2982 精確高效谷物分離機的設計

2982 精確高效谷物分離機的設計,精確,高效,谷物,分離,設計 I精確高效谷物分離機的設計摘要谷物分離機就是用于清雜、精選和分級的糧食加工機械。各種不同類型的糧食清理機械利用不同的工作原理將糧食顆粒與雜質分離。糧食收獲后，從外形相近的種子中間，將不成熟的、霉變的、被蟲子咬的不合格的谷物及小石子雜質分離出來，這個過程通過谷物分離機實現，效果十分明顯，谷物通過谷物分離機的分離之后增加了谷物的凈度達到了人們所需要的精裝谷物的要求。關鍵詞：谷物分離機、分級AbstractGrain separator is used for cleaning, classification and grading of food processing machinery. A variety of different types of grain cleaning machine with different working principles will food particles and impurities.Grain harvest, from the shape similar to the seed, will not mature, mildew, moth unqualified grain and small stone separating impurities, this process by grain separator, the effect is very obvious, grain by grain separator separation increases grain clarity to what people need hardcover grain requirements.Key words: grain separator, grading 目 錄摘要 ..........................................IAbstract .......................................II第 1 章 緒　 論 ..................................11.1 課題背景 .....................................................................................................11.2 糧食加工機械的國內外發(fā)展歷程 .............................................................31.3 精確高效谷物分離機的發(fā)展背景及現狀 .................................................51.4 精確高效谷物分離機設計的主要工作 .....................................................7第 2 章 精確高效谷物分離機的概況 ....................82.1 精確高效谷物分離機的功用 ......................................................................82.2 精確高效谷物分離機的結構 ......................................................................82.2.1 滾筒 ....................................................................................................92.2.2 鏈輪傳動機構 ....................................................................................92.2.3減速電機 ...........................................................................................102.3 精確高效谷物分離機具有的特點 ..................................................102.4 本章小結 ................................................................................................10第 3 章 滾筒的設計 ..............................113.1 滾筒的功能 ...............................................................................................113.2 滾筒的結構設計 .......................................................................................113.2.1 篩網的選擇 ......................................................................................123.2.2 滾筒的幾何參數 ..............................................................................133.2.3 鏈條的選擇 ......................................................................................143.3 本章小結 ...................................................................................................14第 4 章 精確高效谷物分離機箱體的設計 .......154.1 箱體的設計 ............................................................................................154.2 