聯(lián)合花生收割機畢業(yè)設計.doc

青島理工大學畢 業(yè) 設 計（論 文）題目：收獲機械加持輸送機構設計院 別： 汽車與交通學院 專業(yè)班級： 09車輛工程2班 學生姓名： 石云鵬 學 號： 200924260 指導教師： 王豐元 2013年5月28日第 1 頁摘 要 針對國內花生種植面積相當大以及主要以人力畜力為主進行收獲的現(xiàn)狀，來設計香型的花生收割機械來提高效率解放人力。本文主要設計研究了辦喂入式聯(lián)合花生收割機的各主要機構。該機器的摘果、抖土及清選部件主要是由摘果滾筒、刮板輸送帶、清選風機、振動篩、螺旋輸送器、抖土裝置等組成。主要的工作過程是：花生通過夾持裝置喂入摘果滾筒，摘果后花生果經過抖土裝置抖土后，再經過刮板輸送帶輸送到振動篩，在振動篩和清選風機的聯(lián)合作用下對花生進行清選，經淸選的花生果落入螺旋輸送器被輸送到一側，最后輸送進入收獲箱箱。本文的滾筒采用差相對輥組配式，抖土裝置采用震動四邊形結構，清選采用風篩組合式。文中主要分析了各部件的工作原理，動力傳遞過程，論述了其工作過程，并做出了相應的理論分析，計算了每個零部件的結構尺寸、轉速和功率。AbstractFor so large area planting about peanut in China,.We harvest them depending on labour power and animal power. I feel like designing some machine to increase the efficiency.The stripping and cleaning parts of half feeding peanut combine have been designed and researched in the paper.The stripping and cleaning parts include picking cylinder,vibrated picker,air blower, crew conveyor and so on.The working process of the stripping and cleaning system is that :the unpicked peanut is conveyed to picking roller by holding device then the picked peanut is delivered to vibrated picker by paddle-type elevator,at last ,it is conveyed by crew conveyor with holes to classified box. In this paper the picking cylinder is back-roll type and the cleaning system is combined with vibrated picker and air blower. This paper mainly analyses the working principle of components,calculates the structure size ,speed and needed power of every parts,it also discusses the working process,and makes the corresponding theoretical analysis.II青島理工大學畢業(yè)（設計）論文 前言目 錄摘 要IAbstractI目 錄11 前 言31.1 設計的目的和意義31.2 花生收獲機的國內外發(fā)展現(xiàn)狀42 總體設計72.1摘果及清選裝置的研究現(xiàn)狀72.2 摘果、抖土及清選部件的主要研究內容及設計要求72.2.1 研究內容82.2.2 設計過程83 抖土機構設計93.1抖土部分的主要研究內容及設計要求93.1.1 研究內容93.1.2 設計要求93.2抖土部分工作原理及動力傳遞計算93.3抖土部分圖紙114 摘果機構的設計134.1摘果機構的主要研究內容及設計要求134.1.1 研究內容134.1.2 設計步驟134.1.3 設計要求144.2摘果滾筒長度的確定144.3摘果滾筒轉速的計算144.4摘果滾筒直徑計算154.5摘果部分圖紙164.6摘果滾筒的功率計算175 