谷物联合收获机脱粒工作部件的设计1kg.docx

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谷物联合收获机脱粒工作部件的设计1kg

农业机械学课程设计

学院工程学院

专业农业机械及其自动化

姓名张均山

指导教师车刚胡军

中国·大庆

2008年6月

课程设计（论文）　任　务　书

题目：

谷物联合收获机脱粒工作部件的设计

一、已知条件：

谷物联合收获机的喂入量1kg/s，

工作部件类型：

水稻半喂入式脱粒机（喂入与脱粒部分）.

二、设计要求：

1、系统地了解谷物收获机的构造和工作原理及相关的实验设备。

2、要求准确掌握收获机的各个工作部件及工作原理。

3、学会数学建模的方法分析实际收获机的各个工作部件。

4、独立完成谷物联合收获机工作部件的设计与计算。

5、应符合课程设计报告的基本要求，独立完成你的论文。

三、撰写论文要求：

1、论文内容包括中文封皮、目录、综述、正文（设计与计算）、参考文献、附录（设计图0号）、等主要部分组成。

2、论文开本要求：

A4；左边距：

25mm，右边距：

20mm，上边距：

20mm，下边距：

25mm，页眉边距：

14mm，页脚边距：

18mm；正文行间距：

五号字自然排版。

3、标题四号黑体。

标明参考文献的出处。

4、素材收集真实有效，论述图文并茂。

四、相关参考书目：

（自行检索）。

五、本课程论文答疑人（注明各答疑人答疑的部分）：

车刚。

六、时间分配比例（供参考）

12月19日至12月21日根据论文的基本条件进行资料查阅。

12月22日至12月23日确定方案，初步编辑。

12月22日至12月30日计算、画图、编辑撰写与修改。

12月30日至12月31日论文装订、答辩。

开始进行日期　2008年6月　12日。

完成日期　　2008年　7月　15日。

答辨日期　　2008年　7月　19日。

农机班级：

农机2005人数：

50

2008年7月15日

目录

1.引言----------------------------------------------------------------------------------------------------

（2）

2.结构设计与计算---------------------------------------------------------------------------------------

（2）

2.1方案确定----------------------------------------------------------------------------------------------

（2）

2.2喂入方式----------------------------------------------------------------------------------------------（3）

2.3滚筒的长度-------------------------------------------------------------------------------------------（3）

2.4滚筒的直径------------------------------------------------------------------------------------------（3）

2.5脱粒间隙-----------------------------------------------------------------------------------------------（4）

2.6滚筒转速-----------------------------------------------------------------------------------------------（4）

2.7夹持输送链的速度选择-----------------------------------------------------------------------------（5）

2.8弓齿的设计--------------------------------------------------------------------------------------------（5）

2.9副滚筒--------------------------------------------------------------------------------------------------（7）

2.8凹版-----------------------------------------------------------------------------------------------------（8）

3.主要技术参数-------------------------------------------------------------------------------------------（8）

参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------（9）

1、引言

半喂入型脱离装置的主要特点是采用弓齿滚筒进行脱粒。

作物可在滚筒四周的不同位置进行脱粒，分上脱、下脱和倒挂脱三种形式。

脱粒时夹持输送链将谷物根部整齐地夹住，使茎杆不进入滚筒，仅谷穗部分进入滚筒和凹版筛之间的脱粒间隙，夹持输送链夹住谷物沿滚筒轴向移动，在轴向移动的过程中，谷穗不断受到滚筒弓齿的梳刷、冲击将谷粒脱下。

脱下的谷粒将穿过凹版筛落到清粮室或谷物搅龙上，而完整的禾秆则油出口端被夹持链排出，被弓齿拉断的短禾秆和断穗等由滚筒排至副滚筒（排杂筒）的下方，经副滚筒再次脱粒后抛出机外。

