籽瓜籽汁分离机的设计-打瓜收获机破皮取籽机构设计（含三维图SW及CAD图纸）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：184951260
类型：共享资源
大小：61.59MB
格式：ZIP
上传时间：2022-01-14
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
120
积分
- 关 键 词：
-
瓜籽
分离
设计
收获
机破皮取籽
机构
三维
SW
CAD
图纸
- 资源描述：
-
喜欢这套资料就充值下载吧。资源目录里展示的都可在线预览哦。下载后都有，请放心下载，文件全都包含在内，有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763
- 内容简介：
-
13届毕业设计 籽瓜籽汁分离机的设计学生姓名学 号所属学院专 业班 级指导教师 日 期塔里木大学机械电气化工程学院制1 塔里木大学毕业设计 前 言 籽瓜是新疆生产建设兵团重要的经济作物，在建设兵团的农业产业结构调整中占有重要地位。随着农业产业结构调整，籽瓜的种植规模越来越大，人力投入，生产成本的消耗等问题日益突出，因此，籽瓜产业的全程机械化亟需解决。目前，在籽瓜的收获环节：采取人工采摘、人工辅助集条机集条集堆、机械取籽配合作业，使得劳动强度大，劳动成本高。同时籽瓜成熟后因其特性不宜在田间放置过久，如逢秋雨霜冻，极易腐烂，另外籽瓜成熟时正是棉花、玉米、甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给籽瓜人工收获带来很大困难因此，有必要对籽瓜收获取籽环节机具及配套设备进行研究以解决籽瓜机械化收获问题。分析了目前在兵团广泛使用的几种籽瓜收获机械的基本结构及功能；并依据不同的工作机理，介绍了籽瓜捡拾装置、输送装置、取籽装置的基本类型和技术特点。针对我国西部籽瓜加工劳动强度大、机械化程度低的现状，设计了籽瓜籽汁分离机。该分离机的设计思路为：将籽瓜初步粉碎、用辊轮将籽瓜完全压碎、使瓜瓤和瓜皮分离、排出瓜皮、用离心法将汁和瓜籽分离、最后收集瓜籽。本机的主要装置有破碎齿压碎辊轮、大滚筒棍刀、小滚筒、小滚筒辊刀和瓜籽的收集装置。本机结构简单紧凑，装载携带方便，能够大幅提高籽瓜的加工效率，适合于广大籽瓜种植农户推广使用。关键词：籽瓜：破碎：压碎：脱籽目 录1绪论11.1研究的意义11.2研究目的11.3可行性分析11.4国内外打瓜破皮取籽机现状及分析11.5本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路22基本结构、原理及主要技术参数22.1打瓜破皮取籽机结构22.2打瓜破皮取籽机工作原理42.3主要技术参数43主要部件的设计53.1进料口作用53.2打瓜弹性的计算53.3破碎装置53.4籽瓜压碎装置73.5瓜皮分离装置84 籽皮分离装置中心轴的校核84.1轴直径的选择94.2轴校核94.3轴的扭转应力的校核104.4传动轴健侧挤压应力的校核105结论10小 结11致 谢12参考文献131绪论1.1研究的意义打瓜是新疆生产建设兵团(以下简称兵团)的重要经济作物，在兵团的农业产业结构调整中占有重要的地位。随着农业产业结构的调整，打瓜的种植规模越来越大，人力投入，生产成本的消耗等问题日益突出，因此，打瓜生产过程的全程机械化问题急需解决,由于种植过程一般与其它粮食作物没有多大区别，重点是收获不同，所以收获机械对现实生活的需要是极为迫切的。 本设计通过国内外的打瓜机器的性能、构造以及操作的简易程度，最终设计成一架操作简单、价格合理、适合大多数地区使用便于维修的打瓜子收获机械。包括安装在机架上的破碎辊、筛选器和子皮分离筛，破碎辊的表面上设置有切碎板，子皮分离筛为带有网孔的半圆柱筒，筛选器由转轴和其上设置的安装有刮板的支架组成，破碎辊和筛选器的轴端均设置有皮带轮。其可以由多种农用机械带动工作，省时省力，易于推广。 1.2研究目的 打瓜是新疆主要经济作物之一。