谷物清選機（帶式清洗分選）

谷物清選機（帶式清洗分選）,谷物,清選機,清洗,分選 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 院 工程學院 姓 名 孫萌萌 指導教師 李玉清 設計題目 帶式清選分級機的總體設計 畢業(yè)設計前期工作小結 在設計前期，我在李玉清老師指導下，首先明確了自己的設計課題要求，并仔細閱讀教材及相關資料，了解帶式清選分級機設計的目的、內容、要求和步驟。然后在李老師指導下擬訂工作進度計劃，查閱有關圖冊、手冊等資料、文獻，參考了一些典型的設計舉例。通過前期的準備工作，完成了計劃所要求的進度。 在此期間里通過對資料的選取和查閱先是考慮從哪方面開始寫，重點在哪些環(huán)節(jié)，查閱關于清選機的書籍、雜志、標準論文，然后擬定設計方案?？傮w來說，這段時間主要是把我的論文分層，然后在查閱資料，借鑒前輩的經驗，和在網上查取的信息，然后進行初期的整理，以便于寫論文和具體圖的繪制。 畢業(yè)設計中期工作小結 通過前一階段的學習使我明白了整個帶式清選分級機工作的過程和它設計時應該遵循的原則，并在此基礎上初步完成了對帶式清選分級機的現狀和發(fā)展趨勢的分析。當然在這一階段的設計中還存在著不少的問題，如對整個清選分級過程的了解還不足，缺少相應的實踐經驗。所有的這一切將不可避免的影響整個清選機分析的合理性，因此，還有不少，還需要和導師多溝通。多請教老師一些具體設計過程中的問題，把自己的畢業(yè)設計做的非常成功。 指導教師意見 指導教師簽名： 2013屆本科生畢業(yè)論文（設計）中期匯報表 填表日期：2013-4-24 黑龍江八一農墾大學本科畢業(yè)設計 摘要 隨著農業(yè)機械化的發(fā)展，農作物種子清選機械也日趨成熟，基于摩擦分離清選機理及篩選分級機理，設計出了適用于大豆、紅小豆、綠豆等作物清選作業(yè)的5XD-2.0 型帶式清選分級機,其生產率為2t/h。帶式清選分級機在清選帶清選過程中，首先將經過初步清選的大豆、紅豆、綠豆等作物種子中雜質清除，尤其是對豆類中的碎半豆，蟲蝕嚴重粒的清除達到了很好的清選效果，其次將清選后的大豆輸送到分級機構進行分級篩選，并分別篩選出大、中、小三種豆粒。本設計主要用于清選分級大豆，設計中簡述了該機的工作原理，主要的技術參數及各部件的設計。 關鍵詞: 清選機；帶式；分級 Abstract Along with the development of agricultural mechanization, agricultural seed cleaning machine also become more mature, based on friction separation and screening grading mechanism. cleaning mechanism was studied and designed for soy, red bean, mung bean crops, such as cleaning homework 5 XD - 2.0 type belt cleaning classifier, its productivity is 2 t/h. Belt cleaning classifier in the process of cleaning with cleaning, will first after the initial cleaning of soybean, red bean, mung bean crops such as seed, impurity removal, especially pieces of beans , insect damage serious particle removal achieved very good cleaning effect, the second after cleaning the soybeans to the classifiers classification screening, and screening large, medium and small three kinds of pea. This design is mainly used for cleaning grade soybeans, introduced in the design of this machine working principle, main technical parameters and the design of the parts. Key word: Qing separator；Belt；Grade 目錄 摘要 I Abstract II 前言 VII 1 緒論 1 1.1常用谷物清選機類型和清選原理 1 1.1.1清選機類型 1 1.1.2清選原理 1 1.2谷物清選機的應用現狀 3 1.2.1國外狀況 3 1.2.2 國內清選機發(fā)展歷程和存在的問題 3 1.3谷物清選機的發(fā)展趨勢 4 1.3.1國外發(fā)展趨勢 4 1.3.2我國清選機發(fā)展趨勢 5 2 結構與原理 6 2.1基本結構 6 2. 