板齿-栅格凹板单轴流脱粒分离装置的性能试验

本科毕业设计（论文）论文题目水稻脱粒机的设计作者姓名佟景仲专业机械设计制造及其自动化指导教师李灵凤副教授2018年6月燕山大学本科生毕业设计（论文）水稻脱粒机的设计继续教育学院学院：机械设计制造及其自动化专业：佟景仲姓名：学号：16164109210551006李灵凤指导教师：2018年6月答辩日期：摘要摘要为了满足水稻脱粒生产的需要，设计一种针水稻脱粒机已迫在眉睫，该水稻脱粒机可一次性完成脱粒、筛选、分离和装袋作业。

该机体积小、重量轻，操作灵活，通过性与适应性好，较好地解决了水稻收获的难题。

该机采用半进料、弓齿式滚筒脱粒机脱粒，确保脱粒干净、破碎率低，分离性能好。

本次设计的主要目的是针对现存的水稻脱粒结构进行了优化、对其存在的一些缺点进行改进；首先在原理上，主要以梳刷脱粒为主，打击原理为辅两者相互结合的脱离方式对水稻进行脱粒，这主要体现在脱离滚筒的齿的设计上。

其次，清选方面是采用风机和筛子结合进行清选，在一定方面上提高了稻粒和杂质的分离，提高了稻粒的纯净度。

关键词：水稻脱粒机；脱粒；分离；清选燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractIn order to meet the needs of threshing production of rice, it is imminent to design a kind of needle rice thresher. The rice thresher can complete threshing, screening, separation and bagging. The machine is small in size, light in weight, flexible in operation, good in adaptability and adaptability, and solves the problem of rice harvest better. The machine is threshing by half feeding and bow toothed cylinder threshing machine to ensure that the threshing is clean, the crushing rate is low, and the separation performance is good.The main purpose of this design is to optimize the grain threshing structure of the existing rice and improve some shortcomings of its existence. In principle, the main purpose is to thresh the rice with the principle of combing brush and threshing, and the principle of combating the separation of the rice from each other, which is mainly embodied in the design of the teeth separated from the roller. . Secondly, cleaning is done by combining fan and sieve to improve the separation of rice grain and impurities and improve the purity of rice grain.Keywords:Rice thresher; threshing; separation; cleaning目录摘要 (I)Abstract......................................................................................................................... I I 目录 (III)第1章绪论 ........................................................................................................ - 1 -1.1 课题背景及研究的目的和意义 .................................................................. - 1 - 第2章水稻脱粒机的总体设计 ............................................................................ - 2 -2.1 脱粒机工作原理 .......................................................................................... - 2 -2.2 系统的功能描述和功能分解 ...................................................................... - 3 -2.3 总体方案设计和求解 .................................................................................. - 4 - 第3章水稻脱粒机的各部分设计 ........................................................................ - 5 -3.1 脱粒装置设计 .............................................................................................. - 5 -3.1.1 脱粒原理 ................................................................................................ - 5 -3.1.2 脱粒装置类型选择 ................................................................................ - 5 -3.1.3 脱粒滚筒转速计算 ................................................................................ - 6 -3.1.4 滚筒直径计算 ........................................................................................ - 7 -3.1.5 脱粒滚筒长度确定 ................................................................................ - 7 -3.1.6 滚筒脱粒齿设计 .................................................................................... - 7 -3.2 清选装置设计 .............................................................................................. - 8 -3.2.1 清选原理 ................................................................................................ - 8 -3.2.2 清选装置类型的选择 ............................................................................ - 9 -3.2.3风机参数的选择和计算 ......................................................................... - 9 -3.2.4 凹板的设计 .......................................................................................... - 10 -3.3 动力的选择 ................................................................................................ - 11 -3.3.1 整机消耗的功率计算 .......................................................................... - 11 -3.3.2 电动机的选择 ...................................................................................... - 12 -3.4.4 皮带轮的设计与计算 .......................................................................... - 12 -3.4.5 确定V带根数 ..................................................................................... - 13 -3.4.6 单根V带预紧力的计算 ..................................................................... - 14 -3.4.7 计算压轴力 .......................................................................................... - 14 -3.5 轴的设计与计算 ........................................................................................ - 14 -3.5.1 轴的材料选择 .................................................................................... - 14 -3.5.3 轴的结构设计 .................................................................................... - 14 -3.5.4 键连接选择 ........................................................................................ - 15 -3.5.5 滚动轴承选用 .................................................................................... - 15 - 第4章主要部件的校核 ...................................................................................... - 16 -4.1 圆柱齿轮校核 ....................................................................................... - 16 -4.2 轴的校核 ............................................................................................... - 16 -4.3 键强度校核 ........................................................................................... - 18 -4.4 滚动轴承校核 ....................................................................................... - 18 -4.5 计算所需的径向基本额定动载荷 ......................................................... - 18 - 结论 .................................................................................................................... - 19 - 参考文献 ................................................................................................................ - 20 - 致谢 .................................................................................................................... - 21 -第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义我国稻区分布广泛，从南方的海南，到我国的最北边黑龙江，到遥远的西边伊犁，再到东边的台湾;还有在海平面以下的耕地，位于云南和贵州的高原耕地，都有水稻的存在。

