机械5xz30重力式清选机上体结构设计大学论文.docx
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机械5xz30重力式清选机上体结构设计大学论文
本科毕业设计
设计题目:
5XZ-3.0重力式清选机上体结构设计
院系名称:
机械工程学院
专业班级:
XXXXXX
姓名:
XXXX
学号:
XXXXXXXX
指导教师:
XXXXX
职称:
讲师
2016年6月15日
XXXX
毕业设计任务书
学生姓名:
XXXX
任务下达日期:
2015年12月15日
设计开题日期:
2016年3月25日
设计开始日期:
2016年3月28日
中期检查日期:
2016年5月6日
设计完成日期:
2016年6月8日
一、设计题目:
5XZ-3.0重力式清选机上体结构设计
二、设计的主要内容:
1、调研报告(4000字左右,包括学生现场照片);2、可行性论证报告(4000字左右);3、设计计算书;4、设计图纸:
设计总体装配图1张A0图纸(CAD)、上体装配图1张A0图纸(CAD)、组件图1张A1图纸(CAD)、零件图1张A3图纸(CAD),合计2.5张零号图纸;5、特色专题:
三维设计图纸。
三、设计目标:
根据给定参数:
生产功率3.0t/h,设计5XZ-3.0型重力式清选机上体结构,与下体安装配合后,适合种子加工按照种子比重清选种子。
指导教师:
院(系)主管领导:
2016年12月15日
XXXXX大学
开题答辩成绩评定书
调研报告、可行性论证报告成绩(15分)
开题答辩成绩:
开题答辩委员会审核意见:
组长签字:
成员签字:
年月日
XXXXX大学
中期答辩成绩评定书
中期答辩成绩(20分)
中期答辩成绩:
中期答辩委员会审核意见:
组长签字:
成员签字:
年月日
XXXXX大学
毕业设计综合评定书
指导教师评阅意见(15分):
评阅成绩:
指导教师签字:
年月日
审阅教师评阅意见(10分):
答辩时准备提出的问题:
评阅成绩:
审阅教师签字:
年月日
答辩委员会评语(40分):
答辩成绩:
答辩委员会主任签字:
副主任签字:
答辩委员会委员签字:
年月日
综
合
评
定
开题成绩
(15分)
中期检查成绩(20分)
评阅成绩
(15分)
审阅成绩
(10分)
答辩成绩(40分)
综合
成绩
摘要
普通种子经过清选机清选后,可获得质量均匀、尺寸一致的优质种子。
将种子清选以后,可以清除小粒、破碎粒作为粮食和饲料,节约了粮食。
清选后的种子均匀饱满,播种后发芽率高,长势好,一般能增产5~10%,还可以减少播种量20%左右,可用于小麦、玉米、大豆、水稻种,以及商品粮的清选分级,有利于农业的发展。
通过查阅大量的文献资料和现场实习,得出可行性分析及调研报告,设计出重力式清选机,清选机通过双向倾斜往复振动的工作台和正压式空气气流进行清选作业。
最后确定了该机的振动台振动频率范围在300~600次/
,筛面的长度为2.19
。
风机风量和振动频率均可以无级调节,可以更广泛的适用于各类作物种子。
关键词清选机;重力式;双向倾斜;曲柄连杆振动
Abstract
Aftercommonseedsweresortedbythesortingmachinery,highqualityseedswithuniformqualityandconsistentsizecanbeobtained.Afterbeingsorted,smallgrainsandbrokenkernelcouldberemovedtobeasgrainsandforage,savingthegrains.Thesortedseedswereuniformandplump-eared.Afterbeingplanted,thegerminationratewashigh,andthegrowthwasbetter,andtheyieldsincrease5~10%commonly,andtheseedingratedecreasedabout20%.Thesortingmachinerycanalsobeusedforsortingandgradingofwheat,corn,soybean,riceseedsandcommoditygrains,whichcontributestothedevelopmentofagriculture.Afterconsultingalargenumberofliteraturedataandfieldpracticing,thefeasibilityanalysisandinvestigationreportweremade,andthenthesortingmachinerywasdesignedout.Thesortingmachineryworkedthroughtwo-waytilt,reciprocatingvibrationtableandthepositivepressure-typeairflow.Finallythevibrationfrequencyrangeofthemachinevibrationtablewasdefinedas5~10Hz,andthescreenlengthwas2.19m.Thecontrolofboththefandeliveryandvibrationratewasinfinitelyvariable,beingmorewidelyapplicabletoallkindsofcropseeds.