2工作原理 6 2.3 工作性能指標 7 3帶選分級機參數設計 8 3.1輸送能力的計算 8 3.2清選帶寬度的確定 9 3.3清選能力的計算 10 3.4清選帶不打滑的條件 10 4傳動系統(tǒng)的設計 12 4.1電機的選擇 12 4.2帶傳動的設計計算 12 4.2.1確定計算功率 12 4.2.2選擇V帶的帶型 12 4.2.3確定帶輪的基準直徑d并驗算帶速v 12 4.2.4確定中心距a，并選擇V帶的基準長度Ld 13 4.2.5驗算小帶輪上的包角α1 13 4.2.6確定帶的根數 14 4.2.7確定帶的初拉力F0 14 4.3滾子鏈傳動的設計計算 14 4.3.1選擇鏈輪齒數 14 4.3.2計算當量的單排鏈的計算功率Pca 15 4.3.3確定鏈條型號和節(jié)距p 15 4.3.4計算鏈節(jié)數和中心距 15 4.3.5計算鏈速v，確定潤滑方式 15 4.3.6計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力FP 16 5斗式提升機的設計 17 5.1類型和結構 17 5.2工作原理 18 5.2.1進料方式 18 5.2.2卸料方式 18 5.3 主要的性能參數 19 5.3.1生產率（即輸送量） 19 5.3.2功率 19 5.4主要部件的設計選用 20 5.4.1畚斗 20 5.4.2主動滾筒和從動滾筒 20 5.4.3皮帶張緊裝置 20 6 螺旋輸送器的設計 22 6.1分類和結構 22 6.2主要性能參數 22 6.2.1生產率（輸送量）Q 22 6.2.2所需功率 23 6.2.3主要結構參數 23 7圓筒篩分級器的設計 24 7.1分類和結構 24 7.2主要工作參數 24 7.2.1圓通篩直徑D和長度L 24 7.2.2轉速 24 7.2.3傾角 24 7.2.4篩子的類型及尺寸 25 8帶選分級機其它部件的設計 26 8.1分量器的設計 26 8.2 清選帶的設計 27 8.3 清選帶輥軸的設計 27 8.4 傾角調解裝置的設計 28 8.5清選帶張緊裝置的設計 29 8.6電動機的張緊裝置 29 結論 31 參考文獻 32 致謝 34 附錄 35 前言 近幾年，農業(yè)種植結構調整和加入WTO都對我國農業(yè)機械化產生了較大的影響，我國農業(yè)機械產品的升級換代和產品結構調整勢在必行，農業(yè)機械化進入了一個調整發(fā)展的新時期?，F代農業(yè)和人類生活越來越注重種子和糧食的加工品質。收獲后的種子或糧食中有許多不需要的摻雜物，如雜草種子、秸稈、石子、其他作物籽粒以及未成熟的、破碎的、退化的、病害損傷的、機械損傷的種子或糧食。種子或糧食經過清選機的清選加工處理，去除掉不需要的摻雜物，并對種子進行分級,不但可以使種子或糧食籽粒均勻飽滿，且容重、千粒質重、凈度、種子發(fā)芽率等有較大提高，從而提高種子和糧食質量、節(jié)約種子，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，清選機產品對農業(yè)結構的調整和農民收入的增加有著十分重要的作用。 VII 1 緒論 我國正處于社會主義初級階段，農業(yè)生產力相對落后，有效需求不足，農民普遍收入較低。農村分散經營的生產體制(尤其南方丘陵地區(qū)的生產特點)決定了在今后一段時期內，仍然要以中小型清選機為主要的研究和推廣對象。由于我國經濟發(fā)展的不平衡性，東部、中部和西部地區(qū)對產品、技術的需求存在遞進的趨勢，在市場開發(fā)上有滯后的特點，這決定了經濟實用、多功能、回收率高的中小型農機具有較好的發(fā)展勢頭。在東北、華北、西北的商品糧棉基地地區(qū)，糧食清選機生產企業(yè)較多，根據北方的區(qū)域特點，大部分研制推廣大中型清選機。不論是北方還是南方，為了提高勞動力的轉移速度和農民的生活水平，中小型清選機的研制與推廣結合經濟發(fā)展的速度和產業(yè)結構的調整，應逐步得到完善和提高。 1.1常用谷物清選機類型和清選原理 1.1.1清選機類型 谷物清選機的產品種類很多。按清選原理分為常規(guī)清選法和電分離法。常規(guī)清選法是利用種子的幾何尺寸、空氣動力學特性及比重等物理機械特性進行清選，主要有風選、篩選、風篩選、風篩窩眼選、比重選、窩眼選、風篩比重組合選、光電選、之形板選、螺旋分離器等10 余種幾十個產品?，F在應用廣泛的清選機有風篩式清選機、比重式清選機、窩眼筒式清選機、復式清選機4 大類。電分離法是按生物學特性(種子發(fā)芽率、活力等)進行清選。按清選對象分為稻谷、大豆(5XDF—1.型)、玉米、小麥、花生、油菜（5XY-1.5 型）、蔬菜種子、谷物種子、林木種子、牧草種子、油料種子等專用清選機以及多功能清選機(5XD-2 型)。 1.1.2清選原理 風篩式清選機 風篩式清選機主要利用種子與夾雜物的幾何尺寸和懸浮速度差異進行篩選和風選。篩選是根據種子幾何尺寸的差異，配制適當規(guī)格的篩片，在篩片往復運動下達到分離的目的。篩選同時利用懸浮速度的差異去除輕雜。風篩式清選機主要用于小麥、大豆、玉米等種子的初選和基本清選。代表機型有5X-40（30/4.0）、5XP-3 、5X-3.0（1.0/5.0/7.0/30/50）、UB 系列種子清選機。 比重式清選機 比重式清選機主要利用物料中各成分的比重不同進行分離。當具有一定壓力的空氣流過種子時，種子因與空氣質量不同而進行升降分層，篩面的振動推動與篩面接觸的較重種子從進料端至排料端向高處走，而較輕的種子向低處走，從而達到分離目的。比重式清選機主要用于清選種子中外形尺寸與其相同而比重不同的各類輕雜和重雜。如蟲害的種子，發(fā)霉、空心、無胚的種子，以及碎磚、土、石塊、砂粒等。比重式清選機既可單機使用，也可為種子加工廠及種子處理中心配套。比重式清選機又分正壓式（如5XZ-3.0）和負壓式（如5XZ1.0）兩大類。代表機型有TFQX66、TQSX70（100/150/200）、5XZ-0.5（1.0/1.6/2.5）、5XZ-3.0（5.0）、5XD-1.0(2.5)型、重力分選機微型系列422-SS、5XZC 系列種子加工車和5XZC-10 系列種子加工車。 