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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
58
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)顆粒混合物時(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?；旌衔锫涞胶Y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)。
第二章 無(wú)級(jí)變速部分的設(shè)計(jì)方案及選擇
為了滿足多種作物在篩面上的上滑條件，振動(dòng)頻率必須可變、可調(diào)，所以必須采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。它既要滿足所要求的振動(dòng)頻率，又要使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化。常用的無(wú)極調(diào)速的方法有：機(jī)械式無(wú)極變速器和電控式無(wú)極調(diào)速。電控式無(wú)極調(diào)速常常采用變頻調(diào)速三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)；本設(shè)計(jì)為降低成本、簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，采用寬三角帶式無(wú)極變速器，它是單調(diào)整、通過(guò)改變軸間距來(lái)達(dá)到各種變速，其工作原理圖如下：
圖2-1寬三角帶式無(wú)極變速器
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 總體參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇
3.1.1 振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率的確定
振動(dòng)臺(tái)由四組彈簧片支撐在機(jī)架上。為使籽粒在分選時(shí)，能在篩體的振動(dòng)和風(fēng)力的作用下，形成流化狀態(tài)，使其比重不同的籽粒分開(kāi)，振動(dòng)平臺(tái)可設(shè)計(jì)為一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的四連桿機(jī)構(gòu)。
為使偏心連桿振動(dòng)臺(tái)符合簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律，必須滿足下列條件：
1. 振動(dòng)原理如圖3-1，振動(dòng)方向必須與撐桿振動(dòng)中心垂直。這樣撐桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)振幅A等于偏心距2r。
圖3-1 振動(dòng)原理圖
圖中為篩面與水平夾角，為篩體振動(dòng)方向與水平夾角，r為曲柄，L為連桿。
2. 篩體四組撐桿必須等長(zhǎng)，安裝位置必須平行，才能保證篩體平動(dòng)。
3. 撐桿長(zhǎng)L1和連桿長(zhǎng)L必須大于倍曲柄半徑r，這樣篩體可視為一個(gè)自由度的振動(dòng)（即直線平動(dòng)）。
4. 曲柄工作角速度必須等于常數(shù)，這樣篩體振動(dòng)圓頻率即為。
5. 籽粒在篩面上可視為與篩子一起運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)。
籽粒的位移速度和加速度關(guān)系為：
在等于和區(qū)間時(shí)，慣性力為負(fù)值，方向沿X軸向左（如圖3-2），籽粒有沿篩面向前滑動(dòng)的趨勢(shì)。在等于區(qū)間時(shí)，慣性力為正值，方向沿X軸向右（如圖3-3），籽粒有沿篩面向后的滑動(dòng)趨勢(shì)。
圖3-2 種子在篩面受力分析 圖3-3 種子在篩面受力分析
圖中為篩體與水平面傾角。為篩體振動(dòng)方向與水平面夾角。
欲使種子向前滑動(dòng)，即向下滑動(dòng),必須使篩子運(yùn)動(dòng)的加速度比保持下列條件：
種子沿篩面向后滑動(dòng),即向上滑動(dòng)條件為：
（如圖3-3示）
將值F值代入后化簡(jiǎn)得：
當(dāng)慣性力沿X軸向右時(shí)，篩子對(duì)種子的法向反力為
當(dāng)增大時(shí)，法向反力 N減少。當(dāng)增到某一值時(shí)，N=0。種子被拋離篩面，所以種子拋離篩面的條件為：
所以對(duì)物料分離結(jié)果起決定作用的是篩子運(yùn)動(dòng)的加速度比。另外與篩面摩擦角、篩子橫向傾角及縱向傾角有關(guān)。
由上述，本機(jī)振動(dòng)頻率即偏心軸轉(zhuǎn)速應(yīng)在間，這樣物料在風(fēng)力作用下依次分層，比重較小的種子浮在上面，再加上篩面振動(dòng)的配合，種子呈流化狀態(tài)，達(dá)到分離目的。
因?yàn)椋?
