2029 5XZ-3.0型重力式清選機下體設計,xz,重力,式清選機,下體,設計 實 習 總 結畢業(yè)設計已經(jīng)正式開始了,題目和參數(shù)擺在面前時，還是覺得對本專業(yè)的認識不夠, 學校為了使我們更多了解專業(yè)知識、實踐知識和對設計題目的認識，開闊視野，了解相關設備及技術資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意安排了我們到擁有較多類型的糧食加工設備，生產技術較先進的工廠進行參觀實習。為期五、六天的生產實習，我們去了 XX 農業(yè)技術研究院。了解這里的生產情況，與本專業(yè)有關的各種知識，工人的工作情況等等。親身感受了所學知識與實際的應用，在機械制造工業(yè)的應用了，等等理論與實際的相結合。 一 實習地點 XX 農業(yè)技術研究院二 實習時間 2008 年 3 月 三 實習目的 通過完成畢業(yè)實習過程，結合畢業(yè)設計或論文選題深入工廠企業(yè)實地參觀與調查，達到以下的實習目的在這個基礎上把所學的專業(yè)理論知識與實踐緊密結合起來，提高實際工作能力與分析能力，以達到學以致用的目的。 1. 了解種子重力清選機體結構及其工作原理 2. 掌握請選機的運動形式及其類型和發(fā)展狀況 3. 種子清選的工藝過程及生產狀況 四 實習心得種子收獲后，從外形相近的種子中間，將不成熟的、霉變的、被蟲子咬過的不合格種子及小石子（重雜）從好種子中分離出來，這個過程通過使用重力式清選機實現(xiàn)，效果十分明顯。種子經(jīng)過重力式清選機的氣流和振動篩選后，不僅提高了種了凈度和發(fā)芽率，增加種子商品化程度，而且利于種子機械化田間播種。1、國外重力式清選機評述：在歐美發(fā)達國家，重力式清選機的生產能力從 1t/h 到 15t/h，臺面結構從三角形臺面、矩形臺面到混合形臺面，氣流形式從負壓到正壓，已形成多種系列化重力式清選機，工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強、噪音相對較低。除傳統(tǒng)的機械調節(jié)外，已開發(fā)出液壓調節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的生產廠家有丹麥 WESTRUP 公司，奧地利 HEID 公司、德國 PETKUS 公司、美國 OLIVER 公司、LMC 公司、CRIPPEN 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。從結構上看，丹麥 WESTRUP 公司產品采用三角形臺面單風機正壓式結構，重雜清理效果較好；奧地利 HEID 公司的產品是多聯(lián)風機矩形臺面，雙質點平衡結構，無效振動和噪音??；德國 PETKUS 公司產品單風機矩形臺面；美國OLIVER 公司產品三角形或矩形臺面，采用多聯(lián)離心風機，噪音略高但分選效果明顯，又開發(fā)出液壓調節(jié)裝置，操作靈活，適用于大型設備的操作，其小噸位產品采用混合型臺面（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 公司的產品采用雙振動架平衡機構，清選效果適中，但總體結構龐大。CRIPPEN 公司產品采用矩形臺面，多聯(lián)前彎曲多葉片風機，風機出風口有角度，噪音小。2、重力式清選機的發(fā)展方向：（1）氣流系統(tǒng)的選擇：重力式清選機有負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機供風。其中負壓式供風類型以瑞士布勤（BUHLER）公司產品著稱（1980 年前后河北正定縣在“四化一供”中安裝了布勒公司引進的 3t/h 種子加工成套設備，重力式清選機為 MTLB-100 型），種子清選效果理想，當時上海向明機械廠在消化吸收基礎上開發(fā)出 5XZ-1.0 和 5XZ-2.5 負壓重力式清選機，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)主導地位，由于單臺風機風量分布不勻或風量不足，目前大多采用正壓多聯(lián)風機結構，OLIVER 公司產品設置導流板，HEID 公司產品設置了高效多殿風機和非均布導風板，通過結構改進使氣流通道阻力小，風機效率增高。（2）臺面的選擇：種子在重力式清選機臺面上保持的時間越長，走過的距離越遠，種子分離和分選效果就越好。一般重力式清選機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。重力式清選機工作時，三角形臺面上重種子（包括重雜）走過的路徑遠，矩形臺面上輕雜和中間混合料走過的路徑遠。三角形臺面結構側重于除去種子中的重雜；矩形臺面結構側重于除去種子中的輕雜和生產效率，平衡性能好，有利于風機的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產率，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：機械振動根據(jù)驅動方式不同可分為幾種，有電磁驅動、振動電機驅動、曲柄連桿機構驅動等。重力式清選機振動方式國內外應用最普遍的是曲柄連桿驅動方式，結構布置和參數(shù)調節(jié)較方便，能做到理想的平衡。HEID 公司產品為自平衡振動機構，OLIVER 公司產品則設計為附加的振動平衡架。（4）集中操作并改進相關裝置：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直接顯示調節(jié)數(shù)據(jù)，不停機集中控制。臺面開始用鋁合金代替鋼結構，選用性能好的鋼絲網(wǎng)，OLIVER 公司和 CRIPPEN 公司臺面還涂了一層氫基甲酸乙酯，增加臺面鋼絲的摩擦力，增加生產率，延長使用壽命。臺面有半罩或全罩除塵，在主排種出口配備振動電機加快出料速度。五 實習總結　據(jù)聯(lián)合國糧農組織在 20 世紀 80 年代初編印的世界種子加工機械生產廠商和產品名錄，當時共有種子加工機械廠商約 100 家（不包括中國），主要企業(yè)分布在歐洲和美國。經(jīng)過十幾年的演變，歐洲企業(yè)經(jīng)歷了兼并與產品創(chuàng)新的變化，美國企業(yè)則進入產品革新與開拓階段企業(yè)總數(shù)減少，實力增強。美國著名種子加工機械生產廠商經(jīng)過幾十年的市場競爭，開發(fā)、保持和發(fā)展了自己產品的特色，重點生產有特色的產品，有些工廠主既是產品的設計和專利擁有者，又是公司總裁，對自己的產品和技術開發(fā)方向相當了解。如美國CRIPPEN 公司生產重力式清選機已有 70 多年的歷史，進入 90 年代兼并了別的公司，很有起色，老式重力式清選機在保持原有傳統(tǒng)的基礎上進行了革新。美國 OLIVER 公司多年來一直專一生產重力式清選機，90 年代為與美國大農場的生產規(guī)模相適應，又開發(fā)出超大型重力式清選機，操作和使用非常方便。丹麥CIMBRIA 公司進入 80 年代后收購了奧地利有百年歷史的 HEID 公司，近年來又開發(fā)出新一代重力式清選機。德國 PETKUS 公司傳統(tǒng)產品是風篩表選機，近年來也開發(fā)了重力式清選機和其他產品。這次實習中得到了很多現(xiàn)場知識和與種子加工相關的知識，深刻認識了清選機的結構和工作原理，完成了實習目的。本科畢業(yè)設計開題報告題 目： 5XZ-3.0 型重力式清選機下體設計 院 （系）： 機械工程學院 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 教師職稱： XX 學院本科畢業(yè)設計開題報告題 目 5XZ-3.0 型重力式清選機下體設計 來源 工程實際1、研究目的和意義隨著農業(yè)機械化的發(fā)展，農作物種子清選機械也日趨成熟，其中正壓式重力清選機發(fā)展最快。