底座的設計 ............................................................................................154.3 本章小結 ................................................................................................15第 5 章 精確高效谷物分離機傳動設計與電機的選擇 ............................................165.1.1 軸的設計 ..........................................................................................175.1.2 軸承的選擇 ......................................................................................175.2 鏈輪的設計 ............................................................................................185.3 電機的選擇 ............................................................................................185.4 聯軸器的選擇 .......................................................................................195.5 本章小結 ................................................................................................22第 6 章 精確高效谷物分離機的安裝、維修與保養(yǎng)..............................................236.1 精確高效谷物分離機的安裝 ...........................................................236.2 精確高效谷物分離機的維修與調試 .............................................236.3 精確高效谷物分離機的保養(yǎng) ...........................................................24結 論 ....................................25參考文獻 ..................................26致 謝 ....................................271第 1 章　緒　論1.1 課題背景糧食安全，顧名思義，就是能確保所有的人在任何時候既買得到又買得起他們所需的基本食品，這個概念包括：1、確保生產足夠數量的糧食；2、最大限度地穩(wěn)定糧食供應；3、確保所有需要糧食的人都能獲得糧食。正所謂：“國以民為本，民以食為天”。糧食既是關系國計民生和國家經濟安全的重要戰(zhàn)略物資，也是人民群眾最基本的生活資料。糧食安全與社會的和諧、政治的穩(wěn)定、經濟的持續(xù)發(fā)展息息相關。完善糧食應急儲備體系，確保糧食市場供應．最大限度地減少緊急狀態(tài)時期的糧食安全風險．是政府的職責．也是糧食安全保障體系的重要組成部分。作為一個全球性話題，糧食安全受到國際社會的廣泛關注應當說由來已久。1974 年聯合國糧農組織（FAO）在第一次世界糧食首腦會議上向全球敲響警鐘，首次提出了“食物安全”問題。糧食安全1983 年 4 月聯合國糧農組織糧食安全委員會通過了“糧食安全”概念，并得到FAO、世界糧食理事會、聯合國經濟和社會理事會等國際組織和國際社會的廣泛贊同和支持。然而，無論是以國際組織所祈盼的目標來裁減還是實踐所收獲的效果來衡量，目前全球糧食安全依然沒有解除危機，甚至某些指標還在惡化。第一，糧食供給處于緊平衡。據 FAO 的數據顯示，全球糧食儲備在 2008 年只有 4.05 億噸，降至1980 年以來的最低水平，僅夠全球人食用 8 至 12 周。 而從 2009 年的情況分析，美國農業(yè)部的報告認為，2009 年世界谷物產量可達到 22.16 億噸，而在需求量可能達到 21.76 億噸的情況下，供大于需只有 4000 萬噸。第二，糧食價格滯留于高位。借助于需求增加和大宗資源價格上升的力量，國際市場糧價最近幾年一路扶搖直上。雖然金融危機的爆發(fā)讓糧食價格發(fā)生“夭折”，但目前仍處于歷史高位。據 OECD和 FAO 聯合發(fā)布的《2009-2018 農業(yè)展望》報告，糧價總體水平目前遠高于 10 年平均水平，一些糧食的價格比 1998 年—2008 年的水平高出了一倍。第三，饑餓人口有增無減。據聯合國公布的最新數據，2009 年全球每天忍受饑餓的人數將達到 10.2億人，扭轉了過去 40 年中饑餓人口持續(xù)減少的趨勢，而且這一數字今年將繼續(xù)增加。而在中國，耕地僅占世界 10%，人口卻占世界的 22%，十幾億人的糧食問題始終是頭等大事。2001 年發(fā)表的《中國糧食問題》白皮書，明確表示中國能夠依靠自己的力量實現糧食基本自給，這是政府解決糧食安全問題的基本方針。高度重視保護和提2高糧食綜合生產能力，建立穩(wěn)定的商品糧生產基地，建立符合中國國情和社會主義市場經濟要求的糧食安全體系，確保糧食供求基本平衡，這既是政府解決糧食安全問題的基本方針，也是實現糧食安全的總的目標。2007 年中國糧食產量達 5016 億公斤在影響糧食安全的各種因素中，人口因素應當是最為直接和最為重要的因素。但我們需要指出的是，這種 糧食安全影響并不只表現在人口數量的增加而導致對糧食供給的壓力，還表現在生產要素、結構變動等多個方面：第一，糧食需求的膨脹。聯合國人口基金會依照全球 150 個國家的人口指數預測，預計到 2025 年將增至 91 億，糧食需求隨之將增加 50%。