3039_课程设计-水稻半喂入式脱粒机设计(喂入量2.0Kg.s-喂入与脱粒部分)

目 录 1.引 言‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(2) 2.结构设计与计算‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(2) 2.1 方案确定‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(2) 2.2 喂入方式‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(3) 2.3 滚筒的长度‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(3) 2.4 滚筒的直径 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(3) 2.5 脱粒间隙‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(4) 2.6 滚筒转速‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(4) 2.7 夹持输送链的速度选择‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(5) 2.8 弓齿的设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(5) 2.9 副滚筒‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(7) 2.8 凹版‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(8) 3.主要技术参数‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(8) 参考文献‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐(9)1、引言 半喂入型脱离装置的主要特点是采用弓齿滚筒进行脱粒。作物可在滚筒四周的不同位置进行脱 粒，分上脱、下脱和倒挂脱三种形式。脱粒时夹持输送链将谷物根部整齐地夹住，使茎杆不进入滚筒， 仅谷穗部分进入滚筒和凹版筛之间的脱粒间隙 ， 夹持输送链夹住谷物沿滚 筒轴向移动，在轴向移动的过程中，谷穗不断受到滚筒弓齿的梳刷、冲击将谷粒脱下。脱下的谷粒将穿 过凹版筛落到清粮室或谷物搅龙上，而完整的禾秆则油出口端被夹持链排出，被弓齿拉断的短禾秆和断 穗等由滚筒排至副滚筒（排杂筒）的下方，经副滚筒再次脱粒后抛出机外。 这种脱粒装置基本上保持 了茎杆的完整，并解决了脱粒不 净与籽粒破碎之间的矛盾，由于 茎杆不进入脱粒装置内，所以消 耗的功率也比较少。 2、结构的设计与计算

2.1 、方案确定 水稻半喂人脱粒机由夹持输 送装置、脱粒滚筒、副滚筒、切 刀、清选装置、籽粒推运器和出 粮筒等组成．其结构如图 l 所示。 按照要求，本设计主要设计水稻 半喂入脱粒机的喂入和脱粒部 分。

2.2、喂入方式 采用下脱式，具有以下特点： （1）、凹版包角小，分离面积小，分离率低，夹带损失大 （2）、凹版筛孔被茎杆遮挡，分离效率低，湿脱时筛孔容易阻塞 （3）、喂入性能好，断穗、带柄均少 （4）、脱到和脱麦的通用性好 2.3、滚筒的长度 用最少的弓齿数、最短的滚筒长度达到净脱、分离、消耗动力少而负荷均匀是设计的目的。而滚筒 长，配置的总齿数多，凹版面积大，脱净率高，分离干净，夹带损失小，生产率有所提高。所以，在满

足使用要求的前提下，应尽量选择较小的滚筒长度。根据实验研究和给定的喂入量 s kg q / 0 . 2 = , 取 滚筒长度 mm L 530 = 能满足脱粒要求。2.4、滚筒直径 弓齿滚筒式脱粒装置工作时茎杆是被夹持进行工作的。滚筒的直径D （不包括弓齿高度）与茎杆的喂 入长度l，以及茎杆的喂入部分对应滚筒的圆心角a之间有一定的关系：

a p p p

a 

l D 

D 2 , 1

2

³

³ ·

茎杆的喂入长度必须大于谷物结穗部分的长度，不然将产生漏脱现象。此外，还要考虑谷物生长的高矮 不同，以及在收割过程中产生的根差和角差而影响正整齐性的情况。另外还要考虑到喂入长度l过长滚 筒容易缠草。通常情况下茎杆的喂入长度取 mm l 450 ~ 350 =

圆心角 : a 的大小与脱粒质量和功率消耗有关，在 o o 160 ~ 120 = a

时，断穗与断茎率、功率消耗无显

著变化，工作稳定可靠，当 o 160 > a

时茎杆弯曲程度增加，断穗率、断杆率急剧上升，功率消耗增加，

一般取 o 120 = a

。

根据a角及喂入长度l，求得滚筒直径 mm D 400 = ， 弓齿高度 mm h 70 ~ 65 = 。 则弓齿滚筒直径 mm D 530 =

2.5、脱粒间隙 凹版筛面与弓齿齿顶之间的间隙叫脱粒间隙。间隙小时，功率消耗较多，籽粒损伤较多，而断穗 和托柄、脱芒的处理较好，黏附在筛网上的碎茎也较少。因为弓齿滚筒式脱粒装置沿滚筒轴向齿高是不 同的，所以： 梳 整 区：10—15mm 取 13mm 脱粒前段：8—10mm 取 9mm 后 段：4—5mm 取 5mm 