窩眼筒清選機 窩眼筒清選機主要利用種子在窩眼筒做旋轉運動時，種子、雜質長度尺寸和運動途徑不同來達到分離長雜、短雜的目的。喂入筒內的種子進入窩眼筒底部時，要清除的草籽、碎種子等短雜陷入窩眼內并隨旋轉的筒上升被排出。而未入窩眼的種子則沿筒內壁呈螺旋線軌跡向后滑移從另一端流出，要清除的長雜沿窩眼筒軸方向移動從另一端排出。在種子加工流程中，窩眼筒清選機既可作為分離長短雜的精選主機，又可作精選中的種子分級機使用。代表機型有5XWS-1.5 和5XW-3.0(2.5)。 復式清選機 復式清選機主要是利用種子的外形尺寸和空氣動力學特征進行精選。首先，通過改變吸風道截面積的大小，得到不同的氣流速度分離輕重雜質；然后，利用種子和混雜物幾何尺寸的差別，通過一定規(guī)格的篩孔來分離雜質和瘦弱籽粒；最后，通過窩眼筒按種子的長度不同分離長雜、短雜，達到分離的目的。代表機型有5XF-1.5（/0.5/0.7/1.3A）、5XF -5.0(3.0)、5X-2.0、5XQ-3.0、5XFZ-5（4/15）和TSQZ100。 1.2谷物清選機的應用現狀 1.2.1國外狀況 目前，在歐美發(fā)達國家已形成多種系列化的種子清選機，其有清選凈度高、分級效果好、工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強、噪音相對較低的特點，除傳統(tǒng)的機械調節(jié)外，現已開發(fā)出液壓調節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的比重式清選機生產廠家有奧地利的HEI平共處D公司、丹麥的WESTRUP公司、德國的PETKUS公司、美國OLIVER公司、LMC公司和CRIPPEN公司。 20世紀70年代以來，種子加工業(yè)的興起使風篩式清選機在一些發(fā)達國家有了較快的發(fā)展。其中，西歐、北美的一些國家，如丹麥、瑞典、奧地利、瑞士、意大利、德國、美國等，在生產和使用方面均居領先地位。目前，制造風篩式清選機的廠家很多，其中以美國的布朗特(BLOUNT)公司、德國的勒貝爾(ROBOR)公司、丹麥的達馬斯(DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼(BALLARINI)公司歷史較為悠久，它們生產風篩式清選機已有100多年，其產品經久耐用、性能可靠。這些公司的產品除滿足國內需要外，還遠銷世界各地。它們在技術上各有發(fā)展，產品也各有特點。 1.2.2 國內清選機發(fā)展歷程和存在的問題 我國對糧食清選機械的研究、生產起步較晚。20 世紀50 年代引進首批樣機，最早的產品是手動風車、溜篩,生產率低、清選效果不佳；60 年代的產品是電動揚場機，雖提高了生產效率，但清選效果仍不理想；70 年代開始了對糧食振動分選機、滾筒篩選機的研制；80 年代，進入了新的發(fā)展階段，在引進消化國外清選機械先進技術的基礎上，研制出了具有一定先進水平的糧食清選加工機械；進入90 年代，新技術、新產品、新工藝不斷涌現，為糧食清選加工業(yè)的發(fā)展提供了技術保證。經過半個多世紀的發(fā)展，基本形成了具有我國。 特色、適應我國廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產的加工體系。比較好的產品有石家莊市綠炬種子機械廠生產的5XJC-3A 種子清選機、無錫市天地自動化設備廠生產的5X-3 風篩式種子清選機、青島亞諾機械工程有限公司生產的5XD-3.0 風篩式清選機、佳木斯聯(lián)豐農業(yè)機械有限公司生產的5XF-15 復式清選機、石家莊三立谷物精選機械有限公司生產的5XZC-3A 種子清選機、石家莊市科星清選機械有限公司生產的5XZC-5 種子清機選、河北省種業(yè)集團種子機械有限公司生產的5XZ-3 種子清選機。 從歷年的國家監(jiān)督抽查結果來看，大部分產品主要性能指標均能達到企業(yè)明示執(zhí)行標準的要求，基本能滿足用戶需求。抽查中也反映出清選機產品目前存在的差距：首先，產品對物料的清選加工范圍不大，大部分產品只適用于幾種主要作物，如水稻、小麥、玉米、大豆等清選加工，對花卉、煙草、牧草種子、葵花種子等的清選效果不十分理想。其次，產品質量與國外產品相比，在原材料質量、加工工藝、企業(yè)加工能力、加工成套設備的配套性、新技術開發(fā)應用方面都存在一定差距。此外，企業(yè)的技術進步緩慢，產品與當前用戶的多種需求(加工物料多樣化、精細化)不相適應。 2002 年第4 季度國家監(jiān)督抽查清選機，國家質檢總局2003 年3 月10 日公布了清選機的國家監(jiān)督抽查結果：清選機產品抽樣合格率為58.3%，產品質量水平有待進一步提高,產品安全性問題較為突出。安全防護裝置不規(guī)范，整體制造、裝配質量不高，產品振動大，可靠性較低。如5XZ-1.0 和5XZ-2.5負壓重力式清選機，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。 總的來說，我國現有的清選機普遍存在的問題：一是功能單一、適應性差；二是技術性能不穩(wěn)定；三是產品零部件制造水平低、工藝設備落后，產品可靠性差；四是產品的安全性差，產品外觀質量較差。因此，清選機不能很好地滿足我國現階段的實際需求。 1.3谷物清選機的發(fā)展趨勢 1.3.1國外發(fā)展趨勢 從世界范圍內看，隨著生物技術、生產技術的提高，各種谷物的產量正不斷增加。