扶禾器和輸送帶的設計185.1結構分析185.2輸送器部分195.2.1刮板輸送器升運量的計算19 5.2.2 輸送器功率計算205.3輸送器鏈傳動的設計計算215.3.1 鏈輪設計215.3.2 鏈輪輪廓計算235.4 卸糧開口的長度246 風機、篩子清選機構設計256.1 振動篩的設計計算256.2 逐稿器的設計計算266.3 清選風機的設計選用267 總結與展望287.1 總結287.2 展望28參考文獻30第 35 頁青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 前言 1 前 言1.1 設計的目的和意義 花生是世界上廣泛栽培的油料作物，同時也是主要創(chuàng)匯的農產品之一，我國自古至今就有大面積種植花生的傳統(tǒng)，主要為人民提供食用油以及食用用。它的生產主要分布在亞洲、非洲和美洲,其中亞洲的種植面積最大,約占60%1。我國的花生種植面積居世界第2位，占世界總面積的20%，預計2015年花生種植面積將達到600萬hm2以上2?；ㄉ姆N植覆蓋了我國絕大多數(shù)地區(qū)，除西藏、青海、寧夏、香港等省區(qū)外都有種植。在長江以北，它的產地主要集中在北部華北平原、渤海灣沿岸地區(qū)。而在長江以南，其主要產地則分布在南部華南沿海地區(qū)及四川盆地等。以山東、河南、河北、廣東、四川、江蘇、安徽等7省為主，花生面積占全國72，總產占全國79。這種集中的大面積種植主要和地形有關，花生主要在平原丘陵及盆地種植?；ㄉN植雖然不可避免受到天氣的影響，不過作為一種高產作物，它的價格高于水稻、小麥、大豆、油菜等，經濟效益相對較好，所以種植面積自古特別大。所以在科技發(fā)展的今天，對機器解放人力的要求更加熱切，加入后，其它作物的經濟效益進一步下降，花生的比較效益優(yōu)勢卻更加明顯2。所以具有良好性能的聯(lián)合花生收割機的制造是符合大眾需求的，也是市場急需的。發(fā)展花生種植及加工，提高其收獲效率，從而最大限度的解放人力，實現(xiàn)機械化生產，是調整農業(yè)產業(yè)結構和增加農民收入的有效手段。當前的現(xiàn)狀是 我國大部分花生產區(qū)仍以人力和畜力作業(yè)方式為主, 耗時耗力且效率低。由于長期以來花生被看作是經濟作物，花生收獲的機械化只不過是區(qū)域性的問題，花生收獲的機械化沒有得到足夠的重視，導致其機械化生產發(fā)展速度比較緩慢，而花生種植者卻早已盼望有專門的機器來幫助他們解放人力，提高效率。使我國的花生機械化收獲出現(xiàn)了一些突出的問題：第一，人工收獲勞動強度大，效率低下。隨著社會發(fā)展及城市化的加速，近年來大量的農村勞動力進城務工謀生，這一矛盾更加突出，從而依靠機械的心情更加熱切。據初步估算，整個花生生產過程中，花生的收獲所用工時為整個過程的三分之一以上。這一階段的作業(yè)成本為整個花生生產成本的二分之一以上，而通過機械收獲則可大大降低。第二，生產成本高。目前的花生收獲無論是人工還是畜力以及簡易的機械，整個收獲過程都不是一次性完成的，都要經過兩道以上的工序，首先是將花生從土里挖掘，然后人工除土，這種生產方式的主要問題是造成較多的果實掉落，絕大多數(shù)果實遺落在地里，需要進行二次復收。而此次的收貨工程卻需要付出相當?shù)膭趧訌姸扰c大量的勞動時間，而收獲成果卻頗微。第三，耽誤農時?；ㄉ氖斋@季節(jié)，正值金秋農忙時節(jié)，勞動力更顯珍貴，如果能縮短花生的收獲日期，會對小麥播種打下一個良好基礎4。通過查閱資料，有些學者到農村實地考察，在山東省萊陽市，一般的沙壤地收花生(只完成花生的挖掘和去土兩道工序)，一個勞力每天工作8h，可收花生0.06hm2；借助畜力或者是簡單的機力(用手扶拖拉機先耕出花生)每天可收花生面積也僅為0.130.2 hm2。因此，解決花生收獲過程中的機械化問題，設計研制新型的符合中國國情的花生收獲裝置是提高中國花生生產機械化水平，解放人力并提高收獲效率的關鍵，大力發(fā)展花生收獲機械化，對推進農業(yè)產業(yè)結構調整，促進農業(yè)增效、農民增收和提高農產品的競爭力，使得農村勞動力轉移結構更加合理，實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化，全面建設小康社會都具有重要的意義。在例如美國等農業(yè)大國機械化生產早已司空見慣，不僅可以及高效率，而且降低成本，從而出口創(chuàng)匯更加有利。我國早日實現(xiàn)花生的收獲機械化將更加有利于花生的創(chuàng)匯，無疑對我國農業(yè)發(fā)展和經濟發(fā)展意義巨大。