Keywords:
Sortingmachinery;Gravity;Two-waytilt;Thecrankandconnectingrodvibration
目录
摘要I
AbstractII
第一部分调研报告1
1.1基本情况概述2
1.1.15XZ-3.0重力式清选机目前概况2
1.1.2产品应用范围3
1.1.3结构及性能特点3
1.1.4主要技术参数3
1.2调研企业概况4
1.3设计工作计划4
1.4装置及结构分析5
1.5目前存在的技术问题6
1.6市场分析6
1.7结论6
第二部分可行性论证报告8
2.1设计目的8
2.2调研信息论述8
2.3方案提出9
2.4设计方案论证10
2.4.1技术方面10
2.4.2制造方面10
2.4.3现有的知识储备方面11
2.4.4经济性方面11
2.4.5方案的不足之处12
2.5结论12
第三部分毕业设计计算书14
3.1振动台振动频率的确定14
3.2筛体结构及参数的确定16
3.3传动带轮设计18
3.4所需动力功率确定20
3.4.1振动台功率确定20
3.4.2风机所需功率的确定21
3.4.3所需理论功率和实际功率22
3.5曲柄连杆机构的设计22
3.5.1驱动连杆的设计及校核23
3.5.2曲柄轴的设计及校核26
3.4.3轴承的选取及校核31
3.5.4键的设计及校核33
第四部分毕业设计特色专题35
结论37
参考文献38
致谢39
CONTENTS
AbstractII
PartІResearchReport1
1.1Overviewofthebasicsituation2
1.1.1Presentsituationof5XZ-3.0gravitytypesortingmachine2
1.1.2Productapplicationscope3
1.1.3Structureandperformancecharacteristics3
1.1.4Themaintechnicalparameters3
1.2Surveyofenterprises4
1.3Theplanofdesignwork4
1.4Deviceandstructureanalysis5
1.5Technicalmatters6
1.6Marketanalysis6
1.7Conclusion6
PartПFeasibilitydemonstrationreport8
2.1Designobjectives8
2.2Overviewofresearchinformation8
2.3Proposedscheme9
2.4Designschemedemonstration10
2.4.1Technology10
2.4.2Manufacturing10
2.4.3Knowledgereserves11
2.4.4Economy11
2.4.5Thedeficiencyofscheme12
2.5Conclusion12
PartШThegraduationdesigncalculations14
3.1Determinationofvibrationtable14
3.2Determinationofthestructureandparametersofthescreen16
3.3Designofbeltwheel18
3.4Determinationofpower20
3.4.1Determinationoftheshakingtablepower20
3.4.2Determinationoftheblowerpower21
3.4.3Requiredtheoreticalandpracticalpower22
3.5CrankconnectingroddesignandCheck22
3.5.1Designandcheckofconnectingrod23
3.5.2Designandcheckofcrankshaft26
3.4.3Selectionandcheckofbearing31
3.5.4Designandcheckofkey33