这种脱粒装置基本上保持了茎杆的完整，并解决了脱粒不净与籽粒破碎之间的矛盾，由于茎杆不进入脱粒装置内，所以消耗的功率也比较少。

2、结构的设计与计算

2.1、方案确定

水稻半喂人脱粒机由夹持输送装置、脱粒滚筒、副滚筒、切刀、清选装置、籽粒推运器和出粮筒等组成．其结构如图l所示。

按照要求，本设计主要设计水稻半喂入脱粒机的喂入和脱粒部分。

2.2、喂入方式

采用下脱式，具有以下特点：

（1）、凹版包角小，分离面积小，分离率低，夹带损失大

（2）、凹版筛孔被茎杆遮挡，分离效率低，湿脱时筛孔容易阻塞

（3）、喂入性能好，断穗、带柄均少

（4）、脱到和脱麦的通用性好

2.3、滚筒的长度

用最少的弓齿数、最短的滚筒长度达到净脱、分离、消耗动力少而负荷均匀是设计的目的。

而滚筒长，配置的总齿数多，凹版面积大，脱净率高，分离干净，夹带损失小，生产率有所提高。

所以，在满足使用要求的前提下，应尽量选择较小的滚筒长度。

根据实验研究和给定的喂入量q=1kg/s取滚筒长度L=500mm能满足脱粒要求。

2.4、滚筒直径

弓齿滚筒式脱粒装置工作时茎杆是被夹持进行工作的。

滚筒的直径

（不包括弓齿高度）与茎杆的喂入长度

，以及茎杆的喂入部分对应滚筒的圆心角

之间有一定的关系：

茎杆的喂入长度必须大于谷物结穗部分的长度，不然将产生漏脱现象。

此外，还要考虑谷物生长的高矮不同，以及在收割过程中产生的根差和角差而影响正整齐性的情况。

另外还要考虑到喂入长度

过长滚筒容易缠草。

通常情况下茎杆的喂入长度取

圆心角

的大小与脱粒质量和功率消耗有关，在

时，断穗与断茎率、功率消耗无显著变化，工作稳定可靠，当

时茎杆弯曲程度增加，断穗率、断杆率急剧上升，功率消耗增加，一般取

。

根据

角及喂入长度

，求得滚筒直径

，

弓齿高度

。

取h=65mm

则弓齿滚筒直径

2.5、脱粒间隙

凹版筛面与弓齿齿顶之间的间隙叫脱粒间隙。

间隙小时，功率消耗较多，籽粒损伤较多，而断穗和托柄、脱芒的处理较好，黏附在筛网上的碎茎也较少。

因为弓齿滚筒式脱粒装置沿滚筒轴向齿高是不同的，所以：

梳整区：

10—15mm取13mm

脱粒前段：

8—10mm取9mm

后段：

4—5mm取5mm

2.6、滚筒的转速

滚筒的圆周速度一般用滚筒的有效直径来计算。

当滚筒速度增加时，脱净率增加，水稻带柄率减少，担破碎率和断茎率都增加，当圆周速度大于12米、秒时，水稻脱净率在99％以上，但如果圆周速度过大，脱离效率提高并不显著，仅使谷粒在滚筒上跳动加剧，增加谷粒的抛散损失。

当滚筒的圆周速度太小时，弓齿对穗的冲击力减弱，从而延长脱粒时间而降低生产率。

但如果圆周速度过大，脱离效率提高并不显著，仅使谷粒在滚筒上跳动加剧，增加谷粒的抛散损失。

通常情况下对于水稻来说：

。

根据圆周速度V便可以计算出滚筒的转速n。

式中

D——滚筒直径（不包括弓齿高度）；

H——弓齿的高度。

取

2.7、夹持输送链的速度与位置的选择

2.7.1、夹持链速度的选择：

由夹持链、夹持台等组成，夹持链按《农业机械学套筒滚子链条》的规定制造。

夹持链输送速度取决于套筒长度，脱粒方式和凹板分离效率等。

夹持输送链速V=0.35m/s。

2.7.2、夹持链位置的选择：

防夹带板与齿顶间隙a为4～10mm,防夹带板与喂禾口垂直距离为35～50mm，夹持链内链片至弓齿顶距离c为30～50mm，链条安装倾角约为20，链中心线与滚筒中心的距离d为40～60mm。