國外的清選機正依照本國的特點，向著大型化、機電一體化、智能化、更可靠、更安全的方向發(fā)展。一些發(fā)達國家不斷將高、精、尖技術應用到農業(yè)機械上來，農業(yè)機械正向智能化方向發(fā)展。在設備的操作方便性方面，國外重力式清選機都設置了儀表，能直接顯示調節(jié)數據，不停機集中控制，使其操作方便、靈敏，智能化加強。 1.3.2我國清選機發(fā)展趨勢 我國的谷物清選機為了彌補自身不足，主要在基本結構裝置上做了改進，使其向安全、利用率高、改善工作環(huán)境、降低勞動強度、提高工作效率、操 作方便及智能化等方向發(fā)展。如對主要清選部件清選篩篩片、清篩機構、減振系統(tǒng)進行改進，對傳動系統(tǒng)進行改進。當前的清選機有些采用雙振動電機驅動，可改用兩臺型號規(guī)格完全相同的振動電機同步驅動。采用正壓多聯(lián)風機結構降低了噪音，風選效果好。采用封閉篩箱或全封閉鋼架結構，以增強安全防護性。到目前為止，清選機大都采用手動控制，應逐步向自動控制系統(tǒng)轉化。 2 結構與原理 2.1基本結構 該機主要有進料口、機架、提升機、分量器、帶選機構、傳動機構、螺旋輸送器、篩選分級機構、電機等組成。 1.斗式提升機 2.提升電動機 3.分量器 4.斗式提升機 5.圓筒篩分級器 6.螺旋輸送器 7.支撐架 8.清選帶 9.地輪 10.傳動系統(tǒng)電動機 11.清選傳統(tǒng)系統(tǒng) 12.提升傳動系統(tǒng) 圖2-1 帶式清選分級機整體結構 2. 2工作原理 將經過初選后的大豆種子倒入進料口，進料口與提升機相連，經過提升機提升進入上面的分量器，分量器再將進入的大豆種子平均分配給與分量器相連的七個輸糧管。七個輸糧管的另一端是七個傾斜的清選帶，由于清選帶是傾斜的，并且從前向后行進中，致使豆粒與雜志在不同摩擦力的條件下產生了不同的運動，圓粒和橢圓粒的大豆種子由于摩擦力小，從清選帶的低端滾落，殘粒種子及雜質將沿著清選帶從后端落下，這樣經過初選的大豆種子就實現再次清選。 從清選帶上滾落的大豆種子，進入清選帶下面的螺旋輸送器，螺旋輸送器將落下的種子統(tǒng)一輸送到一端的另一個提升機。大豆種子經過提升機提升進入滾筒式篩選分級裝置，滾筒上均布著兩段有不同尺寸篩孔，前一段篩孔小，后一段篩孔大。大豆沿著帶篩孔的滾筒向前行進的同時，比篩孔直徑小的豆粒從滾筒落下分別進入其相應的料斗。這樣經過精選的大豆又實現了分級。 2.3 工作性能指標 表2-1 5XD-2.0 型帶式清選分級機的主要技術參數 項目 參數 外形尺寸(長×寬×高)/mm 3632×3271×3401 配套動力/ Kw 2.2 生產率/T/h 2～2.5 皮帶速度/ m·s-1 0.25～0.5 傾角調節(jié)/° 全方位可調，2～10 清選率/% ≥98 傷選后凈度/% ≤99%以上 3帶選分級機參數設計 3.1輸送能力的計算 分選帶是帶選機的主要部件，其質量與性能的好壞直接影響著分選質量。經試驗設計出具有網狀粗糙表面的環(huán)形橡膠帶，耐低溫，在-30 ℃能正常工 作。本機分選結構為七聯(lián)式，即原糧大豆經過七層傳送帶清選，以達到最佳清選效果。七聯(lián)清選帶傾斜角度由角度調整機構完成。 用連續(xù)運輸機的質量生產率的計算公式來導出管式皮帶輸送機輸送能力的計算公式。連續(xù)運輸機的質量生產率公式為: （3-1） 式中: Q—輸送量, t/h v—輸送帶運行速度, m /s q—每米長度上物料的質量, kg/m 設物料在圓管內堆積的斷面面積為F (m2), 物料的堆積密度為ρ(t/m3) , 則 （3-2） 圓管的斷面面積，裝料充滿系數為φ, 則，代入上式中得 （3-3） 將（3-3）式代入（3-1）式中, 得到帶式輸送機輸送能力計算公式為： （3-4） 式中：Q—輸送量,t/h d—管徑,m φ—充滿系數,φ=50%～75% ρ一物料的堆積密度,t/m3 v—輸送帶運行速度,m/s 3.2清選帶寬度的確定 橡膠輸送帶是一種彈性體, 卷成管狀后，如果帶的兩邊緣不重迭起來, 則在沒有托輥支承的部位, 圓管就會張開口, 物料就要從開口處飛散、撒落和泄漏, 達不到密封運行的目的。因此輸送帶形成管狀后, 兩邊緣必須要有一定的重合長度, 稱為重合量。重合量的大小對輸送帶卷成管狀、密封性能以及彎曲運行都將會有很大影響。重合量過小, 圓管在運行中容易張開, 密封不嚴。重合量過大, 給輸送帶形成管狀造成困難, 甚至會無法形成管狀。因此, 重合量大小一定要合適。輸送帶寬可用下式表示： （3-5） 式中：A—圓周長,mm，A=πd B—帶寬,mm C—重合量,mm 根據弓形圖形求弧長的計算公式, 找出重合量與管徑的關系。求弓形弧長的計算公式： （3-6） 式中：C—弧長,mm r—圓弧半徑,mm α—圓弧對應的圓心角,（o） 將最小重合量和最大重合量所對應的圓心角值代入(3-6) 式得： （3-7） （3-8） 則重合量與管徑的關系(即重合量取值范圍) 為代入3-5式得： （3-9） 令則 （3-10） 為了保證正常清選條件下部撒料，清選帶上允許的最大物料的橫截面積S 按式計算： （3-11） 式中：b—清選帶可用寬度，m，B≤2 m 時，b=0.9B-0.05 m； l—中間輥長度，m，對于一輥、二輥的托輥組，l=0； θ—物料的運行堆積角，查表《機械設計手冊》：運行堆積角θ=5 °； λ—托輥槽角，b=0.9B-0.05=0.85 m，選定λ=8°； （3-12） 解得S=0.93 m2≤Smax，完全符合5XD-2.0 帶選機設計要求。 