PartⅣCharacteristicSpecialTopic35
Conclusion37
References38
Thanks39
第一部分调研报告
学生、教师简介
学生简介
姓名
专业
班级
学号
Xxx
机械设计
XXX
XXX
指导教师简介
姓名
工作单位
专业
职称
学校教师
XXXX
机械学院
机械设计
讲师
企业教师
XXXXX
XXX公司
机械设计
高工
5XZ-3.0重力式清选机,又被称作5XZ-3.0比重式清选机。
它是集风选、比重选为一体的组合式机型。
风选、筛选、比重选等功能为一体能耗低,比常规加工设备降低了40%的能节省人力、结构紧凑、占地面积小成品净度好,精选质量高,综合性能居国内领先水平。
该机采用新型的外转子低噪音风量电子调节风机,工作时可随意调整到最佳风量。
振动机构采用无级变速装置,调节精度高,工作台采用不停机同步纵横向调节,应用选籽范围广泛,易达到最佳工作状态及精度要求[1]。
1.1基本情况概述
1.1.15XZ-3.0重力式清选机目前概况
随着现代农业机械化的发展,农作物种子的清选机械也日趋成熟,其中以正压式重力清选机发展最为快速[4]。
在发达国家,重力式清选机的生产能力从lt/h到15t/h不等,台面结构有三角形台面、矩形台面、混合形台面,气流形式从负压到正压,已形成多种系列化的重力式清选机,工艺精良、性能较稳定、可靠性强、噪音相对低[4]。
除传统机械调节外,已经开发出液压调节系统,操作更加灵敏。
较著名的生产厂家有丹麦WESTRUP公司,奥地利HEID公司、德国PETKUS公司、美国OLIVER公司、LMC公司[4]。
从性能上看,无论是三角台面还是矩形台面振动平稳,风量在台面上非均布且有规律分布,物料能很好地布满整个台面,种子分离效果明显[4]。
从结构上看,丹麦WESTRUP公司产品釆用三角形台面单风机正压式结构,重杂清理效果较好[4];奥地利HEID公司的产品是多联风机矩形台面,双质点平衡结构,无效振动和噪音小;德国PETKUS公司产品单风机矩形台面[4];美国OLIVER公司产品是三角形或矩形台面,采用多联离心风机,噪音略高但分选效果明显,又开发出液压调节装置,操作灵活,适用于大型设备的操作,其小吨位产品采用混合型台面(如316M型),尤其适合于蔬菜等小粒种子的清选,能耗及噪音适中[4];LMC公司的产品采用双振动架平衡机构,清选效果适中,但总体结构庞大。
CRIPPEN公司产品采用矩形台面,多联前弯曲多叶片风机,风机出风口有角度,噪音小[4]。
新中国成立前,我国种子清选手段十分落后,清选种子的工具主要是农家使用的风车、筛子、簸箕等,新中国成立后,随着种子事业的发展,种子清选机械从无到有、从单机到配套、从国外引进到国内自主制造,获得了较快发展。
近些年来,各科研单位、生产厂家及种子加工部门都先后研制了许多机型。
国内几大科研单位及生产厂家,在研学国外机型的基础上,相继开发研制了适合我国国情的重力清选产品。
如中国农机院研制的三角形台面的5TZ-1500型重力式清选机、矩形台面的5XZ系列重力清选机[4]。
由于我们国家农作物主要以玉米、小麦为主,并且农业机械化正在被推广。
我所调研的黑龙江力实科技开发有限公司正是在消化、吸收丹麦机型的先进技术基础上设计生产的5XZ系类比重式清选机产品,产品功率有3t/h、5t/h和10t/h三种机型[1]。
1.1.2产品应用范围
用于清除经风筛选机加工后的种子中被虫蛀、不饱满、发霉和破损的籽粒,水稻种子中的稻粒黑粉病粒和芽谷。
还可用于其他经济类作物以及坚果类籽粒和外壳的分离。
是进一步提高种子质量必不可少的专用设备[2]。
1.1.3结构及性能特点
5XZ-3.0重力式清选机经过多年市场反馈及结构改良,现具备以下结构及性能特点:
1.采用变频器和电磁调速,提高了设备的机电一体化水平,使远距离控制成为可能;
2.采用多风机系统,任一部分的风量、风压可独立调节,采用变频器显示调整后风速的大小[10];
3.工作台面的振动频率采用变频器,调速灵敏,设备柔性启动,并实现微调可控技术;
