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? 黑龍江八一農(nóng)墾大學 畢業(yè)設計(論文)開題報告 ? ? 學生姓名： 劉祥 學 號： 20054024141 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計(論文)題目：窩眼筒式清選機的設計 指導教師： 萬 霖 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2009 年 5 月 21 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 文 獻 綜 述 1、國外重立式清選機 在歐美發(fā)達國家，重力式清選機的生產(chǎn)能力從1t/h到15t/h，臺面結(jié)構(gòu)從三角臺面，矩形臺面到混合形臺面，氣流形式從負壓到正壓，已形成多種重力清選機，工藝精良，可靠性強。除傳統(tǒng)的機械調(diào)節(jié)外，已有液壓調(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HELD公司，德國PETKUS公司，美國OLIVER，LMC，CRIPPEN公司。 2國外重立式清選機的發(fā)展方向 1，????????????? 氣流系統(tǒng)的選擇： 有壓負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。其中壓負式供風機類型以瑞士布勒公司產(chǎn)品著稱，種子清選效果理想。正壓式目前占主導地位，由于單臺風機風量分布不均勻或風量不夠，目前大多采用正壓多聯(lián)風機結(jié)構(gòu)，HELD公司產(chǎn)品設置了高效多殿風機和非均勻?qū)эL板，通過結(jié)構(gòu)改進使氣流通道阻力小，風機效率高。 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)。其主要區(qū)別在于，輕重種子由喂料口經(jīng)工作臺到各自排除口的距離不同。重力清選機工作時，三角形臺面上重種子走過的路徑遠，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(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(chǎn)率和古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使用三角形臺面。 3，????????????? 振動的選擇 機械振動根據(jù)驅(qū)動方式不同可分為幾種，有電磁驅(qū)動，振動電機驅(qū)動，曲柄連桿機驅(qū)動等。重力式清選機振動方式國內(nèi)外應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)比較方便，能作到兩廂的平衡。HELD公司產(chǎn)品為自平衡振動機構(gòu)，OLIVER公司產(chǎn)品冊設計附加的振動平衡架 4，????????????? 國外重力式清選機生產(chǎn)能力的標準化于系列化： OLIVER公司多年來一直堅持專一產(chǎn)品生產(chǎn)，不斷進行產(chǎn)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(zhuǎn)速表等，形成316M，50M，80M，180M，240M，90年代以后又開發(fā)出大型的2400，3600，4800，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(diào)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(jié)構(gòu)，選用性能好的鋼絲網(wǎng)，OLIVER公司和CRIPPEN公司臺面還涂了一層甲酸乙酯，增加臺面鋼絲的摩擦力，增加生產(chǎn)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。 3.國內(nèi)清選機? 種子精選加工是提高種子質(zhì)量、實現(xiàn)種子產(chǎn)業(yè)化、完善“三率”的重要措施。種子加工的目的是除去收獲后種子中惰性物質(zhì)、未成熟的、破碎的、遭受病蟲為害的種子和雜草種子，按種子形狀分類實行精量播種，用化學藥品對種子進行處理。種子經(jīng)過精選加工后，凈度可提高2％－5％，千粒重提高5g左右，用種量減少10％－2O％，一般可增產(chǎn)4％－8％。種子加工的原理是根據(jù)種子的物理特性（寬度。厚度和長度等）和比重對種子進行加工，加工工序的選擇取決于種子的類別、雜質(zhì)的種類以及要求達到的種子質(zhì)量標準。 　　1．應用現(xiàn)狀 　　1998年全國加工種子數(shù)量已達43萬kg，精選種子推廣面積6300多萬hm2，比上一年增產(chǎn)糧食200萬t，經(jīng)濟效益十分可觀。