2.6、滚筒的转速 滚筒的圆周速度一般用滚筒的有效直径来计算。当滚筒速度增加时，脱净率增加，水稻带柄率减 少，担破碎率和断茎率都增加，当圆周速度大于 12 米、秒时，水稻脱净率在 99％以上，但如果圆周速 度过大，脱离效率提高并不显著，仅使谷粒在滚筒上跳动加剧，增加谷粒的抛散损失。当滚筒的圆周速 度太小时，弓齿对穗的冲击力减弱，从而延长脱粒时间而降低生产率。但如果圆周速度过大，脱离效率 提高并不显著，仅使谷粒在滚筒上跳动加剧，增加谷粒的抛散损失。通常情况下对于水稻来说： s m V / 5 . 13 ~ 12 = 。根据圆周速度V 便可以计算出滚筒的转速n。

60 ) ( n h D V + =p Q) ( 60 h D V 

n + = p 所以

式中 D——滚筒直径（不包括弓齿高度） ； H——弓齿的高度。

min / 6 49 52 . 0 / 5 . 13 60 r n = ´ ´ = p 滚筒转速

取 min / 550 r n= 2.7、夹持输送链的速度与位置的选择 2.7.1、夹持链速度的选择： 由夹持链、夹持台等组成，夹持链按《农业机械学套筒滚子链条》的规定制造。夹持链输送速度取决 于套筒长度，脱粒方式和凹板分离效率等。夹持输送链速 s m V / 4 . 0 = 。

2.7.2、夹持链位置的选择： 防夹带板与齿顶间隙 a 为 4～10mm,防夹带板与喂禾口垂直距离为 35～50mm， 夹持链内链片至弓齿 顶距离 c 为 30～50mm，链条安装倾角约为 20，链中心线与滚筒中心的距离 d 为 40～60mm。 2.8、弓齿的设计

2.8.1、弓齿的形状 弓齿的形状有“V”字形及“U”字形两种。试验结果表明“V”字形弓齿顶角为 o 22 时，消耗的功率

和断穗率都最少。 “U”字形弓齿圆弧大的功率消耗小，断穗率也小。本设计滚筒上脱粒齿采用双重齿， 它们能够提高梳刷、 脱粒质量， 并且滚筒不易缠草。 弓齿用65Mn刚制造， 淬火部位的硬度为HRC 45~55。

2.8.2、弓齿在滚筒上的排列 在长期的生产实践中证明，半喂入式的脱粒滚筒的弓齿排列，按一定的螺旋排列是能够获得满意的 脱粒性能的。 弓齿依螺旋排列的目地除了达到脱粒时负荷均匀外， 而且还能促使杂余沿轴向流动。 所以， 选择弓齿的排列按照螺旋线分区的排列、选择螺旋线头数为 3，分为三个区段且螺旋线的方向是顺着喂 入方向向后倾斜。 第一区段为梳整区，约占滚筒全长的 % 15 ~ 10 ，梳整齿选材为6—8mm 的钢丝，对作梳导和推 送，梳整齿安装在滚筒喂入端的锥形面上。靠近喂入口的第一个齿是小型的，高度也低，第二、第三个 齿较大，高度也逐渐增加，齿迹逐渐增加；齿顶多为圆弧型，齿的强度较大，以适应刚喂入的较大符合。

梳整齿一般高 h 为 35～60 毫米，齿根宽为 60～110 毫米，齿面与滚筒的回转方向偏 o o 18 ~ 15 ，排列

较稀，以利于导禾秆进入滚筒，并将谷穗加以梳整脱粒。 第二区段为脱粒区，约占滚筒全长的 70～75％。钢丝直径 5—6mm，它又分前后两区。前区约