4.纵向和横向倾角采用新型剪刀式千斤顶调节,方便快捷,有位置指示的装置;
5.风机采用实力科技公司自行研制开发的多翼低噪声离心风机,用变频调速电机驱动,可节省用量40%,是新一代节能型产品;
1.1.4主要技术参数
5XZ-3.0重力式清选机经过多年的开发实验及市场应用反馈,在最大生产能力不同的情况下有以下不同的基本参数,如表1-1所示。
表1-15XZ-3.0重力式清选机主要技术参数
生产能力
(t/h)
电机功率(KW)
台面面积
(㎡)
外形尺寸
(mm)
净重
(t)
风机
筛床
3
7.5
1.5
2.4
2740×1400×1430
1.8
5
10
1.5
3.8
3450×1558×1480
2.2
10
13.5
2.2
6.0
4290×1840×1580
3.0
根据以上调研,本设备的各项性能、生产能力、可靠性能等符合本次设计的各项要求。
1.2调研企业概况
黑龙江力实科技开发有限公司座落于美丽的“东方小巴黎”哈尔滨市[3]。
专业从事种子行业及农副产品行业的加工设备和称重计量设备,是集研究开发、生产销售、技术推广为一体的民营高新技术开发企业[3]。
公司主营产品:
定量包装秤(电动、气动),种子加工机械(风筛清选机系列、比重清选机系列、包衣机系列、分级机系列、种子干燥机系列),还可根据客户的需求为您设计、生产、安装玉米种子成套加工生产线,近几年来公司的产品经过市场的考验得到了客户的高度认可,特别是公司生产称重计量设备的电动定量包装秤适合于“高寒低温”条件下作业,得到了广大客户的高度评价,广泛应用于种子、粮食、化肥等各个行业[3]。
公司秉承“诚实、诚恳、诚信”的经营作风,倡导“顾客至上”,力求为“顾客创造价值”的经营理念,为客户提供全面的售前、售中、售后技术支持和服务[3]。
力实公司是您:
真挚友爱的事业伙伴,永远值得信赖的合作伙伴!
竭诚欢迎各界人士垂询惠顾,精诚合作,共创锦绣前程。
1.3设计工作计划
根据现场观摩5XZ-3.0型重力式清选机及指导老师的解答,并且结合所学的专业理论知识,从以下三个方面进行设计工作:
第一,研究重力式清选机的工作原理和物料输送机理,通过理论分析,了解现实使用中重力式清选机的具体工况[10]。
为下一步的结构参数优化做准备,同时也为未来的理论研究和学术探索打好基础。
第二,进行重力式清选机的常规设计,主要工作是比重分选的设计计算、粮食流速和生产率,还要进行重力分选台形状的选择、和筛面的选择[10]。
第三,根据实际生产的需求,需考虑现场使用的特殊性,如角度的可调性、操作的集中和可视性等等,根据以上的要求,对传统设计进行改造和优化,使产品满足实际生产的要求[9]。
1.4装置及结构分析
重力清选机机构由分选台、风机、连杆机构等部分组成[10]。
粮食喂入到分选台上后,靠曲柄连杆机构使分选台产生的抛掷作用,由低的一端向高的一端运动[10]。
同时靠风力的作用使粮食产生悬浮和分层,使比粮食轻的杂质浮向上层,并借分选台的倾角和风力使轻杂质向分选台低的一端运动,并推出机外,一般重力式清选机有三角形和矩形台面两种,工作原理相同,均有分层区和分离区[10]。
其主区别在于:
轻、重种子由喂料口经工作台到各自排出口的距离不同,重力式清选机工作时,三角形台面上重种子(包括重杂)走过的路径远,矩形台面上轻杂和中间混合料走过的路径远[9]。
分选台筛面为长孔鱼鳞状筛,但它不是用来筛选粮食,而是利用鱼鳞板的突起部分增加筛面的摩擦系数,提高分选台输送粮食的能力,同时也利用筛孔对气流起导向的作用[10]。
种子在重力式清选机台面上保持的时间越长,走过的距离越远,种子分离和分选效果就越好[10]。
连杆机构的抛掷作用使粮食松散并向前输送,使风速不需要达到悬浮速度就能进行分离,粮食与杂质粒度大小和表面摩擦系数的不同也是重力分选的重要条件[10]。
台面的选择:
三角形台面结构侧重于除去种子中的重杂;矩形台面结构侧重于除去种子中的轻杂和生产效率,平衡性能好,有利于风机的布置[1];对于混合型台面则性能适中,在大生产率和谷物种子清选中基本使用矩形台面,但在小生产率,清除重杂为主的小子粒种子清选中仍使用三角形台面[1]。