3.3清選能力的計算 計算清選能力： （3-13） 式中:v—帶速，m·s-1，清選帶速要求在0.25～0.5 m·s-1 之間，我們選擇的數據是0.33 m·s-1； ρ—是被清選散狀物料的堆積密度，ρ=0.125 kg·m-3； k—傾斜清選機面積折減系數，按（GB/T17119—1991）計算； ； （3-14） k1—上部截面s1 的減小系數； （3-15） 式中：δ—清選機在運行方向上的傾斜角，當δ=0時，上部截面積s1 不存在。 θ—被清選物料的運行堆積角。當δ=0 時，K =1。 根據Q=3.6IVρ，解得Q=2.03 t·h-1。 3.4清選帶不打滑的條件 圓周驅動力FU 通過摩擦傳遞到清選帶上，為保證清選帶工作時不打滑，需要在回程帶上保持最小張力F2min，按下式進行計算： ， （3-16） 經計算的F2min≥376.4N。 式中：FUmax—清選機滿載啟動或制動時出現的最大圓周驅動力； FUmax=KAFU，KA=1.3～1.7，FU 經清選機所有阻力之和測算得出：FU=892.6N； μ—傳動滾筒與帶人字形溝槽的清選帶間的摩擦系數，干態(tài)時，μ=0.4～0.45。 4傳動系統(tǒng)的設計 4.1電機的選擇 根據清選能力，選配電機的型號為Y112M-6，額定功率P=2.2 kW，轉速n=940 r·min-1。 4.2帶傳動的設計計算 4.2.1確定計算功率 計算功率Pca是根據傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的 Pca=KAP (4-1) 式中：Pca—計算功率，KW； KA—工作情況系數，KA=1 P—電動機額定功率，KW，P=2.2KW Pca=KAP=1×2.2=2.2KW 解得 Pca=2.2KW。 4.2.2選擇V帶的帶型 根據計算功率Pca和小帶輪轉速n1，選取普通V帶的帶型。選取SPA型 4.2.3確定帶輪的基準直徑d并驗算帶速v 4.2.3.1初選小帶輪的基準直徑dd1 根據V帶的帶型，確定小帶輪的基準直徑dd1=70mm 4.2.3.2驗算帶速v 根據 (4-2) 計算帶的速度 式中：dd1—小帶輪基準直徑，dd1=70mm； n1—主動輪的轉速，n1=940r·min-1 解得v=3.44m/s 4.2.3.3計算大帶輪的基準直徑 由dd2=idd1計算，取i=5,解得dd2=350mm 4.2.4確定中心距a，并選擇V帶的基準長度Ld 初步確定中心距 4.2.4.1計算相應的帶長Ld (4-3) mm 帶的基準長度Ld根據Ld0選取，Ld=1600mm 4.2.4.2計算中心距a 傳動的實際中心距近似為 (4-4) 考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產生的補充張緊的需要，傳動的實際中心距a=457mm。 4.2.5驗算小帶輪上的包角α1 小帶輪上的包角α1小于大帶輪上的包角α2。小帶輪上的總摩擦力相應的小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應使 (4-5) 由上式解得α1=，符合要求。 4.2.6確定帶的根數 (4-6) 由n1=940r/min、dd1=70mm、i=3.8 查表的 P0=1.6kw 為了使各根V帶受力均勻，帶的根數選z=3 4.2.7確定帶的初拉力F0 計入離心力和包角的影響，可得單根V帶所需的最小初拉力為 (4-7) 對于新安裝的V帶，初拉力應為1.5（F0）min；對于運轉后的V帶，初拉力應為1.3（F0）min。 4.3滾子鏈傳動的設計計算 4.3.1選擇鏈輪齒數 一般鏈輪齒數在17～114之間。傳動比i按下式計算 (4-8) 由于i=1，所以z1=z2=29 4.3.2計算當量的單排鏈的計算功率Pca Pca= (4-9) 式中：KA—工況系數；KA=1 Kz—主動鏈輪齒數系數；Kz=1 KP—多排鏈系數，雙排鏈時KP=1.75 P—傳遞的功率，P=2.2KW 帶入得Pca=2.2kw 4.3.3確定鏈條型號和節(jié)距p 鏈條型號根據當量的單排鏈的計算功率Pca和主動鏈輪轉速n1得到，鏈條選10A，然后查表確定鏈條節(jié)距P=15.875。 4.3.4計算鏈節(jié)數和中心距 初選中心距a0=（30～50）P，取a0=500mm 按下式計算鏈節(jié)數Lp0 (4-10) 鏈傳動的最大中心距為： (4-11) 式中，f1為中心距計算系數。 4.3.5計算鏈速v，確定潤滑方式 平均鏈速按下式計算 (4-12) 根據鏈速v，選擇滴油潤滑 4.3.6計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力FP 壓軸力FP可近似取為 (4-13) 式中：Fe—有效圓周力 KFp—壓軸力系數，對于垂直傳動KFp=1.05 5斗式提升機的設計 5.1類型和結構 斗式提升機是種子加工中常用的垂直提升設備，根據其結構形式有多種類型：按其安裝形式，可分為固定式和移動式；按畚斗的形狀可分為深斗式，淺斗式和無底斗式；按其牽引部件的形式可分為帶式和鏈式?？紤]到此設計的具體要求，選用固定在清選機機架上的帶式深斗式提升機。 斗式提升機主要有機頭、機筒座、畚斗、傳送帶、驅動輪、從動輪、張緊裝置、進料口、卸料口組成。 1.驅動滾筒 2.機頭 3機筒座 4.卸料口 5.從動滾筒 6.張緊裝置 7.畚斗 8.傳送帶 9.進料口 圖5-1斗式提升機整體結構 5.2工作原理 斗式提升機的主要工作部件是牽引帶和裝在上面的畚斗。在電機及傳動系統(tǒng)的驅動下，固定在機頭上的驅動滾筒帶動牽引帶及固定在上面的畚斗繞頭輪和尾輪旋轉，組成環(huán)狀輸送系統(tǒng)。