发展打瓜生产，对调整优化农业产业结构、加快脱贫致富及地区经济发展具有非常重要的作用。打瓜为地上作物，其收获方式以人工捡拾、机械集调为主。打瓜收获机可以大大提高收获效率，降低劳动强度，减少损失，为打瓜生产奠定良好的基础。但是收获方式的落后极大的制约了打瓜的生产发展。为促进打瓜生产地发展，解决机械化问题势在必行。打瓜收获机械化的关键矛盾是破碎率是否达到生产要求。1.3可行性分析本课题研究设计出一种小型高效打瓜破皮取籽机械，其原理也可用于大型打瓜加工机械的制造。课题内容主要是打瓜破皮取籽机的设计与仿真，首先对打瓜破皮取籽机总体进行设计，主要对现有打瓜破皮取籽机进行改进，进而用实体软件进行实体绘制，并对实体图进行仿真，达到干涉检测，变形模拟等目的。1.4国内外打瓜破皮取籽机现状及分析1.4.1国内打瓜破皮取籽机现状及分析打瓜收获机在国外也尚未见相关的报道。随着打瓜种植面积的扩大，在国内有较大的发展潜力。但是目前国内的打瓜收获机械在结构和应用上尚有很多的问题，需要进一步的设计改进和推广。目前，在国内打瓜的生产过程中，耕地、整地、播种、中耕、植保和取籽等机械化已逐渐解决，但这些工作量仅占全部作业量的60，其余部分主要为人工作业，特别是打瓜的收获阶段，采摘、集条和输送全部过程为人工作业，劳动强度大，劳动成本高，是打瓜生产过程中的瓶颈问题。加之打瓜成熟后不宜在田问放置过久，如逢秋雨霜冻，经常腐烂；同时，打瓜成熟时正是棉花、玉米和甜菜等大宗作物收获农忙之际，劳动力奇缺，给打瓜人工收获带来很大困难。因此，加快打瓜收获机和相关配套机械的研制对解决打瓜机械收获中的瓶颈问题，促进打瓜机械化收获的实现，降低打瓜的收获成本和时间，减少农民投入，促进农民增收，带动兵团打瓜产业的发展具有重要意义，打瓜收获机械的研究现状:打瓜收获机械的收获方式打瓜的收获方式主要有两种：一种是采摘、取籽联合作业的一体化联合收获；另一种是分段收获。一体化联合收获具有机械化程度高、收获效率高、省时省力、节约成本的特点，但是对土地的要求比较高，特别是地面情况恶劣的打瓜种植地捡拾效果不是很理想，所以这种收获方式还需要进一步的研究、改进和优化4。目前常见的打瓜收获机械也因打瓜收获方式的不同而有差异。采摘、取籽联合作业的一体化联合收获方式用塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机被阿勒泰地区农技推广站引进、试验和推广，效果良好。在这些打瓜收获机械中，绝大部分属于实用新型专利，但没有实现实际的应用。除新疆农业科学院研制的打瓜捡拾脱籽联合作业机和塔城地区农技推广站研制的打瓜集条机做了田问试验并推广之外，其余皆未见相关报道。打瓜收获机的破碎装置是籽瓜全程机械化收获的关键设备。新疆是全国最大的籽瓜产地，籽瓜瓤的开发利用研究显得尤为重要，生产籽瓜系列产品不仅提高了农产品的附加值，增加了农民收入，同时也避免了农田的污染。籽瓜系列产品为新兴食品，在为企业带来显著的经济效益的同时，也为社会提供了更为丰富、健康的食品资源，同时也促进了新疆籽瓜深加工产业和籽瓜种植业的发展，增加加工企业和农民收益，新建的生产企业又可解决大量的工人就业问题，一系列的发展必定促进籽瓜种植面积进一步扩大，随之而来的收获问题也更加严峻，全程机械化收获迫在眉睫11。破碎装置由破碎滚筒与设于其上的直的破碎齿组成，清选装置一端设有出料口;区别是振动筛式清选机的清选装置采用振动筛进行分离，因振动筛高速摆动，造成清选机振动大、噪音大、故障率高和寿命短的缺点，而半圆筛式清选机的清选装置由半圆筛和刮板组成，破碎装置与半圆筛上下平行设置，破碎装置破碎的瓜皮、瓜瓤和瓜籽落入分离装置，在刮板刮动下旋转进行分离。缺点是刮板在刮动瓜皮经过半圆筛上的筛孔时，会将瓜皮叉入清选装置，而清选装置无法将碎瓜皮分离出来，影响了瓜籽的质量，再者半圆筛为等径，不利于瓜皮及时从半圆筛端口排出，工效较低，因没有进一步漂洗分离装置，瓜籽表面污物及未成熟瓜子无法分离，进一步影响瓜籽质量。在国内外的打瓜收获机械中，打瓜取籽机在市场上有较为成熟的机型。但是包括打瓜捡拾的打瓜联合收获机械的发展还不是很成熟，还有很大的发展空间。