5XZ-3.0 型正壓式重力清選機適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子精選加工。可在加工線中配套使用，也可用于單機作業(yè)。本設計研究設計生產率為 3.0t/h 的 5XZ-3.0 型重力式清選機的主要參數(shù)，包括振幅、振動頻率、縱橫向傾角、臺面摩擦力情況及風量風壓情況，并在原基礎上對操作調節(jié)上進行改進，簡化操作難度。2、國內外發(fā)展情況(文獻綜述)種子收獲后，從外形相近的種子中間，將不成熟的、霉變的、被蟲子咬過的不合格種子及小石子（重雜）從好種子中分離出來，這個過程通過使用重力式清選機實現(xiàn)，效果十分明顯。種子經(jīng)過重力式清選機的氣流和振動篩選后，不僅提高了種了凈度和發(fā)芽率，增加種子商品化程度，而且利于種子機械化田間播種。a、國外重力式清選機評述：在歐美發(fā)達國家，重力式清選機的生產能力從 1t/h 到 15t/h，臺面結構從三角形臺面、矩形臺面到混合形臺面，氣流形式從負壓到正壓，已形成多種系列化重力式清選機，工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強、噪音相對較低。除傳統(tǒng)的機械調節(jié)外，已開發(fā)出液壓調節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的生產廠家有丹麥 WESTRUP 公司，奧地利 HEID 公司、德國 PETKUS 公司、美國 OLIVER 公司、LMC 公司 [1]。從性能上看，無論是三角臺面還是矩形臺面振動平穩(wěn)，風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。從結構上看，丹麥 WESTRUP 公司產品采用三角形臺面單風機正壓式結構，重雜清理效果較好；奧地利 HEID 公司的產品是多聯(lián)風機矩形臺面，雙質點平衡結構，無效振動和噪音小；德國 PETKUS 公司產品單風機矩形臺面；美國 OLIVER 公司產品三角形或矩形臺面，采用多聯(lián)離心風機，噪音略高但分選效果明顯，又開發(fā)出液壓調節(jié)裝置，操作靈活，適用于大型設備的操作，其小噸位產品采用混合型臺面（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 公司的產品采用雙振動架平衡機構，清選效果適中，但總體結構龐大。CRIPPEN 公司產品采用矩形臺面，多聯(lián)前彎曲多葉片風機，風機出風口有角度，噪音小 [2][3]。b、重力式清選機的發(fā)展方向：（1）氣流系統(tǒng)的選擇：重力式清選機有負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機供風。其中負壓式供風類型以瑞士布勤（BUHLER）公司產品著稱（1980 年前后河北正定縣在“四化一供 ”中安裝了布勒公司引進的 3t/h 種子加工成套設備，重力式清選機為 MTLB-100 型） ，種子清選效果理想，當時上海向明機械廠在消化吸收基礎上開發(fā)出 5XZ-1.0 和 5XZ-2.5 負壓重力式清選機，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)主導地位，由于單臺風機風量分布不勻或風量不足，目前大多采用正壓多聯(lián)風機結構，OLIVER 公司產品設置導流板，HEID 公司產品設置了高效多殿風機和非均布導風板，通過結構改進使氣流通道阻力小，風機效率增高。（2）臺面的選擇：種子在重力式清選機臺面上保持的時間越長，走過的距離越遠，種子分離和分選效果就越好。一般重力式清選機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。重力式清選機工作時，三角形臺面上重種子（包括重雜）走過的路徑遠，矩形臺面上輕雜和中間混合料走過的路徑遠。三角形臺面結構側重于除去種子中的重雜；矩形臺面結構側重于除去種子中的輕雜和生產效率，平衡性能好，有利于風機的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產率，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：機械振動根據(jù)驅動方式不同可分為幾種，有電磁驅動、振動電機驅動、曲柄連桿機構驅動等。重力式清選機振動方式國內外應用最普遍的是曲柄連桿驅動方式，結構布置和參數(shù)調節(jié)較方便，能做到理想的平衡。HEID 公司產品為自平衡振動機構，OLIVER 公司產品則設計為附加的振動平衡架。（4）國外重力式清選機生產能力的標準化與系列化：OLIVER 公司多年來一直堅持專一產品生產，不斷進行產品更新，原有機型316，50，80，180，240 經(jīng)過改進后，增加了平衡裝置、風量表、轉速表（頻率顯示）等，形成 316M、50M、80M、 180M、240M ，90 年代以后又開發(fā)出大型的2400、3600、4800 型產品，配備了液壓操作系統(tǒng)。5）集中操作并改進相關裝置：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直接顯示調節(jié)數(shù)據(jù)，不停機集中控制。臺面開始用鋁合金代替鋼結構，選用性能好的鋼絲網(wǎng)，OLIVER 公司和 CRIPPEN 公司臺面還涂了一層氫基甲酸乙酯，增加臺面鋼絲的磨擦力，增加生產率，延長使用壽命。臺面有半罩或全罩除塵，在主排種出口配備振動電機加快出料速度 [4]。c、國外重力式清選機企業(yè)的發(fā)展歷程：據(jù)聯(lián)合國糧農組織在 20 世紀 80 年代初編印的世界種子加工機械生產廠商和產品名錄，當時共有種子加工機械廠商約 100 家（不包括中國） ，主要企業(yè)分布在歐洲和美國。經(jīng)過十幾年的演變，歐洲企業(yè)經(jīng)歷了兼并與產品創(chuàng)新的變化，美國企業(yè)則進入產品革新與開拓階段企業(yè)總數(shù)減少，實力增強 [5]~[8]。美國著名種子加工機械生產廠商經(jīng)過幾十年的市場競爭，開發(fā)、保持和發(fā)展了自己產品的特色，重點生產有特色的產品，有些工廠主既是產品的設計和專利擁有者，又是公司總裁，對自己的產品和技術開發(fā)方向相當了解。如美國 CRIPPEN 公司生產重力式清選機已有 70 多年的歷史，進入 90 年代兼并了別的公司，很有起色，老式重力式清選機在保持原有傳統(tǒng)的基礎上進行了革新。美國 OLIVER 公司多年來一直專一生產重力式清選機，90 年代為與美國大農場的生產規(guī)模相適應，又開發(fā)出超大型重力式清選機，操作和使用非常方便。丹麥 CIMBRIA 公司進入 80 年代后收購了奧地利有百年歷史的 HEID 公司，近年來又開發(fā)出新一代重力式清選機。德國PETKUS 公司傳統(tǒng)產品是風篩表選機，近年來也開發(fā)了重力式清選機和其他產品 [9]。3、研究/設計的目標a. 根據(jù)給定參數(shù)生產率 3.0t/h、振動頻率 300－600 、振幅 7mm，設計 5XZ-3.0型重力式清選機，使之適合種子加工廠按照種子比重精選種子b. 完成 5XZ-3.0 型重力式清選機的說明書和相應的圖紙繪制。c. 對 5XZ-3.0 型重力式清選機存在的問題提出一定的改進方法，使之參數(shù)結構更合理。4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）根據(jù)所學的專業(yè)理論知識,并結合現(xiàn)實生產加工的需要,應該從以下三個方面進行設計工作:首先,研究重力式清選機的工作原理和物料輸送機理，通過理論分析，了解現(xiàn)實使用中重力式清選機的具體工況。為下一步的結構參數(shù)優(yōu)化做準備，同時也為未來的理論研究和學術探索打好基礎。