而且隨著廣大農民群眾對生產效率的要求越來越高，農民對集挖掘、輸送、分離泥土、摘果、分離清選和集果功能于一身的花生聯(lián)合收獲機的需求也越來越迫切。為此，本課題擬設計一種新型，高效，成本合理的花生聯(lián)合收獲機來滿足農村對花生收獲機械的實際需求?；ㄉ?lián)合收獲機具有挖掘、輸送、分離泥土、摘果、分離清選和集果的復合功能，該種機型成熟后，機器適用于較大面積的地塊作業(yè)，具有生產效率高、收獲損失率低等特點。本課題為半喂入式花生聯(lián)合收獲機，整體采用側向配置式，作業(yè)組件包括扶禾裝置、挖掘裝置、夾持輸送裝置、清土裝置、摘果裝置、清選系統(tǒng)和集果系統(tǒng)等。摘果及清選部件是聯(lián)合收獲機的重要工作部件,直接影響收獲后的花生質量。因此，摘果及清選部件的性能直接影響著整個聯(lián)合收獲機的性能。此次畢業(yè)設計希望能在導師的幫助下，利用自己的所學，通過了解國內外花生摘果及清選機械的現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)完成半喂入花生聯(lián)合收獲機摘果及清選部件的設計，滿足摘凈率、破損率、含雜率等方面的要求。希望能解決目前花生收獲過程中的一些問題并為自己以后的學習打下良好的基礎。1.2 花生收獲機的國內外發(fā)展現(xiàn)狀花生收獲經歷了撅刨、犁耕和機械收獲等過程,收獲作業(yè)包括挖掘花生、除土、鋪條晾曬、撿拾、摘果和清選等作業(yè)。由于世界各地經濟、生產力發(fā)展不平衡,發(fā)達國家和地區(qū)的花生收獲已全部實現(xiàn)機械化作業(yè),而欠發(fā)達國家基本還是以人工和畜力為主3。發(fā)達國家在花生生產機械化方面的研究較早，與其它農業(yè)機械相比，幾乎是同步發(fā)展的，機械制造與應用技術己比較先進、完善。美國、加拿大等發(fā)達國家已實現(xiàn)了花生生產全過程的機械化作業(yè)，在收獲環(huán)節(jié)早已發(fā)展到聯(lián)合收獲水平，并且正依照本國的種植特點，向著大型化、機電一體化、智能化、高可靠、高安全的方向發(fā)展.一些發(fā)達國家還不斷將高、精、尖技術應用到農業(yè)機械上來，農業(yè)機械正向智能化方向發(fā)展4。發(fā)達國家（地區(qū)）的機械化花生收獲主要有兩種技術模式，一種是以美國為代表的大型全程機械化分段收獲技術集成模式，由挖掘機、撿拾機、摘果機和秧蔓處理等設備分別完成挖掘、清土、摘果和秧蔓處理等作業(yè)；另一種是以日本和中國臺灣省為代表的小型自走式聯(lián)合收獲技術模式，由一臺設備一次性完成花生收獲中的挖掘、清土、摘果和秧蔓處理等作業(yè)5。圖1-1圖1-3是發(fā)達國家（地區(qū)）兩種技術模式下比較成熟的花生收獲機機型： 圖1-1 花生挖掘機 圖1-2 花生撿拾機 在中國，花生播種機械化技術已基本成熟，根據中國農業(yè)人口多、土地分散，而中小動力拖拉機保有量多的特點，該類機械以小四輪拖拉機為牽引動力，較好地解決了花生人工或畜力播種勞動量大和生產率低下的問題6。近幾年，系列化的多功能花生覆膜播種機已在花生產區(qū)得到了大面積的推廣應用。相比之下，中國花生收獲的機械化水平仍然不高則極大地影響了花生產業(yè)的發(fā)展。目前，我國的花生的收獲基本還是靠人工、畜力完成，花生收獲機械正處于發(fā)展期,目前以分段收獲為主,部分地區(qū)采用的中小型花生收獲(挖掘)機技術已經有了一定的突破，技術水平相對比較的成熟 ，例如：青島農業(yè)大學等單位研制了4H2型花生收獲機,該機突破了以往機型挖掘鏟與分離鏈相配合的傳統(tǒng)工作方式,創(chuàng)建擺動挖掘原理,將挖掘與除土分離兩大機構融為一體;收獲部件利用反平行四邊形機構傳動,實現(xiàn)了兩工作部件的等角度、反方向擺動,使機架承受的側向力相互平行,機組工作平穩(wěn);收獲部件擺動前進,工作阻力小7。但是由于小型花生收獲機的作業(yè)效率，收獲損失率的控制有一定的發(fā)展空間，因此花生聯(lián)合收獲技術就成了現(xiàn)在花生收獲主要的研究方向。由于受到我國特有的農業(yè)生產方式的限制以及對花生聯(lián)合收獲機的研究起步比較晚,技術還有待于完善, 而從國外引進、消化吸收的機型則由于不符合中國國情或動力消耗大、作業(yè)效果較差等原因，沒有形成較大的生產和使用規(guī)模，這就使中國的花生收獲機械與裝置與世界發(fā)達國家存在很大的差距3?