水稻脱粒损伤成因及其调控方法分析惠东志;谢方平;卢向阳;孙松林;罗锡文【摘要】脱粒是水稻收获工作的关键环节.由于刚性冲击作用,在脱粒过程中稻谷或多或少会受到损伤,这些损伤严重影响了以水稻为原料的后续产品加工及水稻种子生产,对其综合效益有着较大的负面影响.为此,对水稻脱粒损伤的研究现状进行了分析,对其调控方法进行了探讨,提出了作为一种新型脱粒方式,研究柔性脱粒有着现实的意义.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)005【总页数】4页(P235-237,240)【关键词】水稻;脱粒方法;损伤;柔性脱粒【作者】惠东志;谢方平;卢向阳;孙松林;罗锡文【作者单位】湖南农业大学,工学院,长沙,410128;湖南农业大学,工学院,长沙,410128;湖南农业大学,生科院,长沙,410128;湖南农业大学,工学院,长沙,410128;华南农业大学,工程学院,广州,510642【正文语种】中文【中图分类】S233.710 引言水稻是我国最主要的粮食作物之一。

脱粒是水稻收获中必不可少又至关重要的环节，但是由于各种脱粒装置都是通过刚性作用，脱下来的水稻谷粒或多或少存在包括脱壳、破碎和内部裂纹等损伤。

这些损伤严重地影响了稻谷加工的成米率和稻谷生产效益(种子加工则影响发芽率等)，可以肯定稻谷损伤将大大削弱稻谷的市场价值，也增加了处理、加工和存储中的问题。

为最大限度地提高大米等级和精度，增加其附加值，提高农民的收入，保证种子的发芽率，开展水稻脱粒损伤及其调控研究显得非常迫切。

研究水稻脱粒损伤的成因，不仅能为脱粒装置的设计、优化提供理论依据，还能为寻找新的脱粒方式提供思路，对解决粮食生产安全也有着不可忽视的现实意义。

1 常见的水稻脱粒方法1.1 冲击脱粒此方式主要依靠脱粒部件与水稻穗头的相互冲击作用完成脱粒。

脱粒部件冲击力大，脱粒时增加冲击强度，可以提高脱粒效率并保证脱净率，但易使谷粒破碎和损伤；反过来，降低冲击强度能够减少谷粒的破损，但脱净率难以保证。

移动式花生摘果机的设计与试验研究于健东，刘艳芬，王东伟（青岛农业大学机电工程学院，山东青岛266109）摘要：目前，我国大部分花生摘果机存在荚果损伤严重、摘净率低、秸秆过碎不易清选等问题，且整体结构和传动系统较为复杂，制造成本高，严重制约着花生生产的可持续发展。

针对这一突出问题，研制了一种分离花生果与花生秧且对花生果进行清选的可移动式花生摘果机，能够实现花生果实从喂料到摘果、集果的整个作业流程。

摘果机可自动对未摘净的花生进行重复作业，摘净率高，其分选装置包含风选、振动分选两部分，通过风选与振动分选机器能够去除大部分的花生叶、草叶等轻质杂质，以及泥土、土块及沙石等杂质。

田间试验表明：该移动式花生摘果机的未摘净损失率为0.73%,破碎率为2,1%,作业噪声为80dB（A）,花生果含杂率为1.97%,纯工作小时生产率为2149ke,均符合花生摘果机的作业要求。

移动式花生摘果机实现了花生摘果的高速高效作业，对于我国全面推进花生生产机械化具有十分重要的意义。

关键词：花生摘果机；摘果机构；清选机构；集果提升装置中图分类号：S2251+3文献标识码：A 0引言花生是我国重要的优质油料与经济作物之一。

我国种植花生历史悠久，目前尤以河南、山东等省份种植面积最广且分布相对集中［1］o受各种因素影响，我国花生机械研究起步晚，发展速度缓慢，很多地区花生收获至今仍主要依赖人力完成。

