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水稻半喂入脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)(喂入與脫粒裝置)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目：水稻半喂入式脫粒機(jī)（喂入與脫粒部分）設(shè)計(jì)，
喂入量2.0Kg / s
目 錄
1.引 言----------------------------------------------------------------------------------------------------(2)
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算---------------------------------------------------------------------------------------(2)
2.1方案確定----------------------------------------------------------------------------------------------(2)
2.2喂入方式----------------------------------------------------------------------------------------------(3)
2.3滾筒的長(zhǎng)度-------------------------------------------------------------------------------------------(3)
2.4滾筒的直徑 ------------------------------------------------------------------------------------------(3)
2.5脫粒間隙-----------------------------------------------------------------------------------------------(4)
2.6滾筒轉(zhuǎn)速-----------------------------------------------------------------------------------------------(4)
2.7夾持輸送鏈的速度選擇-----------------------------------------------------------------------------(5)
2.8弓齒的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------------------------------(5)
2.9副滾筒--------------------------------------------------------------------------------------------------(7)
2.8凹版-----------------------------------------------------------------------------------------------------(8)
3.主要技術(shù)參數(shù)-------------------------------------------------------------------------------------------(8)
參考文獻(xiàn)-------------------------------------------------------------------------------------------------- (9)
1、引言
半喂入型脫離裝置的主要特點(diǎn)是采用弓齒滾筒進(jìn)行脫粒。作物可在滾筒四周的不同位置進(jìn)行脫粒，分上脫、下脫和倒掛脫三種形式。脫粒時(shí)夾持輸送鏈將谷物根部整齊地夾住，使莖桿不進(jìn)入滾筒，僅谷穗部分進(jìn)入滾筒和凹版篩之間的脫粒間隙，夾持輸送鏈夾住谷物沿滾 筒軸向移動(dòng)，在軸向移動(dòng)的過(guò)程中，谷穗不斷受到滾筒弓齒的梳刷、沖擊將谷粒脫下。脫下的谷粒將穿過(guò)凹版篩落到清糧室或谷物攪龍上，而完整的禾稈則油出口端被夾持鏈排出，被弓齒拉斷的短禾稈和斷穗等由滾筒排至副滾筒（排雜筒）的下方，經(jīng)副滾筒再次脫粒后拋出機(jī)外。
這種脫粒裝置基本上保持了莖桿的完整，并解決了脫粒不凈與籽粒破碎之間的矛盾，由于莖桿不進(jìn)入脫粒裝置內(nèi)，所以消耗的功率也比較少。