2.8、弓齿的设计

2.8.1、弓齿的形状

弓齿的形状有“V”字形及“U”字形两种。

试验结果表明“V”字形弓齿顶角为

时，消耗的功率和断穗率都最少。

“U”字形弓齿圆弧大的功率消耗小，断穗率也小。

本设计滚筒上脱粒齿采用双重齿，它们能够提高梳刷、脱粒质量，并且滚筒不易缠草。

弓齿用65Mn刚制造，淬火部位的硬度为HRC45~55。

2.8.2、弓齿在滚筒上的排列

在长期的生产实践中证明，半喂入式的脱粒滚筒的弓齿排列，按一定的螺旋排列是能够获得满意的脱粒性能的。

弓齿依螺旋排列的目地除了达到脱粒时负荷均匀外，而且还能促使杂余沿轴向流动。

所以，选择弓齿的排列按照螺旋线分区的排列、选择螺旋线头数为3，分为三个区段且螺旋线的方向是顺着喂入方向向后倾斜。

第一区段为梳整区，约占滚筒全长的

，梳整齿选材为6—8mm的钢丝，对作梳导和推送，梳整齿安装在滚筒喂入端的锥形面上。

靠近喂入口的第一个齿是小型的，高度也低，第二、第三个齿较大，高度也逐渐增加，齿迹逐渐增加；齿顶多为圆弧型，齿的强度较大，以适应刚喂入的较大符合。

梳整齿一般高h为35～60毫米，齿根宽为60～110毫米，齿面与滚筒的回转方向偏

，排列较稀，以利于导禾秆进入滚筒，并将谷穗加以梳整脱粒。

第二区段为脱粒区，约占滚筒全长的70～75％。

钢丝直径5—6mm，它又分前后两区。

前区约占全长的40～45％。

由于谷物刚进入脱粒间隙，脱粒量较大，安装了加强齿。

为避免打断茎杆，齿的排列较稀，齿迹距也较大（约25～36毫米），齿顶也略低，约60毫米以保持稍大的脱粒间隙，后区约占全长的30％，安装着脱粒齿，主要用来将难脱的籽粒脱净。

所以弓齿排列较密，齿迹距为11～26毫米，脱粒齿高约65～75毫米，以保持较小的脱粒间隙，齿脚的跨距较小，约35毫米左右，齿形较尖。

第三区为排稿区，只占滚筒全长的8～10％，钢丝直径5—6mm，为加强排草能力，齿距较密，为60毫米左右，齿形与脱粒齿相同。

2.8.3、齿排的类型

试验证明，齿排按斜线配置的滚筒，工作平稳，生产率高。

所以，本设计中，齿排按斜线配置。

2.8.4、由螺旋排列法计算各参数

螺旋排列的列数：

弓齿轴向间距：

相邻二圆周弓齿沿圆周方向对应错开的弧长：

弓齿滚筒的长度：

弓齿数：

2.9、副滚筒

由副滚筒和编制筛凹版、排稿齿组成副滚筒室，其作用是将由主滚筒室及二次回送装置送来的断穗进行复脱和分离，并将短茎秆和断穗排出机外。

副滚筒为闭式滚筒，副滚筒的直径（包括齿高）为250—350mm,所以取300mm。

2.10、凹版

滚筒配合凹版工作，才能高效率的完成脱粒过程。

在半喂入式脱粒机上凹版大多采用编织筛，筛孔尺寸为7.5×7.5mm—12×12mm所以选择筛孔直径为9×9mm,钢丝直径为2.5mm,凹版包角为148°

3、主要技术参数

经过上述的计算，最后确定的半喂入式水稻脱粒机（喂入与脱粒装置）的主要尺寸如下表

项目名称

主要参数

滚筒直径/mm

400mm

滚筒长度/mm

500mm

滚筒转速/r/min

550r/min

副滚筒转速/r/min

1000r/min

副滚筒直径/mm

300mm

滚筒凹版筛孔尺寸/mm

9×9mm

参考文献

[1]张伟.《农业机械学》[M].东北林业大学出版社.2001.

[2]衣淑娟.《水稻半喂入脱粒机的设计》[J].黑龙江八一农垦大学，2000.

[3]王万钧.《农业机械设计手册》[M].机械出版社.2003.

[4]张兰星.《谷物收割机械原理与计算》[M].吉林人民出版社.2000