其次，進行重力式清選機的常規(guī)設計，主要工作是比重分選的設計計算、糧食流速和生產率，還要進行重力分選臺形狀的選擇、和篩面的選擇。最后，根據(jù)實際生產的需求，需考慮現(xiàn)場使用的特殊性，如角度的可調性、操作的集中和可視性等等，根據(jù)以上的要求，對傳統(tǒng)設計進行改造和優(yōu)化，使產品滿足實際生產的要求。正壓式重力清選機機構如下圖所示，由分選臺、風機、連桿機構等部分組成。糧食喂入到分選臺上后，靠曲柄連桿機構使分選臺產生的拋擲作用，有低的一端向高的一端運動。同時靠風力的作用使糧食產生懸浮和分層，使比糧食輕的雜質浮向上層，并借分選臺的傾角和風力使輕雜質向分選臺低的一端運動，并推出機外。分選臺篩面為長孔魚鱗狀篩，但它不是用來篩選糧食，而是利用魚鱗板的突起部分增加篩面的摩擦系數(shù)，提高分選臺輸送糧食的能力，同時也利用篩孔對氣流起導向的作用。連桿機構的拋擲作用使糧食松散并向前輸送，使風速不需要達到懸浮速度就能進行分離。糧食與雜質粒度大小和表面摩擦系數(shù)的不同也是重力分選的重要條件。1、喂料斗 2、比重分選臺 3、凈糧出口 4、雜質出口 5、支桿 6、曲柄連桿機構 7、風機 8、機架 9、水平氣流5、方案的可行性分析種子收獲后，從外形相近的種子中間，將不成熟的、霉變的、被蟲子咬過的不合格種子及小石子（重雜）從好種子中分離出來，這個過程通過使用重力式清選機實現(xiàn)，效果十分明顯。種子經(jīng)過重力式清選機的氣流和振動篩選后，不僅提高了種了凈度和發(fā)芽率，增加種子商品化程度，而且利于種子機械化田間播種。5XZ-3.0 型重力清選機適用于玉米、小麥、水稻、大豆、高粱等作物種子及各種蔬菜種子精選加工?？稍诩庸ぞ€中配套使用，也可用于單機作業(yè)，因此在它在農業(yè)生產中占據(jù)著重要作用。農業(yè)機械化在發(fā)達國家已經(jīng)非常成熟，近代隨著我國農業(yè)的發(fā)展，中國農業(yè)機械面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)，因此對種子重力清選機的設計和改進是可行和必要的。6、該設計的創(chuàng)新之處傳統(tǒng)重力清選機的供風系統(tǒng)、振動無級變速機構、縱橫角度調整等等由人工手動調整完成，勞動強度大、精度低、效率差，實際生產中非常不方便。本設計采用機械調節(jié)和液壓調節(jié)相結合的調節(jié)操作系統(tǒng)，并安裝可視數(shù)字儀表，這樣一來，使得機器操作、調整更加簡便、快捷和精確。7、設計產品的主要用途和應用領域主要用途：主要用于清選外形尺寸相同而比重不同的各種糧食及種子籽粒。各類種子加工廠糧食處理中心配套使用，也可單機使用?？梢郧宄∠x害、霉爛及不成熟籽粒和雜草、石塊等雜質，是提高種子凈度、等級的關鍵設備。在雜糧種子及蔬菜種子加工中得到廣泛的應用。應用領域：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精選加工8、時間進程第 3 周 了解設計內容，收集資料第 4 周 外出實習第 5～8 周 整理資料、外文翻譯第 9～12 周 生產能力、主要部件受力計算 驅動裝置的設計、主要零部件尺寸的計算；傳動裝置的設計；主要零部件強度校核第 13～14 周 擬定總體方案，繪制結構總圖；繪制主要零部件圖第 15～16 周 編寫說明書；設計文件修改第 17 周 答辯 9、參考文獻[1]馬繼光. 國外重力式清選機的發(fā)展方向. 世界農業(yè). 2001,07 [2]趙國福, 胡曉平, 李彩花. 清選機篩選機構主要參數(shù)的試驗研究. 農業(yè)裝備與車輛工程. 2006,9 [3]張子臣, 劉守林, 劉華, 馬立峰. 5XZ-1.0 型重力式種子清選機的使用維護 .現(xiàn)代農業(yè).2002,08:47[4]5X—7.0 型風篩式種子清選機 . 南方農機. 1999,04:21[5]王艷茹, 王艷萍, 李淑清. 試述種子加工設備. 農機化研究. 2002,02 [6]楊慶華, 洪偉彬, 李淑蘭. 5XFZ-25 型重力復式清選機的改進. 現(xiàn)代化農業(yè). 2003,02:45[7]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[8]農業(yè)機械. 2000,11[9]魏永立. 正壓式重力分選機分選質量的因素分析. 黑龍江省農副產品加工機械化研究所.[10]蘇迎晨, 黃興國, 劉國定, 楊開明. 重力分選機主要參數(shù)與分選質量的試驗研究 [J].糧油加工與食品機械. 1992,01[11] 梁杰, 隋書華, 魏國華. 重力分選機網(wǎng)面上物料運動特性的理論分析 [J]. 農機化研究. 1998,02 [12] 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(xiàn)代化農業(yè). 2002,08 [13] 馬忠才, 許峰, 溫海江, 何樹國, 任嘉宇. 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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 ..............................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................II第 1 章 緒論 ...............................................................................................................11.1 國內外發(fā)展情況 ...........................................................................................11.2 結構特點與分類 ...........................................................................................31.2.1 結構特點 ...........................................................................................31.2.2 分類 ...................................................................................................31.3 工作原理 .......................................................................................................41.3.1 重力分選原理 ...................................................................................41.3.2 物料的分層化過程 ...........................................................................51.4 應用范圍 ......................................................................................................8第二章 無級變速部分的設計方案及選擇 ...............................................................9第三章 設計計算 .....................................................................................................103.1 總體參數(shù)及運動參數(shù)的選擇 ....................................................................103.1.1 振動臺振動頻率的確定 .................................................................103.2 所需風量與風壓的計算 ............................................................................133.2.1 風量的計算 .....................................................................................133.2.2 風壓的計算 .....................................................................................133.3 風機的設計 ................................................................................................173.3.1 葉輪的設計 .....................................................................................173.3.2 蝸殼的設計 .....................................................................................193.4 傳動設計 ....................................................................................................233.4.1 無級變速器設計 .............................................................................233.4.2 軸承壽命校核 .................................................................................253.5 所需動力功率確定 ....................................................................................263.5.1 振動臺功率確定 .............................................................................263.5.2 風機所需功率的確定 .....................................................................273.5.3 所需理論功率和實際功率 .............................................................283.6 強度與剛度的設計與校核 ........................................................................283.6.1 驅動連桿的強度與剛度校核 .........................................................283.6.2 壓桿穩(wěn)定校核 .................................................................................313.6.3 無級變速軸的強度與剛度校核 .....................................................323.6.4 無級變速器壓縮彈簧的計算 .........................................................35第四章 機器的調節(jié)、操作與維護 .........................................................................404.1 調節(jié) ............................................................................................................404.2 操作 ............................................................................................................444.2.1 初步調整 .........................................................................................444.2.2 分選開始后的調整 .........................................................................484.2.3 提高分選能力 ..................................................................................494.3 維護 ............................................................................................................504.3.1 工作臺 ..............................................................................................504.3.2 皮帶 ..................................................................................................514.3.3 軸承 ..................................................................................................51結論 ...........................................................................................................................52致謝 ...........................................................................................................................53參考文獻 ...................................................................................................................54附錄 1 ........................................................................................................................56附錄 2 ........................................................................................................................60第 1 章 緒論1.1 國內外發(fā)展狀況隨著我國工業(yè)發(fā)展和農業(yè)機械的進步，我國重力清選機起步相對發(fā)達國家較晚但發(fā)展很快，國內重力式清選機的臺面結構主要有三角形臺面、矩形臺面和混合形臺面，生產效率從 1.5T/h 到 5T/h。