5XZ-3.0型重力式清選機下體設(shè)計【說明書+CAD】
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本科畢業(yè)設(shè)計開題報告
題 目: 5XZ-3.0型重力式清選機下體設(shè)計
院 (系): 機械工程學(xué)院
班 級:
姓 名:
學(xué) 號:
指導(dǎo)教師:
教師職稱:
XX學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告
題 目
5XZ-3.0型重力式清選機下體設(shè)計
來源
工程實際
1、研究目的和意義
隨著農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展,農(nóng)作物種子清選機械也日趨成熟,其中正壓式重力清選機發(fā)展最快。
5XZ-3.0型正壓式重力清選機適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子精選加工。可在加工線中配套使用,也可用于單機作業(yè)。
本設(shè)計研究設(shè)計生產(chǎn)率為3.0t/h的5XZ-3.0型重力式清選機的主要參數(shù),包括振幅、振動頻率、縱橫向傾角、臺面摩擦力情況及風(fēng)量風(fēng)壓情況,并在原基礎(chǔ)上對操作調(diào)節(jié)上進行改進,簡化操作難度。
2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述)
種子收獲后,從外形相近的種子中間,將不成熟的、霉變的、被蟲子咬過的不合格種子及小石子(重雜)從好種子中分離出來,這個過程通過使用重力式清選機實現(xiàn),效果十分明顯。種子經(jīng)過重力式清選機的氣流和振動篩選后,不僅提高了種了凈度和發(fā)芽率,增加種子商品化程度,而且利于種子機械化田間播種。
a、國外重力式清選機評述:
在歐美發(fā)達國家,重力式清選機的生產(chǎn)能力從1t/h到15t/h,臺面結(jié)構(gòu)從三角形臺面、矩形臺面到混合形臺面,氣流形式從負壓到正壓,已形成多種系列化重力式清選機,工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強、噪音相對較低。除傳統(tǒng)的機械調(diào)節(jié)外,已開發(fā)出液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),操作更加靈敏。比較著名的生產(chǎn)廠家有丹麥WESTRUP公司,奧地利HEID公司、德國PETKUS公司、美國OLIVER公司、LMC公司[1]。
從性能上看,無論是三角臺面還是矩形臺面振動平穩(wěn),風(fēng)量在臺面上非均布且有規(guī)律分布,物料能很好地布滿整個臺面,種子分離效果明顯。
從結(jié)構(gòu)上看,丹麥WESTRUP公司產(chǎn)品采用三角形臺面單風(fēng)機正壓式結(jié)構(gòu),重雜清理效果較好;奧地利HEID公司的產(chǎn)品是多聯(lián)風(fēng)機矩形臺面,雙質(zhì)點平衡結(jié)構(gòu),無效振動和噪音?。坏聡鳳ETKUS公司產(chǎn)品單風(fēng)機矩形臺面;美國OLIVER公司產(chǎn)品三角形或矩形臺面,采用多聯(lián)離心風(fēng)機,噪音略高但分選效果明顯,又開發(fā)出液壓調(diào)節(jié)裝置,操作靈活,適用于大型設(shè)備的操作,其小噸位產(chǎn)品采用混合型臺面(如316M型),尤其適合于蔬菜等小粒種子的清選,能耗及噪音適中;LMC公司的產(chǎn)品采用雙振動架平衡機構(gòu),清選效果適中,但總體結(jié)構(gòu)龐大。CRIPPEN公司產(chǎn)品采用矩形臺面,多聯(lián)前彎曲多葉片風(fēng)機,風(fēng)機出風(fēng)口有角度,噪音小[2][3]。
b、重力式清選機的發(fā)展方向:
(1)氣流系統(tǒng)的選擇:
重力式清選機有負壓式和正壓式兩種氣流配置形式,其中正壓式由單臺或多臺風(fēng)機供風(fēng)。其中負壓式供風(fēng)類型以瑞士布勤(BUHLER)公司產(chǎn)品著稱(1980年前后河北正定縣在“四化一供”中安裝了布勒公司引進的3t/h種子加工成套設(shè)備,重力式清選機為MTLB-100型),種子清選效果理想,當(dāng)時上海向明機械廠在消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)出5XZ-1.0和5XZ-2.5負壓重力式清選機,但由于能耗、噪音較大,振動不易平衡,操作不便,目前已逐步被淘汰。正壓式目前占據(jù)主導(dǎo)地位,由于單臺風(fēng)機風(fēng)量分布不勻或風(fēng)量不足,目前大多采用正壓多聯(lián)風(fēng)機結(jié)構(gòu),OLIVER公司產(chǎn)品設(shè)置導(dǎo)流板,HEID公司產(chǎn)品設(shè)置了高效多殿風(fēng)機和非均布導(dǎo)風(fēng)板,通過結(jié)構(gòu)改進使氣流通道阻力小,風(fēng)機效率增高。
(2)臺面的選擇:
種子在重力式清選機臺面上保持的時間越長,走過的距離越遠,種子分離和分選效果就越好。一般重力式清選機有三角形和矩形臺面兩種,工作原理相同,均有分層區(qū)和分離區(qū)。其主區(qū)別在于:輕、重種子由喂料口經(jīng)工作臺到各自排出口的距離不同。重力式清選機工作時,三角形臺面上重種子(包括重雜)走過的路徑遠,矩形臺面上輕雜和中間混合料走過的路徑遠。
三角形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的重雜;矩形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的輕雜和生產(chǎn)效率,平衡性能好,有利于風(fēng)機的布置;對于混合型臺面則性能適中。在大生產(chǎn)率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面,但在小生產(chǎn)率,清除重雜為主的小子粒種子清選中仍使用三角形臺面。
(3)振動的選擇:
機械振動根據(jù)驅(qū)動方式不同可分為幾種,有電磁驅(qū)動、振動電機驅(qū)動、曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動等。重力式清選機振動方式國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的是曲柄連桿驅(qū)動方式,結(jié)構(gòu)布置和參數(shù)調(diào)節(jié)較方便,能做到理想的平衡。HEID公司產(chǎn)品為自平衡振動機構(gòu),OLIVER公司產(chǎn)品則設(shè)計為附加的振動平衡架。
(4)國外重力式清選機生產(chǎn)能力的標準化與系列化:
OLIVER公司多年來一直堅持專一產(chǎn)品生產(chǎn),不斷進行產(chǎn)品更新,原有機型316,50,80,180,240經(jīng)過改進后,增加了平衡裝置、風(fēng)量表、轉(zhuǎn)速表(頻率顯示)等,形成316M、50M、80M、180M、240M,90年代以后又開發(fā)出大型的2400、3600、4800型產(chǎn)品,配備了液壓操作系統(tǒng)。
5)集中操作并改進相關(guān)裝置:
在設(shè)備的操作方便性方面,國外重力式清選機都設(shè)置了儀表直接顯示調(diào)節(jié)數(shù)據(jù),不停機集中控制。臺面開始用鋁合金代替鋼結(jié)構(gòu),選用性能好的鋼絲網(wǎng),OLIVER公司和CRIPPEN公司臺面還涂了一層氫基甲酸乙酯,增加臺面鋼絲的磨擦力,增加生產(chǎn)率,延長使用壽命。臺面有半罩或全罩除塵,在主排種出口配備振動電機加快出料速度[4]。
c、國外重力式清選機企業(yè)的發(fā)展歷程:
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織在20世紀80年代初編印的世界種子加工機械生產(chǎn)廠商和產(chǎn)品名錄,當(dāng)時共有種子加工機械廠商約100家(不包括中國),主要企業(yè)分布在歐洲和美國。經(jīng)過十幾年的演變,歐洲企業(yè)經(jīng)歷了兼并與產(chǎn)品創(chuàng)新的變化,美國企業(yè)則進入產(chǎn)品革新與開拓階段企業(yè)總數(shù)減少,實力增強[5]~[8]。
美國著名種子加工機械生產(chǎn)廠商經(jīng)過幾十年的市場競爭,開發(fā)、保持和發(fā)展了自己產(chǎn)品的特色,重點生產(chǎn)有特色的產(chǎn)品,有些工廠主既是產(chǎn)品的設(shè)計和專利擁有者,又是公司總裁,對自己的產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā)方向相當(dāng)了解。如美國CRIPPEN公司生產(chǎn)重力式清選機已有70多年的歷史,進入90年代兼并了別的公司,很有起色,老式重力式清選機在保持原有傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行了革新。美國OLIVER公司多年來一直專一生產(chǎn)重力式清選機,90年代為與美國大農(nóng)場的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng),又開發(fā)出超大型重力式清選機,操作和使用非常方便。丹麥CIMBRIA公司進入80年代后收購了奧地利有百年歷史的HEID公司,近年來又開發(fā)出新一代重力式清選機。德國PETKUS公司傳統(tǒng)產(chǎn)品是風(fēng)篩表選機,近年來也開發(fā)了重力式清選機和其他產(chǎn)品[9]。
3、研究/設(shè)計的目標
a. 根據(jù)給定參數(shù)生產(chǎn)率3.0t/h、振動頻率300-600、振幅7mm,設(shè)計5XZ-3.0型重力式清選機,使之適合種子加工廠按照種子比重精選種子
b. 完成5XZ-3.0型重力式清選機的說明書和相應(yīng)的圖紙繪制。
c. 對5XZ-3.0型重力式清選機存在的問題提出一定的改進方法,使之參數(shù)結(jié)構(gòu)更合理。
4、設(shè)計方案(研究/設(shè)計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等)
根據(jù)所學(xué)的專業(yè)理論知識,并結(jié)合現(xiàn)實生產(chǎn)加工的需要,應(yīng)該從以下三個方面進行設(shè)計工作:
首先,研究重力式清選機的工作原理和物料輸送機理,通過理論分析,了解現(xiàn)實使用中重力式清選機的具體工況。為下一步的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化做準備,同時也為未來的理論研究和學(xué)術(shù)探索打好基礎(chǔ)。
其次,進行重力式清選機的常規(guī)設(shè)計,主要工作是比重分選的設(shè)計計算、糧食流速和生產(chǎn)率,還要進行重力分選臺形狀的選擇、和篩面的選擇。
最后,根據(jù)實際生產(chǎn)的需求,需考慮現(xiàn)場使用的特殊性,如角度的可調(diào)性、操作的集中和可視性等等,根據(jù)以上的要求,對傳統(tǒng)設(shè)計進行改造和優(yōu)化,使產(chǎn)品滿足實際生產(chǎn)的要求。
正壓式重力清選機機構(gòu)如下圖所示,由分選臺、風(fēng)機、連桿機構(gòu)等部分組成。糧食喂入到分選臺上后,靠曲柄連桿機構(gòu)使分選臺產(chǎn)生的拋擲作用,有低的一端向高的一端運動。同時靠風(fēng)力的作用使糧食產(chǎn)生懸浮和分層,使比糧食輕的雜質(zhì)浮向上層,并借分選臺的傾角和風(fēng)力使輕雜質(zhì)向分選臺低的一端運動,并推出機外。
分選臺篩面為長孔魚鱗狀篩,但它不是用來篩選糧食,而是利用魚鱗板的突起部分增加篩面的摩擦系數(shù),提高分選臺輸送糧食的能力,同時也利用篩孔對氣流起導(dǎo)向的作用。
連桿機構(gòu)的拋擲作用使糧食松散并向前輸送,使風(fēng)速不需要達到懸浮速度就能進行分離。糧食與雜質(zhì)粒度大小和表面摩擦系數(shù)的不同也是重力分選的重要條件。
1、喂料斗 2、比重分選臺 3、凈糧出口 4、雜質(zhì)出口 5、支桿
6、曲柄連桿機構(gòu) 7、風(fēng)機 8、機架 9、水平氣流
5、方案的可行性分析
種子收獲后,從外形相近的種子中間,將不成熟的、霉變的、被蟲子咬過的不合格種子及小石子(重雜)從好種子中分離出來,這個過程通過使用重力式清選機實現(xiàn),效果十分明顯。種子經(jīng)過重力式清選機的氣流和振動篩選后,不僅提高了種了凈度和發(fā)芽率,增加種子商品化程度,而且利于種子機械化田間播種。
5XZ-3.0型重力清選機適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子精選加工??稍诩庸ぞ€中配套使用,也可用于單機作業(yè),因此在它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要作用。
農(nóng)業(yè)機械化在發(fā)達國家已經(jīng)非常成熟,近代隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展,中國農(nóng)業(yè)機械面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn),因此對種子重力清選機的設(shè)計和改進是可行和必要的。
6、該設(shè)計的創(chuàng)新之處
傳統(tǒng)重力清選機的供風(fēng)系統(tǒng)、振動無級變速機構(gòu)、縱橫角度調(diào)整等等由人工手動調(diào)整完成,勞動強度大、精度低、效率差,實際生產(chǎn)中非常不方便。
本設(shè)計采用機械調(diào)節(jié)和液壓調(diào)節(jié)相結(jié)合的調(diào)節(jié)操作系統(tǒng),并安裝可視數(shù)字儀表,這樣一來,使得機器操作、調(diào)整更加簡便、快捷和精確。
7、設(shè)計產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域
主要用途:主要用于清選外形尺寸相同而比重不同的各種糧食及種子籽粒。各類種子加工廠糧食處理中心配套使用,也可單機使用??梢郧宄∠x害、霉爛及不成熟籽粒和雜草、石塊等雜質(zhì),是提高種子凈度、等級的關(guān)鍵設(shè)備。在雜糧種子及蔬菜種子加工中得到廣泛的應(yīng)用。
應(yīng)用領(lǐng)域:適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子精選加工
8、時間進程
第3周 了解設(shè)計內(nèi)容,收集資料
第4周 外出實習(xí)
第5~8周 整理資料、外文翻譯
第9~12周 生產(chǎn)能力、主要部件受力計算 驅(qū)動裝置的設(shè)計、主要零部件尺寸的計算;傳動裝置的設(shè)計;主要零部件強度校核
第13~14周 擬定總體方案,繪制結(jié)構(gòu)總圖;繪制主要零部件圖
第15~16周 編寫說明書;設(shè)計文件修改
第17周 答辯
9、參考文獻
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指導(dǎo)教師意見
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年 月 日
開題答辯小組意見:
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畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組意見:
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