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2016 年 5 月 第 期 1 小 茴 香 清 選 機 的 設(shè) 計 王金東 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院 阿拉爾 843300 摘 要 小茴香籽粒較小較輕 動力特性與部分秸稈動力特性相近不易于分離 目前我國谷物清選機械基本能夠自給自足 但是由于市場上大部分都是種子加工成套設(shè)備 由于其價格高 能耗大 還不能完全適應(yīng)小型谷物的生產(chǎn)和使用要求 所以設(shè)計 符合我國國情的小茴香清選機械 對提高我國小茴香產(chǎn)品質(zhì)量 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平具有重要意義 論文立足國 情 主要基于小茴香等不同的小型谷物的種子生產(chǎn)和產(chǎn)品的加工和銷售提供技術(shù)支持 設(shè)計一種實用性強 市場前景好的小茴香 清選機械 本文在介紹國內(nèi)外清選機械的發(fā)展現(xiàn)狀與動態(tài)的基礎(chǔ)上 分析了制造價格低 操作簡單 使用方便的小茴香清選 機的意義和市場需求 制定了系統(tǒng)總體設(shè)計方案 對系統(tǒng)的機架 篩體 震動機構(gòu) 風(fēng)機進行了重點研究設(shè)計 關(guān)鍵詞 清選機 平面篩 單相電源 曲柄連桿傳動機構(gòu) 風(fēng)篩式 中圖分類號 文獻標識碼 A 文章編號 0 引言 食用價值 小茴香是人們頗為喜歡的一種調(diào)味佳 品 也是烹調(diào)使用的 八大味 之一 茴香的營養(yǎng)價值 很高 含蛋白質(zhì) 脂肪 碳水化合物 鈣 磷 鐵 胡 蘿卜素 硫胺素 維生素 B2 葉酸 維生素 C 等營養(yǎng)物 質(zhì) 藥用價值 茴香有行氣止痛 健胃散寒的功效 可用來治療胃寒痛 小腹冷痛 痛經(jīng) 疝痛 癰種等病 種植情況 主產(chǎn)于內(nèi)蒙古 山西 等地 我 區(qū)種植小茴香的主要地方有焉耆盆地 伊犁河谷 吐魯 番地區(qū) 喀什地區(qū)和阿克蘇地區(qū) 和田地區(qū)部分縣市 到 2015 年全疆茴香種植面積達到 140 萬畝 總產(chǎn) 10 萬 噸 我選擇設(shè)計小茴香清選機的意義 近幾年來 農(nóng) 業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和加入 WTO 都對我國農(nóng)業(yè)機械化產(chǎn)生了 較大的影響 我國農(nóng)業(yè)機械化產(chǎn)品的升級換代和產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)調(diào)整勢在必行 農(nóng)業(yè)機械化進入一個調(diào)整發(fā)展的新時 期 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和人類生活越來越注重種子和糧食加工品 質(zhì) 而小茴香本身屬于小型谷物清選難度較大 現(xiàn)如今 小茴香種植面積越來越大 清選基本依靠人力和農(nóng)民自 己改裝的清糧機 而且清選后的小茴香達不到標準雜質(zhì) 較多 到現(xiàn)在為止依舊沒有一個功能完善的小茴香清選 機 如果能夠設(shè)計出一種完善的小茴香清選機 能夠大 大減少農(nóng)民的勞動強度 小茴香經(jīng)過清選以后 可以獲 得質(zhì)量均勻 尺寸基本一致的飽滿的小茴香 小茴香清選是小茴香收獲后不可缺少的環(huán)節(jié) 收獲 后的谷粒中不僅包含飽滿和成熟的籽粒 而且還有機械 損傷 破碎和不成熟的谷粒 此外還包含育許多雜質(zhì) 如草籽 泥沙 斷穗 穎殼等 因此無淪留作種子或其 他用途 均需將收獲后的谷粒進行清選才能滿足要求 谷粒經(jīng)過清選以后 可以獲得質(zhì)量均勻 尺寸一致 的種子 將種子清選以后再播種 可以清除出小粒 破 碎粒作為糧食或飼料 節(jié)約了糧食 清選后的種子均勻 飽滿 播種后發(fā)芽率高 長勢好 一般都能增產(chǎn) 5 10 還可以減少播種量 20 左右 而且有利于種子的儲藏 運輸及機械化作業(yè) 增強種子在市場上的銷售競爭力 因此 清選機產(chǎn)品對農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)民收入的增加 