即
式中
將以上參數(shù)代入得到，即本機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在：間,據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選振動(dòng)頻率范圍在次之間。
3.2 所需風(fēng)量與風(fēng)壓的計(jì)算
3.2.1 風(fēng)量的計(jì)算
在篩床的設(shè)計(jì)過(guò)程中，已經(jīng)確定篩床的有效工作面積為，為使籽粒在篩面上達(dá)到流化狀態(tài)，要求：清選小麥時(shí)平均風(fēng)速，玉米為。
則
以玉米的計(jì)算風(fēng)量為依據(jù)，應(yīng)有總風(fēng)量大于，同時(shí)應(yīng)加上由于結(jié)構(gòu)和工藝等原因造成的漏風(fēng)損失。
一般，取
得到：
取
3.2.2 風(fēng)壓的計(jì)算
要使種子在篩面上達(dá)到流化狀態(tài)，必須保證空氣流過(guò)篩孔后的速度，即風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓除去各種損失后所應(yīng)達(dá)到的動(dòng)能指標(biāo)。
式中P為風(fēng)機(jī)全壓，為動(dòng)壓，為靜壓，為介質(zhì)重度，為介質(zhì)速度。
的大小應(yīng)能克服各種阻力損失。
風(fēng)壓損失包括：風(fēng)機(jī)出口的擴(kuò)散損失，通過(guò)籽粒層的損失，通過(guò)篩孔、擋風(fēng)網(wǎng)的損失以及摩擦損失等。
為了保證篩面有1.8m/s的風(fēng)速，同時(shí)要求篩面各處風(fēng)量可調(diào)，用一臺(tái)風(fēng)機(jī)很難保證性能要求。因此，我們選用五臺(tái)同一型號(hào)的風(fēng)機(jī)并聯(lián)使用。
1. 靜壓損失的計(jì)算
（1）通過(guò)糧層的壓降
式中：G/F為單位面積糧層的重量，R為系數(shù)，與籽粒的表面狀態(tài)、雷諾數(shù)有關(guān)，取K=1.05。
式中 h—糧層厚度；
g—籽粒容重。
另外，籽粒在清選時(shí)處于膨脹狀態(tài)，容重減小，取20%計(jì)算。
則有
對(duì)于小麥，重力清選機(jī)的最佳清選厚度為。
取
（2）通過(guò)篩孔的損失
式中為管道孔板阻力系數(shù)，它與篩網(wǎng)有效通風(fēng)面積有關(guān)，一般20%左右。
由20%查得=67
由于采用了雙篩結(jié)構(gòu)
取
（3）風(fēng)機(jī)出口擴(kuò)散損失
式中為管道突然擴(kuò)大局部阻力系數(shù)，由管道面積與風(fēng)口面積比值確定。
由此查得：
風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速：
式中 n—所用風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。
（4）摩擦損失
式中為摩擦阻力系數(shù)，它是雷諾數(shù)的函數(shù)，L為空氣介質(zhì)流經(jīng)管道的長(zhǎng)度L=0.3m，為介質(zhì)在管道中的速度（m/s）,d為管道直徑(m)，，由于是非圓截面，，R為當(dāng)量孔半徑（m）,為介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度=，R=0.38(按管道面積折算)，
2. 動(dòng)壓的計(jì)算
3. 風(fēng)機(jī)的總壓頭
取P=61
3.3 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)
風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是重力清選機(jī)的核心部件，如何設(shè)計(jì)出具有一定風(fēng)量、風(fēng)壓且效率高、噪音小的風(fēng)機(jī)是極其重要的問(wèn)題。風(fēng)機(jī)被認(rèn)為是種子加工廠的主要聲源，為改善勞動(dòng)條件，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)者往往不得不降低一些效率來(lái)達(dá)到降噪的目的。
3.3.1 葉輪的設(shè)計(jì)
1. 葉輪外徑風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的確定
風(fēng)機(jī)的噪聲級(jí)與葉輪外徑線速度的次方成正比。因此，降低轉(zhuǎn)速是降噪的有效方法，但是轉(zhuǎn)速過(guò)低，將使風(fēng)機(jī)外型加大，整個(gè)機(jī)器體積增加，造價(jià)偏高，因此轉(zhuǎn)速又不能過(guò)低，我們?nèi)=980轉(zhuǎn)/分。
式中P為風(fēng)機(jī)全壓（Pa），為介質(zhì)密度1.2 ，為系數(shù)，=0.7—1.15之間，為得到較小的取=1.15。
取。
2. 最佳葉片進(jìn)口角，出口角及葉片數(shù)Z的確定
所謂最佳葉片進(jìn)口角和出口角，即是說(shuō)滿足損失和噪音最小的條件，降低葉輪圓周速度，增加葉片數(shù)，增加葉柵的氣動(dòng)力載荷是目前降噪設(shè)計(jì)的最盛行設(shè)計(jì)方法，一般，，Z=，本設(shè)計(jì)取，，Z=48。
3. 比值的確定
式中為風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)，V為風(fēng)機(jī)的秒流量（），為葉輪外徑的線速度。
取
則
4. 最佳葉片進(jìn)口寬度
離心風(fēng)機(jī)在經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)葉輪時(shí)要轉(zhuǎn)角，氣流在這里將發(fā)生分離（如圖3-4），因此，進(jìn)口寬度只能為主氣流部分的充滿，這樣就使該處徑向速度大大增加。據(jù)此，在額定流量下，這里發(fā)生很大的不該有的沖擊，產(chǎn)生噪音。同時(shí)使氣流產(chǎn)生回流，伴隨著很大的損失。因此，為避免這種對(duì)葉輪的有害影響，防止氣流在轉(zhuǎn)彎處的分離，葉片的進(jìn)口寬度尤為重要。
圖3-4 風(fēng)室氣流示意圖
通常：
3.3.2 蝸殼的設(shè)計(jì)
蝸殼是風(fēng)機(jī)中的關(guān)鍵部件，目前離心通風(fēng)機(jī)普遍采用矩形截面的蝸殼，它的優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單，適于焊接。
蝸殼設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：蝸殼寬度的確定，蝸殼型線的確定以及蝸殼舌尺寸的確定。
1. 蝸殼寬度的確定
依據(jù)資料推薦，機(jī)殼厚度與葉片寬度之比=1.4～1.5
則有：B/b=1.4～1.5
取 B=224mm
2. 蝸殼型線的設(shè)計(jì)
蝸殼機(jī)構(gòu)采用平行側(cè)壁蝸殼，如圖3-5。
圖3-5 蝸殼示意圖
對(duì)于半徑r上的圓柱截面，連續(xù)性方程給出：
式中為葉輪外徑的半徑，為矩形截面任一圓弧上的徑向分速度，而Com為葉輪外徑上的徑向速度。
對(duì)于流速周向分量來(lái)說(shuō)，上述的環(huán)流不變定律是同樣有效的，即。
由此得出流線的傾角為：
因此可從流線的出蝸殼型線
即 ,
積分
得到
此即為蝸殼型線，它可以滿足氣流的環(huán)流規(guī)律，從型線方程可以看到它是一條對(duì)數(shù)螺線。
