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5XZ-3.0型重力式清選機(jī)下體設(shè)計(jì)
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- 5XZ-3.0型重力式清選機(jī)下體設(shè)計(jì)
摘要
隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，農(nóng)作物種子清選機(jī)械也日趨成熟，其中正壓式重力清選機(jī)發(fā)展最快最成熟。通過查閱大量文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場實(shí)習(xí)，設(shè)計(jì)出5XZ-3.0型正壓式重力清選機(jī)，其生產(chǎn)率為3.0t/h。該機(jī)通過雙向傾斜且往復(fù)振動的工作臺和穿過工作臺面由下而上的氣流進(jìn)行清選作業(yè)，適用于經(jīng)過風(fēng)篩式清選機(jī)、窩眼滾筒清選機(jī)等機(jī)具清選過的外形、尺寸較相似的種子分選。
該機(jī)具利用比重不同分離出發(fā)育不好、成熟不完全、受蟲害霉?fàn)�和已發(fā)芽的種子，以及與種子尺寸相近而質(zhì)量有一定差異的夾雜物。
關(guān)鍵詞 正壓式 重力清選機(jī) 雙向傾斜 往復(fù)振動
Abstract
With the development of agricultural mechanization, the crops seed cleaner weapon is also getting more and more progressive, the positive pressure type gravity cleaner development is most common. Through the consult massive literature material and the workshop practice, designs the 5XZ-3.0 positive pressure type gravity cleaner, its productivity is 3.0t/h. This equipment to realize chooses the function clear, through can incline and vibrate the work table and passes through work floor air current from bottom to top to complete, it is suitable for the contour which the size similar seed separation passes through primary elects clear. The equipment used to separate different proportions of poor, immature, and has been subject to pests or germination of seeds ,and seed with similar size and quality of a certain difference of impurities.
Key word Positive pressure type Gravity cleaner
Two direction angles may adjust Reciprocating vibration
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1國內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與分類 3
1.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3
1.2.2 分類 3
1.3工作原理 4
1.3.1 重力分選原理 4
1.3.2 物料的分層化過程 5
1.4 應(yīng)用范圍 8
第二章 無級變速部分的設(shè)計(jì)方案及選擇 9
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.1 總體參數(shù)及運(yùn)動參數(shù)的選擇 10
3.1.1 振動臺振動頻率的確定 10
3.2 所需風(fēng)量與風(fēng)壓的計(jì)算 13
3.2.1 風(fēng)量的計(jì)算 13
3.2.2 風(fēng)壓的計(jì)算 13
3.3 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 17
3.3.1 葉輪的設(shè)計(jì) 17
