送器

Abstract

This article introduced the 5XW-15 design, the principle of work and the improvement process.In the article to chose the principle and seed's has conducted the thorough research in tube stress analysis clear, to chose the quality influence clear the research.After the grasping design method, carries on the innovation design in the original type foundation, mainly improves the measure to include: Around the identical nest eye tube is composed by 2 parts, the preceding part of nest eye uses in clear for the alveolus eye short mixed, the second half of nest eye uses in clear for the big nest eye long mixed, as the matter stands unvoiced aspirated consonants elect to be possible long mixed and short mixed all remove.Moreover is in is a tenant farmer outside the trough to install the spiral piece, like this may mix evenly the seed which in the nest eye tube treats elects clear, also may cause to choose after the seed backward to discharge clear.
Main improvement measure including nest eye socket design, addition spiral piece, nest eye tube innovation design and so on.
Key word: The nest eye tube, is a tenant farmer the trough, spiral conveyor

目 录

摘要 I
1前言 - 1 -
2 设计方案 - 7 -
2.1 可行性分析 - 9 -
2.2 给料方法的设计 - 9 -
2.3 工艺流程 - 9 -
3 工作原理 - 10 -
4 主要参数的设计 - 12 -
4.1 初定窝眼筒的直径，长度，和转速 - 12 -
4.2 窝眼筒长度 - 12 -
4.3窝眼筒的转速 - 12 -
4.4功率的确定....................................................- 13 -
5 窝眼孔型的设计 - 14 -
5.1 窝眼直径的选择 - 14 -
6 动力学角度和运动原理分析 - 16 -
6.1 图所示为谷粒从窝眼中滚落或滑落的受力状态 - 17 -
6.2 转角分析 - 18 -
6.3 承种槽角度 - 19 -
6.4 分级时间 - 20 -
7 传动形式与驱动装置..................................................- 21 -
8 带传动的设计 - 22 -
9 轴的设计 - 24 -
9.1 轴的强度验算 - 25 -
9.2 精确校核轴的疲劳强度的计算 - 27 -
10 螺旋输送器的设计 - 30 -
10.1 生产率（推运量）Q - 31 -
10.2 螺旋输送器需用功率N - 31 -
11 总结 - 32 -
参考文献 - 33 -
致谢 - 34 -

毕业论文（设计）的内容摘要
综述国内外各种清选技术，确定适合于作物（麦类）的清选生产工艺。对窝眼筒式清选机的结构及工作原理进行研究，包括工作部件设计、传动部件设计和制造工艺等技术。从动力学角度和运动原理上分析，并利用PRO/E设计关键部件窝眼筒。实现新型窝眼筒式清选机的动态设计。
毕业论文（设计）基本要求及工作量要求
1、论文基本要求：毕业论文（设计）按照工程学院基本要求的要求进行撰写，注意图纸设计的美化和完整性。
2、工作量要求：二维总体装配图一张 0号图纸
二维部装配图一张 1号图纸
毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期）
前期：2009年3月10日至4月10日根据论文的基本条件进行资料查阅。
中期：2009年4月11日至5月20日确定方案，初步计算编辑和设计。
后期：2009年5月21日至6月10日论文撰写与修改，准备答辩。
文 献 综 述
1、国外重立式清选机
在欧美发达国家，重力式清选机的生产能力从1t/h到15t/h，台面结构从三角台面，矩形台面到混合形台面，气流形式从负压到正压，已形成多种重力清选机，工艺精良，可靠性强。除传统的机械调节外，已有液压调节系统，操作更加灵敏。比较著名的生产厂家有丹麦WESTRUP公司，奥地利HELD公司，德国PETKUS公司，美国OLIVER，LMC，CRIPPEN公司。
2国外重立式清选机的发展方向
1， 气流系统的选择：
有压负式和正压式两种气流配置形式，其中正压式由单台或多台风机供风。其中压负式供风机类型以瑞士布勒公司产品著称，种子清选效果理想。正压式目前占主导地位，由于单台风机风量分布不均匀或风量不够，目前大多采用正压多联风机结构，HELD公司产品设置了高效多殿风机和非均匀导风板，通过结构改进使气流通道阻力小，风机效率高。
2， 台面的选择：
种子在重力式清选机台面上保持的时间越长，走的距离越远，种子分离和分选效果就越好。一般重力式清选机有三角形和矩形台面两种，工作原理相同，均有分层区和分离区。其主要区别在于，轻重种子由喂料口经工作台到各自排除口的距离不同。重力清选机工作时，三角形台面上重种子走过的路径远，矩形台面上轻杂和中间混合料走过的路径远。
三角形台面结构侧重于除去种子中的重杂，矩形台面结构侧重于除去种子中的轻杂和生产效率，平衡性好，有利于风机的布置，对于混合型台面则性能适中。在大生产率和古物种子清选中基本使用矩形台面，但在小生产率，清除重杂为主的小子粒种子清选中使用三角形台面。
3， 振动的选择
机械振动根据驱动方式不同可分为几种，有电磁驱动，振动电机驱动，曲柄连杆机驱动等。重力式清选机振动方式国内外应用最普遍的是曲柄连杆驱动方式，结构布置和参数调节比较方便，能作到两厢的平衡。HELD公司产品为自平衡振动机构，OLIVER公司产品册设计附加的振动平衡架
4， 国外重力式清选机生产能力的标准化于系列化：
OLIVER公司多年来一直坚持专一产品生产，不断进行产品更新，原有机型316，50，80，180，240经过改进后，增加了平衡装置，风量表，转速表等，形成316M，50M，80M，180M，240M，90年代以后又开发出大型的2400，3600，4800，配备了液压操作系统。
5， 集中操作并改进相关装置：
在设备的操作方便性方面，国外重力式清选机都设置了仪表直接显示调节数据，不停机集中控制。台面开始用铝合金代替钢结构，选用性能好的钢丝网，OLIVER公司和CRIPPEN公司台面还涂了一层甲酸乙酯，增加台面钢丝的摩擦力，增加生产率。延长使用寿命。台面有半罩或全罩除尘，在主排种出口配备振动电机加快出料速度。
3.国内清选机 
种子精选加工是提高种子质量、实现种子产业化、完善“三率”的重要措施。种子加工的目的是除去收获后种子中惰性物质、未成熟的、破碎的、遭受病虫为害的种子和杂草种子，按种子形状分类实行精量播种，用化学药品对种子进行处理。种子经过精选加工后，净度可提高2％－5％，千粒重提高5g左右，用种量减少10％－2O％，一般可增产4％－8％。种子加工的原理是根据种子的物理特性（宽度。厚度和长度等）和比重对种子进行加工，加工工序的选择取决于种子的类别、杂质的种类以及要求达到的种子质量标准。
　　 1．应用现状 
　　 1998年全国加工种子数量已达43万kg，精选种子推广面积6300多万hm2，比上一年增产粮食200万t，经济效益十分可观。种子精选加工适用于全国范围。 
　　 2．技术与设备 
　　 （l）风筛请选机利用风选和筛选从种子中剔除大、小杂质和轻杂质，使种子在宽度和厚度上达到基本一致。 
　　 （2）窝服筒清选机利用带有不同直径窝眼的滚筒剔除比种子长和短的杂质。如小麦种子中的燕麦、草籽，水稻种子中的大米粒等。 
　　 （3）重力（比重）请送机利用气流和振动的台面，把经过风筛清选机和窝眼筒清选机加工后，在外形尺寸基本一致的种子中含有的那些不饱满、发霉、虫蛀和受病虫害损伤的籽粒剔除，进一步提高种子的质量。 
　　 （4）种子分级机为了满足玉米种子精密播种的需要，需要对精选后的种子按尺寸大小进行分级 