式中為葉輪外圓上的氣流絕對(duì)速度與葉輪圓周速度的夾角，其值可由出口速度三角形得到(圖3-6)。
圖3-6 葉輪外圓速度三角形圖
其中的數(shù)值可由風(fēng)機(jī)風(fēng)量求得；。
即
的水平投影
的水平投影為：
即
但是由于風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)，實(shí)際，取，所以蝸殼方程式為：
b=159mm,B=224mm,r0=200mm
整理后得
其中以弧度計(jì)。
3. 蝸舌間隙的確定
蝸舌間隙的處理好壞，對(duì)通風(fēng)機(jī)的噪聲有很重要的影響，前人試驗(yàn)表明，增大蝸舌間距，可明顯降低通風(fēng)機(jī)的氣體動(dòng)力噪音，當(dāng)時(shí)，達(dá)到了最低噪聲級(jí)的效果，因此取
4. 殼體進(jìn)氣孔直徑
取。
，取D=332mm。
基于上述風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法，不僅降低了噪聲，也滿足了風(fēng)量風(fēng)壓的性能要求。
3.4 傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.4.1 無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)
為了滿足多種作物在篩面上的上滑條件，振動(dòng)頻率必須可變、可調(diào)，所以必須采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。它既滿足所要求的振動(dòng)頻率，又使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。
篩面振動(dòng)頻率的無(wú)級(jí)調(diào)速可采用變頻調(diào)速三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，本設(shè)計(jì)為降低成本、簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，采用單調(diào)整，改變軸間距來(lái)達(dá)到各種變速。
1. 帶輪的計(jì)算
傳動(dòng)比分配：
2. 風(fēng)機(jī)軸帶輪： （查設(shè)計(jì)手冊(cè)）
3. 變速軸帶輪：
4. 變速軸轉(zhuǎn)速：
5. 無(wú)級(jí)變速帶規(guī)格的確定：
查設(shè)計(jì)手冊(cè)[16]圖9-1-6，表9-1-18，（非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備手冊(cè)）得到標(biāo)寬, 厚度。
6. 槽輪直徑確定：查表9-1-22[16]，
槽輪最大直徑：
7. 無(wú)級(jí)帶計(jì)算：
無(wú)級(jí)變速帶長(zhǎng)度計(jì)算：
查表9-1-18[16]，取標(biāo)準(zhǔn)值L=1430mm
實(shí)際中心距：
代入求得：
軸間距調(diào)整范圍L：
已知：
3.4.2 軸承壽命校核
頻率達(dá)到300次/min，無(wú)級(jí)變速器移動(dòng)21.5mm時(shí)，徑向力與軸垂直線產(chǎn)生夾角。
所以軸向力：
參考變速器軸受力圖3-8
在A截面軸承受徑向力最大，故只校核A軸承，初選外球面向心軸承90504。
查軸承手冊(cè)，對(duì)于504軸承額定靜載荷，因軸向力全部由A軸承受，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[16]查得：
而
由表10-14知，因而 ，由表10-14[16]查得X=1 ，Y=0。由表10-9[16]查得 ，表10-11[16]查得 ，表10-10[16]查得 ，表10-12[16]查得 ，因而
。
查軸承手冊(cè)[17]504軸承額定動(dòng)載荷 ，所以 。
3.5 所需動(dòng)力功率確定
該機(jī)傳動(dòng)使用三角帶傳動(dòng)，一臺(tái)電機(jī)既驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)又驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，因此，電動(dòng)機(jī)的功率選擇也應(yīng)包含兩部分。
3.5.1 振動(dòng)臺(tái)功率確定
振動(dòng)臺(tái)是一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，它所需要的功率從振動(dòng)臺(tái)所獲得的能量與糧食被輸送需要的能量來(lái)考慮。
1. 工作臺(tái)振動(dòng)功率
式中：G為篩體重量（㎏）；r為偏心距（ｍ）；ｎ為轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；為功率（KW）。
設(shè)篩體重量為70㎏
則
2. 輸送糧食的功率消耗
式中 —生產(chǎn)率（T/h）為3噸/小時(shí)
—工作臺(tái)長(zhǎng)度（m）為2.19m
—工作臺(tái)縱向傾角為
所以振動(dòng)臺(tái)所需功率
取
3.5.2 風(fēng)機(jī)所需功率的確定
取
3.5.3 所需理論功率和實(shí)際功率
為機(jī)械效率：
其中 —軸承效率，共7對(duì)軸承，
—三角帶傳動(dòng)效率，為三級(jí)傳動(dòng)，
—風(fēng)機(jī)效率，
則有：
由此選用，額定功率，同步轉(zhuǎn)速。
3.6 強(qiáng)度與剛度的設(shè)計(jì)與校核
3.6.1 驅(qū)動(dòng)連桿的強(qiáng)度與剛度校核
初步設(shè)計(jì)連桿橫截面尺寸mm，，且連桿是一端與曲柄軸鉸接，另一端與篩體固定連接。
1. 受力分析：連桿的彎曲應(yīng)力如圖3-7所示:
圖3-7 連桿安裝情況示意圖
將次種桿件視為一懸臂梁。自由端A受一對(duì)稱循環(huán)交變集中載荷P，當(dāng)曲柄以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，A端撓度方程為：
式中r為偏心距，為相位角。
由材料力學(xué)得知，此種梁的彈性曲線方程為：
將式與式合并，則：
此時(shí)連桿所受彎矩為，連桿所受彎曲應(yīng)力：
式中（抗彎截面模量）
式中 而
所以
2. 軸向拉壓交變應(yīng)力
已知連桿受篩體慣性力和篩體重量的水平分力
為對(duì)稱循環(huán)交變載荷
為常數(shù) 為篩體傾角
此時(shí)連桿所受拉壓應(yīng)力為
式中 i為連桿數(shù)i=2
所以連桿所受壓力總和為：
當(dāng)時(shí)，，連桿所受應(yīng)力最大。
式中， ，，，，
代入上式得
連桿的強(qiáng)度條件為
式中 —材料在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力下的疲勞極限。
—疲勞安全系數(shù)，查手冊(cè)[16]得：
—有效應(yīng)力集中系數(shù)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)[16]
—尺寸系數(shù)，查圖10-13[16]，
，查圖10-15[16]
所以連桿強(qiáng)度合格。
3.6.2 壓桿穩(wěn)定校核
已知鋼臨界柔度
式中，，（比例極限）
柔度計(jì)算：
式中， ，I為慣性矩 ，（截面面積），
查表9-1[16]，為長(zhǎng)度系數(shù)0.7（一端固定一端鉸支）
因?yàn)樗栽摷谴笕岫葪U。
據(jù)歐拉公式：
因?yàn)?