3.3.2 蝸殼的設(shè)計(jì) 19
3.4 傳動設(shè)計(jì) 23
3.4.1 無級變速器設(shè)計(jì) 23
3.4.2 軸承壽命校核 25
3.5 所需動力功率確定 26
3.5.1 振動臺功率確定 26
3.5.2 風(fēng)機(jī)所需功率的確定 27
3.5.3 所需理論功率和實(shí)際功率 28
3.6 強(qiáng)度與剛度的設(shè)計(jì)與校核 28
3.6.1 驅(qū)動連桿的強(qiáng)度與剛度校核 28
3.6.2 壓桿穩(wěn)定校核 31
3.6.3 無級變速軸的強(qiáng)度與剛度校核 32
3.6.4 無級變速器壓縮彈簧的計(jì)算 35
第四章 機(jī)器的調(diào)節(jié)、操作與維護(hù) 40
4.1 調(diào)節(jié) 40
4.2 操作 44
4.2.1 初步調(diào)整 44
4.2.2 分選開始后的調(diào)整 48
4.2.3提高分選能力 49
4.3 維護(hù) 50
4.3.1工作臺 50
4.3.2皮帶 51
4.3.3軸承 51
結(jié)論 52
致謝 53
參考文獻(xiàn) 54
附錄1 56
附錄2 60
第1章 緒論
1.1國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
隨著我國工業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)機(jī)械的進(jìn)步，我國重力清選機(jī)起步相對發(fā)達(dá)國家較晚但發(fā)展很快，國內(nèi)重力式清選機(jī)的臺面結(jié)構(gòu)主要有三角形臺面、矩形臺面和混合形臺面，生產(chǎn)效率從1.5T/h到5T/h。
在歐美發(fā)達(dá)國家，重力式清選機(jī)的生產(chǎn)能力從1t/h到15t/h，臺面結(jié)構(gòu)從三角形臺面、矩形臺面到混合形臺面，氣流形式從負(fù)壓到正壓，已形成多種系列化重力式清選機(jī)，工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)、噪音相對較低。除傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)節(jié)外，已開發(fā)出液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的生產(chǎn)廠家有丹麥WESTRUP公司，奧地利HEID公司、德國PETKUS公司、美國OLIVER公司、LMC公司。
從性能上看，無論是三角臺面還是矩形臺面振動平穩(wěn)，風(fēng)量在臺面上非均布且有規(guī)律分布，物料能很好地布滿整個臺面，種子分離效果明顯。
從結(jié)構(gòu)上看，丹麥WESTRUP公司產(chǎn)品采用三角形臺面單風(fēng)機(jī)正壓式結(jié)構(gòu)，重雜清理效果較好；奧地利HEID公司的產(chǎn)品是多聯(lián)風(fēng)機(jī)矩形臺面，雙質(zhì)點(diǎn)平衡結(jié)構(gòu)，無效振動和噪音��；德國PETKUS公司產(chǎn)品單風(fēng)機(jī)矩形臺面；美國OLIVER公司產(chǎn)品三角形或矩形臺面，采用多聯(lián)離心風(fēng)機(jī)，噪音略高但分選效果明顯，又開發(fā)出液壓調(diào)節(jié)裝置，操作靈活，適用于大型設(shè)備的操作，其小噸位產(chǎn)品采用混合型臺面（如316M型），尤其適合于蔬菜等小粒種子的清選，能耗及噪音適中；LMC公司的產(chǎn)品采用雙振動架平衡機(jī)構(gòu)，清選效果適中，但總體結(jié)構(gòu)龐大。CRIPPEN公司產(chǎn)品采用矩形臺面，多聯(lián)前彎曲多葉片風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口有角度，噪音小[1]。
重力式清選機(jī)的發(fā)展方向：
1. 氣流系統(tǒng)的選擇：
重力式清選機(jī)有負(fù)壓式和正壓式兩種氣流配置形式，其中正壓式由單臺或多臺風(fēng)機(jī)供風(fēng)。其中負(fù)壓式供風(fēng)類型以瑞士布勤（BUHLER）公司產(chǎn)品著稱（1980年前后河北正定縣在“四化一供”中安裝了布勒公司引進(jìn)的3t/h種子加工成套設(shè)備，重力式清選機(jī)為MTLB-100型），種子清選效果理想，當(dāng)時上海向明機(jī)械廠在消化吸收基礎(chǔ)上開發(fā)出5XZ-1.0和5XZ-2.5負(fù)壓重力式清選機(jī)，但由于能耗、噪音較大，振動不易平衡，操作不便，目前已逐步被淘汰。正壓式目前占據(jù)主導(dǎo)地位，由于單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量分布不勻或風(fēng)量不足，目前大多采用正壓多聯(lián)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，OLIVER公司產(chǎn)品設(shè)置導(dǎo)流板，HEID公司產(chǎn)品設(shè)置了高效多殿風(fēng)機(jī)和非均布導(dǎo)風(fēng)板，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)使氣流通道阻力小，風(fēng)機(jī)效率增高。