；谏鲜龅囊恍┰蚰壳拔覈ㄉ?lián)合收獲機的研究仍以中小型機械為主。到目前為止我國的花生聯(lián)合收獲機的研制已經取得了一定的成果，已經研制出了一些相對成熟的聯(lián)合收獲機機型。例如：農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所等研制的4LH2型半喂入自走式花生聯(lián)合收獲機，青島農業(yè)大學等研制的4HQL-2型花生聯(lián)合收獲機，青島弘盛汽車配件有限公司設計的半喂入式花生聯(lián)合收獲機都能基本滿足我國現(xiàn)有的農田作業(yè)要求。 圖1-4圖1-7是上文中介紹的幾種花生收獲機機型： 圖1-3 4HQL-2型花生聯(lián)合收獲機 圖1-4青島弘盛半喂入花生聯(lián)合收獲機青島理工大學（論文）77青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 總體設計2 總體設計 2.1摘果及清選裝置的研究現(xiàn)狀西方發(fā)達國家花生的種植方式大都為大面積農場種植模式，花生植株的形態(tài)多為蔓生型，其摘果機械大都為大型高效的機械，一般采全喂入式摘果方式。其花生收獲多采用分段收獲法，即先采用花生挖掘機挖、鋪條晾曬、用花生撿拾摘果機撿拾摘果，所以其花生撿拾摘果機較為先進，如美國利斯頓1580型花生拾摘果機。此機采用篦梳式摘果系統(tǒng)，利用彈齒的篦梳與打擊作用，花生果基本上被摘干凈；此機采用彈簧齒，要求動齒與定齒間有較大的重疊。清選機構由振動篩和風扇組成，利用水平攪龍與氣流管道銜接處產生的真空度，花生果粒地被輸送至集果箱。待集果箱裝滿后，通過油缸將集果箱提升，翻轉卸入拖車中。機械在結構上采用大量彈齒，這種齒強度高、有彈性，如遇到磚頭等雜物進入機器時，會發(fā)生斷裂和較大的變形。此外，該機設有獨特的去梗器，提高了花生的清潔度8。我國是一個傳統(tǒng)農業(yè)大國，由于歷史的原因，對農業(yè)機械的研究起步較晚，花生摘果機械也是近幾年才發(fā)展起來的，而且只是在一些發(fā)達地區(qū)才應用，大部分地區(qū)依然靠人工摘果?；ㄉ麢C按喂入方式可分為全喂入式和半喂入式9-10。分段收獲下的花生摘果目前都采用全喂入方式，而半喂入方式一般用于花生聯(lián)合收獲機上。半喂入的花生摘果方式是在夾持過程中摘果，按花生夾持方向又可分為立式和臥式。半喂入花生摘果機消耗的動力小，摘果質量好，破碎率低，但結構和傳動較復雜，制造成本較高，功效比全喂入式要低。目前，國內的花生清選機構多為風扇和篩子組合式的清選機構11。選用風機、振動篩作為清選機構，篩子的配置方式為傾斜式配置即篩面與水平面成一定的夾角，這樣可以充分利用花生果粒在下落過程中的風選作用，提高了清選的效果，另外，在篩子的后端加設了逐稿器可以將風機吹出的雜余通過逐稿器與振動篩的振動排除機外。2.2 摘果、抖土及清選部件的主要研究內容及設計要求2.2.1 研究內容主要是半喂入式花生收獲機摘果抖土及清選部件的研究，以實現(xiàn)花生聯(lián)合收獲過程中的摘果及清選為目標，通過對論文要求及已有資料進行分析，把初步的設計方案敲定，進行理論上的分析，并對主要參數(shù)進行測繪與初步的計算。對花生摘果及清選的過程進行合理的分析并設計出各部分主要機構。針對摘果的全部過程中出現(xiàn)的摘果易堵塞、破碎率高等問題進行研究分析，進一步優(yōu)化摘果機構的設計，以達到高收獲率與經濟性統(tǒng)一的目的。2.2.2 設計過程 1.在機械資料方面查詢相關花生收割機部分。確定摘果、抖土及清選機構的功能后設計出其相應的機構。分析理順花生收割機整個作業(yè)過程后對各個機構機型合理的布置，確定各機構的布置及動力傳輸路線。在對整體布置設計完后，然后在接下來各機構設計過程中對相關尺寸進行計算，對各機構主要參數(shù)進行優(yōu)化使其摘果速率，破碎率，清潔度等進行優(yōu)化使其滿足要求。 1.機架 2.摘果滾筒 3.彈性擋板 4.刮板升運器 5.振動篩6.從動擺桿 7.清選風機 8.輸送攪龍 9.集果擋板 10.主動擺桿 11.吊桿 12.逐稿器青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 抖土機構設計3 抖土機構設計3.1抖土部分的主要研究內容及設計要求3.1.1 研究內容半喂入式聯(lián)合花生收割機的抖土部分研究內容，根據其對產出的花生秧上果實的清潔抖土功能，來設計相應機構。