種子精選加工適用于全國范圍。 　　2．技術(shù)與設備 　?。╨）風篩請選機利用風選和篩選從種子中剔除大、小雜質(zhì)和輕雜質(zhì)，使種子在寬度和厚度上達到基本一致。 　?。?）窩服筒清選機利用帶有不同直徑窩眼的滾筒剔除比種子長和短的雜質(zhì)。如小麥種子中的燕麥、草籽，水稻種子中的大米粒等。 　　（3）重力（比重）請送機利用氣流和振動的臺面，把經(jīng)過風篩清選機和窩眼筒清選機加工后，在外形尺寸基本一致的種子中含有的那些不飽滿、發(fā)霉、蟲蛀和受病蟲害損傷的籽粒剔除，進一步提高種子的質(zhì)量。 　?。?）種子分級機為了滿足玉米種子精密播種的需要，需要對精選后的種子按尺寸大小進行分級 ? 窩眼清選機，主要利用物料顆粒長度分選，用于種子、精米分級。 風篩比重組合清選機，利用物料顆粒在氣流中的臨界速度、顆粒形狀、尺寸(厚度和寬度)、比重、表面狀態(tài)等物理特性分選.用于糧食清理與分級、清除大中小輕雜質(zhì)及灰塵。 重力分離法(比重法)機械重力分離法是按比重進行分離，有吹氣式和吸氣式 兩種，一般均采用吹氣式。它具有結(jié)構(gòu)簡單、定向吹風、促進籽粒分離的效果。 國內(nèi)對糧食清選機械的研究、生產(chǎn)起步較晚。20 世紀50 年代引進首批樣機，最早的產(chǎn)品是手動風車、溜篩,生產(chǎn)率低、清選效果不佳；60 年代的產(chǎn)品是電動揚場機，雖提高了生產(chǎn)效率，但清選效果仍不理想；70 年代開始了對糧食振動分選機、滾筒篩選機的研制；80 年代，進入了新的發(fā)展階段，在引進消化國外清選機械先進技術(shù)的基礎上，研制出了具有一定先進水平的糧食清選加工機械；進入90 年代，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝不斷涌現(xiàn)，為糧食清選加工業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)保證。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，基本形成了具有我國特色、適應我國廣大用戶需要、品種規(guī)格較齊全、自行研究和生產(chǎn)的加工體系。比較好的產(chǎn)品有石家莊市綠炬種子機械廠生產(chǎn)的5XJC-3A 種子清選機、無錫市天地自動化設備廠生產(chǎn)的5X-3 風篩式種子清選機、青島亞諾機械工程有限公司生產(chǎn)的5XD-3.0 風篩式清選機、佳木斯聯(lián)豐農(nóng)業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的5XF-15 復式清選機、石家莊三立谷物精選機械有限公司生產(chǎn)的5XZC-3A 種子清選機、石家莊市科星清選機械有限公司生產(chǎn)的5XZC-5 種子清機選、河北省種業(yè)集團種子機械有限公司生產(chǎn)的5XZ-3 種子清選機。 工作原理 窩眼筒清選機的工作部件為在金屬板上制成窩眼再圈園成型的窩眼筒物料進入窩眼后，如其長度小于窩眼直徑，將陷入窩眼內(nèi)并隨筒旋轉(zhuǎn)上升到一定高度，因重力而墜落進入集料槽，再由螺旋輸送器或其他裝置排出。未進入窩眼的物料，則沿筒內(nèi)壁呈螺旋線軌跡向后滑移而排出窩眼筒。 窩眼清選與篩選（主要指平面篩篩選）相比，生產(chǎn)效率低，分選精度有一定局限性，但目前窩眼分選仍是按種子長度進行分選的唯一有效辦法。 窩眼筒有整體式與組合式。整體式更換時拆裝較麻煩，目前多采用組合式，有二，三，四片拼成圓筒，用螺栓固定在滾筒體的幅盤上，拆裝都較方便。 由于滾筒轉(zhuǎn)速較低，一般均采用帶減速器的電動機，而且多數(shù)可以變速，以適應清選不同物料。 集料槽沿滾筒全長至于其中央位置，以便接受從窩眼中墜落的物料。集料槽接料邊在筒內(nèi)的高低位置對分選有很大影響，通常用蝸輪蝸桿裝置予以調(diào)節(jié)，也有用手柄直接轉(zhuǎn)動槽體。集料槽應可以完全翻轉(zhuǎn)，使更換清選物料時清理方便。收集在集料槽中的短物料多數(shù)采用螺旋輸送器向末端排除，個別采用振動輸送。 窩眼筒內(nèi)長物料的輸送大多系列用滾筒傾斜及進料的推力而自行滑移到末端排除，清選小麥時傾角以1.5——2.5為宜。如果滾筒平置，應采用螺旋輸送器。 主要工作參數(shù) 1.??? 轉(zhuǎn)速 窩眼筒轉(zhuǎn)速的確定與上訴圓筒篩清選機基本相同。 2.??? 傾角 窩眼筒內(nèi)未設置長物料輸送器裝置時，滾筒應由進料端到排料端向下傾料。 3.??? 負荷能力 窩眼筒單位面積（筒壁表面）負荷能力q=400-800kg/m2,滾筒大直徑取大值，直徑小取小值。清選小麥時，按清除短物料算，如果清除長物料時，負載能力降低約30%。 窩眼筒直徑一般為300-800，筒長L與直徑D之比為2到5。 窩眼筒清選機的功耗可按機具小時生產(chǎn)率估算，一般每小時清選1噸小麥需要功率為0.2-0.35KW。 ? 參考資料 [1]張偉，徐樹來，秦春蘭.