1.4.2国外打瓜破皮取籽机现状及分析美国、英国、加拿大等经济发达国家，经历了20世纪4050年代种植业基本机械化及6070年代畜禽与水产养殖业基本机械化后，90年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。美国是当今世界上农业生产现代化程度最高的国家之一,已基本实现了区域化、专业化、机械化、社会化、商品化和网络信息化。一些农场主往往经营上千公顷连片土地,在农业生产的产前、产中、产后的每一个生产环节都使用机械操作,全面实现了机械化。美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。而对于打瓜收获机械，由于种植区域的限制，国外研究资料较少，打瓜收获机的发展水平基本以国内为准8。1.5本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路1.5.1出现的主要问题（1）从查阅的资料来看，所查到的现有的打瓜收获机的破碎装置并不是设计的十分完美，多少都存在缺陷。（2）机械化程度低，生产效率较低。（3）打瓜收获机传动效率低。（4）不符合食品加工的卫生要求。食品加工关键的要求是环保、卫生，食品加工过程的隔离封闭，而以上提到的打瓜收获机几乎没有考虑此问题。1.5.2需要解决的难题设计提出一种全新的研究方案，主要解决以下问题：（1）喂入斗、破碎筒、振动筛体等零部件的参数，查找相关专利说明。（2）振动筛体的合理设计。（3）损失率、破伤率、清净率达到最小值。（4）出籽口的离地高度的设计合理化。（5）运输地隙的离地高度的设计。1.6完成本课题需要的工作条件及解决的办法 该机械动力源为拖拉机，通过牵引装置与拖拉机连接。（1）查阅有关资料选择相关参数及材料,设计破壳取籽机构。（2）设计完各零部件后，进行装配组合，试验设计的可靠性。（3）运用AutoCAD软件，绘制二维零件图和装配图。（4）运用Solidworks软件，绘制三维零件图和装配图。（5）运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。 2基本结构、原理及主要技术参数经过反复的考虑、研究和讨论，确定打瓜破皮取籽机的总体机构，包括动力传送系统、破碎机构、压碎机构、分离机构、打瓜籽收集机构及控制机构等。2.1打瓜破皮取籽机结构打瓜破皮取籽机的总体方案图如2-1所示。图2-1打瓜破皮取籽机的总体方案图 打瓜破皮取籽机是一种组合式设备。它实质上是打瓜取籽机的破碎系统、分离系统、两大组成。主要包括进料口装置；破碎装置；压碎装置；瓜皮分离装置；输送装置；瓜籽和瓜汁分离；机械传动系统及机架等组成。破碎装置，主要是使整个打瓜进行初步破碎。压碎装置，主要是把初步破碎的打瓜进行碾压使瓜瓤与瓜皮分离。瓜皮分离装置，主要就是把瓜皮从机体当中分离出去。输送装置，主要将其物料送入瓜籽和瓜汁分离装置。瓜籽和瓜汁分离装置，主要就是把瓜籽和瓜汁分离开进行对瓜籽收集。机械传动系统，主要由小四轮、链轮与链条等组成， 故结构紧凑。打瓜破皮取籽机机构如图2-2所示。1进料口2籽瓜破碎装置3籽瓜压碎装置4瓜皮分离装置5水平螺旋输送器6瓜籽和瓜汁分离装置 7废料排出口8.支架9瓜籽收集口 图2-2打瓜破皮取籽机的结构组成2.2打瓜破皮取籽机工作原理通过小四轮通过万向节传输动力带动链轮进行工作，籽瓜从进料口进入到破碎装置进行初步的破碎，破碎的籽瓜进入压碎装置，压碎装置进行第二次破碎处理通过碾压轮对初步破碎的籽瓜进行瓜皮与瓜瓤的分离，分离的瓜皮与瓜瓤落入瓜皮分离装置通过排皮轴的作用将瓜皮排出体外，其瓜籽与瓜瓤将通过筛体的筛眼将其瓜籽与瓜瓤落入储存箱箱内有个螺旋轴起作用就是把瓜籽与瓜瓤输送到瓜籽和瓜汁分离装置，其装置外壳是个圆桶筛体其小筛孔将瓜汁和瓜瓤排出体外剩余的就是瓜籽和少量的杂质。