2989_课程设计-谷物联合收获机清选装置工作部件的设计(喂入量3kg.s-切流联合收获机清选装置)

目 录1.设计目的 (1)2.构造与工作原理 (1)3.形式选择 (1)4.结构设计 (1)4.1 风扇与筛子配置 (1)4.2 阶状抖动板的设计 (1)4.3 清选筛的主要尺寸和需用功率(长度´宽度) (2)4.4 清选筛的设计 (2)4.5 筛子的选择 (2)4.6 筛架的设计 (3)4.7 驱动机构 (3)4.8 风扇的设计与选择 (3)4.9 清选筛主要参数的确定 (3)5.结论 (5)参考文献 (5)1.设计目的通过对联合收割机清选装置的设计，弄清装置工作的基本原理，掌握设计的基本过程， 进行设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算和查阅相关资料图册等方面 的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，主要学习结构设计和计算，机 械制图。

2.形式由于本机是用于自走式联合收割机，本机器选用风扇筛子式清选装置。

3.构造与工作原理：风扇筛子式清选装置主要由清选筛、 输送谷粒混合物的抖动板、 风扇和传动机构等组成。

工作时，清选筛和抖动板往复运动，谷粒混合物不断地由抖动板送往筛面，装于清选筛前 下方的风扇产生的风把谷粒混合物吹散，颖壳、细碎秸草等轻混合物被气流带出机外，吹 不走的谷粒、长的碎秸杆和残穗等留在筛面向后移动。

谷粒在移动过程中自筛孔漏下，碎 秸杆由筛后排出，残穗则在筛尾处落入杂余输送器送去复脱或重新分离。

4.结构设计4.1 风扇与筛子的配置风扇筛子式清选装置，要求筛面上的谷粒混合物处于疏松状态，有利于谷粒分离，而 且谷粒混合物层由厚变薄。

4.1.1 要求筛子的前部风速达到下 s m / 87 - ，中部达 s m / 6 5- ，后部达 s m / 2 1- ，风扇出 风口的平均风速需 s m / 10 8- 。

4.1.2 风量V 的计算mrBQv =（1）Q——机器喂入量（kg/s）B——清除杂质占机器喂入量的比例，对全喂入机型，小麦取15～20%，水稻取10～15%， 对半喂入机型，小麦取10～15%，水稻取8～12%ρ——空气密度) / ( 3m kg μ——携带杂质气流的混合浓度比，约0.2-0.3，取μ=0.2则 3 15% 529.2(/)0.2 1.29 v m s ´ == ´静压取为 Pa 250 200 - ，本机取200Pa吹风筛子的气流与筛面夹角，可获得较大的吹风面积。

气流与筛面的夹角 d ，一般为 o o 30 25 - ，取 o30 = d4.2 阶状抖动板的设计由下向上输送谷粒混合物，采用阶梯板抖动器阶梯面与水平面之间的夹角多在 o o 3 ~ 10 - 之间。

阶梯抖动板的夹角比较大时，阶梯易于破碎秸草、颖壳、尘土等堵塞，失 去输送能力，所以应选较小的角度。

选取 2°抖动板的尾部装有指杆筛，且高出筛面一定 距离约 mm 100 ，本机选区为100mm。

4.3 清选筛的主要尺寸和需用功率（长度´宽度）筛子面积可由进入清选装置的谷粒混合物 s Q 确定筛的宽度B， 1q B q 筛=取 1.2 B m = 逐 ，则 筛子长度ssBq QL = （2）Q——机器喂入量（kg/s）s Q ——进入清选装置的谷粒混合物 )/ ( s kg B——筛子的宽度(mm)为了保证足够的清选时间，以减少谷粒损失。

上筛的长度选为 950mm，下筛负荷较小可选 取800mm。

其中 ) / ( 3% 60 5 % 60 s kg Q Q s = ´ = ´ = 则： )( 39 . 1 0 . 2 08 . 1 3m L = ´ = 取L 为1400mm。

（2）所需功率)(kw N Q N p s h = s Q ——进入清选装置的谷粒混合物 )/ ( s kg pN ——单位生产率清选筛所需功率) /( 1- ×s kg kw 上筛取0.4-0.55, h ——系数, 取 h = 0.9则kw N 33 . 1 9. 0 4. 0 3 = ´ =4.4 清选筛的设计为了能有较良好的清选效果采用二层筛子，即上筛和下筛二层，前后错开，上筛与下 筛相互交错。