式中 —失穩(wěn)安全系數(shù)。
由慣性力造成外加載荷：
當(dāng)0、、時(shí)，
因?yàn)?
所以穩(wěn)定性合格。至此連桿強(qiáng)度與剛度全部合格。
3.6.3 無(wú)級(jí)變速軸的強(qiáng)度與剛度校核
把無(wú)級(jí)變速軸視為一個(gè)鉸支的懸臂梁，受力如圖3-8所示。
圖3-8 變速軸彎矩扭矩圖
已知：該軸功率，,
扭矩
所以
1. 求支反力與，作彎矩圖H面，對(duì)B點(diǎn)取矩：
/
面，對(duì)B點(diǎn)取矩
查設(shè)計(jì)手冊(cè)[16]：
當(dāng)量扭矩
2. 驗(yàn)算軸疲勞強(qiáng)度
由彎矩圖可見(jiàn)，A截面承受彎矩最大，所以只驗(yàn)算A截面疲勞強(qiáng)度即可。
式中、分別為抗彎截面模量及抗扭截面模量，對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸，彎曲應(yīng)力通常按對(duì)稱循環(huán)變化，而扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力通常按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，A截面應(yīng)力幅：
平均應(yīng)力：
由設(shè)計(jì)手冊(cè)[16]查得：
等效系數(shù)
尺寸系數(shù)
表面狀態(tài)系數(shù)
有效應(yīng)力集中系數(shù)
由公式
查手冊(cè)得許用安全系數(shù)
表明該軸疲勞強(qiáng)度合格。
3. 驗(yàn)算變速軸扭轉(zhuǎn)剛度
據(jù)公式
查手冊(cè)得
所以
所以該軸剛度合格。
3.6.4 無(wú)級(jí)變速器壓縮彈簧的計(jì)算
1. 為了確保傳遞扭矩可靠，應(yīng)計(jì)算彈簧所受軸向壓縮力得大小，以確定彈簧尺寸。
首先假設(shè)皮帶與帶輪之間的壓強(qiáng)P是均勻分布的，即P是常數(shù)，實(shí)際上壓強(qiáng)不是均勻分布的，但是按壓強(qiáng)是均勻分布所積分出的摩擦力矩卻是與實(shí)際所傳遞的扭矩相平衡，所以用這種辦法解決的問(wèn)題是安全可靠的。彈簧所受的壓縮力應(yīng)等于滑動(dòng)盤所受的水平方向的合外力。而水平合外力等于產(chǎn)生摩擦力矩的正壓力的積分。因此，應(yīng)先求出壓強(qiáng)P，彈簧壓縮力便迎刃而解。
摩擦力矩微元：
式中f為摩擦系數(shù)，為正壓力微元，P是壓強(qiáng)；且，是面積微元。
所以
因?yàn)槟Σ亮厥怯善л唭蓚?cè)共同產(chǎn)生，所以當(dāng)振動(dòng)頻率為600次/分時(shí)
式中，為皮帶包角，r為半徑。
該軸所傳遞扭矩
式中 N—該軸功率0.45KW
n—該軸轉(zhuǎn)速
因?yàn)?，所?，
而滑動(dòng)盤水平方向合外力F同樣由皮帶輪兩側(cè)產(chǎn)生
同理可求出當(dāng)振動(dòng)頻率為300次/分時(shí)，最大水平軸向壓縮力。
為了確保扭矩傳遞可靠，考慮皮帶打滑等因素影響，還應(yīng)乘上工作情況系數(shù)，查表得到軸向壓縮力： 。
2. 彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算
已知：彈簧負(fù)荷作用次數(shù)低于次，屬三類負(fù)荷，中徑，,。
最大工作負(fù)荷時(shí)變形量20mm。
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由表11-7[16]查得：
選用III組碳素彈簧鋼絲，由表11-3[16]及表11-4[16]得
查表11-9[16]得C=13.5，，取，當(dāng)、時(shí)，由表11-10[16]可查得：
由表11-7[16]查得：
當(dāng),，由此得有效圈數(shù)
取n=2，有效圈數(shù)圈
實(shí)際變形量：
查表11-10[16]節(jié)距，則自由高度和壓縮高度為
則
計(jì)算結(jié)果符合、為總變形量的范圍要求。
驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度及靜強(qiáng)度安全系數(shù)，查表11-9[16]
時(shí)，
按表11-7[16]中、的數(shù)值取值
則疲勞安全系數(shù)：
靜強(qiáng)度安全系數(shù)：
由此可見(jiàn)符合的要求。
螺旋角，符合的要求。
細(xì)長(zhǎng)比，符合的要求。
外徑
查表11-10[16]最大心軸直徑，最小套筒直徑
展開(kāi)長(zhǎng)度
第四章 機(jī)器的調(diào)節(jié)、操作與維護(hù)
4.1 調(diào)節(jié)
重力清選機(jī)的操作調(diào)節(jié)對(duì)分選效果起著很大得作用，圖4-1為5XZ-3.0型重力清選機(jī)solidworks三維效果圖。
圖4-15XZ-3.0型重力清選機(jī)三維效果圖
圖4-2 5XZ-3.0清選機(jī)左側(cè)機(jī)型
1、喂入量調(diào)節(jié)手輪 2、縱向傾角調(diào)整手輪 3、縱向傾角夾緊旋鈕 4、橫向傾角調(diào)節(jié)手柄 5、橫向傾角夾緊旋鈕 6、變速手輪 7、氣流調(diào)節(jié)手輪 8、轉(zhuǎn)速表