2.3主要技术参数表2-1 主要技术参数参数项目数据外形尺寸（长宽高）（mm）150020001800主动轮链轮速（r/min）270籽瓜破碎率（%） 1.0瓜籽损失率（%）3.0瓜籽洁净率（%）80作业速度（Km/h）2-3动力额定转速（r/min）540表2-2 配套动力要求参数项目数据最小要求功率，千瓦马力22（18）最大允许功率，千瓦马力48（65）动力输出轴转速（r/min）540液压输出有挂接装置1类三点悬挂3主要部件的设计3.1进料口作用保证打瓜比较稳定的量进入破碎装置其进料口具有一定的储存量保持正常工作简图3-1。图3-1进料口简 进料口的体积 （3-1）3.2打瓜弹性的计算采用三思微机控制电子万能试验机进行打瓜的压缩试验。加载压头为圆柱体，直径10mm，压缩速度10mm/min。通过连接在计算机上的压力传感器记录，将打瓜破裂时的应力值与变形量填如表3-1.根据布森聂理论，公式（3-2）计算出打瓜弹性模量填入对应表3-1. （3-2） 式中:E物料弹性模量，单位：Pa； F压力，N； D变形，mm； u泊松比；水果和蔬菜的泊松比在0.20.5,取打瓜的泊松比为0.3；试验样品之一的压力变形曲线，曲线拐点为破裂点，对应着打瓜宏观结构的破坏。即当达到打瓜强度极限时，瓜皮发生破裂，由表2可看出打瓜破坏所需的静载荷力均在1000N以上。表3-1 应力变形实验结果序号最大变形量（mm）压力（KN)弹性模量（106Pa）12345678910平均2426302920221825222323.91.61.31.21.61.21.41.11.31.11.31.316.074.553.645.025.465.795.564.734.555.145.053.3破碎装置3.3.1破碎装置的作用籽瓜破碎齿位于在籽瓜喂入装置下部，由安装在轴上的九个形状大小相同的圆柱形弯齿组成，在轴的高速旋转过程中能够完成籽瓜的初步破碎。3.3.2破碎轴的计算该设计动力由拖拉机提供，根据配套动力要求，通过查资料拖拉机动力输出的功率一般为40%50%，本课题以50%计算，最大允许功率按48kW算，拖拉机通过万向节传动轴将动力输入到如上图2-2的5轴上，从而带动装置进行工作。已知，图2-2上的齿轮齿数设计为、拖拉机动力输出轴转速为则轴2的转速为： （3-3）轴5的功率为： 链传动效率一般为90%93%，本课题研究取93%。 （3-4） 传动比计算： （3-5）破碎轴的受力分析计算具体如下：图3-2 破碎轴的示意图由公式： （3-6）已知：，代入得： （3-7） （3-8）由上面的打瓜弹性估算实验：打瓜破坏所需的静载荷力均在1000N以上，由于我们所计算出的，所以符合设计。3.4籽瓜压碎装置3.4.1籽瓜压碎装置的作用压碎辊有圆柱及安装在圆辊上的8个棱角组成，通过压碎辊的进一步压碎，可以将经过破碎齿初步打碎的籽瓜中，还未完全分离的瓤和籽以及镶嵌在瓜皮里的瓜籽经过挤压彻底分离。3.4.2压碎装置的计算 （3-9） 转速： （3-10） （3-11）受力分析具体如下：图3-3 压碎轴由公式： （3-12） （3-13）已知：，代入公式 （3-14）得：3.5瓜皮分离装置瓜皮分离装置的作用，其装置位于籽瓜压碎装置下部，压碎装置将瓤和籽以及镶嵌在瓜皮里的瓜籽经过挤压彻底分离以后进入瓜皮分离装置，其装置对破碎的瓜皮进行分离排出体外。其瓜籽、瓜籽和少量的小瓜皮，通过筛体落入收集箱对物料进行下一步的处理。分离装置轴的功率为： （3-15） （3-16）转速： （3-17） （3-18）传动比： （3-19） （3-20）4 籽皮分离装置中心轴的校核 籽皮分离装置中心轴如图4-1所示。图4-1 籽皮分离装置中心转轴4.1轴直径的选择在工作过程中，主动分离中心轴承受的力有自重和破碎打瓜在分离过程中对轴反作用力。现在 计算主动分离中心的最小直径。经过查阅相关文献可得知计算轴的最小直径的公式。轴的最下直径为： （4-1） 式中：主动滚筒最小直径（） 轴的许用扭切应力（） 传递的功率（） 轴的转速（） 轴的材料和承载情况确定的常数由产生的功率经过一系列的损耗，最终传到了主动分离中心轴上。在这传递的过程中经过了一个一个链轮。经过计算和查阅相关文献可得： 将数据代入公式（4-1）得： 所以主动分离装置中心轴最小处的直径为50。此轴所选取的材料为45号钢，抗拉强度屈服强度。因此此轴满足受力要求，能够正常的工作。 