通過對國內已有的的技術成果進行參考及改進優(yōu)化，設計初步的抖土裝置方案，進行理論分析，確定最終應用方案，并對主要參數(shù)進行初步計算進行整體匹配。3.1.2 設計要求1. 能夠與聯(lián)合收獲機的后半部分很好的結合，保證花生在被摘果前已經抖去絕大部分泥土；2.抖土機構的抖土速率能與后續(xù)的摘果速率很好的匹配。 3.2抖土部分工作原理及動力傳遞計算（1） 主要工作原理：將發(fā)動機傳遞過來的動力通過錐齒輪將橫向轉動變?yōu)榭v向，然后根據曲柄連桿的原理實現(xiàn)其左右擺動，通過此運動帶動花生來回高速運動抖掉其上面的泥土。為后續(xù)的摘果工序做準備。（2）基本結構設計：主要機構是根據偏心輪和四桿機構原理進行改進的機構，把偏心輪機構和四桿機構相連接，通過偏心輪的轉動實現(xiàn)四桿機構的來回擺動，實現(xiàn)其抖土的功能（下面圖紙中可以看出）。（3） 工作過程說明：動力傳遞過程：發(fā)動機的動力通過2輸入，帶動1轉動，然后1通過鏈傳動帶動4轉動把動力傳遞給3，然后通過鏈傳動把動力傳遞給5，5通過轉動把動力傳遞給同軸上的錐齒輪然后把動力輸入到抖土裝置。動力傳遞簡圖1動力傳動鏈輪1 2.動力輸入鏈輪 3.動力傳動鏈輪2 4.動力傳動鏈輪3 5.6 錐齒輪抖土裝置速度計算：假定線速度用Vl，角速度用Vn表示據圖可知：Vn2=Vn1,，因同軸上角速度相同，同一鏈條上線速度相同。據此原理可以求出：Vd6=(Vl2*d1*d3)/(d2*d4*d5)又因6轉一圈抖土裝置來回兩次，所以抖土裝置的速度為V=2Vd63.3抖土部分圖紙 抖土機構主視圖 抖土機構俯視圖 抖土機構三維圖青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 摘果機構設計 4 摘果機構的設計4.1摘果機構的主要研究內容及設計要求4.1.1 研究內容聯(lián)合花生收割機的摘果機構的研究主要是是為了滿足其摘果功能而進行設計的，通過對論文課題的把握及國內現(xiàn)狀的了解并參考國內外此機構的發(fā)展現(xiàn)狀，設計出初步的方案并進行可行性分析，確定設計方案，并對主要參數(shù)進行初步計算與匹配。對花生摘果機構的摘果過程進行分析，然后根據計算設計出主要機構的零部件。對于摘果過程中出現(xiàn)的摘果易堵塞、破碎率高等現(xiàn)實中出現(xiàn)的問題進行研究分析，進一步優(yōu)化摘果機構的設計，以達到較高的收獲率與較低的破碎率的統(tǒng)一。4.1.2 設計步驟1 在圖書館和網上查詢關于花生收獲機械的相關資料，確定花生聯(lián)合收獲機摘果部件設計的主要目的。2初步確定摘果機構的總體設計方案以及優(yōu)化改進。注重摘果滾筒和風篩組合清選的匹配與設計研究。3對摘果過程進行分析并計算，對相關的參數(shù)進行匹配分析，完成最終方案的設計。4進行摘果機構進行尺寸的設計，使其滿足摘果破碎率與摘果速率的要求。 5繪制摘果機構的相關圖紙。4.1.3 設計要求1. 使摘果機構能夠與聯(lián)合收獲機的前半部分的抖土機構、加持裝置等很好的結合，確保被夾持喂入的花生能夠順利的被摘果機構摘凈；2. 摘果過程中能夠保證摘果速率，保證摘果機構不沾帶太多泥土并保證機構不堵塞，同時要保證摘果間隙可以調節(jié)，以確保摘果率、生產率、破碎率等達到最優(yōu)結合的設計要求； 4.2摘果滾筒長度的確定查詢農機設計有關的資料，可知滾筒的長度滿足： L=vt 公式（3-1）式中 v聯(lián)合花生收割機的工作速度（m/s）；t摘果機構的摘果時間（s）?？梢?，滾筒的長度與工作的速度和摘果時間有關，摘果時間越長，長度越長，花生果的漏摘率越少，根據夾持輸送裝置的設計計算，摘果機構的摘果時間定為2s左右，聯(lián)合花生收割機的工作速度為0.5m/s。據此可以計算出滾筒的長度為1m。4.3摘果滾筒轉速的計算摘果機構工作效率不僅與摘果時間有關系，還與摘果速度有關系。為了提高摘果速度，提高滾筒的轉速是顯而易見的；但是如果滾筒的轉速太高，便會導致更高的花生破碎率，而不利于達到最優(yōu)收獲狀態(tài)。因此需要通過計算分析來找出一個既能夠滿足高的收獲速度，又能滿足較低的破損度的最佳轉速。通過查詢研究花生收割機方面的資料，可求得滾筒的速度： ；v= 公式（3-2）可得滾筒的轉速為：n= 公式（3-3）式中： 花生果針在沖斷時所吸收的功（Kw）;m摘果動刀的質量（Kg）。v滾筒沖擊時的線速度（m/s）；A花生果針的截面積（m2）；n滾筒轉速（r/min）；據上式可計算出滾筒的最佳轉速為300r/min。 