物料可逆向或順向進入，被畚斗依次抓起，提升到頂部，在頭輪運轉產生的離心力或物料本身的重力作用下，從卸料口順序卸出，完成垂直輸送。 5.2.1進料方式 斗式提升機有兩種進料方式，進料方向與畚斗運動方向一致即為順向進料，反之為逆向進料。順向進料，物料流向畚斗背面，畚斗不能直接接料，因此運行阻力大，功耗增加，畚斗易磨損，當物料少時畚斗不宜裝滿。因此，采用順向進料結構時，應將進料口的位置降低，使進料口的尾部位于尾輪中心線以下，逆向進料時，畚斗運行方向迎著物料流如方向，物料直接進入畚斗，畚斗充滿系數高，移動抓料阻力小，基座內存料相對減少，設計時應將進料口位置相對提高。此設計采用逆向進料的方式。 5.2.2卸料方式 根據頭輪直徑和轉速不同，斗式提升機有三種卸料方式：離心卸料、混合卸料和重力卸料。根據頭輪直徑D和畚斗運行速度V，可判斷卸料方式： （4-1） 式中:K—速度系數 當K>2.2時，為離心卸料 當K=2.2時，為混合卸料 當K<2.2時，為重力卸料。 取D=250mm v=1.2m/s 得K=2.4為離心卸料 5.3 主要的性能參數 5.3.1生產率（即輸送量） （4-2） 式中: Q—生產率，即輸送量（t/h） —畚斗容積（L） 根據提升機型號TD160尺寸選取， —畚斗間距（m） 選取 —畚斗的提升速度，即畚斗的線速度（m/s） 取 —物料容積質量（t/m3） 取 —充滿系數 取 考慮到供料的不均勻性，實際輸送量應低于理論計算輸送量。 (4-3) 式中：Qs—實際輸送量 K—供料不均勻系數，取K=1.2~1.4， 5.3.2功率 斗式提升機驅動軸所需要功率由下列經驗公式計算： (4-4) 式中：N0—提升機驅動軸所需功率（kw） Q—輸送量（t/h） H—提升速度（m） —提升機效率，根據提升高度H選用：當H<30m時，；當H=30-40m時， ；當H=40m~50m時， 電機所需的功率為： （4-5） 式中：N—電機所需的功率（kw） K—電機功率儲備系數，當H<10m時，K=1.45；當H=10-20m時，K=0.75 —傳動效率 5.4主要部件的設計選用 5.4.1畚斗 畚斗的基本尺寸形式和尺寸參數見《農業(yè)機械設計手冊》表18-1-30中的H160型畚斗 5.4.2主動滾筒和從動滾筒 根據畚斗的型號，選取主從動滾筒直徑D=250mm 5.4.3皮帶張緊裝置 為防止皮帶打滑，影響正常的輸送量，需要給提升機設計皮帶張緊裝置。本結構主要由調節(jié)螺栓，滑塊以及與滑塊相連的從動滾筒組成。通過調節(jié)螺栓的擰緊或放松，來帶動滑塊向下或向上運動?；瑝K與從動滾筒相連，從動滾筒跟著滑塊向上或向下以達到張緊的目的。具體結構如圖5-2。 1.調解螺栓 2.滑塊 3從動軸 4.滑道 圖5-2 斗式提升機帶張緊結構圖 6 螺旋輸送器的設計 6.1分類和結構 螺旋輸送器是利用旋轉的螺旋葉片連續(xù)推送物料而完成水平、傾斜或垂直輸送物料任務的，是種子清選中用于短距離水平輸送物料的主要設備。此設計選用水平螺旋輸送器，已達到將從皮帶滾落的大豆推送到提升機一端的目的。 主要有進料口、螺旋葉片、出料口、機殼、滾動軸承等組成，結構圖如下 1.滾動軸承 2.螺旋葉片 3鋼管軸 4.機殼 5.進料口 6.出料口 圖6-1 螺旋輸送器的整體結構 6.2主要性能參數 6.2.1生產率（輸送量）Q （5-1） 式中：D---螺旋直徑（m），取D=160mm —充滿系數，一般粒料為=0.33 S—螺距（m），取S=125mm n—螺旋轉速（r/min） ，取n=310r/min —物料的容量（t/m3），=0.6t/m3 C—傾斜輸送修正系數，取C=1 6.2.2所需功率 （5-2） 式中：N0—螺旋輸送機軸功率（kw） Kf—功率儲備系數，在1.2~1.4之間選 —驅動裝置總效率，減速器取，三角帶取 Q—輸送量（t/h） W0—物料的運動阻力系數，對于粒料和粉料，W0=1.2~1.3 L—物料水平輸送距離（H） 6.2.3主要結構參數 螺旋直徑D=160mm，螺距s=125mm，螺旋葉片厚度2mm，機殼厚度為2mm，主軸采用無縫鋼管d=30mm，螺旋葉片與機殼之間的間距5mm~10mm 。 7圓筒篩分級器的設計 7.1分類和結構 主要分為中心軸傳動式和摩擦輪傳動式兩種。這里選用中心軸傳動式。 主要有機架，機殼，清篩輥，圓筒篩組合，進料口，排料口，傳動軸組成。 1.機架與機殼 2.圓筒篩組件 3卸料口 4清篩輥 5.進料口 圖7-1 圓筒篩分級器的整體結構 7.2主要工作參數 7.2.1圓通篩直徑D和長度L 查《農業(yè)機械設計手冊》，選取D=900mm L=2360mm 7.2.2轉速 目前現有的機型大多采用轉速在30~55r/min之間，這里選取轉速為40r/min。 7.2.3傾角 為了增加種子沿軸向的運動速度，以提高生產率，圓通篩的軸線與水平成10~50 ，這里選取20 7.2.4篩子的類型及尺寸 圖7-2 圓筒篩篩片結構圖 考慮對大豆進行篩選，選取長孔篩。具體尺寸見《農業(yè)機械設計手冊》P1550篩片號50和篩片號80 8帶選分級機其它部件的設計 8.1分量器的設計 分糧器機殼由板材成型焊合而成，其內裝有焊接著螺旋葉片的中心軸。其主要作用是既要保證設計的喂人量，又要保證喂料均勻、穩(wěn)定，以利于帶面的清選。物料經過分量器的均分作用，分別由七個輸糧管排到清選帶上，分量器的驅動力來自第一個提升機主動軸端的小鏈輪，通過鏈條帶動分量器的大鏈輪運動。本設計將分量器設計成從中間向兩端分糧的結構，此結構是通過兩個旋向相反的螺旋葉片焊接在同一根軸上實現的。具體結構如圖8-1 1.螺旋葉片 2.中心軸 3機殼 4軸承 圖8-1 分糧器俯視結構圖 圖8-2 分糧器主視結構圖 8.2 清選帶的設計 分選帶是帶選機的主要部件，其質量與性能的好壞直接影響著分選質量。