在歐美發(fā)達國家，重力式清選機的生產能力從 1t/h 到 15t/h，臺面結構從三角形臺面、矩形臺面到混合形臺面，氣流形式從負壓到正壓，已形成多種系列化重力式清選機，工藝精良、性能穩(wěn)定、可靠性強、噪音相對較低。除傳統(tǒng)的機械調節(jié)外，已開發(fā)出液壓調節(jié)系統(tǒng)，操作更加靈敏。比較著名的生產廠家有丹麥 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。從結構上看，丹麥 WESTRUP 公司產品采用三角形臺面單風機正壓式結構，重雜清理效果較好；奧地利 HEID 公司的產品是多聯(lián)風機矩形臺面，雙質點平衡結構，無效振動和噪音?。坏聡?PETKUS 公司產品單風機矩形臺面；美國OLIVER 公司產品三角形或矩形臺面，采用多聯(lián)離心風機，噪音略高但分選效果明顯，又開發(fā)出液壓調節(jié)裝置，操作靈活，適用于大型設備的操作，其小噸位產品采用混合型臺面（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 公司的產品采用雙振動架平衡機構，清選效果適中，但總體結構龐大。CRIPPEN 公司產品采用矩形臺面，多聯(lián)前彎曲多葉片風機，風機出風口有角度，噪音小 [1]。重力式清選機的發(fā)展方向：1. 氣流系統(tǒng)的選擇：重力式清選機有負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機供風。其中負壓式供風類型以瑞士布勤（BUHLER）公司產品著稱（1980 年前后河北正定縣在“四化一供”中安裝了布勒公司引進的 3t/h 種子加工成套設備，重力式清選機為 MTLB-100 型） ，種子清選效果理想，當時上海向明機械廠在消化吸收基礎上開發(fā)出 5XZ-1.0 和 5XZ-2.5 負壓重力式清選機，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)主導地位，由于單臺風機風量分布不勻或風量不足，目前大多采用正壓多聯(lián)風機結構，OLIVER 公司產品設置導流板，HEID 公司產品設置了高效多殿風機和非均布導風板，通過結構改進使氣流通道阻力小，風機效率增高。2. 臺面的選擇：種子在重力式清選機臺面上保持的時間越長，走過的距離越遠，種子分離和分選效果就越好。一般重力式清選機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。重力式清選機工作時，三角形臺面上重種子（包括重雜）走過的路徑遠，矩形臺面上輕雜和中間混合料走過的路徑遠。三角形臺面結構側重于除去種子中的重雜；矩形臺面結構側重于除去種子中的輕雜和生產效率，平衡性能好，有利于風機的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產率，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：機械振動根據(jù)驅動方式不同可分為幾種，有電磁驅動、振動電機驅動、曲柄連桿機構驅動等。重力式清選機振動方式國內外應用最普遍的是曲柄連桿驅動方式，結構布置和參數(shù)調節(jié)較方便，能做到理想的平衡。HEID 公司產品為自平衡振動機構，OLIVER 公司產品則設計為附加的振動平衡架。1.2 結構特點與分類1.2.1 結構特點該機由振動臺、供風系統(tǒng)、振動無級變速機構、縱橫向角度調整機構等組成。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。振動無級變速機構能改變篩面的振動頻率；供風系統(tǒng)完成籽粒分選時最佳流化狀態(tài)，控制臺面各點的風速成梯度完成籽粒分層；采用多風機系統(tǒng)使臺面風量分布合理，噪聲低。臺面縱橫向角度可調，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壓式。其中正壓式由單臺或多臺風機。其中負壓式供風類型，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。三角形臺面結構側重于除去種子中的重雜；矩形臺面結構側重于除去種子中的輕雜和生產效率，平衡性能好，有利于風機的布置；對于混合型臺面則性能適中。在大生產率和谷物種子清選中基本使用矩形臺面，但在小生產率，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)的風篩組合清選機依靠篩體的振動，輔以風力作用，使輕雜質吹出機外，重的雜質和尺寸大小不一的籽粒通過不同尺寸的篩孔進行清選分級，同時風力又有延長籽粒在篩面上的運動時間，達到更好的清選效果。重力清選機的作用原理是在風力的作用下，使籽粒達到流化狀態(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、風力、籽粒重力的共同作用下，達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準介質，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量不同而上升、下降。圖 1-1 重力清選機斷面圖如圖 1-1，a 表示風機正上方的重力分選機斷面。風機關閉時，顆?；旌衔锫涞胶Y網(wǎng)工作臺上。b 表示風機已開動并調整好，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，正確的調整氣流非常關鍵，或者結果是 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器的加工能力。任何時候層化區(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換成水平方向分選。當物料到達工作臺的卸料端時，分選的過程完成了。較重的物料應該集中于臺面的高邊，輕的應該集中在其低邊，而中等的物料則位于兩者之間。應注意，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)，實際上很少發(fā)生。通常，層化區(qū)并沒有明顯的界限，當物料不完全層化時，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中沿卸料端各點的重量，以確定分選是否正確。從重力分選機卸料端排出的物料是以最重的顆粒到最輕的顆粒連續(xù)分產品。這連續(xù)的產品被分成三個部分：（1）重的，合格的產品；（2）輕的，不合格的產品；（3）少量的沒完全分選的中間產品。在分選含有沙子或其它重物料時，產品分出四部分，含有沙子及某些好顆粒物料部分可以進一步加工。該機是以雙向傾斜、往復振動的工作臺和穿過工作臺面由下而上的氣流進行清選作業(yè)的清選機具。工作時，物料經(jīng)進料口均勻連續(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合作用，即按比重不同進行分層，比重大的物料產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)不斷地工作達到重力清選的目的[7]。