为改善这一状况，更为我国花生机械发展提供动力，结合我国现在广泛采用的花生收获方式即挖掘与摘果分开作业方式，设计一款移动式花生摘果机，从而达到降低收获成本、提高收获作业效率的目的J9-2/o美国工业化程度高、进展快，早在20世纪5。

年代就开始研制花生联合收获机械,经过多年的发展逐渐形成了捡拾式的联合收获系统。

由于其花生植株为匍匐型，半喂入式联合收获机械很难完成摘果作业，因此多采用分段式花生收获机械［i6o花生摘果机主要用于花生果与花生秧蔓的分离作业，并可将摘下的花生果实进行适当的分拣、清理。

绪论水稻是世界上最古老最主要的粮食作物之一，种植面积达1．54亿公顷，占世界耕地面积的11％，是世界上种植面积最大的粮食作物。

全世界有一百多个国家种植水稻，有54％的人口以稻米为主食，水稻的产量占世界粮食作物的30％。

我国是世界上最大的稻米生产国和消费国，全国约有2乃的人口以稻米为主食，我国水稻种植面积约4．6亿亩，占全国粮食种植总面积的30％左右，占世界稻作总面积的20％，稻谷产量20000万吨，占全国粮食总产量的40％以上，占世界稻谷总产量的35％，在国民经济中地位举足轻重。

在人地矛盾和人均占有资源同趋紧张的现实情况下，大力推广超级稻，有利于提高水稻单产，有利于增加粮食供给量。

根据袁隆平院士的估算：超级稻以亩增产150公斤、年种植面积1亿亩计算，未来每年将增加150亿公斤粮食。

粒分离是水稻联合收获中必不可少又至关重要的一道工序，滚筒一凹板脱粒原理早在两个多世纪以前已经出现，至今，这一原理几乎没有什么变化，脱粒分离装置有三大主要部件：脱粒滚筒、凹板和顶盖，它们对脱粒性能的影响主要表现在：(1)脱粒滚筒的结构形式，脱粒元件及其排列方式，滚筒的转速以及脱粒滚筒和凹板、顶盖的组合形式；(2)凹板的型式，凹板包角；(3)顶盖中的导向板的结构，导向板的排列及其螺旋角等。

在这三大部件中脱粒滚筒是核心部件。

近年来人们对脱粒分离装置做了大量的试验和研究，企图用新的脱粒分离装置来代替原有的脱粒分离装置。

尽管如此，目前常用的脱粒分离装置仍为纹杆式、钉齿式和弓齿式等。

脱粒分离装置作为联合收割机的核心工作部件，其对作物脱粒过程的物理现象比较复杂，往往同时几种脱粒原理(如冲击，搓擦，碾压，振动等)共同作用。

其工作性能的好坏直接影响整台联合收割机的总体工作效果。

影响脱粒分离装置工作性能的因素也非常之多，包括脱粒滚筒及凹板结构形式、滚筒转速、脱粒间隙及凹版包角、导向板的导距、数量、高度、顶盖顶距、滚筒直径和物料特性等1滚筒以及凹版的结构形式分离装置的结构形式种类很多，主要有钉齿，纹杆，组合式滚筒等。

郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）2013 届机械设计制造及其自动化专业 0906063 班级题目家用小型玉米脱粒机的设计二О一三年五月十五日内容摘要从1785年苏格兰人安朱梅克( AndrewMeikle)发明第一个回转滚筒脱粒装置以来, 人们对玉米脱粒装置做了大量的试验和研究, 不断开发出新的玉米脱粒装置。

1815年, 美国开发出世界上第一台专用于玉米脱粒的手工操作玉米脱粒机。

之后人们对于玉米脱粒装置的改进一直没有停止过。

上个世纪70年代初期, 我国自行研制的冲击式原理玉米脱粒机得到了普及应用, 当时以大、中型脱粒机为主。

进入80年代后, 农村开始实行家庭联产承包责任制, 我国又相继研发了冲击式原理的一系列中、小型玉米脱粒机, 以适应农户的生产需要。

随着社会的发展，机械化在我国普及的速度很快，由于我国是农业大国而且农业是我国的经济基础，所以普及机械化对于我过农业的发展是至关重要的，但是由于我国的农业现状，大都属于小农经济，所以决定了在某些方面大型的机械很难普及，所以需要普及一些小型的家用机械。

玉米脱粒机就是其中一个很典型的实例，随着人们的玉米产量的不断增加，玉米脱粒就成为了一个摆在人们而前的一个问题，人工脱粒太慢，费时间，而且需要的人很多，很不方便，玉米脱粒机的出现，解决了这一问题，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，所以玉米脱粒机是农家不可缺少的必备农机。