4.4摘果滾筒直徑計算摘果機構滾筒半徑的大小直接關系到兩滾筒上刮板之間的間隙的大小，直接影響到花生破碎率和摘果的摘凈率。通過查詢相關農業(yè)書籍及網上有關資料可知，在中國花生結果的直徑范圍一般在200mm以內16， 據此繪制出圖4-1，為了使花生能夠被順利摘下，在梳刷過程不出花生現(xiàn)果莢的漏摘方面問題，所以要求滾筒初始接觸果莢的位置在果莢最外端的A點所作的垂直線AH上；又為了提高果莢的摘果效率，使該裝置可以將果莢梳刷下來，而且可以充分利 圖4-1滾筒摘果示意圖用其動能，將部分果莢以沖擊的形式摘取下來，以減少梳刷的負荷，所以滾筒的中心點必須過果莢外端與主莖的中心線EF上。從而有： AH= 公式（3-4）根據國內花生的生長的一般情況取GB=100mm，AG=100mm。代入上述所查詢到的公式可得出AH=200mm即花生收割機摘果滾筒的直徑為200mm。為了保證不同品種花生摘果的需求，最終確定定刮板可在180220mm內可調，兩個摘果滾筒的軸距為180mm。摘果機構用于焊接鋼板的鋼管的尺寸為10005mm，定刮板的尺寸為長寬10002mm。 4.5摘果部分圖紙 根據以上計算得出滾筒各部分的尺寸繪出如圖所示圖紙。主要包括鋼管，傳遞動力的錐齒輪，刮板固定裝置，刮板。 圖31 摘果滾筒4.6摘果滾筒的功率計算摘果滾筒在摘果過程中，主要是克服花生莖蔓、根蔓的拉力才能將花生果摘下。據在網上查詢到的有關花生莖蔓、果結合處抗剪、根蔓抗拉試驗數(shù)據可得知在剛開始成熟時期，花生果柄與花生果之間力較小，斷裂較容易，在花生慢慢成熟階段，花生果柄與花生根之間的拉伸力較小，在花生成熟后期，花生柄與根部和果與柄拉伸的力幾乎相等，而且所用的力相對較穩(wěn)定，一般在1015N左右18。因此，一塊刮板對一株花生在摘果時消耗的功率據查詢的資料可求：P=Fv=F=12=37.68w 公式（3-5）花生挖掘后的夾持喂入速度為0.78m/s，花生蔓在夾持喂入時的株距在10mm左右，所以在摘果滾筒的1m的長度內大約會有10顆花生同時摘果。摘果滾筒在工作時的2s內滾筒轉過10圈，即每個滾筒連續(xù)工作10次。所以，摘果滾筒消耗的總功率為： P=10P=3.768Kw。青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 扶禾器和輸送帶的設計5 扶禾器和輸送帶的設計 5.1結構分析（1）主要工作原理： 扶禾器的的主要功能是防止被鏟起的花生禾倒地被機器碾碎和保證輸送帶能夠順利夾持到花生禾使其能夠順利進行下面的工序，扶禾器性能的好壞對于收割機收割效率有著重要的影響。輸送帶是貫穿于整個首個過程的部件，其主要是為了夾持花生禾，從其被鏟起直到摘果后花生禾被拋棄。其夾緊力的大小對其性能有重要影響。夾緊力過大會導致花生禾被夾斷，無法進行后續(xù)的摘果工序。夾緊力過小可能導致在摘果過程中由于花生禾未被加緊而導致摘果失敗。（2）基本結構設計：扶禾器是由上邊圓柱體和下邊的圓錐體組合而成，通過其旋轉，防止被鏟起的花生禾掉落；而輸送機構主要部分是輸送帶，在收貨的整個過程，通過輸送帶將花生秧夾持，來保證從開始的抖土工序到后來的摘果工序的順利進行，以及摘果結束將花生秧拋在機器后邊防止堵塞。（3）工作過程說明：由抖土機構處可知，此處動力由6,7傳入，鏈輪7帶動鏈輪9轉動，9帶動同心帶輪8轉動，然后傳遞動力給帶輪10，通過錐齒輪組把動力傳遞給扶禾器。輸送帶的動力是經過帶輪6傳動的，6將其傳遞給帶輪4，然后通過錐齒輪2,3將動力傳遞方向改變，將動力傳遞給輸送帶帶輪1轉動，從而把動力傳遞給輸送帶。（見如下示意圖）輸送帶和扶禾器的動力傳輸示意圖：1. 輸送帶帶輪 2.3錐齒輪組 4.6帶輪組1 5.張緊輪 7.9 鏈輪組1 8.10 帶輪組2 11錐齒輪組 12.扶禾器5.2輸送器部分 5.2.1刮板輸送器升運量的計算查農業(yè)機械設計手冊，常用的刮板升運器橡膠刮板尺寸為65mm85mm、65mm120mm、85mm120mm和70mm140mm。輸送器殼體由鋼板制成，刮板與殼體之間留有28mm間隙，以防止擠塞。類比同種型號的花生聯(lián)合收獲機的工作效率選擇刮板的尺寸為65mm120mm。刮板升運器的升運量Q可以按下式來確定：Q=Bhvk（kg/s） 公式（4-1）式中 B，h刮板的寬度和高度（m） v刮板升運速度，常用12m/s 輸送物料單位容積的質量（kg/m3） 充滿系數(shù)，當速度=0.5、1.0、1.5、2.0m/s時，相應為0.97、0.92、0.85、0.75 k傾斜系數(shù)（見下表） 表4-1 傾斜系數(shù)值k升運器傾角10203045607590k0.850.650.50.40.30.250.15查農業(yè)機械學可知刮板輸送速度一般為0.41.3m/s范圍內取值。