1.4 應用范圍該機主要適用于玉米、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） ?？稍诩庸ぞ€中配套使用，也可用于單機作業(yè)。第二章 無級變速部分的設計方案及選擇為了滿足多種作物在篩面上的上滑條件，振動頻率必須可變、可調，所以必須采用無級變速傳動。它既要滿足所要求的振動頻率，又要使傳動機構盡量簡化。常用的無極調速的方法有：機械式無極變速器和電控式無極調速。電控式無極調速常常采用變頻調速三項異步電動機；本設計為降低成本、簡化機構，采用寬三角帶式無極變速器，它是單調整、通過改變軸間距來達到各種變速，其工作原理圖如下：圖 2-1 寬三角帶式無極變速器第三章 設計計算3.1 總體參數(shù)及運動參數(shù)的選擇3.1.1 振動臺振動頻率的確定振動臺由四組彈簧片支撐在機架上。為使籽粒在分選時，能在篩體的振動和風力的作用下，形成流化狀態(tài)，使其比重不同的籽粒分開，振動平臺可設計為一個簡諧振動的四連桿機構。為使偏心連桿振動臺符合簡諧振動規(guī)律，必須滿足下列條件：1. 振動原理如圖 3-1，振動方向必須與撐桿振動中心垂直。這樣撐桿往復運動振幅 A 等于偏心距 2r。圖 3-1 振動原理圖圖中 為篩面與水平夾角， 為篩體振動方向與水平夾角， r 為曲柄， L??為連桿。2. 篩體四組撐桿必須等長，安裝位置必須平行，才能保證篩體平動。3. 撐桿長 L1和連桿長 L 必須大于 倍曲柄半徑 r，這樣篩體可視為10~5一個自由度的振動（即直線平動） 。4. 曲柄工作角速度 必須等于常數(shù)，這樣篩體振動圓頻率即為 。??5. 籽粒在篩面上可視為與篩子一起運動的質點。籽粒的位移速度和加速度關系為： X=cosrt???vindt?2csart?在 等于 和 區(qū)間時，慣性力為負值，方向沿 X 軸向左（如t?0~2?3圖 3-2） ，籽粒有沿篩面向前滑動的趨勢。在 等于 區(qū)間時，慣性力為t?3~2?正值，方向沿 X 軸向右（如圖 3-3） ，籽粒有沿篩面向后的滑動趨勢。圖 3-2 種子在篩面受力分析 圖 3-3 種子在篩面受力分析圖中 為篩體與水平面傾角。 為篩體振動方向與水平面夾角。??欲使種子向前滑動，即向下滑動,必須使篩子運動的加速度比保持下列條件： ??2 1sincorKg??????種子沿篩面向后滑動,即向上滑動條件為：（如圖 3-3 示）??sinsFm??????將 值 F 值代入后化簡得：??2 2sincorKg????????當慣性力 沿 X 軸向右時，篩子對種子的法向反力為???2sincocosiNmgrt?????????當 增大時，法向反力 N 減少。當 增到某一值時，N=0。種子被拋2r?2r離篩面，所以種子拋離篩面的條件為： ??23cosinrKg?????所以對物料分離結果起決定作用的是篩子運動的加速度比 。另外與2rg?篩面摩擦角 、篩子橫向傾角及縱向傾角有關。?由上述，本機振動頻率即偏心軸轉速應在 間，這樣物料在風23K??力作用下依次分層，比重較小的種子浮在上面，再加上篩面振動的配合，種子呈流化狀態(tài)，達到分離目的。因為： 23K??即 ????sin300coscoinggnrr????????????式中 11tat.367f???3?2~9??將以上參數(shù)代入得到，即本機轉速應在： 間,據(jù)實際29785n?/minr經(jīng)驗，選振動頻率范圍在 次之間。03.2 所需風量與風壓的計算3.2.1 風量的計算在篩床的設計過程中，已經(jīng)確定篩床的有效工作面積為 ，為使籽2F=m粒在篩面上達到流化狀態(tài)，要求：清選小麥時平均風速 ，玉V1.3~4/s?麥米為 。1.8/Vms?玉則 3.236019/QFmh???玉 玉 1.48?麥 麥以玉米的計算風量為依據(jù)，應有總風量大于 ，同時應加上由于312960/h結構和工藝等原因造成的漏風損失。一般 ，取QK??玉總 1.3~5K?.4K?得到： 3.429608/mh??玉總取 31850/mh總3.2.2 風壓的計算要使種子在篩面上達到流化狀態(tài)，必須保證空氣流過篩孔后的速度，即風機產生的風壓除去各種損失后所應達到的動能指標。djP??2dvPg??式中 P 為風機全壓， 為動壓， 為靜壓， 為介質重度， 為介質速度。dj?v的大小應能克服各種阻力損失。jP風壓損失包括：風機出口的擴散損失，通過籽粒層的損失，通過篩孔、擋風網(wǎng)的損失以及摩擦損失等。為了保證篩面有 1.8m/s 的風速，同時要求篩面各處風量可調，用一臺風機很難保證性能要求。因此，我們選用五臺同一型號的風機并聯(lián)使用。1. 靜壓損失的計算（1）通過糧層的壓降GPRF???式中： G/F 為單位面積糧層的重量， R 為系數(shù)，與籽粒的表面狀態(tài)、雷諾數(shù)有關，取 K=1.05。gh??GhgF???式中 h—糧層厚度；g—籽粒容重。另外，籽粒在清選時處于膨脹狀態(tài)，容重減小 ，取 20%計算。15%~2則有 ??10.2PR????對于小麥 ，重力清選機的最佳清選厚度為 。37/gKm10~2m312.05()0(1.2)086HO??????取 1P?（2）通過篩孔的損失 2vg???式中 為管道孔板阻力系數(shù)，它與篩網(wǎng)有效通風面積有關，一般 20%左右。 由 20%查得 =67?22 21.867.0713.959PmHO?????氣 柱由于采用了雙篩結構 22.5.3取 OH28（3）風機出口擴散損失 gvP2????式中 為管道突然擴大局部阻力系數(shù)，由管道面積與風口面積比值確定。?21 076.34.2.0mA???風 機 出 口 面 積2 .516?管 道 面 積7./1由此查得： 9.0??風機出口風速： 1QvnA?總式中 n—所用風機臺數(shù)。smhv /5.13/9.485076.51 ????OHgP223 .8..9.??氣 柱（4）摩擦損失gvdL2???式中 為摩擦阻力系數(shù)，它是雷諾數(shù) 的函數(shù)， L 為空氣介質流經(jīng)管道的?eR長度 L=0.3m， 為介質在管道中的速度（m/s）, d 為管道直徑(m)，2v，由于是非圓截面， ， R 為當量孔半徑（m）, 為介質的運?dRe??2 d4??動粘度 = ， R=0.38(按管道面積折算)，sm/1035.??295.17.0342.682 ??v5568.103.9????eRe4??1.3068.25???OmHmgP224.065.09..13???氣 柱2. 動壓的計算21dvPg???3/651.2N??OmHPad 24.7.365.???3. 風機的總壓頭PPd 243217.60.5.82??????取 P=61 OmH23.3 風機的設計風機系統(tǒng)是重力清選機的核心部件，如何設計出具有一定風量、風壓且效率高、噪音小的風機是極其重要的問題。風機被認為是種子加工廠的主要聲源，為改善勞動條件，風機設計者往往不得不降低一些效率來達到降噪的目的。3.3.1 葉輪的設計1. 葉輪外徑 風機轉速 n 的確定2d風機的噪聲級與葉輪外徑線速度的 次方成正比。因此，降低轉速是降6~8噪的有效方法，但是轉速過低，將使風機外型加大，整個機器體積增加，造價偏高，因此轉速又不能過低，我們取 n=980 轉/分。1260???????Pnd式中 P 為風機全壓（Pa） ， 為介質密度 1.2 ， 為系數(shù)，?3/Kgm1?=0.7—1.15 之間，為得到較小的 取 =1.15。1? 2d1?md405.1.289602??????取 。m42. 最佳葉片進口角 ，出口角 及葉片數(shù) Z 的確定1?2?所謂最佳葉片進口角和出口角，即是說滿足損失和噪音最小的條件，降低葉輪圓周速度，增加葉片數(shù)，增加葉柵的氣動力載荷是目前降噪設計的最盛行設計方法，一般 ， ， Z= ，本設計取 ，180~9???2160~7????50~6190???， Z=48。2160???3. 比值的確定12/d4/2dvV?????式中 為風機的流量系數(shù)， V 為風機的秒 流量（ ） ， 為葉輪外徑?sm/32v的線速度。 