上筛主要把碎秸杆、残穗等分离出来，起粗筛选作用。

下筛主要选出干净谷 粒，而把细碎杂余排走，起精筛选作用。

通过下筛的干净谷粒都落至谷粒螺旋输送器，送 往粮箱，筛面的杂余在筛尾下落，进入杂余螺旋输送器，送去再处理。

清选筛由曲柄连杆 ——摇杆机构驱动作往复运动。

4.5 筛子的选择4.5.1 上筛采用鱼鳞筛，鱼鳞筛的各个鳞片转轴是联动的，可同时改变开度。

鱼鳞筛的通用性好，引导气流吹除轻杂质和排送大杂质的性能好、筛面不易堵塞、生产率高，故用做 上筛。

4.5.2下筛采用冲孔筛。

筛孔比较准确。

可以得到较清洁的谷粒。

4.6 筛架的设计筛架的设计选用双筛架形式驱动方式采用曲柄连杆——摇杆机构。

上下筛作相对运 动，有利于防止二筛之间的堵塞，亦可平衡部分惯性力。

4.7 驱动机构 筛架由曲柄连杆机构驱动，为避免运动时扭转，采用双边驱动。

曲柄半径 30mm ，连杆 长度L≥5r。

连杆与筛架支吊杆的联接需互相接近垂直。

4.8 风扇的设计与选择 采用农用型离心式叶轮外径 2 D 大多在 mm 550 ~ 350 ，选定叶轮 mm 100 采用叶片式。

为了配合筛长的需要，风扇壳出口高度一般为叶轮外径的 6 . 0 ~ 4 . 0 倍，取0.5 倍按手册表9.8-2农用型风扇尺寸名称 尺寸 本机尺寸叶轮外径 2 D mm 500 mm500 叶轮内径 1 D 26 . 0 ~ 5 . 0 D mm 300 叶片数4~ 3 4叶片的后倾角 2 1 aa 左右 o o 10 30 ~ 20 oo 12 25 外壳宽度 k B 2 5 . 1 D £ mm 450 进风口直径 0 D 2 8 . 0 ~ 65 . 0 D mm 350 出风口高 S 2 45 . 0 ~ 35 . 0 D mm 200 圆筒形外壳 kD 2 12 . 1 ~ 05 . 1 D mm 550 螺线蜗壳形外壳扩展尺寸 A 2 2 . 0 ~ 1 . 0 D mm 70 叶轮端面与壳体间距离 f203 . 0 D mm15 4.9 清选筛主要参数的确定清选筛的工作条件（1）物料要有下移，且要有上移 （2）物料下移量大于上移量（3）物料不能被抛起 则确定其条件2 p x sK r K K w >>> 按下图进行计算筛子摆幅近似为2r，上筛架 mm r 80 60 2 - = ，取 mm70 r 2 w 的值上筛为(2-5)g，取 g r 2 2 = w ； r 2 w 的值下筛为（1-1.5）g，取 g r 12= w 曲柄半径r 为25-30mm，取r=30mm ；转速n 为200-350r/min，取n=270r/min=4.5r/s;其中) cos( ) sin( j a e j a + + + = g K s ; ) cos( ) sin( j a e a j - + - = g K x ; cos sin() p K gae a = + ; 筛子的倾角 a 为 o 10 10 - - ，上筛筛面负荷大 a 取正值，下筛取负值，摆动方向与筛面 的夹角 a e + ;其中上筛为 o155- 对于本机上筛 a 取 5 o ， a e + 取 o10 ，可得：sin(530)0.74 cos(1030) s K g + == + o o o ogsin(305)0.45 cos(1030) x K g - == - o o o ogcos 55.73 sin10 p K g == o og满足条件 2 p x sK r K K w >>> ，说明该设计合理。

对于本机下筛 a 取 o5 - ， a e + 取1°，可得：sin(530)0.51cos(430) s K g -+ == + o o o o gsin(305)0.64cos(430) x K g + == - o o o o gcos 514.3sin 4 p K g - == o o g则满足条件 2 p x sK r K K w >>> ，说明该设计合理。

清选装置工作原理图5.结论：综上所述，得出筛子主要参数,长度L 为1400mm，宽度B=1200mm，所需功率N=1.33Kw r 2 w 的值上筛 g 2 ； r 2 w 的值下筛 g 1 ，风扇风量V=29.2) / ( 3 s m 。

参考文献:1 中国农业机械化科学研究所主编.农业机械设计手册.北京:机械工业出版社,1998 年2 月 2 毛谦德,李振清主编.袖珍机械设计师手册.第二版.北京：机械工业出版社,2002年 5 月3 张伟,徐树来,秦春兰主编.农业机械学（P92-P95）.哈尔滨：东北林业大学出版社,2000 年4 月 4 何月娥主编.谷物收割机械理论与计算.长春：吉林人民出版社出版。