第二，土地等生產要素的惡化。第三，糧食分配與消費的嚴重不均。第四，消費結構升級加劇了糧食供給壓力。糧食生產與氣候生態(tài)保持著高度的因果聯系，特別是在目前生態(tài)環(huán)境遭遇一定程度的傷害、極端天氣反復發(fā)作的條件下，氣候變異已經成為直接影響糧食安全的關鍵因素。對此，聯合國糧農組織研究報告指出，今后 20 年至 50年間的農業(yè)生產將受到氣候變化的嚴重沖擊，并進而嚴重影響全球超長期的糧食安全。除了人口、氣候等常態(tài)因素直接作用于糧食生產外，偶然性因素也會對糧食安全形成沖擊。特別是全球金融危機的爆發(fā)和蔓延，其對世界糧食生產的投入、市場交易乃至未來走向都已經產生了明顯的負面影響，而且這種影響有可能具有長期性和深入性。第一，流動性緊縮抑制糧食生產的資金需求。第二，糧食價格的持續(xù)走低抑制了生產者的積極性。第三，投機資本可能攪渾糧食市場。無論是在農業(yè)問題還是在非農業(yè)問題上，世界上許多國家尤其是發(fā)達國家存在著非常明顯的自我保護主義傾向，而且這種保護隨著金融危機的爆發(fā)甚囂塵上，糧食問題也就在這些以鄰為壑與“零和”博弈的生態(tài)中被罩上極度不安的陰影。第一，農業(yè)補貼。以美歐為代表的發(fā)達國家每年為本國農民提供高達 3000 億美元的補貼，扭曲了農產品貿易的條件，直接傷害了發(fā)展中國家的糧食生產。第二，貿易限制。為了保證本國的糧食供應，從去年以來，阿根廷、烏克蘭、印度等國政府先后推出限制糧食出口的措施。第三，生物加工。為了減輕石油等能源價格上漲對本國經濟造成的壓力，不少國家走上了替代性生物清潔能源的道路。第四，海外屯田。出于規(guī)避高額進口成本和糧食出口限制所導致的市場擔憂，日本、韓國、印度及中東國家等近年來大舉在海外購買耕地種糧當今社會人們的生活水平不斷提高，對食品的要求不再是只能解決溫飽問題，人們越來越注重飲食的綠色和健康。充分有效的利用食品中的營養(yǎng)成分，科學的調整飲食結構已經成為一般市民的營養(yǎng)要求。我們國家大米是我國人民的主要食品。綠色營養(yǎng)免淘洗的精裝大米越來越受到市民的歡迎。在稻谷加工大米的過程中要經3過數道工序，其中多為機械加工，因此在加工過程中，不可避免的產生了碎米，為了把碎米同整米分離出來加工成精品大米，我們研制了一種經濟有效的谷物分離機，符合時代發(fā)展的要求，有著很獨到的學術價值。同時經濟有效的谷物分離機還具有很廣闊的市場前景。1.2 糧食加工機械的國內外發(fā)展歷程我國糧食加工機械制造業(yè)的變遷與發(fā)展，體現了國家從計劃經濟向社會主義市場經濟過度的歷史進程。計劃經濟體制下，我國糧食加工機械制造業(yè)都是按照國家計劃來指導配套的。當時國內主要的糧機廠各有側重點，幾個糧食部屬糧機廠分工明確。如：無錫糧機廠定點生產面粉加工機械的磨粉機；長治糧機廠主攻高方篩；安陸糧機廠生產碾米設備和油脂加工設備；永登糧機廠負責生產清理設備；甚至細化到像關風機、風機、輸送設備這樣的相對通用型設備也有各自的定點廠家生產。計劃經濟個我國的糧食加工機械制造業(yè)打上了深深地歷史烙印，以至使大多數糧食加工機械制造企業(yè)產品單一、成套能力差，規(guī)模小、技術分散、開發(fā)能力弱、效率低。幾十年來，我國的糧食加工機械制造業(yè)的發(fā)展經歷了三個大階段：上世紀七十年代，原糧食部組織了全國范圍的碾米設備選定型工作。通過這項工作，使得我國的碾米機水平大為提高，當時已躋身與世界先進行列，在東南亞已處于領先地位。我國的礱谷機技術至今仍不失為世界同類產品中的先進技術。從上世紀八十年代中期開始，我國陸續(xù)引進了數百套國外先進的面粉、碾米、飼料等成套加工設備和技術，通過長達近十年的消化吸收攻關工作，全面提高了我國的糧食加工機械制造水平，縮短了我國的糧食加工機械和國際先進水平的差距。但是，受當時體制和條件的制約，糧食加工設備的消化吸收工作主要由原生產廠家承擔，力量分散，缺乏國產設備成套化和規(guī)?；a方面的考慮，使我國糧食加工機械制造業(yè)失掉了一次產業(yè)整合、規(guī)?；l(fā)展的好機會?？上驳氖牵暳霞庸C械制造、碾米加工機械領域也出現了成套設備和技術生產廠家，成為首批掌握成套設備和技術的糧食加工機械制造企業(yè)。這些成套化、規(guī)?；洜I的企業(yè)向國內同行展示了技術水平、設備質量、售后服務方面的優(yōu)勢和特點。隨著國家改革開放的深入，糧食加工機械制造如同其他機械行業(yè)一樣逐步走向市場。特別是自 1998 年政府機構改革，是糧食加工管理開放，在計劃經濟體制下的許多國營糧食加工機械制造廠因不能適應新的市場經濟體制，紛紛陷入困境。經過國有企業(yè)改制浪潮，大部分通過管理層承包或整體出售，成了集體、個體及股份制等多種所有制的工廠。他們憑借老廠幾十年的人才資源、技術力量和品牌優(yōu)勢的積4累，加上民營企業(yè)的靈活機制，一些有膽識的民營廠領導注重科研與科研院所合作，話費重金引進先進機械加工設備，提高了糧食加工機械制造質量，逐步向成套化，規(guī)?；洜I方向發(fā)展，同時注重打造名牌產品，提高自身的競爭力 隨著經濟體制的改革，打破了行業(yè)界限，一些國防工業(yè)體系的企業(yè)，借由軍轉民的優(yōu)惠和企業(yè)加工裝備方面的優(yōu)勢，投入很大的力量開發(fā)生產糧食機械，如天津核理化院、哈飛公司等。這些企業(yè)目標大都瞄準技術難度高的設備。據中國農業(yè)機械工業(yè)協會提供的一份最新資料顯示，目前，中國糧油和農用機械工業(yè)企業(yè)約為 8000 余家，具有一定生產規(guī)模的 1470 家，其中國有或國有控股企業(yè) 487 家，民營企業(yè) 916 家，三資企業(yè) 67 家，分屬農副食品加工專用設備、飼料生產專用設備，畜牧機械、機械化農具等。截至目前，糧油和農用機械企業(yè)資產 669.6億元。從上世紀 90 年代，外資企業(yè)紛紛采取合資、獨資方式走入國門。瑞士布勒公司在向我國銷售了幾百套面粉、大米加工設備后、在無錫、深圳投資創(chuàng)辦了獨資糧食加工機械、電子設備制造廠，最近有收購了陜西糧機等企業(yè)，占據我國糧食加工機械高端市場的意圖顯而易見。