玉米脱粒机是玉米脱皮后，经过一段时间的风干，然后将玉米利用脱粒机使玉米和玉米芯分开，这种机械就是玉米脱粒机。

它的工作原理是:玉米脱粒机在进行玉米脱粒时，利用钉齿滚筒回转运动的钉齿与筛网之间的间隙相配合，使玉米粒拖下(钉齿滚筒和筛网之间的揉搓作用，将玉米粒脱离玉米芯，井借助其他的机械机构将玉米粒和玉米芯分别从两个不同的出口排出机体之外，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮屑从风口排出。

循环脱粒，不断的进行填入—脱粒—排出机体这一循环。

新型玉米种子脱粒机的原理和结构1 工艺流程及工作原理在玉米制种过程中，脱粒是影响种子质量和成本的一个关键环节。

因为种子不同于粮食，必须在加工过程中保持其活力，如果脱粒不当，会造成种子受伤甚至破碎，直接影响种子的生命力和发芽生长。

玉米脱粒机用于对晾干后的玉米果穗进行脱粒。

我国种子加工工艺流程与国外存在差异，国外大田玉米果穗收获后水分一般为35%,在经过烘干室果穗烘干后，使果穗水分达到12. 5%,然后进行脱粒。

而国内种子公司规模一般比较小，没有足够的资金建立果穗烘干室，基本上没有果穗烘干工艺过程。

国内种子公司通常采用的办法是将玉米果穗场上晾干后，使水分降至18%,然后进行脱粒，再使用烘干塔对玉米籽粒烘干，使玉米籽粒水分降到13%。

由于国内玉米果穗脱粒时水分较高，籽粒与芯轴联结强度大，致使脱粒质量下降，脱粒损失提高。

结合我国的国情，研制出能满足我国脱粒市场需要的高脱净率、低破碎率玉米脱粒机，是我国种子加工中迫切需要解决的一个实际问题。

1.1 工艺流程脱粒机结构如图1所示。

该型号种子脱粒机内置种子真空数粒仪，能够保证脱离出来的玉米种子保持一定的净度和粒数，玉米果穗进入进料箱，皮带轮带动板齿滚筒转动，板齿滚筒对应进料箱的一段为一对短螺旋片，螺旋片转动将果穗送入脱粒区；在脱粒区内，果穗沿凹板做螺旋滚动与滑动至排芯区，在此过程中果穗之间、果穗与栅格凹板之间进行充分挤搓，籽粒被挤搓下来。

脱掉的籽粒穿过栅格凹板排出主机。

脱掉籽粒的玉米芯被推送到排芯区，排芯区充满后在拨轮的作用下将排芯口压板顶开，玉米芯排出机外，即完成整个脱粒过程。

图1 挤搓式玉米种子脱粒机 1.2 工作原理该脱粒工艺模仿人工用手搓玉米的动作。

在脱粒区内，板齿滚筒拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于板齿沿板齿滚筒轴线成螺旋排列，所以同时也将果穗向排芯口推动，实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。

如图2所示，板齿滚筒由焊接在主轴上的变螺距螺旋线分布的螺旋冠状齿和螺旋平板齿组成，工作时带动板齿运动从而推动玉米果穗沿凹板转动和沿滚筒轴线从进料口向排芯口移动。

脱粒机的工作原理及类型概述王帅【摘要】This article discusses the technical requirement of the operation of threshing machines and the working principles of various threshing machines currently available, makes analysis on the structure composition, features, productivity and working process of each type threshing machine, and generalizes and evaluates the performance indexes of threshing machines with the aim of providing reference for the design and use of threshing machines.%在简要介绍脱粒作业的技术要求基础上，探讨现在各种脱粒机的工作原理，分析各类脱粒装置的结构组成、特点、生产率及工作过程，总结评价脱粒机工作性能的指标，为脱粒机的设计应用提供有益的参考。

【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】2页(P72-73)【关键词】农业机械;脱粒机;类型;原理;性能【作者】王帅【作者单位】辽宁省农业机械化研究所,沈阳110161【正文语种】中文【中图分类】S226.1脱粒作业是农业生产中较为繁重的劳动。

无论是在单季作物地区还是在多季作物地区，它都与秋翻地或下季作物耕种争夺劳力。

脱粒机是在场上进行作业的一种固定式机具，可对割下的作物进行脱粒、分离和清选，以便获得所需的谷粒。

它是提高生产率，改善劳动条件，节省劳动力，减少损失，确保丰产、丰收的重要手段。