圖4-3 5XZ-3.0清選機(jī)篩面
啟動(dòng)機(jī)器前，必須完全清除各調(diào)節(jié)的作用及位置。適當(dāng)?shù)卣{(diào)整好諸控制是分選機(jī)使用成功的關(guān)鍵。
1、工作臺(tái)
重力選的最重要的部件是工作臺(tái)，工作臺(tái)由三部分組成：精心加工的木框、用以分配氣流的下孔板及篩面，在其上進(jìn)行分選。
在工作臺(tái)的開(kāi)口端裝有兩個(gè)分離擋板，對(duì)其調(diào)整可使物料分成不同的部分。在工作臺(tái)上喂入口的相對(duì)側(cè)有木制隨意出口，該出口可在提高生產(chǎn)能力時(shí)應(yīng)用。在同一面，靠近為入口處有石頭出口，它用于清除重雜物。
2、五種調(diào)整
重力分選有五種不同的調(diào)整，其調(diào)整必須合適，以得到最佳分選效果。
（1）喂入量
喂入量調(diào)節(jié)手輪位于喂入斗上（帶除塵罩的位于罩上），用以控制落在分選工作臺(tái)上的喂入量，不管是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的喂入斗還是其它型號(hào)，其控制基本的喂入速率應(yīng)一致，使物料不亂蹦動(dòng)，在喂入部分物料亂蹦跳會(huì)使機(jī)器出口處分離效果變壞，因此，建議在喂入箱上方設(shè)置一個(gè)緩沖倉(cāng)。
總的來(lái)講，平均喂入量應(yīng)由加工線設(shè)備的平均能力所確定，為得到重力選的最佳分選效果，應(yīng)使喂入量在不低于能保證物料蓋滿工作臺(tái)的最低喂入量的條件下，盡可能的低。最大喂入量應(yīng)能保證必要分離質(zhì)量的喂入量最大值，啟動(dòng)時(shí)按最小的喂入量調(diào)整，為得到所需加工量，可逐漸增加喂入量。
（2）縱向傾斜
縱向傾斜是工作臺(tái)的喂入端到卸料端之間傾斜，其傾斜程度決定工作臺(tái)上從喂入端到卸料端物料流的速率?？v向傾斜越大，則物料流速越大，物料分選時(shí)間越短，反之物料流速越慢，分選時(shí)間越長(zhǎng)。分選的質(zhì)量與物料分選時(shí)間有關(guān)，總的說(shuō)來(lái)，物料分選時(shí)間越長(zhǎng)，分選的效果越好。
縱向傾斜與喂入速率控制有密切聯(lián)系。當(dāng)喂入量增加時(shí)，縱向傾斜必須加大，這時(shí)工作臺(tái)面上的物料厚度不會(huì)變得很厚。當(dāng)喂入量減少時(shí)，縱向傾斜應(yīng)該減小，工作臺(tái)面上的物料厚度不會(huì)變得很薄。這時(shí)工作臺(tái)面將被空氣完全覆蓋。
（3）橫向傾斜
橫向傾斜是工作臺(tái)高邊與低邊之間的高度差。橫向傾斜增大將引起物料向工作臺(tái)的低邊方向流動(dòng)，其減少則會(huì)使物料移向高邊方向。在正常情況下，當(dāng)橫向傾斜達(dá)到或接近最大傾斜度時(shí)會(huì)得到最好的分選效果?？墒?，注意不要使其傾斜太陡，即使增加偏心速度，也不能使物料向高邊移動(dòng)。相反如果傾斜太小，如果太陡，即使增加偏心速度，也不能使物料向高邊移動(dòng)。相反，物料一側(cè)。橫向傾斜的調(diào)整；先松開(kāi)兩加緊鈕（5），移動(dòng)橫向傾斜調(diào)節(jié)手柄（4），移向機(jī)器方向得到較大的傾斜，反之離開(kāi)機(jī)器方向可得到較小的傾斜。
（4）偏心速度
偏心速度與橫向傾斜有密切聯(lián)系，偏心速度的增加會(huì)引起物料向工作臺(tái)的高邊移動(dòng)，而偏心速度降低會(huì)使物料移向其低邊。總的來(lái)說(shuō)，增加或降低偏心速度會(huì)得到更精確的分選。當(dāng)應(yīng)用最大的橫向傾斜，物料仍然全部移向工作臺(tái)的高邊時(shí)，則偏心的速度是過(guò)于大了。
（5）空氣控制
空氣調(diào)節(jié)是重力分選機(jī)的最重要的調(diào)整。氣流控制中最常見(jiàn)的錯(cuò)誤是氣流太大，分選作用并不是把輕物料“吹離”重物料，而是用控制空氣流使物料分層化，然后用工作臺(tái)面的振動(dòng)作用分選。太大的氣流會(huì)因沸騰作用把較重的顆粒從工作臺(tái)面上提起并與上層較輕的物料混合。太小的氣流會(huì)使物料呈現(xiàn)呆滯并被堆積在工作臺(tái)的高邊處。
氣流適當(dāng)，則物料總是處于流動(dòng)狀態(tài)，除為入口下的層化區(qū)以外，工作臺(tái)其他部分的上層物料被吹起并自由流動(dòng)，沸騰作用應(yīng)被控制在最低狀態(tài)，以使振動(dòng)的工作臺(tái)能進(jìn)行正常分選。
在分選不同物料或同種物料不同品種時(shí)，工作臺(tái)下面的氣流配置必須是變化的。
5XZ系列重力選為多風(fēng)機(jī)機(jī)型，氣流應(yīng)分別調(diào)節(jié)。氣流調(diào)整：旋轉(zhuǎn)氣流調(diào)節(jié)手輪（7），順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)氣流增加，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)氣流減少。