日本佐竹公司借日本進口我國東北大米，成功向我國推銷了數十套碾米機械設備，并于 1998 年在蘇州建立了糧食加工機械生產基地，2004 年在廈門建立了糧食加工機械生產基地，2004 年在廈門建立第二個工廠，先后成立了北京、哈爾濱、沈陽、成都、廈門等多家事務所，同時利用其收購的英國西蒙公司技術在我國推銷削皮制粉設備和技術。意大利 GBS 公司在我國也有 70 多條面粉生產線的成套設備，2004 年該公司進軍北京，成立了吉必盛糧食機械公司。美國皇冠公司 1997 年在北京建立辦事處 2001 年與武漢友誼成立合資公司成為國內最有競爭力的油脂加工設備生產廠家之一綜上所述，我國糧機制造領域已經匯聚了擁有世界上最先進制造技術的國際跨國公司，我國糧機企業(yè)面對強大的國外競爭對手正努力奮斗，進行行業(yè)內的技術升級和組織整合，一些龍頭企業(yè)已擁有數控車床、數控加工中心、激光切割機和噴涂流水線等先進身背和加工手段，良機制造業(yè)已有了值得客戶信賴的名牌產品。國外糧食加工機械制造業(yè)的現狀，國外擁有先進糧機制造技術的企業(yè)大都有幾十年甚至上百年的歷史，特別是近幾十年來，國際上糧機制造業(yè)發(fā)生了一系列大的企業(yè)兼并活動，完成了產業(yè)整合，出現了全球性跨國公司。1972 年，布勒公司通過收購德國的米亞個公司一舉成為全球最大的糧機制造供應商。如今這些世界級糧食加工機械制造公司都在我國落了戶，并建立起了完善的糧食加工機械、電子設備制造體系，設立銷售公司，有計劃的逐步收購我國良機制造業(yè)內的強勢企業(yè)，以求壟5斷國內市場。我國糧機制造業(yè)正面臨巨大的挑戰(zhàn)。1.3 精確高效谷物分離機的發(fā)展背景及現狀我國對精選機機械的研究、生產起步比較晚。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、精選效果不佳；60 年代的產品是電動揚選場機，雖然提高了生產效率，但精選效果仍不理想；70 年代開始了對糧食震動分選機、滾筒篩選機的研制；80 年代，進入了新的發(fā)展階段，在引進消化國外精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精選機械；進入 90 年代，新技術、新產品、新工藝不斷涌現，為糧食精選加工業(yè)發(fā)展提供了技術保證。經過半個世紀的發(fā)展，基本形成了我國特色、適應我我國廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產的加工體系?？傮w來說，我國現有的精選機普遍存在的問題：功能單一、適應性差;產品的安全性差，產品外觀質量較差。因此，精選機不能很好的滿足我國現階段的需要。但是現在很多企業(yè)的技術進步緩慢，產品與當前用戶的多種需求不相適應，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，可靠性低。 谷物分離機就是用于清雜、精選和分級的糧食加工機械。各種不同類型的糧食清理機械利用不同的工作原理將糧食顆粒與雜質分離。常用的有下述幾種。 按顆粒大小分離 采用編織的金屬絲篩網或沖孔金屬板作為篩面?？煞譃橥鶑驼駝踊蚱矫婊剞D的平篩面和繞軸回轉的圓筒形篩面。根據篩面上篩孔相對于糧食顆粒的大小,有下述兩類設備:(1)篩孔略大于糧食顆粒的最大直徑。如大雜篩和圓筒篩。其作用是使糧食和較小的雜質穿過篩孔，大的雜質作為篩上物排出。大雜篩是將糧食喂到環(huán)形工作網帶的上帶上,在運動過程中連同小雜質一起穿過篩孔落到下帶上，較大的大雜質如紙片、麻袋片、繩頭、磚石泥塊、木頭和長秸稈等作為篩上物被清除，部分小雜質如塵土、砂粒等在糧食繼續(xù)流過出口處的固定斜篩面時穿過篩孔被清除。糧食再經強烈的吸風處理后排出機外。圓筒篩的主要部件是由沖孔篩板組成的臥式圓筒,外裝清理篩孔的刷子，此外還有吸風除塵設備。糧食進入圓筒內部，穿過大篩孔排出，大雜質則積聚于篩面，從圓筒的一端排出。這兩種設備都在糧食進倉時作初步清理用。(2)篩孔小于最小的糧食顆粒直徑，如往復振動篩、平面回轉篩和高速振動篩?？墒辜Z食顆粒小的雜質穿過篩孔被清除，糧食則作為篩上物排出。都用在糧食出倉后、加工前的清理過程中。經清理后的糧食作為最下層篩的篩上物排出。如換裝較大篩孔的篩面，也可作初步清理用。往復振動篩由偏心軸或自衡振動器驅動,一般裝有 3 層篩面。大雜質在上層短篩上排出;大的異種糧粒在 2 層篩上排出; 小雜質穿過 36層篩篩孔排出。糧食進機和出機都經過吸風處理除去輕雜質。平面回轉的篩體用 4組吊桿懸吊,由平衡輪驅動作平面回轉運動,有 2 層篩面。改變其結構和工作參數后，也可用于大米的碎米分級。高速振動篩的篩體在其兩側平衡重塊高速旋轉所產生的離心慣性力作用下，在垂直平面內作小振幅圓形運動，有 2～4 層篩面。用于分離稻谷中的稗子，效果較好。 按比重分離 用于分離與糧食顆粒大小、形狀相似而重量不同的雜質，如石子、 泥塊、金屬粒塊、 玻璃、陶瓷和煤渣等。分離方法有濕法和干法兩種：(1)濕法的典型設備為洗麥甩干機，由螺旋水洗槽和立式甩干部分組成。比重大的雜質在水洗槽中沉淀速度快，積聚于槽底由小螺旋輸送器送向排出口；小麥粒則被大螺旋輸送器浮送到甩干部分，以除去游離于表面的水分。(2)干法的設備有比重去石機和比重分級臺。糧食在比重去石機內被均勻地喂到一個傾斜而往復振動的多孔板（魚鱗孔板或鋼絲編織網板）上，借一股可控氣流而使之流態(tài)化，成半懸浮狀態(tài)借自重流向下端排出。較重的石子、泥塊等則因往復振動而貼著多孔板面向上端移動，經聚石區(qū)排出。提供氣流的方式有吸式和吹式兩類。比重分級臺的工作原理和結構和比重去石機相似：先將糧食連同雜質按輕重分成兩部分，再分別加以清理，可減少后道清理設備的數量或改用較小的設備。干法設備可節(jié)約用水，防止廢水污染環(huán)境，且維修方便，已逐步取代濕法設備。按形狀分離 所分離的雜質或物料和糧食顆粒的大小相似，而形狀不同，如蕎子、豌豆、無芒稗子、燕麥和大麥等。其典型設備有：(1)螺旋分離機。沒有運動部件，不需要動力設備，在其立軸上有一個大的外螺旋面包圍著幾個小的內螺旋面。糧食從頂部喂入內螺旋面的入口處,其中的球形種子類雜質由于滾動快、動量大,可在離心力作用下被拋向外螺旋面，并從其出口排出。糧食顆粒則沿各個內螺旋面流向各個出口。這種設備生產率低，只能作為輔機使用。(2)窩眼盤精選機。其工作部件是同軸安裝的一組或幾組鑄鐵圓盤，兩面密布窩眼。圓盤旋轉時,其下半部埋入糧食，把進入窩眼的短顆粒(蕎子、無芒稗子和碎米等)帶到一定高度后，落入機側的收集槽中流出。 　