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小型谷物揚場機的設(shè)計 帕麗地古麗·吾買爾 （塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300） 摘要：谷物揚場機是今后谷物清選必需的機械裝備和發(fā)展方向，它改變了傳統(tǒng)人工清選操作的方法，比人工操作提高效率十幾倍以上，改善了清選操作的環(huán)境，重要的是節(jié)省所消耗的時間、提高了勞動效率和經(jīng)濟效益。事物總是不斷發(fā)展的，揚場機的研制工作也是一樣，還需要不斷的提高和發(fā)展：比如研究更為合理的新機型，努力實現(xiàn)通用化、標準化和系列化，把新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用到揚場機上，以更提高揚場機的工作可靠性，改善其操作性能，減輕機器重量，提高其耐用度和降低造價。本課題所設(shè)計的是一種帶式揚場機，它模擬人工操作,通過橡膠帶高速運轉(zhuǎn)實現(xiàn)谷物的清選。其主要機構(gòu)包括喂料斗、橡膠帶、主動滾筒、被動滾筒、壓緊滾筒、機架、電機等。 關(guān)鍵詞：小型；谷物；揚場機 中圖分類號:TD451 文獻標識碼：A 0引言 揚場機是一種對糧食簡單清雜的設(shè)備，可清除糧食中的輕雜質(zhì)及大雜質(zhì)，用于清雜、精選和分級的糧食加工機械，以利于糧食儲存。揚場機的主要功用是在脫離場上把從作物上脫下來的果粒，碎秸稈，殼子等混合物進行分離，以得到干凈，純潔的谷粒。谷物脫粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動的輪形和皮帶曰的帶動下被拋出,谷粒、糠皮、碎石落地的遠近不同,從而形成堆,達到分離的目的。 谷物揚場是谷物收獲后不可缺少的環(huán)節(jié)。收獲后的谷粒中不僅包含飽滿和成熟的籽粒，而且還有不成熟的谷粒。此外還包含有許多雜質(zhì)。因此無論留做種子或其他用途，均需將收獲后的谷粒進行清選才能滿足要求。利益種子的儲藏，運輸及機械化作業(yè)，增強種子在市場上的銷售競爭力。谷粒經(jīng)過清選以后，可以獲得質(zhì)量均勻、尺寸一致的種子。將種子清選以后再播種，可以清除出小粒、破碎粒作為糧食或飼料，節(jié)約了糧食；清選后的種子均勻飽滿，播種后發(fā)芽率高、長勢好，一般都能增產(chǎn)5﹪-10﹪，還可以減少播種量20﹪左右，而且有利于種子的儲藏、運輸及機械化作業(yè)，增強種子在市場上的銷售競爭力。因此，清選機產(chǎn)品對農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)民收入的增加有著十分重要的作用。特別是玉米，清選后可用半精量或精良播種，因而便可以大量節(jié)省種子。清選后的種子已經(jīng)清除掉其中大部分病蟲害的籽粒，減少了今后感染的可能性，使田間雜草含量減少，作物生長整齊，成熟一致，有利于機械化作業(yè)。 1谷物揚場機的設(shè)計 1.1整機的工作原理 驅(qū)動電機通過傳動皮帶驅(qū)動主動滾筒轉(zhuǎn)動，主動滾筒又通過傳送膠帶帶動從動滾筒同步轉(zhuǎn)動，主動滾筒和從動滾筒可以先后調(diào)整，壓緊滾筒壓緊在傳送膠帶上，由傳送膠帶帶動而轉(zhuǎn)動，此時進料口的物料經(jīng)過出料口的篩網(wǎng)，因自重而落在傳送膠帶上，并隨膠帶同速運動，達到壓緊滾筒時，由壓緊滾筒將物料壓緊在膠帶上，使其均勻通過且產(chǎn)生一個沿壓緊滾筒圓周與膠帶相切的拋射角，物料沿此角度，以一定的速度拋射下去，根據(jù)物料慣性的大小達到分離雜物的目的，調(diào)整主動滾筒和從動滾筒的作用是根據(jù)物料顆粒的大小及容量等，篩網(wǎng)用于過濾物料中的大的顆粒雜質(zhì)，以提高機構(gòu)的工作性能。 1.2 谷物揚場機的傳動原理 揚場時，橡膠帶高速運轉(zhuǎn)，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動的輪W和皮帶P的帶動下被拋出。因為拋出的速度相同，所以質(zhì)量大的動能大，克服空氣阻力運動的距離就遠；質(zhì)量小的運動的距離也小，這就好比人以同樣的方式扔石塊和鵝毛，石塊扔得遠，而鵝毛扔得近。從而達到了分離的目的，從使用上看，揚場機靠機器帶動，輪W轉(zhuǎn)得越快，分離效果越好； 利用不同空氣阻力進行分離:將谷粒混合物以一定速度并與水平方向成一定角度拋入空中，依空氣對各種物料阻力的不同，其拋擲距離亦不相同，從而進行分離。揚場機拋擲部分的膠帶與水平傾斜30度到50度。飽滿籽粒的跑出距離可達10-15米左右，較輕的籽粒和雜物則落于6m以內(nèi)。該小型谷物揚場機使用非常方便，而且節(jié)約能源。移動方便進料斗采用插板活門控制流量，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，喂料均勻，研制價格低。我對機體結(jié)構(gòu)進行了改進，使安全性能提高、利用率增加、工作環(huán)境改善、勞動強度下降、工作效率提高。 1.3谷物揚場機整機圖 1. 輪子 2.電動機 3.被動滾筒 4.喂料口 5.壓緊滾筒 6.橡膠帶 7.主動滾筒 8.