籽皮分离装置中心轴在工作时，除受到车辆的重力外，还受到转向时的扭转应力，轴上的键所起到了固定齿轮的作用，键侧面受力还是比较大的，故对以上所述的进行校核。4.2轴校核根据所传动最大转矩，额定转速以及传动轴长度，两端自由支撑，材料均匀的等截面传动轴的临界转速，为： (4-2) 式中：D传动轴的直径最细端（取轴端面直径）mm； L传动轴的支撑长度（取整个轴的长度）mm； 将D=50mm，L=1700代入（4-2）可以得出：=1038（r/min）。 实际上传动轴的实际转速最大为342（r/min），由于传动轴动平衡的误差的影响，实际临界转速要低于计算的值，所以要引进安全系数。 带入数值：，所以合格。4.3轴的扭转应力的校核传动轴除了应满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度，对于传动轴的最大扭转应力按（4-2）式计算18： （4-3） 式中：T传动轴计算转矩， D、d轴的最大径和最小径 mm 将、D=60mm、d=50mm代入（4-3）得：，一般轴的许用应力，由于故以上状态能满足工况使用要求19。4.4传动轴健侧挤压应力的校核 根据资料查询对传动轴健齿侧挤压应力进行校核利用公式（4-3）计算18： （4-4） 式中：计算转矩 键转矩分布不均匀系数，取1.3 键外径 mm 键内径 mm 键的有效工作长度 mm 键数量，这里取1 将、代入式（4-4）得： 当键面硬度为35HRC时，许用挤压应力为则，键挤压强度。5结论此打瓜破皮取籽机的使用，改变了以前人工劳动强度大、效率低的缺点。同时也解决了以往打瓜收获的困难、生产效率低的缺点。此打瓜破皮取籽机的研制满足了大部分的需要。由于该机取籽率高，损失率低，可以作为以打瓜籽为原材料进行深加工的工厂的后盾，同时也解放了劳动力，可实现自动化破皮取籽的全过程。当然此机器也存在不足的地方，其中有一个就是打瓜碎皮容易在进料口处跳出来，虽然可以调节进料口的大小，但是不能实现自动化。因此可以在进料斗设置成半封闭状态，这样可以提高该机器的生产率。小 结 通过本次课程设计，总结有以下几点： （1）籽瓜破皮取籽机的设计成果具有广阔的应用空间，对于产品的其他应用有待进一步开发，对于针对各种应用的改进研究还有很多工作可做。（2）针对破皮取籽机的取籽洁净率要求，对于压碎装置、分离装置进行优化设计，是亟待解决的一个新问题。（3）针对籽瓜大小，设计系列化破碎装置也是今后研究的重要问题。（4）在总体设计的基础上，对籽瓜破皮取籽机的主要组成机构：籽瓜的破碎机构、压碎机构、分离机构、齿轮传动比进行了详细设计计算；（5）对所涉及到的所有零部件进行了结构设计，同时设计并绘制出所有传动零件、联结和固定装置的零件制造图。总体来说，此次课程设计，我运用AutoCAD软件，绘制二维零件图和装配图，还运用Solidworks软件，绘制三维零件图和装配图。由于开始这两个软件运用不太熟练在此设计中碰到很多困难，当然在困难中也不断的成长，在不懂的情况下及时的向老师和同学请教，在他们的帮助下也通过自己的努力顺利的完成毕业设计。致 谢在本论文的完成过程中，我的导师吴明清老师给予了我悉心指导和热情鼓励，使我顺利完成了毕业设计工作。他严谨的治学态度、渊博的知识和执着的敬业精神给我留下了深刻印象。激励我克服困难，广泛涉猎新思想、新理论，不断地探求新的科学发展。同时，也让我懂得如何去踏踏实实地工作、勤勤恳恳地做人。 在此次设计中，非常感谢学校组织的这次毕业设计，让我们把大学四年学习到的知识在毕业设计中表现的林淋漓尽致。做毕业设计我才发现原来的专业知识这么浅薄。所以才导致设计改了一遍又一遍问题仍然存在，希望各位老师指出我的不足之处，来更加完善我的毕业设计。在做课题的过程中遇到了很多困难，毕业设计在吴老师的热心帮助下才得以顺利完成，在此，谨向吴老师表示衷心的感谢和诚挚的敬意。同时，感谢在做课题过程中为我提供便利和帮助的老师和同学们。感谢班级的所有同学们，感谢我们在一起度过的这段忙碌又愉快的时光。在此，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号