按雜質的天然特性分離 如分離磁性雜質可在糧食加工機械的進料溜管中裝設永久磁鋼裝置，吸附在磁鋼表面的雜質由人工定期清理。還可使用永磁滾筒或電磁滾筒，即在一個非磁性滾筒內裝一個固定的半圓柱形永久磁鋼或電磁鋼,糧食沿滾筒表面流向出口,磁性雜質被磁鋼吸附在滾筒表面，并隨滾筒轉動到不設磁鋼的區(qū)域，脫離落入收集容器中。分離糧食中的有色顆粒（如小麥中的黑色角麥，大米中的紅米、7黃褐米等）可用光選機。在機上并列的每個狹槽中裝設光電感應裝置，糧食呈薄而窄的細流流經狹槽。當有色顆粒流經光照區(qū)時，其反光特性促使傳感器發(fā)出信息，進而打開狹槽底部的活門，排出有色顆粒。這種設備效果好，但生產率低。分稻谷或糙米中的有芒稗子可采用靜電除稗機，糧食呈均勻的薄層進入機內，有芒稗子由于在強靜電場中的極化性質顯著，偏向機器的一側而被排至機外。目前，在歐美發(fā)達國家已經形成多種系列化的種子精選機，具有精選精度高、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，除傳統的機械調節(jié)外，現在開發(fā)除液壓調節(jié)系統，操作更加靈敏。比較著名的比重精選機生產廠家有奧地利的 HEI 公司、丹麥的 WESTRUPP 公司、德國的 PETKUS 公司、美國的 OLIVER 公司、 IMC 公司和 CRIPPEN 公司。20 世紀 70 年代以來，種子加工業(yè)的興起使風篩式精選機在一些發(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，他們在技術上各有發(fā)展，產品也各有特點。我國對精選機機械的研究、生產起步比較晚。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、精選效果不佳；60 年代的產品是電動揚選場機，雖然提高了生產效率，但精選效果仍不理想；70 年代開始了對糧食震動分選機、滾筒篩選機的研制；80 年代，進入了新的發(fā)展階段，在引進消化國外精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精選機械；進入 90 年代，新技術、新產品、新工藝不斷涌現，為糧食精選加工業(yè)發(fā)展提供了技術保證。經過半個世紀的發(fā)展，基本形成了我國特色、適應我我國廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產的加工體系?？傮w來說，我國現有的精選機普遍存在的問題：功能單一、適應性差;產品的安全性差，產品外觀質量較差。因此，精選機不能很好的滿足我國現階段的需要。但是現在很多企業(yè)的技術進步緩慢，產品與當前用戶的多種需求不相適應，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，可靠性低。1.4 精確高效谷物分離機設計的主要工作滾筒精選機是在吸收了國內外精選機技術的基礎上研制出來的一種新型谷物精加工設備。滾筒是本機的主要構件之一，其次是驅動電機、機架、傳動系統及其他輔助結構。8第 2 章　精確高效谷物分離機的概況2.1 精確高效谷物分離機的功用谷物分離機就是用于清雜、精選和分級的糧食加工機械。各種不同類型的糧食清理機械利用不同的工作原理將糧食顆粒與雜質分離。糧食收獲后，從外形相近的種子中間，將不成熟的、霉變的、被蟲子咬的不合格的谷物及小石子雜質分離出來，這個過程通過谷物分離機實現，效果十分明顯，谷物通過谷物分離機的分離之后增加了谷物的凈度達到了人們所需要的精裝谷物的要求。2.2 精確高效谷物分離機的結構9精確高效谷物分離機一般由滾筒、箱體、下箱體、傳動系統、電機等機構構成2.2.1 滾筒滾筒是谷物分離機的主要組成部分，滾筒由 4 個支撐輪支撐，工作時，由電機、減速器帶動滾筒一側的鏈輪與鏈嚙合的傳動系統帶動滾筒旋轉，支撐輪 起到支撐和從動作用。2.2.2 鏈輪傳動機構鏈傳動基本結構受拉時，過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應避免采用。 齒形鏈由許多沖壓而成的齒形鏈板用鉸鏈聯接而成，為避免嚙合時掉鏈，鏈條應有導向板(分為內導式和外導式)。齒形鏈板的兩側是直邊，工作時鏈板側邊與鏈輪齒廓相嚙合。鉸鏈可做成滑動副或滾動副，滾柱式可減少摩擦和磨損，效果較軸瓦式好。與滾子鏈相比，齒形鏈運轉平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高；但結構復雜、價格較貴、也較重，所以它的應用沒有滾子鏈那樣廣泛。齒形鏈多用于高速(鏈速可達 40m/s)或運動精度要求較高的傳動。 國家標準僅規(guī)定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑 、齒溝圓弧半徑 和齒溝角 的最大和最小值( 詳見 GB1244-85)。各種鏈輪的實際端面齒形均應在最大和最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設計有很大的靈活性。但齒形應保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入和退出嚙合，并便于加工。符合上述要求的端面齒形曲線有多種。最常用的齒形是“三圓弧一直線” ，即端面齒形由三段圓弧( )和一段直線( )組成。 鏈輪軸面齒形兩側呈圓弧狀，以便于鏈節(jié)進入和退出嚙合。 齒形用標準刀具加工時，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，但須繪出鏈輪軸面齒形，以便車削鏈輪毛壞。軸面齒形的具體尺寸見有關設計手冊。 鏈輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，故齒面多經熱處理。小鏈輪的嚙合次數比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料一般應優(yōu)于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳素鋼( 如 Q235、Q275、45、ZG310-570 等) 、灰鑄鐵 (如 HT200)等。重要的鏈輪可采用合金鋼。鏈輪傳動機構一般由鏈輪和一根固定在滾筒一端的鏈條組成，通過電機帶動鏈輪通過與鏈條的嚙合達到滾筒的轉動。