機架 圖1-1 小型谷物揚場機 2 主要部件的設(shè)計 2.1 機架的設(shè)計 主要起支撐作用，由于電動揚場機屬于農(nóng)用機械，不需要太精密，而且價格應(yīng)盡量低廉，所以采用角鋼制作。按照實際使用要求，只需校核一下支架的壓桿穩(wěn)定性要求，因為穩(wěn)定是構(gòu)件除了強度、剛度失效外的另一種重要失效形式。細長壓桿當壓力超過一定數(shù)值時，會由原來的直線平衡形式突然變彎，從而致使結(jié)構(gòu)喪失承載能力。由于構(gòu)件的失穩(wěn)往往是突發(fā)的，因而其危害性也較大。歷史上曾多次發(fā)生因構(gòu)件失穩(wěn)而引起的重大事故。如1907年加拿大勞倫斯河上，跨長為548米的奎拜克大橋，就因壓桿失穩(wěn)而導(dǎo)致整座大橋倒塌。 圖2.1 機架 2.2 喂料機構(gòu)的設(shè)計 根據(jù)皮帶的尺寸設(shè)計料斗的尺寸。料斗的設(shè)計主要考慮其容積及自流下料 ，因此料斗設(shè)計成上面為立方體、下面為四棱柱的組合形式。喂料斗底部連接有三條腳都固定在機架上。保證物料能均勻的、連續(xù)的流到皮帶上，以提高效率。喂入量采用插板活門控制流量，通過調(diào)節(jié)插板深度來調(diào)節(jié)喂入量，以此來調(diào)節(jié)喂入量。由于揚場機屬于農(nóng)用機械，不需要太精密，而且價格應(yīng)盡量低廉，所以采用角鋼、鐵皮制作。 圖2.2 喂料斗 2.3脫橡膠環(huán)帶的設(shè)計 由于皮帶為特殊加工的多坑圓點輸送帶，輸送中有定向作用，便于糧食的收集。 3谷物揚場機傳動部件的設(shè)計 3.1 電機的選擇 計算功率 -工況系數(shù)，取=1.1 則=3.52 谷物落地點到拋出點的水平距離 =12 谷物拋出點到地面的距離=0.3 揚角可取為300到600 =0.25 初速度=4.8 3.6 =480 平帶傳動比25 由此可知，可以用轉(zhuǎn)速為960到2400的電動機，所以本設(shè)計選擇電動機轉(zhuǎn)速為1020其工作功率為3.2。 4 結(jié) 論 小型揚場機的種類有帶式揚場機、風扇壓送式揚場機、葉輪拋送式揚場機等。其中帶式揚場機使用廣，可以進行谷物的清選通風糧食翻倉以及近距離的糧食搬運等。該機主要由喂料斗、橡膠帶、滾筒、電機等組成。揚場時，橡膠帶高速運轉(zhuǎn)，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動的輪W和皮帶P的帶動下被拋出。因為拋出的速度相同，所以質(zhì)量大的動能大，克服空氣阻力運動的距離就遠；質(zhì)量小的運動的距離也小，這就好比人以同樣的方式扔石塊和鵝毛，石塊扔得遠，而鵝毛扔得近。從而達到了分離的目的，從使用上看，揚場機靠機器帶動，輪W轉(zhuǎn)得越快，分離效果越好； 利用不同空氣阻力進行分離:將谷粒混合物以一定速度并與水平方向成一定角度拋入空中，依空氣對各種物料阻力的不同，其拋擲距離亦不相同，從而進行分離。揚場機拋擲部分的膠帶與水平傾斜30度到50度。飽滿籽粒的跑出距離可達10-15米左右，較輕的籽粒和雜物則落于6m以內(nèi)。該小型谷物揚場機使用非常方便，而且節(jié)約能源。移動方便進料斗采用插板活門控制流量，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，喂料均勻，研制價格低。我對機體結(jié)構(gòu)進行了改進，使安全性能提高、利用率增加、工作環(huán)境改善、勞動強度下降、工作效率提高。 參考文獻： [1]魏宏安.我國收獲機械的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2001,36(10):2-6. [2]景曉村主編.當代中國的農(nóng)業(yè)機械工業(yè)[J].北京:中國社會科學出版社，1988. [3]農(nóng)牧漁業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司，北京農(nóng)業(yè)工程大學[J].中國農(nóng)業(yè)機械化重要文獻資料.北京農(nóng)業(yè)大學出版社，1988,12:27+30. [4]胡偉.我國揚場機技術(shù)與市場發(fā)展分析[J].農(nóng)村機械化，1998,(2):38-39. [5]楊家軍主編.機械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)[J].北京:科學出版社，2008. [6]韓正最，栗震霄，魏宏安等.齒形鏈式切割器的研究實驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報,1998 14(2):86-89. [7]日本農(nóng)機學會.農(nóng)業(yè)機械手冊[D].北京:機械工業(yè)出版社，1991. [8]沈鴻.機械工程手冊(七)[M].北京:機械工業(yè)出版社，1982. [9魏道德.工程力學[J].北京:機械工業(yè)出版社，2002,10:53-54+68. [10]張民安.圓柱齒輪精度[J].北京:中國標準出版社，1995,03:210-211. [11]淮良貴等主編.機械設(shè)計[M].第八版.北京:高等教育出版社，2009.