經試驗設計出具有網狀粗糙表面的環(huán)形橡膠帶，耐低溫，在-30 ℃能正常工作。本機分選結構為七聯(lián)式，即原糧大豆經過七層傳送帶清選，以達到最佳清選效果。七聯(lián)清選帶傾斜角度由角度調整機構完成。每組分選帶之間的角度也可調整，以利于清選。清選帶的請選角度為20-100，最佳請選角度為50。皮帶運行速度為0.33 m·s-1。 8.3 清選帶輥軸的設計 輥軸分為主動輥軸和從動輥軸，根據《GB/T990-1991 帶式輸送機滾筒基本參數與尺寸》的規(guī)定，確定滾筒直徑D=60mm，根據分選帶的長度選取其長度。主動輥軸主要由滾動軸承、中心軸、滾筒、圓形螺母和脹套組成。滾筒與中心軸之間靠脹套產生的膨脹的力，利用摩擦力傳遞運動。其軸線方向上靠圓螺母定位。結構如圖8-3。 1.滾筒 2.圓形螺母 3滾動軸承 4脹套 5.中心軸 8-3主動輥軸結構圖 8.4 傾角調解裝置的設計 清選帶的傾角大小可由清選帶傾角調解裝置調解。此裝置是由包裹在清選帶上下層之間的傾斜四邊形鐵架和機架四個角上的螺栓組成。通過螺栓連接將七個四邊形鐵架分別固定于七個清選帶上下層之間，螺栓連接處有一定長度的豁口，螺栓在松開后可自由的在豁口上下移動。同側的豁口在同一直線上，不同側的豁口有一定的高度差，使四邊形鐵架有一定的傾斜角度，并且傾斜角度可以調節(jié)。通過調節(jié)四邊形鐵架的傾斜角度，可將原本傾斜的清選帶更加傾斜，已達到調解傾角的作用。 1.調解螺栓 2.支撐架 3.托輥 8-4清選帶傾角調節(jié)結構圖 8.5清選帶張緊裝置的設計 清選帶只有產生足夠的張緊力，才能在運動時不打滑。清選帶的張緊裝置在從動輥軸一端，是通過一螺栓連接將從動輥軸的中心軸與機架相連接，而滾筒的轉動轉化為清選帶的直線運動。通過調節(jié)中心軸一端的螺母，使從動輥軸接近或者遠離主動輥軸，從而實現清選帶的張緊或放松。 1.調解螺栓 2.調解螺母 8-5清選帶張緊機構結構圖 8.6電動機的張緊裝置 將裝有帶輪的電動機安裝在制有滑道的基板1上。要調節(jié)帶的預緊力時，松開基板上各螺栓的螺母2，旋動調節(jié)螺釘3，將電動機向右推移到所需的位置，然后擰緊螺母2。 1.基板 2.螺母 3.旋動調節(jié)螺釘 8-6電動機皮帶張緊結構 結論 帶式清選機的設計符合了我國農業(yè)高速發(fā)展、農業(yè)機械急待提高的要求，滿足了現代化農業(yè)對糧食和種子生產加工越來越高的要求。該機是基于摩擦分離清選機理，適用于大豆、紅小豆、綠豆等作物的清選機具。由于圓度好的種子(整粒)與半粒、橢圓粒及雜質在分選帶上的摩擦力不同，在隨分選帶向前移動時的軌跡發(fā)生變化。其中圓度好的種子在分選帶上形成扇面，均布向右和相對分選帶向后滾動，落入機器右側的整粒料斗中；橢圓粒按照自己的運動軌跡隨帶移動落入右上角橢圓粒料斗內。當機架本身定型角不能滿足物料自身的運動特性時，可通過調節(jié)絲杠來使其滿足物料的運動特性，從而使所選物料的最后凈度符合要求。 參考文獻 [1]王正志，王國業(yè).振動篩的研究現狀與發(fā)展趨勢［J］.沈陽建筑工程學院學報， 1999，15(1)：70-80. [2]玄義梅，宋新慶，宋士江.我國糧食清選、分級機械現狀及發(fā)展［J］.農業(yè)現代化，1995，35(9)：35-37. [3]宋建農，汪裕安，王佩德.種子振動篩工作參數對篩分性能的影響［J］.北京農業(yè)工程大學學報，1991，11(4)：26-33. [4]李喜陸，于峰哲.一種適于水稻清選作業(yè)的小型清選機［J］.現代化農業(yè)，2001，94(6)：39. [5]賈晶霞，劉俊峰，楊欣，等.振動篩篩分性能的影響因素及分析［J］.河北農業(yè)大學學報，2003，26(1)：86-89. [6]王艷豐，梁中華，劉兆豐，等.5XFZ-30.0 型重力復式清選機單向傾斜比重篩參數的選擇與試驗［J］. 農業(yè)工程學報，2004，20(6)：115-119. [7]鄧春香.谷物清選風車運動學與動力學特性研究及參數優(yōu)化［D］.長沙：湖南農業(yè)大學工程技術學院，2005. [8]梁杰, 隋書華, 魏國華. 重力分選機網面上物料運動特性的理論分析 [J]. 農機化研究. 1998,02 [9]楊慶華, 洪偉彬, 李淑蘭. 5XFZ-25型重力復式清選機的改進. 現代化農業(yè). 2003,02:45 [10]張立新， 謝志根. 5XZ-3重力式清選機的研制與開發(fā). 糧油加工與食品機械. 2001,01:25-26 [11]馬忠才, 許峰, 溫海江, 何樹國, 任嘉宇. OLIVER重力式分選機選型依據 [J]. 現代化農業(yè). 1999,01 [12]李法德, 張曉輝, 康景峰, 劉承良, 侯存良, 李光提. 5XZW-1.5型重力精選機—主機部分 [J]. 糧油加工與食品機械. 1997,02 [13]Joel Douglas, Janet Grabowski, Bennie Keith. 1997. A Comparison of Seed Cleaning Techniques for Improving Quality of Eastern Gamagrass Seed, Technical Note:43-47 [14]王長春, 王懷寶. 5XZ-3.0型正壓式重力分選機. 種子加工原理與技術. 1997:167-179 [15]韓雪松, 梁全, 高春光, 馬文軍. 丹麥GA-100型重力式分選機簡介 [J]. 現代化農業(yè). 2002,08 [16]蔡春源. 