102.2.3 減速電機減速電機是指減速機和電機(馬達)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機。通常由專業(yè)的減速機生產廠進行集成組裝好后成套供貨。減速電機廣泛應用于鋼鐵行業(yè)、機械行業(yè)等。使用減速電機的優(yōu)點是簡化設計、節(jié)省空間。減速電機結合國際技術要求制造,具有很高的科技含量。節(jié)省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達 95KW 以上。能耗低,性能優(yōu)越,減速機效率高達 95%以上。振動小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經過高頻熱處理。經過精密加工,確保定位精度,這一切構成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置了各類電機,形成了機電一體化,完全保證了產品使用質量特征。產品采用了系列化、模塊化的設計思想,有廣泛的適應性,本系列產品有極其多的電機組合、安裝位置和結構方案,可按實際需要選擇任意轉速和各種結構形式。2.3 精確高效谷物分離機具有的特點 1 篩孔不易堵塞。 2 運行平穩(wěn)，噪聲較低。 3 結構簡單，維修方便。 4 篩分筒可封閉，易于密閉收塵。 5 整機可靠性高，一次性投資較少。 6 采用特制篩網，篩分效率高，使用壽命長。 2.4 本章小結本章簡要介紹了精確高效谷物分離機的結構形態(tài)、功用和特點等概況。精確高11效谷物分離機作為谷物分離機技術條件要求，同時由于特殊的工作環(huán)境和功用需求又決定了精確高效谷物分離機的特殊機構構造，技術參數和工作特點，這正是現代農機發(fā)展專用化的體現，更是現代農用機械的發(fā)展趨勢。第 3 章　滾筒的設計3.1 滾筒的功能被篩物料從滾筒的一端（進料口）進入滾筒內部，由于滾筒的回轉，物料沿筒內壁滑動，谷物中的細小雜物便通過篩網排出筒外，而不含雜質的谷物則從出料口排出。3.2 滾筒的結構設計滾筒的結構形式有：圓形、多邊形和復合形。通常采用圓形，因為圓形平衡度好，運轉平穩(wěn)，加工簡單。多邊形和復合形的平衡度差，運轉振動沖擊打。主要由篩網、框架組成。篩網按所用原料分為蠶絲篩網、金屬絲篩網和合成纖維篩網三類。蠶絲篩網根據規(guī)格選用不同纖度的桑蠶絲用全絞紗組織、半絞紗組織或平紋組織織成，織制方式與網眼布相似。目數少時用全絞紗組織，目數多時，用半 絞紗或平紋組織。蠶絲篩網的規(guī)格有 4～62 孔/厘米，大多供糧食工業(yè)篩選用，也可供砂輪砂布廠篩選不同粗細砂粒用。金屬篩網用黃銅絲、磷銅絲、不銹鋼絲為原料織成。金屬絲粗細有 0.4～0.025 毫米的規(guī)格。大多采用平紋組織或斜紋席形組織。金屬篩網孔眼清晰正確、網面平挺，有耐高溫、耐磨等特性，不銹鋼篩網還能耐腐蝕。因此，金屬篩網多用于粉末篩選和濾油方面。合成纖維篩網有錦綸或滌綸的長絲和棕兩種。長絲用 15～30 旦單絲，篩網孔眼表面光滑，有利于過濾?？椢锝M織可采用全絞紗、方平和平紋等，規(guī)格有 19～104 孔/ 厘米。多用作印花絹網，集成電路印刷線路板制做，也可用于篩選顯像管熒光粉和磁帶的磁粉等較細顆粒。棕絲篩網用較粗的錦綸棕絲為原料,直徑為 0.55～0.1 毫米，織物多為平紋席形組織，用于選礦、過濾紙漿、傳送帶等。合成纖維篩網具有不生銹、耐腐蝕等特點，能代替12部分金屬篩網。篩網是對金屬絲的編織、金屬板的沖孔拉伸、通過一定的技術方法制作成網狀產品大的歸類。篩網的特點：1、編織精密、零缺陷； 2、網孔規(guī)則、精確； 3、過濾精度可靠；4、高抗壓強度； 5、耐高溫、抗 化學腐蝕； 6、耐磨性好； 7、良好的可成型性 不銹鋼軋花網不銹鋼軋花網也是不銹鋼支撐網，煤炭篩分網等也是工業(yè)用網的不可缺少的篩網部分。篩網需安裝在框架上，用螺栓和壓板固定。滾筒兩端分別有導軌，一端固定有鏈條3.2.1 篩網的選擇篩網的選擇主要是根據被篩物料的尺寸而確定通過確定被篩物料的尺寸從而確定篩網的目數。目數，就是孔數，就是每平方英寸上的孔數目。目數越大，孔徑越小。一般來說，目數×孔徑（微米數）＝15000。比如，400 目的篩網的孔徑為 38 微米左右；500 目的篩網的孔徑是 30 微米左右。由于存在開孔率的問題，也就是因為編織網時用的絲的粗細的不同，不同的國家的標準也不一樣，目前存在美國標準、英國標準和日本標準三種，其中英國和美國的相近，日本的差別較大。我國使用的是美國標準，也就是可用上面給出的公式計算。 由此定義可以看出，目數的大小決定了篩網孔徑的大小。而篩網孔徑的大小決定了所過篩粉體的最大顆粒 Dmax。所以，我們可以看出，400 目的拋光粉完全有可能非常細，比如只有 1－2 微米，也完全有可能是 10 微米、20 微米。因為，篩網的孔徑是 38 微米左右。我們生產 400 目的拋光粉的 D50 就有 20 微米。經過調查篩選的谷物最小尺寸不小于 2mm 所以篩網目數通過下表13圖 1所以篩網選擇 8 目的篩網3.2.2 滾筒的幾何參數幾何參數包括筒體的長度 L、筒體的直徑 D 滾筒的內徑一般為 600—2100mm，長度為 1800—9000mm。有點事轉動緩慢均勻，沖擊和振動很小，工作平穩(wěn)，不需要特殊的基礎，已與封閉除塵，維修方便，使用壽命長。缺點是設備體積龐大，金屬用量多，篩孔易堵塞，動力消耗大。根據當今生產的滾筒篩一般尺寸選取滾筒內徑為 D：1520mm ，即D=1520mm 筒體 L 增大，可以延長物料在筒內的運動時間，提高篩分效率，然而實踐證明，多數篩下料在進料端 0.6m 范圍內已被篩出，故過分加大長度，效果并不顯著。筒體長度 L 一般取 L=（1.65～ 4）D在生產中，筒體長度一般取 2000 至 3000 之間過分增加筒長，還影響占地面積，14經濟上也不合理，即 L=1.65D=2514mm3.2.3 鏈條的選擇在同類產品中，按組成鏈條的基本結構，即根據元件形狀、同鏈條嚙合的零件和部位，零件間尺寸比例等方面劃分所屬鏈條產品系列。鏈條的種類很多，但它們的基本結構只有以下幾種，其它都是這幾種的變形。 我們可以從以上幾種的鏈條結構看出，大部分鏈條都是由鏈板、鏈銷、軸套等部件組成。其它類型的鏈條只是將鏈板根據不同的需求做了不同的改動，有的在鏈板上裝上刮板，有的在鏈板上裝上導向軸承，還有的在鏈板上裝了滾輪等等，這些都是為了應用在不同的應用場合進行的改裝。