窝眼清选机，主要利用物料颗粒长度分选，用于种子、精米分级。
风筛比重组合清选机，利用物料颗粒在气流中的临界速度、颗粒形状、尺寸(厚度和宽度)、比重、表面状态等物理特性分选.用于粮食清理与分级、清除大中小轻杂质及灰尘。
重力分离法(比重法)机械重力分离法是按比重进行分离，有吹气式和吸气式
两种，一般均采用吹气式。它具有结构简单、定向吹风、促进籽粒分离的效果。
国内对粮食清选机械的研究、生产起步较晚。20 世纪50 年代引进首批样机，最早的产品是手动风车、溜筛,生产率低、清选效果不佳；60 年代的产品是电动扬场机，虽提高了生产效率，但清选效果仍不理想；70 年代开始了对粮食振动分选机、滚筒筛选机的研制；80 年代，进入了新的发展阶段，在引进消化国外清选机械先进技术的基础上，研制出了具有一定先进水平的粮食清选加工机械；进入90 年代，新技术、新产品、新工艺不断涌现，为粮食清选加工业的发展提供了技术保证。经过半个多世纪的发展，基本形成了具有我国特色、适应我国广大用户需要、品种规格较齐全、自行研究和生产的加工体系。比较好的产品有石家庄市绿炬种子机械厂生产的5XJC-3A 种子清选机、无锡市天地自动化设备厂生产的5X-3 风筛式种子清选机、青岛亚诺机械工程有限公司生产的5XD-3.0 风筛式清选机、佳木斯联丰农业机械有限公司生产的5XF-15 复式清选机、石家庄三立谷物精选机械有限公司生产的5XZC-3A 种子清选机、石家庄市科星清选机械有限公司生产的5XZC-5 种子清机选、河北省种业集团种子机械有限公司生产的5XZ-3 种子清选机。
工作原理 窝眼筒清选机的工作部件为在金属板上制成窝眼再圈园成型的窝眼筒物料进入窝眼后，如其长度小于窝眼直径，将陷入窝眼内并随筒旋转上升到一定高度，因重力而坠落进入集料槽，再由螺旋输送器或其他装置排出。未进入窝眼的物料，则沿筒内壁呈螺旋线轨迹向后滑移而排出窝眼筒。
窝眼清选与筛选（主要指平面筛筛选）相比，生产效率低，分选精度有一定局限性，但目前窝眼分选仍是按种子长度进行分选的唯一有效办法。
窝眼筒有整体式与组合式。整体式更换时拆装较麻烦，目前多采用组合式，有二，三，四片拼成圆筒，用螺栓固定在滚筒体的幅盘上，拆装都较方便。
由于滚筒转速较低，一般均采用带减速器的电动机，而且多数可以变速，以适应清选不同物料。
集料槽沿滚筒全长至于其中央位置，以便接受从窝眼中坠落的物料。集料槽接料边在筒内的高低位置对分选有很大影响，通常用蜗轮蜗杆装置予以调节，也有用手柄直接转动槽体。集料槽应可以完全翻转，使更换清选物料时清理方便。收集在集料槽中的短物料多数采用螺旋输送器向末端排除，个别采用振动输送。
窝眼筒内长物料的输送大多系列用滚筒倾斜及进料的推力而自行滑移到末端排除，清选小麦时倾角以1.5——2.5为宜。如果滚筒平置，应采用螺旋输送器。
主要工作参数
1. 转速 窝眼筒转速的确定与上诉圆筒筛清选机基本相同。
2. 倾角 窝眼筒内未设置长物料输送器装置时，滚筒应由进料端到排料端向下倾料。
3. 负荷能力 窝眼筒单位面积（筒壁表面）负荷能力q=400-800kg/m2,滚筒大直径取大值，直径小取小值。清选小麦时，按清除短物料算，如果清除长物料时，负载能力降低约30%。
窝眼筒直径一般为300-800，筒长L与直径D之比为2到5。
窝眼筒清选机的功耗可按机具小时生产率估算，一般每小时清选1吨小麦需要功率为0.2-0.35KW。
参考资料 
[1]张伟，徐树来，秦春兰.农业机械学[M].东北林业大学出版社2003.
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[4] 何勇. 《精确农业》[J]. 浙江大学出版社，2003年。
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[6] 中国农业机械化科学研究院 [J] 中国农业科学技术出版社 2007-10-1