2. 臺面的選擇：
種子在重力式清選機(jī)臺面上保持的時間越長，走過的距離越遠(yuǎn)，種子分離和分選效果就越好。一般重力式清選機(jī)有三角形和矩形臺面兩種，工作原理相同，均有分層區(qū)和分離區(qū)。其主區(qū)別在于：輕、重種子由喂料口經(jīng)工作臺到各自排出口的距離不同。重力式清選機(jī)工作時，三角形臺面上重種子（包括重雜）走過的路徑遠(yuǎn)，矩形臺面上輕雜和中間混合料走過的路徑遠(yuǎn)。
三角形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的重雜；矩形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的輕雜和生產(chǎn)效率，平衡性能好，有利于風(fēng)機(jī)的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產(chǎn)率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產(chǎn)率，清除重雜為主的小子粒種子清選中仍使用三角形臺面。
3. 振動的選擇：
機(jī)械振動根據(jù)驅(qū)動方式不同可分為幾種，有電磁驅(qū)動、振動電機(jī)驅(qū)動、曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動等。重力式清選機(jī)振動方式國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的是曲柄連桿驅(qū)動方式，結(jié)構(gòu)布置和參數(shù)調(diào)節(jié)較方便，能做到理想的平衡。HEID公司產(chǎn)品為自平衡振動機(jī)構(gòu)，OLIVER公司產(chǎn)品則設(shè)計(jì)為附加的振動平衡架。
1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與分類
1.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該機(jī)由振動臺、供風(fēng)系統(tǒng)、振動無級變速機(jī)構(gòu)、縱橫向角度調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。振動臺篩面按分選作物品種的不同可選用不同目數(shù)的網(wǎng)孔尺寸。振動無級變速機(jī)構(gòu)能改變篩面的振動頻率；供風(fēng)系統(tǒng)完成籽粒分選時最佳流化狀態(tài)，控制臺面各點(diǎn)的風(fēng)速成梯度完成籽粒分層；采用多風(fēng)機(jī)系統(tǒng)使臺面風(fēng)量分布合理，噪聲低。臺面縱橫向角度可調(diào)，滿足多種種子的分選要求。
1.2.2 分類
重力選可以從兩個方面來分類：
1. 按氣流形式可分為正壓式和負(fù)壓式。其中正壓式由單臺或多臺風(fēng)機(jī)。其中負(fù)壓式供風(fēng)類型，種子清選效果理想，但由于能耗、噪音較大，振動不易平衡，操作不便，目前已逐步被淘汰[1]。正壓式目前占據(jù)主導(dǎo)地位。
2. 按臺面形式可分為三角形臺面、矩形臺面和混合臺面。三角形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的重雜；矩形臺面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的輕雜和生產(chǎn)效率，平衡性能好，有利于風(fēng)機(jī)的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產(chǎn)率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產(chǎn)率，清除重雜為主的小子粒種子清選中仍使用三角形臺面[2]。
1.3工作原理
1.3.1 重力分選原理