2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.1 、方案確定
水稻半喂人脫粒機(jī)由夾持輸送裝置、脫粒滾筒、副滾筒、切刀、清選裝置、籽粒推運(yùn)器和出糧筒等組成．其結(jié)構(gòu)如圖l所示。按照要求，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)水稻半喂入脫粒機(jī)的喂入和脫粒部分。
2.2、喂入方式
采用下脫式，具有以下特點(diǎn)：
（1）、凹版包角小，分離面積小，分離率低，夾帶損失大
（2）、凹版篩孔被莖桿遮擋，分離效率低，濕脫時(shí)篩孔容易阻塞
（3）、喂入性能好，斷穗、帶柄均少
（4）、脫到和脫麥的通用性好
2.3、滾筒的長(zhǎng)度
用最少的弓齒數(shù)、最短的滾筒長(zhǎng)度達(dá)到凈脫、分離、消耗動(dòng)力少而負(fù)荷均勻是設(shè)計(jì)的目的。而滾筒長(zhǎng)，配置的總齒數(shù)多，凹版面積大，脫凈率高，分離干凈，夾帶損失小，生產(chǎn)率有所提高。所以，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選擇較小的滾筒長(zhǎng)度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究和給定的喂入量, 取滾筒長(zhǎng)度能滿足脫粒要求。
2.4、滾筒直徑
弓齒滾筒式脫粒裝置工作時(shí)莖桿是被夾持進(jìn)行工作的。滾筒的直徑（不包括弓齒高度）與莖桿的喂入長(zhǎng)度，以及莖桿的喂入部分對(duì)應(yīng)滾筒的圓心角之間有一定的關(guān)系：
莖桿的喂入長(zhǎng)度必須大于谷物結(jié)穗部分的長(zhǎng)度，不然將產(chǎn)生漏脫現(xiàn)象。此外，還要考慮谷物生長(zhǎng)的高矮不同，以及在收割過(guò)程中產(chǎn)生的根差和角差而影響正整齊性的情況。另外還要考慮到喂入長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)滾筒容易纏草。通常情況下莖桿的喂入長(zhǎng)度取
圓心角的大小與脫粒質(zhì)量和功率消耗有關(guān)，在時(shí)，斷穗與斷莖率、功率消耗無(wú)顯著變化，工作穩(wěn)定可靠，當(dāng)時(shí)莖桿彎曲程度增加，斷穗率、斷桿率急劇上升，功率消耗增加，一般取。
根據(jù)角及喂入長(zhǎng)度，求得滾筒直徑，
弓齒高度。
則弓齒滾筒直徑
2.5、脫粒間隙
凹版篩面與弓齒齒頂之間的間隙叫脫粒間隙。間隙小時(shí)，功率消耗較多，籽粒損傷較多，而斷穗和托柄、脫芒的處理較好，黏附在篩網(wǎng)上的碎莖也較少。因?yàn)楣X滾筒式脫粒裝置沿滾筒軸向齒高是不同的，所以：
梳 整 區(qū)：10—15mm 取13mm
脫粒前段：8—10mm 取9mm
后 段：4—5mm 取5mm
2.6、滾筒的轉(zhuǎn)速
滾筒的圓周速度一般用滾筒的有效直徑來(lái)計(jì)算。當(dāng)滾筒速度增加時(shí)，脫凈率增加，水稻帶柄率減少，擔(dān)破碎率和斷莖率都增加，當(dāng)圓周速度大于12米、秒時(shí)，水稻脫凈率在99％以上，但如果圓周速度過(guò)大，脫離效率提高并不顯著，僅使谷粒在滾筒上跳動(dòng)加劇，增加谷粒的拋散損失。當(dāng)滾筒的圓周速度太小時(shí)，弓齒對(duì)穗的沖擊力減弱，從而延長(zhǎng)脫粒時(shí)間而降低生產(chǎn)率。但如果圓周速度過(guò)大，脫離效率提高并不顯著，僅使谷粒在滾筒上跳動(dòng)加劇，增加谷粒的拋散損失。通常情況下對(duì)于水稻來(lái)說(shuō)：。根據(jù)圓周速度V便可以計(jì)算出滾筒的轉(zhuǎn)速n。
式中
D——滾筒直徑（不包括弓齒高度）；
H——弓齒的高度。
取
2.7、夾持輸送鏈的速度與位置的選擇
2.7.1、夾持鏈速度的選擇：
由夾持鏈、夾持臺(tái)等組成，夾持鏈按《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)套筒滾子鏈條》的規(guī)定制造。夾持鏈輸送速度取決于套筒長(zhǎng)度，脫粒方式和凹板分離效率等。夾持輸送鏈速。
2.7.2、夾持鏈位置的選擇：
防夾帶板與齒頂間隙a為4～10mm,防夾帶板與喂禾口垂直距離為35～50mm，夾持鏈內(nèi)鏈片至弓齒頂距離c為30～50mm，鏈條安裝傾角約為20，鏈中心線與滾筒中心的距離d為40～60mm。
2.8、弓齒的設(shè)計(jì)
2.8.1、弓齒的形狀
弓齒的形狀有“V”字形及“U”字形兩種。試驗(yàn)結(jié)果表明“V”字形弓齒頂角為時(shí)，消耗的功率和斷穗率都最少?！癠”字形弓齒圓弧大的功率消耗小，斷穗率也小。本設(shè)計(jì)滾筒上脫粒齒采用雙重齒，它們能夠提高梳刷、脫粒質(zhì)量，并且滾筒不易纏草。弓齒用65Mn剛制造，淬火部位的硬度為HRC 45~55。