重力式分選機(jī)所有調(diào)節(jié)都是為了分選的共同目的，彼此間需配合使用以得到最佳分選。
4.2 操作
4.2.1 初步調(diào)整
一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的重力式分選機(jī)操作者應(yīng)能順利地啟動(dòng)重力選并得到好的結(jié)果。但是，不按說(shuō)明啟動(dòng)機(jī)器常常引起失敗。當(dāng)物料被喂入到工作臺(tái)上之后，必須盡快做許多最初的調(diào)整，因此，最好在進(jìn)行分選之前要使機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。空轉(zhuǎn)時(shí)，要聽(tīng)一下機(jī)器聲音是否正常，觀察一下工作臺(tái)的振動(dòng)情況，調(diào)節(jié)速度控制使工作臺(tái)振動(dòng)加快或減慢。
找到橫向傾斜調(diào)節(jié)手柄，松開(kāi)夾緊旋鈕，調(diào)整橫向傾斜調(diào)節(jié)手柄以增加或減少工作臺(tái)的傾斜。要記住橫向傾斜與偏心速度必須彼此平衡才能得到貫穿于整個(gè)工作臺(tái)的均勻物料。
檢查喂入機(jī)構(gòu)以確信喂入量可以控制。調(diào)節(jié)縱向傾斜調(diào)節(jié)液壓開(kāi)關(guān)，升高或降低工作臺(tái)的喂入端。喂入兩與縱向傾角調(diào)節(jié)必須彼此平衡，以保證從工作臺(tái)喂入端到出口物料流均勻一致。
最后，旋轉(zhuǎn)氣流調(diào)節(jié)手輪，看風(fēng)量是否有變化。
開(kāi)機(jī)前進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)方向檢查，以確保風(fēng)機(jī)旋向正確。
初步調(diào)整可按表4-1預(yù)調(diào)數(shù)據(jù)表進(jìn)行。
表4-1 預(yù)調(diào)數(shù)據(jù)表
型號(hào)
臺(tái)面
偏心轉(zhuǎn)速
橫向傾角
縱向傾角
風(fēng)機(jī)
#1
#2
#3
#4
#5
5XZ-3.0
10目讀數(shù)
3/4
450
最大3.5
1/2
2.5
最大
5.5
3/4
4.5
1/4
2.0
1/4
2.0
3/4
4.5
5XZ-3.0
16目讀數(shù)
3/4
450
最大3.5
1/2
2.5
3/4
4.5
1/2
3.5
1/4
2.0
1/4
2.0
1/2
3.5
5XZ-3.0
30目讀數(shù)
3/4
450
3/4
3.5
1/4
2.5
1/2
3.0
1/4
2.0
最小
1.5
最小
1.5
1/4
2.0
5XZ-3.0
亞麻讀數(shù)
3/4
450
3/4
3.5
1/4
2.5
1/4
2.0
1/4
2.5
最小
1.5
最小
1.5
1/4
2.0
操作步驟：
第一步
按推薦表上的數(shù)據(jù)對(duì)各部位進(jìn)行調(diào)整并緊固加緊旋鈕。開(kāi)動(dòng)機(jī)器，輕輕地打開(kāi)為入門，并調(diào)整偏心速度，是物料開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)。
圖4-4谷物在篩面上的分布圖1
第二步
等到工作臺(tái)面的被覆蓋，調(diào)整每個(gè)氣流調(diào)節(jié)門，以提供足夠的氣流確保物料處于流動(dòng)狀態(tài)。從喂入端開(kāi)始，成功地調(diào)節(jié)每個(gè)氣流調(diào)節(jié)門，使之得到最好的結(jié)果，每做另一次調(diào)節(jié)前都要為看上次調(diào)節(jié)的影響而等待片刻。
圖4-5 谷物在篩面上的分布圖2
第三步
如果輕物料區(qū)不出現(xiàn)，要稍稍加大氣流，增加尾部高度或者橫向傾斜。工作臺(tái)被完全覆蓋后等幾分鐘，然后重新調(diào)節(jié)這些控制，以得到可能得到的最好的分選質(zhì)量。
圖4-6谷物在篩面上的分布圖3
第四步
取得滿意的分選質(zhì)量后，開(kāi)始增加分選能力。首先用加喂入量及進(jìn)行縱向傾斜調(diào)整增加能力。進(jìn)而，隨意出口增加能力。在保持分選質(zhì)量的同時(shí)，為增加作業(yè)能力對(duì)氣流進(jìn)行調(diào)整是必要的。用打開(kāi)沿工作臺(tái)高邊的隨意出口增加能力。在保持分選質(zhì)量的同時(shí)，為增加作業(yè)能力對(duì)氣流進(jìn)行調(diào)整是必要的。
圖4-7篩面上谷物的分布圖4
4.2.2 分選開(kāi)始后的調(diào)整
當(dāng)上述最初步調(diào)整完成后，可加大喂入量并調(diào)整偏心速度，使物料開(kāi)始流向工作臺(tái)高邊。
1.調(diào)整氣流分配
待至工作臺(tái)面被物料覆蓋后，調(diào)節(jié)每個(gè)氣流調(diào)節(jié)門，使物料有剛好足夠的氣流而保持其流動(dòng)狀態(tài)。注意，不要開(kāi)調(diào)節(jié)門過(guò)大，使物料有剛好足夠通過(guò)調(diào)節(jié)門進(jìn)入，物料將進(jìn)行沸騰狀態(tài)，不能在工作臺(tái)上順利地流動(dòng)。也要注意是否有區(qū)域氣流太小，這是因?yàn)楣ぷ髋_(tái)面未被空氣覆蓋，則氣流分配將變得正常。