取v=1.0m/s，升運器傾角=30，刮板尺寸Bh=65mm120mm，將數(shù)值代入上式可得升運器的升運量：Q=4.4kg/s。5.2.2 輸送器功率計算查農業(yè)機械設計手冊，刮板輸送器需用功率滿足：N=Qg(LW+H)10-3 公式（4-2）=Q(LW+H)/102(kw)式中： Q刮板輸送器每秒的升運量（kg） L輸送器的水平投影長（m） H輸送器的垂直高度（m） W運動阻力系數(shù)（見下表） 表4-2 運動阻力系數(shù)值鏈條類型 每秒升運量（kg）1.252.557.510套筒滾子鏈2.251.71.31.11.05鉤形鏈4.23.02.251.91.6升運器的長度為1m，傾斜角為30將數(shù)值代入上述公式中可得N=0.15kw。 圖5-1 升運器結構形式 5.3輸送器鏈傳動的設計計算5.3.1 鏈輪設計已知主動鏈輪轉速為n1=200r/min輸送器傳動比i=1.01、鏈輪齒數(shù) 2、設計功率 公式（4-3）由機械設計手冊表12-2-3查的 K=1.58=0.24kw3、選擇鏈條型號和節(jié)距根據=0.24kw及n=200r/min查機械設計課本圖9-11，可選08A。查表9-1，鏈條的節(jié)距為p=12.7mm。4、確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) 據機械設計可確定中心距=381635mm取=508則鏈節(jié)數(shù)為：=99 公式（4-4）取節(jié)5.確定鏈條長度及中心距=1.2446 公式(4-5) =330mm 公式(4-6)中心距的減少量=0.661.32 公式 (4-7) 實際中心距=3296.演算鏈速 v=0.8m/s 與假設速度相符 公式(4-8) 表4-3 08A滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位(mm)鏈號節(jié) 距 p滾子直徑d1內節(jié)內寬b1銷軸直徑d2內鏈板厚度排距08A12.77.927.853.9812.0714.385.3.2 鏈輪輪廓計算鏈輪主要尺寸和基本參數(shù)：1.基本參數(shù)鏈輪齒數(shù)：配用鏈條的節(jié)距：=12.7mm 配用鏈條的滾子外 mm2.分度圓直徑 公式(4-9) 3.齒頂圓直徑 =7.92mm 公式(4-10) 所以， 4.齒根圓直徑 公式(4-11) mm5.分度圓弦齒高 公式 (4-12)6.鏈輪材料及熱處理材料 、 熱處理:滲碳、淬火、回火7.連接鍵的選擇d=30mm 選取b=8mm， h=7mm，L=20mm8.軸承選擇主要承受徑向力，選用深溝球軸承 簡單受力計算P8KN所以F3.82D=60所以選用軸承型號為6205型其中D=62mmB=16mm5.4 卸糧開口的長度卸糧開口的長度主要是為了保證能及時卸凈物料，查農業(yè)機械學可知卸糧開口長度滿足應滿足下列公式： l 公式(4-13)式中： v刮板式輸送器線速度，常用12m/s g重力加速度（9.81m/s） 輸送器對水平面的傾斜角物料對刮板的摩擦角刮板的尺寸為65mm120mm，刮板線速度v=1m/s，花生對刮板的摩擦角為代入公式可得l=72mm。6 風機、篩子清選機構設計 概況 清選機構由風扇和振動篩組成，利用水氣流管道和平攪龍銜接處產生的真空度，花生果粒地被輸送至集果箱。待集果箱倉滿，利用舉升機構將集果箱抬起，翻轉卸入其他運貨車中。該機械在結構上采用大量彈齒，這種齒有彈性、強度高，如遇到大的石粒等進入機器時，會發(fā)生斷裂和較大的變形。此外，去梗器是本機的專門機構，對花生的清潔度有很大的提高86.1 振動篩的設計計算花生要在振動篩的作用下，落入到螺旋輸送器，所設計的振動篩下圖所示，所設計的振動篩后半部分為較密的柵條，保證花生果上沾帶的泥土能夠落下，而前半部分柵條較疏花生可以通過此處落入到螺旋輸送器。 圖5-1 振動篩結構圖 清選篩尺寸主要是篩子面積（長度寬度）。篩子面積可有進入清選裝置的谷?；旌衔锎_定，而谷?；旌衔镉峙c機器的喂入量有關。篩子的寬度B可以根據整機的設計寬度尺寸來確定，取B=550mm。