2.8.2、弓齒在滾筒上的排列
在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中證明，半喂入式的脫粒滾筒的弓齒排列，按一定的螺旋排列是能夠獲得滿意的脫粒性能的。弓齒依螺旋排列的目地除了達(dá)到脫粒時(shí)負(fù)荷均勻外，而且還能促使雜余沿軸向流動(dòng)。所以，選擇弓齒的排列按照螺旋線分區(qū)的排列、選擇螺旋線頭數(shù)為3，分為三個(gè)區(qū)段且螺旋線的方向是順著喂入方向向后傾斜。
第一區(qū)段為梳整區(qū)，約占滾筒全長(zhǎng)的，梳整齒選材為6—8mm 的鋼絲，對(duì)作梳導(dǎo)和推送，梳整齒安裝在滾筒喂入端的錐形面上。靠近喂入口的第一個(gè)齒是小型的，高度也低，第二、第三個(gè)齒較大，高度也逐漸增加，齒跡逐漸增加；齒頂多為圓弧型，齒的強(qiáng)度較大，以適應(yīng)剛喂入的較大符合。梳整齒一般高h(yuǎn)為35～60毫米，齒根寬為60～110毫米，齒面與滾筒的回轉(zhuǎn)方向偏，排列較稀，以利于導(dǎo)禾稈進(jìn)入滾筒，并將谷穗加以梳整脫粒。
第二區(qū)段為脫粒區(qū)，約占滾筒全長(zhǎng)的70～75％。鋼絲直徑5—6mm，它又分前后兩區(qū)。前區(qū)約占全長(zhǎng)的40～45％。由于谷物剛進(jìn)入脫粒間隙，脫粒量較大，安裝了加強(qiáng)齒。為避免打斷莖桿，齒的排列較稀，齒跡距也較大（約25～36毫米），齒頂也略低，約60毫米以保持稍大的脫粒間隙，后區(qū)約占全長(zhǎng)的30％，安裝著脫粒齒，主要用來(lái)將難脫的籽粒脫凈。所以弓齒排列較密，齒跡距為15～25毫米，脫粒齒高約65～75毫米，以保持較小的脫粒間隙，齒腳的跨距較小，約35毫米左右，齒形較尖。
第三區(qū)為排稿區(qū)，只占滾筒全長(zhǎng)的8～10％，鋼絲直徑5—6mm，為加強(qiáng)排草能力，齒距較密，為60毫米左右，齒形與脫粒齒相同。
2.8.3、齒排的類型
試驗(yàn)證明，齒排按斜線配置的滾筒，工作平穩(wěn)，生產(chǎn)率高。所以，本設(shè)計(jì)中，齒排按斜線配置。
2.8.4、由螺旋排列法計(jì)算各參數(shù)
螺旋排列的列數(shù)：
弓齒軸向間距：
相鄰二圓周弓齒沿圓周方向?qū)?yīng)錯(cuò)開(kāi)的弧長(zhǎng)：
弓齒滾筒的長(zhǎng)度：
弓齒數(shù)：
2.9、副滾筒
由副滾筒和編制篩凹版、排稿齒組成副滾筒室，其作用是將由主滾筒室及二次回送裝置送來(lái)的斷穗進(jìn)行復(fù)脫和分離，并將短莖稈和斷穗排出機(jī)外。副滾筒為閉式滾筒， 副滾筒的直徑（包括齒高）為250—350mm,所以取300mm。
2.10、凹版
滾筒配合凹版工作，才能高效率的完成脫粒過(guò)程。在半喂入式脫粒機(jī)上凹版大多采用編織篩，篩孔尺寸為7.5×7.5mm—12×12mm所以選擇篩孔直徑為9×9mm,鋼絲直徑為2.5mm, 凹版包角為148°
3、主要技術(shù)參數(shù)
經(jīng)過(guò)上述的計(jì)算，最后確定的半喂入式水稻脫粒機(jī)（喂入與脫粒裝置）的主要尺寸如下表
項(xiàng)目名稱
主要參數(shù)
滾筒直徑/mm
400mm
滾筒長(zhǎng)度/mm
530mm
滾筒轉(zhuǎn)速/ r/min
550 r/min
副滾筒轉(zhuǎn)速/ r/min
1000 r/min
副滾筒直徑/mm
300mm
滾筒凹版篩孔尺寸/mm
9×9mm
參考文獻(xiàn)
[1]張偉.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].東北林業(yè)大學(xué)出版社.
[2]衣淑娟.水稻半喂入脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2000.
[3]王萬(wàn)鈞.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械出版社.
[4]張?zhí)m星.谷物收割機(jī)械原理與計(jì)算[M].吉林人民出版社.
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課程設(shè)計(jì)
學(xué) 院 工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
姓 名 曲樹(shù)峰
指導(dǎo)教師 車剛 胡軍
中國(guó)·大慶
2008 年 7 月
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