有著十分重要的作用 1 1 設(shè)計原理及機構(gòu) 1 1 設(shè)計原理 風(fēng)篩式清選機 風(fēng)篩式清選機主要利用種子與夾雜物的幾何尺寸和 懸浮速度差異進行清選和風(fēng)選 篩選是根據(jù)種子幾何尺 寸的差異 配置適當(dāng)規(guī)格的篩片 在篩片往復(fù)運動下達 到分離的目的 篩選同時利用懸浮速度的差異去除輕雜 利用風(fēng)篩式的原理清選小茴香 其結(jié)構(gòu)簡單 容易 設(shè)計便于制造 性價比也較高 對機械材料的要求也不 高 利用比重式的原理清理小茴香 其結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜 對空氣的壓縮與流動方向要求嚴格 技術(shù)難度較大 不 易于加工制造成本較高 2016 年 5 月 第 期 1 1 2 總體設(shè)計 小茴香清選機機結(jié)構(gòu)示意 如圖 1 所示 1 大雜出口 2 出料口 3 上篩 4 下篩 5 掛桿 6 篩架 7 底板 8 料斗 9 下料閥 10 連桿 11 風(fēng)機 12 軸 13 風(fēng)機殼 14 皮帶輪 15 曲柄 16 地輪 17 電動機 18 風(fēng)向板 圖 1 小茴香清選機機結(jié)構(gòu)示意圖 小茴香首先倒入料斗 在倉門的控制下 使之沿篩 面寬度均勻分布 在小茴香通過風(fēng)道時吹走部分輕雜質(zhì) 如灰塵 糠批等輕浮物 再流入篩體內(nèi) 篩體在搖臂驅(qū) 動下往復(fù)運動 篩體有兩層篩面 小茴香在篩面推力及 自身重力作用下在篩面上流動 第一層篩而隔除小茴香 中的大雜質(zhì) 由排大雜口排出 小茴香流入第二層篩面 上繼續(xù)被篩理 穿過第二層篩面的微小雜質(zhì) 由排小雜 口排出 成熟的 尺寸均勻的小茴香則作為篩上物 由 出料口排出 其主要技術(shù)參數(shù)如下 外形尺寸 mm 機架由方鋼 Q235 60 40 焊制而成 機架為 2000 1200 1500 篩子尺寸 mm 上篩為 1000 1550 下篩為 1000 1500 篩孔直徑 mm 上篩 2 3 下篩 1 2 頻率次 min 450 振幅 mm 6 風(fēng)機轉(zhuǎn)速 r min 588 電機轉(zhuǎn)速 r min 1400 電機功率 1 5kW 2 關(guān)鍵部件設(shè)計 2 1 風(fēng)機的設(shè)計 本次設(shè)計的小茴香清選機采用葉片可調(diào)和調(diào)節(jié)進風(fēng) 口面積來調(diào)節(jié)風(fēng)量 風(fēng)機出風(fēng)口上各點氣流速度的均勻 性對谷粒清潔率及損失率影響顯著 由于清糧風(fēng)機寬度 很大 所以出風(fēng)口氣流速度很均勻 對于小茴香的清選 效果有顯著提升 如圖 2 2016 年 5 月 第 期 1 圖 2 風(fēng)機結(jié)構(gòu)示意圖 2 2 篩子和曲柄連桿機構(gòu)的設(shè)計 振動篩是根據(jù)糧粒和雜質(zhì)大小的不同 及其自動分級原 理 通過篩選的方法來分離雜質(zhì)的 振動篩的主要工作 部件是作往復(fù)運動的篩體 篩體內(nèi)設(shè)置兩次層篩面 篩 面由沖孔的金屬板制成 金屬板篩面的篩孔形狀有圓形 長形和三角形等 5 按顆粒厚度的不同分離糧食中的雜 質(zhì)時 可采用長形篩孔 當(dāng)篩選時 厚度小于篩孔寬度 的物料 穿過篩孔成為篩下物 厚度大于篩孔寬度的物 料 不能穿過篩孔 成為篩上物 按顆粒寬度的不同分 離糧食中的雜質(zhì)時 可采用圓形篩孔 當(dāng)篩選時 寬度 小于篩孔直徑的物料 穿過篩孔成為篩下物 寬度大于 篩孔直徑的物料 不能穿過篩孔 成為篩上物 振動篩 主要由篩體 振動機構(gòu) 篩等組成 篩子可以分為平面篩 圓筒篩和圓錐篩等幾種 其中平 面篩應(yīng)用最廣 根據(jù)振動方向 平面篩又可分為縱向振 動篩和橫向振動篩 7 小茴香清選機最常用的是圓孔和 長方孔平面篩 圓孔篩只有一個量度 即篩孔直徑 凡 籽粒寬度大于圓孔直徑者均不能通過 在本清選機上裝 有 2 個其參數(shù)和形狀各不相同的篩子 第一層篩子是用 來分離大的混雜物 第二層篩子都是用來分離小的混雜 物 經(jīng)過多方查證參考 在本清選機中第一第二層篩均 用圓孔篩 2 上篩傾角為 6 下篩傾角 10 曲柄通過風(fēng)機軸傳遞動力 傳遞效率較高節(jié)省材料減輕 