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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(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)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(guò)雙向傾斜且往復(fù)振動(dòng)的工作臺(tái)和穿過(guò)工作臺(tái)面由下而上的氣流進(jìn)行清選作業(yè)，適用于經(jīng)過(guò)風(fēng)篩式清選機(jī)、窩眼滾筒清選機(jī)等機(jī)具清選過(guò)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(chóng)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(dòng)

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(guó)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(guò)程 5
1.4 應(yīng)用范圍 8
第二章無(wú)級(jí)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(dòng)參數(shù)的選擇 10
3.1.1 振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)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(dòng)設(shè)計(jì) 23
3.4.1 無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì) 23
3.4.2 軸承壽命校核 25
3.5 所需動(dòng)力功率確定 26
3.5.1 振動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(wú)級(jí)變速軸的強(qiáng)度與剛度校核 32
3.6.4 無(wú)級(jí)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(kāi)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(tái) 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(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)機(jī)械的進(jìn)步，我國(guó)重力清選機(jī)起步相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家較晚但發(fā)展很快，國(guó)內(nèi)重力式清選機(jī)的臺(tái)面結(jié)構(gòu)主要有三角形臺(tái)面、矩形臺(tái)面和混合形臺(tái)面，生產(chǎn)效率從1.5T/h到5T/h。
在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，重力式清選機(jī)的生產(chǎn)能力從1t/h到15t/h，臺(tái)面結(jié)構(gòu)從三角形臺(tái)面、矩形臺(tái)面到混合形臺(tái)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(duì)較低。除傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)節(jié)外，已開(kāi)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(guó)PETKUS公司、美國(guó)OLIVER公司、LMC公司。
從性能上看，無(wú)論是三角臺(tái)面還是矩形臺(tái)面振動(dòng)平穩(wěn)，風(fēng)量在臺(tái)面上非均布且有規(guī)律分布，物料能很好地布滿整個(gè)臺(tái)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(tái)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(tái)面，雙質(zhì)點(diǎn)平衡結(jié)構(gòu)，無(wú)效振動(dòng)和噪音��；德國(guó)PETKUS公司產(chǎn)品單風(fēng)機(jī)矩形臺(tái)面；美國(guó)OLIVER公司產(chǎn)品三角形或矩形臺(tái)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(kāi)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(tái)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(dòng)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(tái)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(tái)或多臺(tái)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(shí)上海向明機(jī)械廠在消化吸收基礎(chǔ)上開(kāi)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(dòng)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(tái)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(guò)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(tái)面的選擇：
種子在重力式清選機(jī)臺(tái)面上保持的時(shí)間越長(zhǎng)，走過(guò)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(tái)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(tái)到各自排出口的距離不同。重力式清選機(jī)工作時(shí)，三角形臺(tái)面上重種子（包括重雜）走過(guò)的路徑遠(yuǎn)，矩形臺(tái)面上輕雜和中間混合料走過(guò)的路徑遠(yuǎn)。
三角形臺(tái)面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的重雜；矩形臺(tái)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(duì)于混合型臺(tái)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(tái)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(tái)面。
3. 振動(dòng)的選擇：
機(jī)械振動(dòng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式不同可分為幾種，有電磁驅(qū)動(dòng)、振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)等。重力式清選機(jī)振動(dòng)方式國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的是曲柄連桿驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)，OLIVER公司產(chǎn)品則設(shè)計(jì)為附加的振動(dòng)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(dòng)臺(tái)、供風(fēng)系統(tǒng)、振動(dòng)無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)、縱橫向角度調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。振動(dòng)臺(tái)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(dòng)無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)能改變篩面的振動(dòng)頻率；供風(fēng)系統(tǒng)完成籽粒分選時(shí)最佳流化狀態(tài)，控制臺(tái)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(tái)面風(fēng)量分布合理，噪聲低。臺(tái)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(gè)方面來(lái)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(tái)或多臺(tái)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(dòng)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(tái)面形式可分為三角形臺(tái)面、矩形臺(tái)面和混合臺(tái)面。三角形臺(tái)面結(jié)構(gòu)側(cè)重于除去種子中的重雜；矩形臺(tái)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(duì)于混合型臺(tái)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(tái)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(tái)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(dòng)，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(guò)不同尺寸的篩孔進(jìn)行清選分級(jí)，同時(shí)風(fēng)力又有延長(zhǎng)籽粒在篩面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)過(guò)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(guò)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(guò)顆�；旌衔飼r(shí)發(fā)生，顆粒由相對(duì)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(shí)，顆粒混合物落到篩網(wǎng)工作臺(tái)上。b表示風(fēng)機(jī)已開(kāi)動(dòng)并調(diào)整好，使得最重的顆粒停在工作臺(tái)的表面上，最輕的顆粒完全離開(kāi)工作臺(tái)的表面。此時(shí)，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(shí)過(guò)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(tái)理想狀態(tài)俯視圖
圖1-2表示重力選工作臺(tái)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(tái)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(tái)的振動(dòng)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(shí)候?qū)踊瘏^(qū)域面積不能超過(guò)工作臺(tái)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(shí)，層化區(qū)域也要求較大[2-4]。
物料層化后，工作臺(tái)的振動(dòng)作用開(kāi)始推動(dòng)與臺(tái)面接觸的較重層向臺(tái)面高邊方向移動(dòng)。與此同時(shí)，較輕的物料層位于臺(tái)面的上層，不與振動(dòng)的臺(tái)面接觸，飄浮著向臺(tái)面低邊方向移動(dòng)。當(dāng)物料從喂入端向工作臺(tái)的卸料端流動(dòng)時(shí)，振動(dòng)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(tái)的卸料端時(shí)，分選的過(guò)程完成了。較重的物料應(yīng)該集中于臺(tái)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(méi)有明顯的界限，當(dāng)物料不完全層化時(shí)，分選的過(guò)程已經(jīng)開(kāi)始。因此，使物料分層化過(guò)程盡可能地快是至關(guān)重要的，否則，在分層化過(guò)程發(fā)生之前較輕的物料將被帶到工作臺(tái)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(guò)程中，好粒與輕料之間的差別不明顯，這時(shí)必須周期性地測(cè)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(gè)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(méi)完全分選的中間產(chǎn)品。在分選含有沙子或其它重物料時(shí)，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(dòng)的工作臺(tái)和穿過(guò)工作臺(tái)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(shí)，物料經(jīng)進(jìn)料口均勻連續(xù)喂入到工作臺(tái)面上，此時(shí)物料受到工作臺(tái)振動(dòng)和穿過(guò)工作臺(tái)面由下向上氣流吹動(dòng)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(dòng)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(tái)的傾斜方向流動(dòng)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(jí)。對(duì)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(chóng)蝕或不成熟，可被分離）�？稍诩庸ぞ€中配套使用，也可用于單機(jī)作業(yè)。 ...

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