其中滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內鏈板、外鏈板所組成。內鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈配合，滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間為間隙配合。當內、外鏈板相對撓曲時，套筒可繞銷軸自由轉動。滾子是活套在套筒上的，工作時，滾子沿鏈輪廓滾動，這樣可以減輕齒廓的磨損。鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。因此，內外鏈板應留有少許間隙，以便潤滑油滲入銷軸與套筒的摩擦面間。鏈板一般制成 8 字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減少了鏈的質量和傳動時的慣性力。當傳遞大功率時，可采用雙排鏈或多排鏈。多排鏈的承載能力與排數成正比，但由于京都的影響，各排鏈承受的載荷不易均勻，故排數不宜過多。因為此次設計的鏈條固定在滾筒筒體上，所以在知道筒體外徑的情況下選擇鏈條型號為 32B-1-63，即節(jié)距 p 為 50.8mm 的 63 節(jié)的單排滾子鏈3.3 本章小結本章了解了滾筒的用途，以及在精確高效谷物分離機中的作用，介紹了組成滾筒的各個部件，并確定了滾筒的各主要尺寸15第 4 章 精確高效谷物分離機箱體的設計4.1 箱體的設計已知滾筒的內徑 R=1520 ，筒體長 L=2514 在不影響滾筒運轉的情況下確定箱體高為 2100mm 寬為 2100mm 長為 2609mm由于精確高效谷物分離機的箱體是由鋼板焊接組成故單塊鋼板的厚度需滿足強度要求故箱體壁厚為 6mm，這樣既可以滿足強度要求，又能夠減少箱體的制造費用4.2 底座的設計圖 2底座在精確高效谷物分離機中起到固定箱體、支撐導輪和鏈輪的作用，滾筒中篩除的物料通過底座中間的排出口排出，底座上表面與地面的夾角即為滾筒與水平面的夾角 α滾筒的傾斜角會影響篩分物料在筒內的滯留時間，滾筒的傾斜角愈大，物料在滾筒內所經過的時間愈短，篩分越快；若傾斜度過大，物料可能來不及篩分便到達出口，增大了返料量。相反，傾斜度愈小，物料篩分愈慢，篩分能力低。滾筒的傾斜角通常在 — 之間，這里取 α=059084.3 本章小結本章介紹了底座與箱體的基本設計思路，和確定下了底座與箱體的主要尺寸，以及確定了滾筒的傾斜角 α。16第 5 章 精確高效谷物分離機傳動設計與電機的選擇5.1 支撐導輪的設計圖 3支撐導輪在精確高效谷物分離機里起到了支撐滾筒的作用，并使得滾筒可以在箱體內平穩(wěn)轉動175.1.1 軸的設計軸從左到又分別是 1，2，3軸 1、3 安裝在支座上其中 md5?ml041?62323l785.1.2 軸承的選擇由于支撐輪主要承受軸向的載荷，所以軸承選擇圓錐滾子軸承，因為圓錐滾子軸承主要承受以徑向為主的徑、軸向聯合載荷。軸承承載能力取決于外圈的滾道角度，角度越大承載能力越大。該類軸承屬分離型軸承，根據軸承中滾動體的列數分為單列、雙列和四列圓錐滾子軸承。單列圓錐滾子軸承游隙需用戶在安裝時調整；雙列和四列圓錐滾子軸承游隙已在產品出廠時依據用戶要求給定，不須用戶調整。圓錐滾子軸承有圓錐形內圈和外圈滾道，圓錐滾子排列在兩者之間。所有圓錐表面的投影線都在軸承軸線的同一點相聚。這種設計使圓錐滾子軸承特別適合承受復合（徑向與軸向）負荷。軸承的軸向負荷能力大部分是由接觸角 α 決定的；α 角度越大，軸向負荷能力就越高。角度大小用計算系數 e 來表示；e 值越大，接觸角度越大，軸承承受軸向負荷的適用性就越大。根據軸的尺寸得出安裝在 1 軸上的軸承型號為18安裝在 3 軸上的軸承型號為5.2 鏈輪的設計圖 4鏈輪的齒形鏈輪齒形必須保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入和退出嚙合，盡量減少嚙合時的鏈節(jié)的沖擊和接觸應力，而且要易于加工。 常用的鏈輪端面齒形見圖 4。它是由三段圓弧 aa、ab、cd 和一段直線 bc 構成，簡稱三圓弧-直線齒形。齒形用標準刀具加工，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，只需在圖上注明"齒形按 3RGB1244-85 規(guī)定制造" 即可，但應繪制鏈輪的軸面齒形鏈輪齒數： z=21分度圓直徑： d=p/sin（180°/z）= 294mm齒頂圓直徑： dmax=d+1.25p-d1=318mm 齒根圓直徑： df=d-d1= 226mm注：p 鏈條節(jié)距 ，z 鏈輪齒數， d1 鏈條滾子直徑5.3 電機的選擇電機按其功能可分為驅動電動機和控制電動機；按電能種類分為直流電動機和交流電動機；從電動機的轉速與電網電源頻率之間的關系來分類可分為同步電動機與異步電動機；按電源相數來分類可分為單相電動機和三相電動機；按防護型式可分為開啟式、防護式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式；按安裝結構型式可分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣等；按絕緣等級可分為 E 級、B 級、F 級、H 級等。 191．按工作電源分類 根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。 2．按結構及工作原理分類 電動機按結構及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。 同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。 異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。 直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。 3．按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容盍式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機。 4．