機架重量 如圖 3 圖 3 篩體與曲柄連桿機構(gòu) 3 材料的確定 3 1 帶輪材料的確定 本清選機所有帶輪材料均選用 HT200 的鑄鐵輪 3 2 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪的結(jié)構(gòu) 帶輪由輪緣 輪轂 輪輻三部分組成 1 輪緣 電機帶輪計算直徑為 D 160mm 風(fēng)機帶輪 計算直徑為 D 380mm 2 輪毅 參照 GB1095 1979 選取 3 輪輻 帶輪采用輪輻結(jié)構(gòu)是為了減輕重量 參 考機械設(shè)計手冊 風(fēng)機軸帶輪采用輻板式 電機帶輪采 用實心輪 結(jié)論 經(jīng)過十七周的努力 查閱了很多國內(nèi)外相關(guān)著作 參考借鑒了很多類似結(jié)構(gòu)的設(shè)計 以及馬少輝導(dǎo)師的辛 勤指導(dǎo) 再加上自己不懈的奮斗 關(guān)于我此次設(shè)計的小 茴香清選機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 參數(shù)計算等相關(guān)工作已經(jīng) 基本完成了 經(jīng)檢查基本達到了設(shè)計要求 本清選機主 要研究了機架 篩體 風(fēng)機 傳動機構(gòu)的設(shè)計 從而實 現(xiàn)了小茴香清選機的設(shè)計 本機解決了農(nóng)戶和小型種子 加工部門的需要 而且能夠達到小茴香清選的各項指標 現(xiàn)將其主要功能及特點簡述如下 1 機架為車駕式 移動方便 2 振動篩的上下篩為平面圓孔篩 提高了生產(chǎn)率 而且對粗混雜物及小谷粒有較高的分離率 3 在振動裝置中 采用了曲柄連桿機構(gòu) 平穩(wěn)可靠 有效 4 傳動機構(gòu)采用三角帶傳動 傳動平穩(wěn) 結(jié)構(gòu)尺寸 小 5 動力采用單相交流電機 使用方便 只要有單相 電的地方 都可以使用此小茴香清選機 6 節(jié)約能源 本機屬小功率設(shè)備 只需配一臺 1 5kw 的單相交流電機 7 性價比高 應(yīng)用范圍廣 社會經(jīng)濟效益大 該小 茴香清選機設(shè)備簡單 成本低廉 不需增加動力 大大 降低了投資壓力 廣泛推廣可具有巨大的經(jīng)濟效益 8 維修方便 本機結(jié)構(gòu)簡單 便于維修 不需要專 門的維修人員 9 體積小 重量輕 不需要大的停放場地或機庫 1 常立志 國內(nèi)外種子清選機械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J 農(nóng)機 械化與電氣化 1995 2 玄義梅 我國糧食清選分級機械現(xiàn)狀及發(fā)展 L 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代 化 1995 9 35 37 3 鄧春香 陶棟材 高英武 谷物清選機研究現(xiàn)狀 農(nóng)機化研 究 2005 2 5 7 2016 年 5 月 第 期 1 4 彭三河 張云華 谷物清選機振動篩結(jié)構(gòu)的試驗研究湖北 農(nóng)學(xué)院學(xué)報 2004 4 313 315 5 周必昌 彭三河 湯小凝 谷物清選機構(gòu)主要參數(shù)優(yōu)化設(shè)計 試驗研究 J 湖北農(nóng) 學(xué)院學(xué)報 2003 23 2 108 112 6 侯建華 小型谷物清選機的研制 山東農(nóng)機 2005 8 10 12 7 常立杰 遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所 國內(nèi)外種子清選機械 的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 農(nóng)機科研與推廣 2001 5 32 8 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)編 農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備 上 1986 9 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)編 農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備 下 1986