農(nóng)業(yè)機械學[M].東北林業(yè)大學出版社2003. [2] 承繼成《精確農(nóng)業(yè)技術(shù)與應用》.[J]. 科學出版社 2002, [3] 蔣恩臣. 《農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化》[P]. 中國農(nóng)業(yè)出版社，2003年. [4] 何勇. 《精確農(nóng)業(yè)》[J]. 浙江大學出版社，2003年。 [5] 高煥文. 《農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)學》[J]. 中國農(nóng)業(yè)出版社，2002年 [6] 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院 [J] 中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社 2007-10-1 ?  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑） 主要解決的問題是窩眼筒清選機的分選效率和質(zhì)量，以及工作參數(shù)對清選的影響。 為了提高窩眼筒的分選效率與質(zhì)量，可以在滾筒內(nèi)增加一些附屬裝置，例如在筒內(nèi)底部設拔料錕，可使物料在筒內(nèi)分布比較均勻，提高物料接觸窩眼的幾率。在滾筒末端出口處設擋板，在集料槽接料邊外側(cè)加拔料桿，在集料槽下部裝螺旋片等。后者起拔勻并推送筒內(nèi)物料的作用。 窩眼孔型與尺寸是分選質(zhì)量的主要關鍵，因此在設計窩眼形狀時，應使之能穩(wěn)定并準確地承托與容納需要分離的物料，并應使物料可以順利墜落，不致堵塞，同時還應考慮便于加工成型。窩眼孔并不屬于規(guī)則的幾何體，大致有近似半球形和球臺形（非對稱）是目前采用最多的，它的適應性較強，特別適用于分離略呈圓形的子粒，近似半球形適用于挑選破碎的，小的子粒，如破碎的米粒，麥粒等。錐臺形（對稱）適用于分選玉米等大子粒。旋沖型因外緣圓角r很小，承托物料的性能好，主要用于分離稻，麥等物料。這幾種孔型均在沖壓成型后有的還進行表面處理以提高耐蝕性能。 組合設計 清長雜于清短雜組合，可以在同一滾筒上配置兩種窩眼尺寸，雙作用滾筒。前一段窩眼尺寸較大，用以除長雜，后一段窩眼尺寸較小，用以除短雜。 目前大量采用的清長雜與清短雜相組合的窩眼筒是平行裝置幾個滾筒串聯(lián)作業(yè)。物料先由第一個滾筒清長雜，然后由第二個滾筒清短雜。因清長雜的生產(chǎn)率低于清短雜的生產(chǎn)率，要注意能力匹配。 主要清選與輔助清選組合 在主要窩眼筒的下方配置較小的窩眼筒。對長雜或短雜進行分選，以便回收其中較好的子粒。必要時也可以對物料的主流再次分選。并聯(lián)與串，并聯(lián)組合，為提高產(chǎn)量，可將若干個滾筒并聯(lián)。為了同時清除長，短雜或進行回選，通常構(gòu)成串，并聯(lián)的組合式。窩眼筒與圓筒篩組合將圓筒篩包在窩眼筒外順序進行兩種尺寸分選，機具結(jié)構(gòu)緊湊。將窩眼筒與圓筒平行裝置構(gòu)成機組是另一種組合方式。5XWS-1.5型種子精選機組。它由兩個窩眼筒與一個圓筒篩組合而成。 研究手段：Pro/ENGINEER工具軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件中占有重要地位，并作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。 Pro/ENGINEER提出參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一的數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關性問題。Pro/ENGINEER基于特征方式，能夠?qū)⒃O計至生產(chǎn)過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。Pro/ENGINEER軟件的CAE模塊具有強大的工程分析能力。在Pro/MECHANICA模塊中可對零件模型進行有限元分析和優(yōu)化；在機構(gòu)運動模塊中，可對零部件模型進行機構(gòu)運動仿真，并獲得距離、速度等輸出曲線。 本設計是利用Pro/ENGINEER設計關鍵部件窩眼筒，并實現(xiàn)新型窩眼筒式請選機的動態(tài)設計。模擬清選過程，進行分析與計算，提出改進方法。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： ? ? ? ? 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測： ? ? ? ? ? ? ? ? ? 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： ? ? ? 負責人： 年 月 日