查農業(yè)機械設計手冊可知篩子的長度L可由以下公式來確定： L=（m） 公式(5-1)式中 ： Q機器喂入量（kg/s） 雜物占花生果總量的比值 B篩子的寬度（m） k脫粒裝置和逐稿器工作特性系數(shù)，常取0.60.9 q篩子單位面積可以承擔的谷?；旌衔锏奈谷耄╧g/(s)）。在現(xiàn)有結構上，q值在調節(jié)魚鱗篩和編織篩約為1.52.5kg/(s)。對潮濕和難抖散的谷?；旌衔?，q值約減少30%。沖孔篩和魚眼篩篩孔有效面積較小，篩漏能力低，q值只有魚鱗篩的一半左右。通過前面的計算知：Q=0.88kg/s，B=550mm取=25%，k=0.7 ，q=2 kg/(s)代入公式可得L=668mm圓整為L=660mm。振動篩頻率為450次/min，振幅為30mm，安裝傾角為向下傾斜10。6.2 逐稿器的設計計算逐稿器由吊桿和偏心機構驅動做擺動，逐稿器與振動篩相連，從振動篩拋出的花生秧葉混合物在風機的作用下進入逐稿器階梯面，隨著逐稿器的運動混合物中含有的花生果通過逐稿器的孔落入下方的螺旋輸送器，花生葉和藤蔓在抖動與拋扔的同時逐漸向后移動最后逐出機外，本文設計逐稿器的寬度與振動篩的寬度一致B=550mm，長度根據整機的總體尺寸確定為l=400mm。階梯面的尺寸如下圖所示： 圖5-2 逐稿器的尺寸示意圖6.3 清選風機的設計選用清選裝置中主要采用農用型離心風機和通用型離心風機兩種，吹出型清選裝置的風扇多 圖5-3農用型風機 為農用型，吸入型淸選裝置的風扇則為通用型。本文為吹出型清選其風機選用農用型風機的整體寬度尺寸根據振動篩的寬度尺寸確定，其主要的結構尺寸如圖5-3所示。 風選氣流的風量V（即單位時間氣流量）根據脫出物中應清除的雜質量確定：V=（） 公式(5-2)式中 Q機器喂入量（kg/s） 清除雜質占機器喂入量的比例 空氣密度（） 攜帶雜質氣流的混合濃度比，約為0.20.3由前面的計算可得：Q=0.88kg/s，查農業(yè)機械設計手冊知=1.2258取=15%，=0.2代入公式得：V=0.54由風機的需求風量選用工農2s-700型風扇，轉速為1500r/min。風扇篩子式清選裝置工作時要求吹風篩子的氣流與篩面夾一定的角度，以獲得較大的吹風面積，氣流擴散影響能較好的滿足沿篩長方向對不同氣流速度的要求。風扇出風口應對向篩面前部，其高度S與吹風方向角應滿足下述要求：S=KLsin （m） 公式(5-3) 式中 K系數(shù)，取0.40.6 L篩子全長（m） 氣流與篩面夾角，最大不超過45將已知量代入上式可得=43。青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 總結與展望7 總結與展望7.1 總結本次畢業(yè)設計主要是通過查閱相關花生聯(lián)合收獲機的資料，類比國內外現(xiàn)有成型花生聯(lián)合收獲機的性能特點的基礎上設計出半喂入式花生聯(lián)合收獲機的抖土、摘果及清選部件。該裝置的設計特點主要體現(xiàn)在：1收獲裝置整體傾斜度可調節(jié)，便于調節(jié)鏟土深度來達到最高抖土效率；2.先用抖土機構進行清潔，后用風機進行清選，雙重工序提高花生清潔度；3.橫置的花生輸送鏈裝置能將花生夾持住，保證花生秸稈從抖土到摘果清潔到最后把秸桿拋在機器后邊保證收貨的順利進行與機器的清潔。7.2 展望這次設計雖然勉強完成了各個主要部件的設計與分析完成了，但是由于設計經驗和知識儲備上的不足，存在不足在所難免，如：各個機構的安裝位置仍需優(yōu)化，首先是摘果裝置，由于摘果裝置置于機構中心，導致其調整與維修比較不方便；其次并未對抖土裝置的速度進行優(yōu)化選擇，可能導致抖土效率不一定在最佳值附近?；ㄉ崭顧C的應用是關系到民生的大事，對對花生的收獲機械化，農民增收，以及花生這種農作物的出口創(chuàng)匯有著重大關聯(lián)。設計出能使廣大農民應用的機器對農業(yè)發(fā)展也是至關重要的。相信在以后的學習過程中，隨著社會科學技術的發(fā)展，通過學習各方面的經驗以及通過各種實驗，實地操作應用，一定會做出更加優(yōu)良的改進，使得此機器在工作過程中更加人性化，各結構之間的配合達到最佳狀態(tài)。效率更高，人力得到更大的解放。從而促使我國花生種植業(yè)乃至整個農業(yè)加快發(fā)展，使其在激烈的世界經濟競爭中獲得一席之地。青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 致謝致 謝歷時兩個多月，論文終于在在導師王豐元老師的指導下完成了。在論文的寫作過程中我 遇到了無數(shù)的困難和障礙，從選題、論證、設計到論文寫作，導師都