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）
主要解决的问题是窝眼筒清选机的分选效率和质量，以及工作参数对清选的影响。
为了提高窝眼筒的分选效率与质量，可以在滚筒内增加一些附属装置，例如在筒内底部设拔料锟，可使物料在筒内分布比较均匀，提高物料接触窝眼的几率。在滚筒末端出口处设挡板，在集料槽接料边外侧加拔料杆，在集料槽下部装螺旋片等。后者起拔匀并推送筒内物料的作用。
窝眼孔型与尺寸是分选质量的主要关键，因此在设计窝眼形状时，应使之能稳定并准确地承托与容纳需要分离的物料，并应使物料可以顺利坠落，不致堵塞，同时还应考虑便于加工成型。窝眼孔并不属于规则的几何体，大致有近似半球形和球台形（非对称）是目前采用最多的，它的适应性较强，特别适用于分离略呈圆形的子粒，近似半球形适用于挑选破碎的，小的子粒，如破碎的米粒，麦粒等。锥台形（对称）适用于分选玉米等大子粒。旋冲型因外缘圆角r很小，承托物料的性能好，主要用于分离稻，麦等物料。这几种孔型均在冲压成型后有的还进行表面处理以提高耐蚀性能。
组合设计 清长杂于清短杂组合，可以在同一滚筒上配置两种窝眼尺寸，双作用滚筒。前一段窝眼尺寸较大，用以除长杂，后一段窝眼尺寸较小，用以除短杂。
目前大量采用的清长杂与清短杂相组合的窝眼筒是平行装置几个滚筒串联作业。物料先由第一个滚筒清长杂，然后由第二个滚筒清短杂。因清长杂的生产率低于清短杂的生产率，要注意能力匹配。
主要清选与辅助清选组合 在主要窝眼筒的下方配置较小的窝眼筒。对长杂或短杂进行分选，以便回收其中较好的子粒。必要时也可以对物料的主流再次分选。并联与串，并联组合，为提高产量，可将若干个滚筒并联。为了同时清除长，短杂或进行回选，通常构成串，并联的组合式。窝眼筒与圆筒筛组合将圆筒筛包在窝眼筒外顺序进行两种尺寸分选，机具结构紧凑。将窝眼筒与圆筒平行装置构成机组是另一种组合方式。5XWS-1.5型种子精选机组。它由两个窝眼筒与一个圆筒筛组合而成。
研究手段：Pro/ENGINEER工具软件是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件中占有重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。
Pro/ENGINEER提出参数化设计的概念，并且采用了单一的数据库来解决特征的相关性问题。Pro/ENGINEER基于特征方式，能够将设计至生产过程集成到一起，实现并行工程设计。Pro/ENGINEER软件的CAE模块具有强大的工程分析能力。在Pro/MECHANICA模块中可对零件模型进行有限元分析和优化；在机构运动模块中，可对零部件模型进行机构运动仿真，并获得距离、速度等输出曲线。
本设计是利用Pro/ENGINEER设计关键部件窝眼筒，并实现新型窝眼筒式请选机的动态设计。模拟清选过程，进行分析与计算，提出改进方法。