snQV/03.165830???總 dv5.24922??38.0/.53.02??2194/??d?87.0..3??取 120.875d?則 m304.14. 最佳葉片進口寬度離心風機在經(jīng)過風機葉輪時要轉 角，氣流在這里將發(fā)生分離（如圖 3-?94） ，因此，進口寬度只能為主氣流部分的充滿，這樣就使該處徑向速度大大增加。據(jù)此，在額定流量下，這里發(fā)生很大的不該有的沖擊，產生噪音。同時使氣流產生回流，伴隨著很大的損失。因此，為避免這種對葉輪的有害影響，防止氣流在轉彎處的分離，葉片的進口寬度尤為重要。圖 3-4 風室氣流示意圖通常： 1350194.dbm????3.3.2 蝸殼的設計蝸殼是風機中的關鍵部件，目前離心通風機普遍采用矩形截面的蝸殼，它的優(yōu)點是制造工藝簡單，適于焊接。蝸殼設計的內容有：蝸殼寬度的確定，蝸殼型線的確定以及蝸殼舌尺寸的確定。1. 蝸殼寬度的確定依據(jù)資料推薦，機殼厚度與葉片寬度之比=1.4～1.5 則有：B/b=1.4～1.5 )5.14(9)5.14(???????bB2386取 B=224mm2. 蝸殼型線的設計蝸殼機構采用平行側壁蝸殼，如圖 3-5。圖 3-5 蝸殼示意圖對于半徑 r 上的圓柱截面，連續(xù)性方程給出： CombrBrm???022?式中 為葉輪外徑的半徑 ， 為矩形截面任一圓弧上的徑向分速度，0r0d而 Com 為葉輪外徑上的徑向速度。 0mrbCoB??對于流速周向分量來說，上述的環(huán)流不變定律是同樣有效的，即。0uCor??由此得出流線的傾角為： BbCon???0tata??因此可從流線的出蝸殼型線即 , ?dr??tanedr???)(tat0?積分 00(t)rebB????得到 00(tan)nrbLB????????e??br)(tan00此即為蝸殼型線，它可以滿足氣流的環(huán)流規(guī)律，從型線方程可以看到它是一條對數(shù)螺線。式中 為葉輪外圓上的氣流絕對速度與葉輪圓周速度的夾角，其值可由0?出口速度三角形得到(圖 3-6)。圖 3-6 葉輪外圓速度三角形圖其中 的數(shù)值可由風機風量求得； 。2mC?? 2160???即 21.03.5/76VsA?的水平投影2r??2tan(1806)rsmCc?????smcVsr /3720tan5.132 ?????的水平投影為： 2C?? 22ursCV?即 u/5.73.0?23.01tan20?umC??9.0??但是由于風機葉輪的旋轉，實際 ，取 ，所以蝸殼方程式為：012.9???09??????Bber?9tan0b=159mm,B=224mm,r0=200mm整理后得其中 以弧度計。?12.0er???3. 蝸舌間隙的確定蝸舌間隙的處理好壞，對通風機的噪聲有很重要的影響，前人試驗表明，增大蝸舌間距，可明顯降低通風機的氣體動力噪音，當 時，達到了2/0.1rd??最低噪聲級的效果，因此取 2/0.1rd??48m??4. 殼體進氣孔直徑02jQDC??? 5~/sj取 。1.7m/sj，取 D=332mm。0.231.5?????基于上述風機設計方法，不僅降低了噪聲，也滿足了風量風壓的性能要求。3.4 傳動設計3.4.1 無級變速器設計為了滿足多種作物在篩面上的上滑條件，振動頻率必須可變、可調，所以必須采用無級變速傳動。它既滿足所要求的振動頻率，又使傳動機構大為簡化。篩面振動頻率的無級調速可采用變頻調速三項異步電動機，本設計為降低成本、簡化機構，采用單調整，改變軸間距來達到各種變速。1. 帶輪的計算傳動比分配： 9803.26751ni??總總 偏偏 主2. 風機軸帶輪： （查設計手冊）0Dm主3. 變速軸帶輪： 1.3701i m???變 主 主4. 變速軸轉速： n變 主主 變1098745/in3Dnr???主變 主 變5. 無級變速帶規(guī)格的確定：查設計手冊 [16]圖 9-1-6，表 9-1-18， （非標準設備手冊）得到標寬, 厚度 。mb32mh16. 槽輪直徑確定：查表 9-1-22[16]， 80dm?槽5.23074minax??偏 變i?maxindD??槽 偏 m2085.inax??槽偏槽輪最大直徑： maxaxinin63DR?槽 偏 偏槽 1028ax槽7. 無級帶計算：無級變速帶長度計算： 211()'2()3864DLAmA????? ?查表 9-1-18[16]，取標準值 L=1430mm實際中心距： YX?211[()][4306]2142XLDdm?????????Y)8代入求得： mA軸間距調整范圍 L： axminA??已知： min432?2XY?dDX5.47)]([1?Y8082?mA4915.47.2max ????L93413.4.2 軸承壽命校核頻率達到 300 次/min，無級變速器移動 21.5mm 時，徑向力 與軸垂直線1F產生夾角 。??8.24351tan??所以軸向力： 1sin47.5sin2.87aFPN??????參考變速器軸受力圖 3-8在 A 截面軸承受徑向力最大 ，故只校核 A 軸承，初選外球面向RA36心軸承 90504。查軸承手冊，對于 504 軸承額定靜載荷 ，因軸向力全部NC3017.??由 A 軸承受 ，由機械設計手冊 [16]查得：NF2.7?40.137.62??CiFa而 2.3647?raF由表 10-14 知 ，因而 ，由表 10-14[16]查得 X=1 .0?e2.0.??eFra， Y=0。由表 10-9[16]查得 ，表 10-11[16]查得 ，表 10-10[16]查42.3?Lf 1?Ff得 ，表 10-12[16]查得 ，因而35.0?nf 1T。NPfCTnFL3576435.02????查軸承手冊 [17]504 軸承額定動載荷 ，所以NC2360][?。2360][357??C3.5 所需動力功率確定該機傳動使用三角帶傳動，一臺電機既驅動風機又驅動振動臺，因此，電動機的功率選擇也應包含兩部分。3.5.1 振動臺功率確定振動臺是一個往復運動件，它所需要的功率從振動臺所獲得的能量與糧食被輸送需要的能量來考慮。1. 工作臺振動功率 1N432105???nrG式中： G 為篩體重量（㎏） ； r 為偏心距（ｍ） ； ｎ 為轉速（轉/分） ； 為1N功率（KW） 。設篩體重量為 70㎏則 KWN2.014056).3(743231 ????2. 輸送糧食的功率消耗367)sin(2???LQ糧式中 —生產率（T/h）為 3 噸/小時糧—工作臺長度（m）為 2.19m—工作臺縱向傾角為?'254?KWN019.367)'sin1(9.2??????所以振動臺所需功率 KWNe 219.0.201???取 KWNe2.0?3.5.2 風機所需功率的確定PQNT??總?KW072.3618.930/185???取 KWT.3.5.3 所需理論功率和實際功率KNTeL 32.12.0????S為機械效率： 321??其中 —軸承效率，共 7 對軸承，1 719.0?—三角帶傳動效率，為三級傳動，2? 32.?—風機效率，3 %603??則有： KWNS 49.97..02??由此選用 ，額定功率 ，同步轉速 。41?MY5min/150r3.6 強度與剛度的設計與校核3.6.1 驅動連桿的強度與剛度校核初步設計連桿橫截面尺寸 mm， ，且連桿是一端與曲柄軸20?dmL750鉸接，另一端與篩體固定連接。1. 受力分析：連桿的彎曲應力如圖 3-7 所示:圖 3-7 連桿安裝情況示意圖將次種桿件視為一懸臂梁。自由端 A 受一對稱循環(huán)交變集中載荷 P，當曲柄以角速度 旋轉時， A 端撓度方程為：?trYcos??○ 1式中 r 為偏心距， 為相位角。t由材料力學得知，此種梁的彈性曲線方程為： 3PLYEJ?○ 2將式 與式 合并，則： ○ 1 ○ 23cosPLrtEJ???3cosrt??此時連桿所受彎矩為 ，連桿所受彎曲應力：M式中 （抗彎截面模量）M???32d??式中 而23cosEJrtL? 46DJ??43/6/2Jd???