工作臺(tái)被全部覆蓋后，從最后一個(gè)風(fēng)機(jī)（即緊靠機(jī)器排料端風(fēng)機(jī)）開(kāi)始，向喂入端逐漸降低風(fēng)機(jī)的其流量。在成功的調(diào)節(jié)中，每個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)量應(yīng)調(diào)到仍能進(jìn)行分選的最低點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)氣流調(diào)節(jié)門完全關(guān)閉后，保持其關(guān)閉狀態(tài)，再關(guān)閉向喂入口方向的下一分機(jī)調(diào)節(jié)門。
2.調(diào)整橫向傾斜及偏心速度
得到一個(gè)好的氣流分配后，觀察一直到工作臺(tái)排料端的物料深度。物料表面應(yīng)該平滑而均勻，在工作臺(tái)高邊的物料深度應(yīng)為低邊的2-3倍。如果高邊的物料太深首選要增加橫向傾斜，以后降低其偏心速度或稍稍增加些氣流，這些作用的目的是使物料移向工作臺(tái)的低邊。如果工作臺(tái)的低邊物料太深，首先應(yīng)該增加偏心速度，以后，減少氣流或橫向傾斜，這些調(diào)節(jié)將使物料移向工作臺(tái)的高邊。在做完這些調(diào)整后，觀察分選結(jié)果，如有必要再調(diào)節(jié)氣流分配。
3.調(diào)節(jié)縱向傾斜
檢查機(jī)器的縱向傾斜，如果調(diào)整正確，機(jī)器喂入端的物料深度應(yīng)比排料端深2到4倍。如果料床太深，則應(yīng)使縱向傾斜增加，使物料更快地離開(kāi)喂入端，如果料床太薄則應(yīng)降低縱向傾斜，使物料留在喂入端較長(zhǎng)。
4.2.3提高分選能力
在所要求的分選質(zhì)量達(dá)到后，開(kāi)始提高其分選能力。
1. 首先，增加其橫向傾斜，這將使物料移向工作臺(tái)的低邊。相應(yīng)地增加偏心速度直到再次得到合適的物料布置圖。繼續(xù)交替地增加橫向傾斜和偏心速度，直到用調(diào)整偏心速度的方法仍能得到正確的物料床深度的橫向傾斜的最大值。
2.其次，輕輕地打開(kāi)喂入門，喂入量增加了，物料床的深度也增加了。觀察工作臺(tái)面上物料的變化。以后，增加縱向傾斜以補(bǔ)償增加的喂入量。繼續(xù)增加喂入量、增加縱向傾斜，直到喂入量達(dá)到最大，此時(shí)，機(jī)器仍然能保持要求的分選質(zhì)量。氣流量可以稍微增加些，以補(bǔ)償較厚的物料床。要確保每次縱向傾斜調(diào)整后夾緊盤一定要夾緊。
3. 可以用打開(kāi)沿著工作臺(tái)高邊木制隨意出口方式增加其加工能力。以靠近排料端的木制出口先開(kāi)始打開(kāi)，后依次約每?jī)煞昼姾蟠蜷_(kāi)下一個(gè)出口。
4.打開(kāi)2到3個(gè)邊門后，喂入門可以開(kāi)大些，使之足以補(bǔ)償從邊門移出工作臺(tái)的物料。當(dāng)排料端物料床變薄時(shí)，如有必要可調(diào)整氣流量。
可以打開(kāi)的木制出口的數(shù)量應(yīng)該由分選的難度以及最后分選要求確定，分選愈容易，出口可以打開(kāi)的愈多，加工能力也愈高。要記住加工能力與加工質(zhì)量彼此相關(guān)，因此，如果分選的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)降低其加工能力以保證分選質(zhì)量。相反，如果分選質(zhì)量高于所要求值，則可以提高其加工能力。
4.3 維護(hù)
重力分選機(jī)可用以進(jìn)行多年無(wú)故障服務(wù)。然而，和其他機(jī)器一樣，為保持最佳條件需要進(jìn)行周期性的維護(hù)。如果不進(jìn)行定期檢查，下述某些區(qū)域可能會(huì)出問(wèn)題。
4.3.1工作臺(tái)
工作臺(tái)是實(shí)際與被分選物料接觸并進(jìn)行分選的機(jī)器部件。為保持其最佳分選，工作臺(tái)應(yīng)經(jīng)常檢查和清理，如果有必要，還要修理。即使在很清潔的大氣環(huán)境下，塵土和臟物也會(huì)堆積在工作臺(tái)的下表面上。這樣會(huì)影響通過(guò)工作臺(tái)的氣流并漸漸使工作臺(tái)空氣完全堵塞。
當(dāng)工作臺(tái)面堵塞時(shí)，必須從機(jī)器上取下來(lái)清理，最好的辦法是用壓縮空氣從上向下吹，徹底清理整個(gè)工作臺(tái)。為檢查工作臺(tái)是否清理好，可采用下置照明燈的方法檢驗(yàn)[13]。
因?yàn)楣ぷ髋_(tái)與分選物料直接接觸，它將受到磨損，要經(jīng)常檢查磨損情況[13]。當(dāng)工作臺(tái)面被磨損時(shí)，其表面變得平滑，移動(dòng)處于下層的較重物料變得更加困難。正常情況下，當(dāng)工作臺(tái)的金屬絲磨損一半時(shí)，工作臺(tái)應(yīng)該跟換臺(tái)面金屬網(wǎng)。
水平金屬條裝于工作臺(tái)的上表面上，其作用是幫助重顆粒向高邊移動(dòng)，而對(duì)輕物料的運(yùn)動(dòng)不影響。這些水平金屬條裝在木制的筋板處。