機械設計手冊. 遼寧科學技術出版社. 1990 [17]張松林. 軸承設計手冊. 電子工業(yè)出版社. 1 致謝 四年前我還是一個青澀的少年，帶著無數的憧憬和夢想來到了我的母?！邶埥艘晦r墾大學，轉眼間我即將畢業(yè)踏上社會。在這四年中，母校不僅教給我生存立本的知識、技能，更教會我如何做人、如何回報社會，所以首先我要感謝所有學校的教職工和所有學生，帶給我這彌足珍貴的四年。 忙碌了三個月的畢業(yè)設計后，我的知識得到了檢驗，動手實踐的能力得到提高。這份汗水的結晶是所有教育過我的老師的功勞，更是我畢業(yè)設計指導老師的功勞，所以我真誠的感謝指導老師李玉清老師，是他不辭辛苦、耐心指導并給我提供大力的無私幫助，我才能順利完成設計。 再次感謝我的母校和我所有的老師們，馬上就要離開這里了，我不會辜負母校的栽培，一定用我的知識回報社會，謝謝。 附錄 About gravity qing separator is discussed some problems According to the content and gravity qing separator for dry bulk density, liquidity, choose the clear separation. This equipment often used in improving seed, grain,minerals and recycling material quality products. This paper stated the gravity clear how to work there, working with the use of material is gravity clear separator adapt, how to select the gravity qing separator, gravity qing separator mesa of the mixed zone seed treatment and gravity, there have a good clear investment prospects. If the material contains light impurity, mildew metamorphic seeds, weed seeds and heavy impurity,So can use gravity qing separator, through the material of it from the material in bulk density points To improve the material from out of the quality. For instance in processing seeds and grain process, do not The full, worms cracking seeds (grain), not mature, mildew seeds (valley Content), weed seeds,Small stones from good seeds (grain) of separation of to improve Seed germination rate and clarity. However, not every kind of material can be gravity high efficiency in the qing qing separator choose points From, sometimes use many sets of gravity when the qing qing separator material chosen separation effect is not obvious The. Here there how to work the gravity. How to determine whether the material and gravity Qing separator adapt. 1 there is clear how gravity 1. 1 gravity structure of qing separator 1. 1. 1Typical of the gravity qing separator by frameWith a sieve net, material of conducting bar torque Form vibration mesa (or triangle mesa), one or more Taiwan fan, wind room, feed hopper,Discharging system, CVT institutions. 1. 1. 2 general mesa change from 46 cm x 92 cm to 183 cmx457. 5 cm, mesa in two directions Angle can be adjusted. 1. 1. 3 feeding device installed in the washing machine of gravity (at least for 15 minutes or more consecutive materials; next, mesa high above the edge. Feeding device may have condiment door，Through the material door can