所以 t???2?2. 軸向拉壓交變應力已知連桿受篩體慣性力 和篩體重量的水平分力??sin?G 為對稱循環(huán)交變載荷trgG??cos2???為常數(shù) 為篩體傾角?sin? ?此時連桿所受拉壓應力為 241cossindtrgG????????拉式中 i 為連桿數(shù) i=2所以連桿所受壓力總和為： 22 41cossinco3dtrgGtrLEJ?????? ???????拉總當 時， ，連桿所受應力最大。4??tsincott2max2 222i314sin 4GrEJgrLdrJr???????? ????式中 ， ， ，246/10/10mkgckgE???L750??3??， ，mr5.3G5d2代入上式得 222ax /30/381.0Nkg????連桿的強度條件為 5.][max1?????fK??????式中 —材料在對稱循環(huán)交變應力下的疲勞極限。1??—疲勞安全系數(shù)，查手冊 [16]得：f?5.2?f?—有效應力集中系數(shù)，查設計手冊 [16]?K4.1??K—尺寸系數(shù)，查圖 10-13[16]，? 92.0??，查圖 10-15[16] 8.0?? 21 /1604.0. mkgb????? 5.][53.892max ??? fK?????所以連桿強度合格。3.6.2 壓桿穩(wěn)定校核已知 鋼臨界柔度3AppE?????式中 ， ， （比例極限）4210EMPa??196pPa10pMPa??柔度計算： Li??式中 ， ， I 為慣性矩 ， （截面面積） ，ILA?4d46d?2dA?4Ld???查表 9-1[16]， 為長度系數(shù) 0.7（一端固定一端鉸支） ?10527.0??因為 所以該件是大柔度桿。105pac???據(jù)歐拉公式：224342210756/66crEIdP kgmL?????因為 75[]10.rcrst kgn??式中 —失穩(wěn)安全系數(shù)。st由慣性力 造成外加載荷： ?2cosGrtg????當 0、 、 時，?t??2knrgG10)3(5.9812max ???因為 gPkcr][a???所以穩(wěn)定性合格。至此連桿強度與剛度全部合格。3.6.3 無級變速軸的強度與剛度校核把無級變速軸視為一個鉸支的懸臂梁，受力如圖 3-8 所示。圖 3-8 變速軸彎矩扭矩圖已知：該軸功率 ， ,KWN45.0?401?R652扭矩 95.97Mmn??所以 31.1045PR?3215.9106MPNR??1. 求支反力 與 ，作彎矩圖 H 面，對 B 點取矩：ARB/2(6590)HP???157AHRN26BHARPN??面，對 B 點取矩V1(09)0VP??A328901?RVB1?NAHA3642?BV19??查設計手冊 [16]： 5][??95][0??8.095][01????當量扭矩 mNT????380.045..2. 驗算軸疲勞強度由彎矩圖可見， A 截面承受彎矩最大，所以只驗算 A 截面疲勞強度即可。333782)0(mdW??? 33315706)2(1mdWt ??式中 、 分別為抗彎截面模量及抗扭截面模量，對于一般轉軸，彎曲t應力通常按對稱循環(huán)變化，而扭轉剪應力通常按脈動循環(huán)變化考慮， A 截面應力幅：平均應力：MPaWa7.208516?? 0?m?Ttm14.???由設計手冊 [16]查得： MPa2601???Pa150??等效系數(shù) 5.0??.?尺寸系數(shù) 87.?81.0??表面狀態(tài)系數(shù) 9.?t??有效應力集中系數(shù) 6.1K36.1t由公式 120..798amn????????????? MPaKatt 4507.10.43651 ??? 252.2????tn?查手冊得許用安全系數(shù) 8.1~][表明該軸疲勞強度合格。8.1][2.6??n3. 驗算變速軸扭轉剛度據(jù)公式 []PTGI??查手冊得 60.58.7310()1rad??????所以 743432.82PTId670.][06. ?????所以該軸剛度合格。3.6.4 無級變速器壓縮彈簧的計算1. 為了確保傳遞扭矩可靠，應計算彈簧所受軸向壓縮力得大小，以確定彈簧尺寸。首先假設皮帶與帶輪之間的壓強 P 是均勻分布的，即 P 是常數(shù)，實際上壓強不是均勻分布的，但是按壓強是均勻分布所積分出的摩擦力矩卻是與實際所傳遞的扭矩相平衡，所以用這種辦法解決的問題是安全可靠的。彈簧所受的壓縮力應等于滑動盤所受的水平方向的合外力。而水平合外力等于產生摩擦力矩的正壓力的積分。因此，應先求出壓強 P，彈簧壓縮力便迎刃而解。摩擦力矩微元： MNdfr??1cosrd???式中 f 為摩擦系數(shù)， 為正壓力微元， P 是壓強；且 ，N 0.8f?是面積微元。1cosrd????所以2csrMfPd????因為摩擦力矩是由皮帶輪兩側共同產生，所以當振動頻率為 600 次/分時mPNrfdPrfrr????????????38127)6.7084(35.6. ][1cos2os384.846.7021630????式中 ， 為皮帶包角，r 為半徑。??該軸所傳遞扭矩 30.4595.75.10TNMNmn?????式中 N—該軸功率 0.45KWn—該軸轉速因為 ，所以 ， TM? mNP???3107.53812 2/015.mNP?而滑動盤水平方向合外力 F 同樣由皮帶輪兩側產生?cos2?APF???rdr?1?NrdrPr67.9]21[03)(coscos2846.7084.062???????????同理可求出當振動頻率為 300 次/分時，最大水平軸向壓縮力 。NF198max?為了確保扭矩傳遞可靠，考慮皮帶打滑等因素影響，還應乘上工作情況系數(shù)，查表 得到軸向壓縮力： 3.1?WKNF1263.796min??。NF257.98max?2. 彈簧的設計與計算已知：彈簧負荷作用次數(shù)低于 次，屬三類負荷，中徑 ，310mD562?, 。P257max?126min最大工作負荷時變形量 20mm。查機械設計手冊，由表 11-7[16]查得：3maxmax28[]PKCD??????選用 III 組碳素彈簧鋼絲，由表 11-3[16]及表 11-4[16]得MPb56130.5.0][?????6894257][8max3????PDKC??查表 11-9[16]得 C=13.5， ，取 ，當 、.153d?md.4d5.4?時，由表 11-10[16]可查得：256D? NP270max?由表 11-7[16]查得：3248nDFGd?當 , ，由此得有效圈數(shù)NPn257max0max78.1685.408332ax4???GdF取 n=2，有效圈數(shù) 圈12n?實際變形量： mGdDPFn 45..7845043432max ???16.in查表 11-10[16]節(jié)距 ，則自由高度 和壓縮高度 為t OHbdtHO53??dnb75.1).0(1??則 61.749.25bobFm?%25.49maxb %.25.49inbF計算結果符合 、 為總變形量 的 范圍要求。maxin 80~驗算疲勞強度及靜強度安全系數(shù)，查表 11-9[16]時，5.13?C106.KMPadDP45.627108332maxax ??????MPa2185764min???按表 11-7[16]中 、 的數(shù)值取值○ 5 ○ 7bP 5.03.0.?PaS6.??則疲勞安全系數(shù)： 51.4287.0587.0maxin?????Pn靜強度安全系數(shù)： 27.1456max??Sn由此可見符合 的要求。.~.][螺旋角 ，符合 的要求。1125tanta8'6D???????? ?9~5??細長比 ，符合 的要求。026.5Hb.2?b外徑 04.0.5dm???查表 11-10[16]最大心軸直徑 ，最小套筒直徑ax46min65D?展開長度 2171coss8'DnL?????第四章 機器的調節(jié)、操作與維護4.1