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2016 年 5 月 第 期 1 小 茴 香 清 選 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 王金東 塔里木大學(xué)機(jī)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(dòng)力特性與部分秸稈動(dòng)力特性相近不易于分離 目前我國谷物清選機(jī)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(jià)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(jì) 符合我國國情的小茴香清選機(jī)械 對提高我國小茴香產(chǎn)品質(zhì)量 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)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(jì)一種實(shí)用性強(qiáng) 市場前景好的小茴香 清選機(jī)械 本文在介紹國內(nèi)外清選機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上 分析了制造價(jià)格低 操作簡單 使用方便的小茴香清選 機(jī)的意義和市場需求 制定了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 對系統(tǒng)的機(jī)架 篩體 震動(dòng)機(jī)構(gòu) 風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重點(diǎn)研究設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 清選機(jī) 平面篩 單相電源 曲柄連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 風(fēng)篩式 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0 引言 食用價(jià)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(jià)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(jià)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(dá)到 140 萬畝 總產(chǎn) 10 萬 噸 我選擇設(shè)計(jì)小茴香清選機(jī)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(jī)械化產(chǎn)生了 較大的影響 我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品的升級(jí)換代和產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)調(diào)整勢在必行 農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)入一個(gè)調(diào)整發(fā)展的新時(shí) 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(jī) 而且清選后的小茴香達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì) 較多 到現(xiàn)在為止依舊沒有一個(gè)功能完善的小茴香清選 機(jī) 如果能夠設(shè)計(jì)出一種完善的小茴香清選機(jī) 能夠大 大減少農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)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(jìn)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(chǔ)藏 運(yùn)輸及機(jī)械化作業(yè) 增強(qiáng)種子在市場上的銷售競爭力 因此 清選機(jī)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(jì)原理及機(jī)構(gòu) 1 1 設(shè)計(jì)原理 風(fēng)篩式清選機(jī) 風(fēng)篩式清選機(jī)主要利用種子與夾雜物的幾何尺寸和 懸浮速度差異進(jìn)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(yùn)動(dòng)下達(dá) 到分離的目的 篩選同時(shí)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(jì)便于制造 性價(jià)比也較高 對機(jī)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(dòng)方向要求嚴(yán)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(jì) 小茴香清選機(jī)機(jī)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(jī) 12 軸 13 風(fēng)機(jī)殼 14 皮帶輪 15 曲柄 16 地輪 17 電動(dòng)機(jī) 18 風(fēng)向板 圖 1 小茴香清選機(jī)機(jī)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(shí)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(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 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(dòng) 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(jī)架由方鋼 Q235 60 40 焊制而成 機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速 r min 588 電機(jī)轉(zhuǎn)速 r min 1400 電機(jī)功率 1 5kW 2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 2 1 風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的小茴香清選機(jī)采用葉片可調(diào)和調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng) 口面積來調(diào)節(jié)風(fēng)量 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上各點(diǎn)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(jī)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(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 2 2 篩子和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 振動(dòng)篩是根據(jù)糧粒和雜質(zhì)大小的不同 及其自動(dòng)分級(jí)原 理 通過篩選的方法來分離雜質(zhì)的 振動(dòng)篩的主要工作 部件是作往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(shí) 可采用長形篩孔 當(dāng)篩選時(shí) 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(shí) 可采用圓形篩孔 當(dāng)篩選時(shí) 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(dòng)篩 主要由篩體 振動(dòng)機(jī)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(dòng)方向 平面篩又可分為縱向振 動(dòng)篩和橫向振動(dòng)篩 7 小茴香清選機(jī)最常用的是圓孔和 長方孔平面篩 圓孔篩只有一個(gè)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(jī)上裝 有 2 個(gè)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(jī)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(jī)軸傳遞動(dòng)力 傳遞效率較高節(jié)省材料減輕 機(jī)架重量 如圖 3 圖 3 篩體與曲柄連桿機(jī)構(gòu) 3 材料的確定 3 1 帶輪材料的確定 本清選機(jī)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(jī)帶輪計(jì)算直徑為 D 160mm 風(fēng)機(jī)帶輪 計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊 風(fēng)機(jī)軸帶輪采用輻板式 電機(jī)帶輪采 用實(shí)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(jì) 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(jì)的小 茴香清選機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)計(jì)算等相關(guān)工作已經(jīng) 基本完成了 經(jīng)檢查基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求 本清選機(jī)主 要研究了機(jī)架 篩體 風(fēng)機(jī) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 從而實(shí) 現(xiàn)了小茴香清選機(jī)的設(shè)計(jì) 本機(jī)解決了農(nóng)戶和小型種子 加工部門的需要 而且能夠達(dá)到小茴香清選的各項(xiàng)指標(biāo) 現(xiàn)將其主要功能及特點(diǎn)簡述如下 1 機(jī)架為車駕式 移動(dòng)方便 2 振動(dòng)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(dòng)裝置中 采用了曲柄連桿機(jī)構(gòu) 平穩(wěn)可靠 有效 4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三角帶傳動(dòng) 傳動(dòng)平穩(wěn) 結(jié)構(gòu)尺寸 小 5 動(dòng)力采用單相交流電機(jī) 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(jī) 6 節(jié)約能源 本機(jī)屬小功率設(shè)備 只需配一臺(tái) 1 5kw 的單相交流電機(jī) 7 性價(jià)比高 應(yīng)用范圍廣 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益大 該小 茴香清選機(jī)設(shè)備簡單 成本低廉 不需增加動(dòng)力 大大 降低了投資壓力 廣泛推廣可具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益 8 維修方便 本機(jī)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(jī)庫 1 常立志 國內(nèi)外種子清選機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 J 農(nóng)機(jī) 械化與電氣化 1995 2 玄義梅 我國糧食清選分級(jí)機(jī)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(jī)研究現(xiàn)狀 農(nóng)機(jī)化研 究 2005 2 5 7 2016 年 5 月 第 期 1 4 彭三河 張?jiān)迫A 谷物清選機(jī)振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究湖北 農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào) 2004 4 313 315 5 周必昌 彭三河 湯小凝 谷物清選機(jī)構(gòu)主要參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 試驗(yàn)研究 J 湖北農(nóng) 學(xué)院學(xué)報(bào) 2003 23 2 108 112 6 侯建華 小型谷物清選機(jī)的研制 山東農(nóng)機(jī) 2005 8 10 12 7 常立杰 遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 國內(nèi)外種子清選機(jī)械 的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 農(nóng)機(jī)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(jī)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(jī)械與設(shè)備 下 1986