傳統(tǒng)的風(fēng)篩組合清選機(jī)依靠篩體的振動，輔以風(fēng)力作用，使輕雜質(zhì)吹出機(jī)外，重的雜質(zhì)和尺寸大小不一的籽粒通過不同尺寸的篩孔進(jìn)行清選分級，同時風(fēng)力又有延長籽粒在篩面上的運(yùn)動時間，達(dá)到更好的清選效果。
重力清選機(jī)的作用原理是在風(fēng)力的作用下，使籽粒達(dá)到流化狀態(tài)，比重小的籽粒懸浮于重籽粒之上，籽粒之間的摩擦系數(shù)降低，重籽粒在風(fēng)力作用下不脫離篩面，使其在篩體振動過程中依靠慣性力、摩擦力、風(fēng)力、籽粒重力的共同作用下，達(dá)到比重小的籽粒與比重大的籽粒分離的目的。
1.3.2 物料的分層化過程
空氣用作分選標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)，使分選物料層化。層化在空氣通過顆�；旌衔飼r發(fā)生，顆粒由相對空氣的重復(fù)量不同而上升、下降。
圖1-1重力清選機(jī)斷面圖
如圖1-1，a表示風(fēng)機(jī)正上方的重力分選機(jī)斷面。風(fēng)機(jī)關(guān)閉時，顆�；旌衔锫涞胶Y網(wǎng)工作臺上。b表示風(fēng)機(jī)已開動并調(diào)整好，使得最重的顆粒停在工作臺的表面上，最輕的顆粒完全離開工作臺的表面。此時，正確的調(diào)整氣流非常關(guān)鍵，或者結(jié)果是c的情況，此時過多的氣流使全部顆粒都從分離表面上升起[3-5]。
圖1-2重力選工作臺理想狀態(tài)俯視圖
圖1-2表示重力選工作臺面作業(yè)中理想狀態(tài)的俯視圖。
與圖1-1中a所示相似的混合顆粒，從喂入裝置落到工作臺上。直接圍繞喂入口的區(qū)域稱為層化區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)工作臺的振動與氣流上升聯(lián)合作用下層化物料分為幾層，底部為較重的層，上部為較輕的層，如圖1-1中b所示。在物料層化后，分選作用即可發(fā)生。層化區(qū)域的大小取決于分選的難度及機(jī)器的加工能力。任何時候?qū)踊瘏^(qū)域面積不能超過工作臺面的三分之一[2-4]。
分選愈困難，層化區(qū)就愈大。生產(chǎn)能力要求較高時，層化區(qū)域也要求較大[2-4]。
物料層化后，工作臺的振動作用開始推動與臺面接觸的較重層向臺面高邊方向移動。與此同時，較輕的物料層位于臺面的上層，不與振動的臺面接觸，飄浮著向臺面低邊方向移動。當(dāng)物料從喂入端向工作臺的卸料端流動時，振動作用逐漸地將高方向的層化轉(zhuǎn)換成水平方向分選。當(dāng)物料到達(dá)工作臺的卸料端時，分選的過程完成了。較重的物料應(yīng)該集中于臺面的高邊，輕的應(yīng)該集中在其低邊，而中等的物料則位于兩者之間。
應(yīng)注意，圖1-2代表理想的狀態(tài)，這理想的狀態(tài)在理論上是最好的狀態(tài)，實(shí)際上很少發(fā)生。通常，層化區(qū)并沒有明顯的界限，當(dāng)物料不完全層化時，分選的過程已經(jīng)開始。因此，使物料分層化過程盡可能地快是至關(guān)重要的，否則，在分層化過程發(fā)生之前較輕的物料將被帶到工作臺的高邊。這最好的辦法就是使喂入端較卸料端有更大些的氣流。
許多分選過程中，好粒與輕料之間的差別不明顯，這時必須周期性地測試每次試驗(yàn)中沿卸料端各點(diǎn)的重量，以確定分選是否正確。
從重力分選機(jī)卸料端排出的物料是以最重的顆粒到最輕的顆粒連續(xù)分產(chǎn)品。這連續(xù)的產(chǎn)品被分成三個部分：（1）重的，合格的產(chǎn)品；（2）輕的，不合格的產(chǎn)品；（3）少量的沒完全分選的中間產(chǎn)品。在分選含有沙子或其它重物料時，產(chǎn)品分出四部分，含有沙子及某些好顆粒物料部分可以進(jìn)一步加工。
該機(jī)是以雙向傾斜、往復(fù)振動的工作臺和穿過工作臺面由下而上的氣流進(jìn)行清選作業(yè)的清選機(jī)具。工作時，物料經(jīng)進(jìn)料口均勻連續(xù)喂入到工作臺面上，此時物料受到工作臺振動和穿過工作臺面由下向上氣流吹動的復(fù)合作用，即按比重不同進(jìn)行分層，比重大的物料產(chǎn)生正偏析而下沉到被振動著的物料層底部，并逐漸移至尾部的出料口。比重小的物料，在物料上方漂浮，并沿著工作臺的傾斜方向流動至前方的輕物料出口，如此連續(xù)不斷地工作達(dá)到重力清選的目的[7]。
1.4 應(yīng)用范圍
該機(jī)主要適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子清選和分級。對相同尺寸但比重有差別的顆粒進(jìn)行分選（如尺寸相同的種子，其中較輕的顆粒是被蟲蝕或不成熟，可被分離）。可在加工線中配套使用，也可用于單機(jī)作業(yè)。 ...
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