4.3.2皮帶
重力選有三組三角皮帶及帶輪，它們是：主驅(qū)動(dòng)三角帶或稱風(fēng)機(jī)三角帶；從風(fēng)機(jī)軸到變速軸之間的中間傳動(dòng)帶；從變速軸到偏心軸的偏心傳動(dòng)帶。
偏心軸皮帶，位于變速軸與偏心軸之間，有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸從其中間穿過(guò)，因此在更換皮帶時(shí)必須將軸取下來(lái)。為方便，所有新機(jī)型都備有備用三角帶裝于線軸處，當(dāng)原來(lái)的皮帶磨損后，將備用帶從其安裝處少量移出，滑向原有三角帶的位置即可。
4.3.3軸承
重力分選機(jī)有幾組密封軸承支持風(fēng)機(jī)軸和偏心軸。軸承和其他運(yùn)動(dòng)部件一樣，也要求定期檢查以確保其最大的壽命。
在機(jī)器首次起動(dòng)前檢查所有的軸承安裝螺絲，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)2-10小時(shí)后，關(guān)閉機(jī)器，在軸承固定螺絲冷卻前對(duì)其再次檢查。在機(jī)器操作100-150小時(shí)后，關(guān)閉機(jī)器再作一次檢查。
結(jié)論
將近一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。在這短暫而且寶貴的三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不光讓我再次熟悉且學(xué)到了很多專業(yè)知識(shí)，更鍛煉了自己獨(dú)立完成課題的能力。
在這三個(gè)月，通過(guò)大量的資料查閱、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，完成了型號(hào)為5XZ-3.0的重力式清選機(jī)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)符合了我國(guó)農(nóng)業(yè)高速發(fā)展、農(nóng)業(yè)機(jī)械急待提高的要求，滿足了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)對(duì)糧食和種子生產(chǎn)加工越來(lái)越高的要求。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。它能將經(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)的較均勻的種子，按密度大小進(jìn)行分選加工，以清除發(fā)育不好、成熟不完全、受蟲害霉?fàn)€和已發(fā)芽的種子，還可分離與種子尺寸相近而質(zhì)量有一定差異的混雜物。
雖然在這次設(shè)計(jì)中查閱了大量資料并做了相關(guān)實(shí)習(xí)，但由于水平有限，設(shè)計(jì)中一定還存在很多缺點(diǎn)和不足，還有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)。
致謝
四年前我還是一個(gè)青澀的少年，帶著無(wú)數(shù)的憧憬和夢(mèng)想來(lái)到了我的母校—黑龍江科技學(xué)院，轉(zhuǎn)眼間我即將畢業(yè)踏上社會(huì)。在這四年中，母校不僅教給我生存立本的知識(shí)、技能，更教會(huì)我如何做人、如何回報(bào)社會(huì)，所以首先我要感謝所有學(xué)校的教職工和所有學(xué)生，帶給我這彌足珍貴的四年。
忙碌了三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)后，我的知識(shí)得到了檢驗(yàn)，動(dòng)手實(shí)踐的能力得到提高。這份汗水的結(jié)晶是所有教育過(guò)我的老師的功勞，更是我畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師的功勞，所以我真誠(chéng)的感謝指導(dǎo)老師陳老師和她的愛(ài)人趙老師，是他們不辭辛苦、耐心指導(dǎo)并給我們提供大力的無(wú)私幫助，我才能順利完成設(shè)計(jì)。
再次感謝我的母校和我所有的老師們，馬上就要離開(kāi)這里了，我不會(huì)辜負(fù)母校的栽培，一定用我的知識(shí)回報(bào)社會(huì)，謝謝。 參考文獻(xiàn)
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附錄1
標(biāo)題：
振動(dòng)分離
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國(guó)際等級(jí)： （ipc1-7）：b03b4/02;b07b13/00;b07b13/04; b29b17/00;b07b13/11;b29c45/17;b07b1/28
外國(guó)參考文獻(xiàn)：
3840116已精加工成型設(shè)備的項(xiàng)目管理與改進(jìn)物料的分離
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