按用途分類 電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。 驅動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。 5．按轉子的結構分類 電動機按轉子的結構可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。 6．按運轉速度分類 電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 調速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM 變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。電機選取的是減速電機 CR87-80，減速比為 18.5，功率為 18.5Kw5.4 聯軸器的選擇聯軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎上，根據傳動系統的需要來選擇聯軸器，首先從已經制訂為標準的聯軸器中選擇，目前我國制訂為國標和行標的有十幾種，這些標準聯軸器絕大多數是通用聯軸器，20每一種聯軸器都有各自的特點和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設計人員無需自行設計聯軸器，只有在現有標準聯軸器不能滿足需要時才需自行設計聯軸器。標準聯軸器選購方便，價格比自行設計的非標準聯軸器要便宜很多。在眾多的標準聯軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯軸器，關系到機械產品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節(jié)能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一系列問題，也關系到機械產品的質量。 　　設計人員在選用聯軸器時應立足于從軸系傳動系統的角度需要來選擇聯軸器，應避免單純的只考慮主、從動端聯接選擇聯軸器。 　　動力機的機械特性 　　動力機到工作時之間，通過一個或數個不同品種或不同型式、規(guī)格的聯軸器將主、從動端聯接起來，形成軸系傳動系統。在機械傳動中，動力機不外乎電動機、內燃機和汽輪機。由于動力機工作原理和結構不同，其機械特性差別很大，有的運轉平穩(wěn)，有的運轉時有沖擊，對傳動系統形成不等的影響。 　　動力機的機械特性對整個傳動系統有一定的影響，不同類型的動力機，由于其機械特性不同，應選取相應的動力機系數 KW，選擇適合于該系統的最佳聯軸器。動力機的類別是選擇聯軸器品種的基本因素；動力機的功率是確定聯軸器的規(guī)格大小的主要依據之一，與聯軸器轉矩成正比。 　　固定的機械產品傳動系統中的動力機大都是電動機，運行的機械產品傳動系統(例如般舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機，當動力機為缸數不同的內燃機時，必須考慮扭振對傳動系統的影響，這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯軸器，以調整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而減振、緩沖、保護傳動裝置部件，改善對中性能，提高輸出功率的穩(wěn)定性。 　　載荷類別 　　由于結構和材料不同，用于各個機械產品傳動系統的聯軸器，其承載能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計算，將傳動系統的載荷分為四類。 　　傳統系統的載荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。沖擊、振動和轉知變化較大的工作載荷，應選擇具有彈性元件的撓性聯軸器即彈性聯軸器，以緩沖、減振、補償軸線偏移，改善傳動系統工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩(wěn)工作時轉矩的數倍，是超載工作，必然縮短聯軸器彈性元件使用壽命，聯軸器只允許短時超載，一般短時超載不得超過公稱轉矩的 2~3 倍，即[Tmax]≥2~3Tn。 　　低速重載工況應避免選用只適用于中小功率的聯軸器，例如：彈性套柱銷聯軸器、芯型彈性聯軸器、多角形橡膠聯軸器、輪胎式聯軸器等；需控制過載安全保護的軸系，宜選用安全聯軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯軸器。金屬彈性聯軸器承載能力高于非金屬彈性元21件彈性聯軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯軸器。許用轉速聯軸器的許用轉速范圍是根據聯軸器不同材料允許的線速度的最大外緣尺寸，經過計算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯軸器許用轉速范圍不相同，改變聯軸器的材料可提高聯軸器許用轉速范圍，材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。所聯兩軸相對位移聯軸器所聯兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生和變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動所產生態(tài)平衡位移方向，即軸向、徑向角向以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實際應用中大量選擇撓性聯軸器。剛性聯軸器不具備補償性應用范圍受到限制，因此用量很少。角向位移較大的軸系傳動宜選用萬向聯軸器；有軸向竄動，并需控制軸向位移的軸系傳動，應選用膜片聯軸器；只有對中精度很高的情況下才選用剛性聯軸器。傳動精度小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯軸器。大轉矩和傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度亦有要求，高轉速時，應避免選用非金屬彈性元件彈性聯軸器和可動元件之間有間隙的撓性聯軸