本次设计使用矩形台面,以符合生产要求。
分选台的末端有三个种子输出口。
最右侧的是坏籽的出口,因为坏籽的质量轻,比重小,最先被筛选出来。
中间的出口是好籽与坏籽的混合种子,输出量比较少,用来重新筛选,提高筛选精度及种子利用率。
最左侧的出口最大,是筛选出来的好种子,可以直接利用。
同时机器的右侧面另外还有一个输出口,那个输出口是用来筛出石子及杂质的出口。
1.5目前存在的技术问题
由于设计能力及机器工作环境有限,设计中还存在一些缺点和不足:
1.还不能对分选机进行智能化操作,对于区分不同的种子要人工调节风量与振动频率的大小;
2.排风要良好。
同时在室外使用的时候尽量避免自然风对种子筛选的干扰,造成筛选不精确,达不到使用效果。
3.工作台筛面易堵塞等不足,还有待进一步完善和改进;
1.6市场分析
种子清选是种子加工产业链中的重要一环,是提高种子质量、实现种子质量标准化的重要手段。
新中国成立前,清选种子的工具主要是农家使用的风车、筛子、簸箕等,新中国成立后,随着种子事业的发展,种子清选机械从无到有、从单机到配套、从国外引进到国内自主制造,获得了较快发展[4]。
近些年来,各科研单位、生产厂家及种子加工部门都先后研制了许多机型。
中国农机院研制的三角形台面的5TZ-1500型重力式清选机、矩形台面的5XZ系列重力清选机[4]。
由于我们国家农作物主要以玉米、小麦为主,并且农业机械化正在被推广,而且在经济方面,国产的5XZ-3.0重力清选机标准化系数高达60%,同时配以低廉的劳动力,其产品价格仅为美国同类产品价格的10%~15%,而性能则不低于国外产品[4]。
较少的投入换来成倍的筛选效率,具有相当大的竞争优势[1]。
因此,5XZ-3.0重力清选机肯定会很快被推广应用。
时长前景极为广阔。
1.7结论
重力式清选机的研发与投入市场,完善了我国农业生产机械化的空缺,符合了我国农业高速发展、农业机械急待提高的要求,满足了现代化农业对粮食和种子生产加工越来越高的要求。
通过本段时间的调研,总结出以下4点结论:
1.5XZ-3.0重力型清选机是新一代种子精选加工设备,精选质量高,生产效率为3.0t/h,能满足实际生产的需要[4]。
2.筛选系统采用等惯量反向配置,纵向倾角,横向倾角,筛选频率均可实现无级调节[4]。
3.风系采用多台离心风机横向组配,配置风量调节装置[4]。
4.近段时间通过时长的反馈和产品的销量,结果表明,各项技术指标明显优于同类产品。
第二部分可行性论证报告
2.1设计目的
通过本次毕业设计,整合四年里所学习的知识,分析和解决本专业的一般问题的独立设计能力,拓展了自己的知识[4]。
培养正确的设计思想方式,设计构思和创新思维,掌握机械设计的一般程序规范和方法。
有明确的设计思想和使用查找资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的能力[4]。
调查研究,面向实际,面向生产,向工人和技术人员学习的基本工作态度,工作作风和工作方法[4]。
本次毕业设计是5XZ-3.0型重力式清选机上体结构,其生产率为
,与下体配合安装后,适合种子加工厂按照种子比重精选种子。
2.2调研信息论述
随着农业机械化的发展,农作物种子清选机械也日趋成熟,其中重力式清选机发展最快。
种子清选是种子加工产业链中的重要一环,是提高种子质量、实现种子质量标准化的重要手段[4]。
重力式清选机是用于清除经风筛选机加工后的种子中被虫蛀、不饱满、发霉和破损的籽粒,水稻种子中的稻粒黑粉病粒和芽谷[4]。
还可用于其他经济类作物以及坚果类籽粒和外壳的分离。
是进一步提高种子质量必不可少的专用设备。
新中国成立前,我国种子清选手段十分落后,清选种子的工具主要是农家使用的风车、筛子、簸箕等[4]。
新中国成立后,随着种子事业的发展,种子清选机械
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