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1、. . . . 畢 業(yè) 論 文（設計） 題 目：半喂入花生聯(lián)合收獲機的設計（摘果與清選部件設計） 姓 名：**** 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 農業(yè)機械化與其自動化 班 級：** 學 號： ****** 指導教師：**** 目 錄 摘要I AbstractII 1 緒論1 1.1設計的目的和意義1 1.2花生收獲機的國外發(fā)展現(xiàn)狀2 1.3摘果與清選裝置的研究現(xiàn)

2、狀4 1.4摘果與清選部件的主要研究容與設計要求5 2摘果與清選部件方案論證與原理7 2.1方案設計思路7 2.2 摘果清選裝置最終方案的研究和確定11 3摘果機構的設計13 3.1摘果滾筒長度的確定13 3.2摘果滾筒轉速的計算13 3.3摘果滾筒直徑計算14 3.4摘果滾筒的功率計算15 4刮板輸送器的設計17 4.1刮板輸送器升運量的計算17 4.2輸送器功率計算18 4.3輸送器鏈傳動的設計計算19 5風扇、篩子清選機構設計22 5.1振動篩的設計計算22 5.2逐稿器的設計計算23 5.3清選風機的設計選用23 6螺旋輸送器設計25 主要參數(shù)的設

3、計與計算25 7 總結27 參考文獻28 致30 28 / 31 半喂入花生聯(lián)合收獲機摘果與清選部件的設計 摘 要 本文設計研究了半喂入式花生聯(lián)合收獲機的摘果與清選部分。本花生聯(lián)合收獲機的摘果與清選部件主要是由摘果滾筒、刮板輸送帶、清選風機、振動篩、螺旋輸送器等組成。主要的工作過程是：花生通過夾持裝置喂入摘果滾筒，摘果后花生果經(jīng)過刮板輸送帶輸送到振動篩，在振動篩和清選風機的聯(lián)合作用下對花生進行清選，經(jīng)淸選的花生果落入螺旋輸送器被輸送到一側，最后進入集果箱。本文的滾筒采用差相對輥組配式，清選采用風篩組合式。文中主要分析了各部件的工作原理，計算了每個零部件的結構尺寸、轉速和功率

4、，論述了其工作過程，并做出了相應的理論分析。 關鍵詞：半喂入；摘果；清選 Design of Half Feeding Peanut Combine Stripping and Cleaning Parts Abstract The stripping and cleaning parts of half feeding peanut combine have been designed and researched in the paper.The stripping and cleaning parts include picking cylinder,vibrated p

5、icker,air blower, crew conveyor and so on.The working process of the stripping and cleaning system is that :the unpicked peanut is conveyed to picking roller by holding device then the picked peanut is delivered to vibrated picker by paddle-type elevator,at last ,it is conveyed by crew conveyor with

6、 holes to classified box. In this paper the picking cylinder is back-roll type and the cleaning system is combined with vibrated picker and air blower. This paper mainly analyses the working principle of components,calculates the structure size ,speed and needed power of every parts,it also discusse

7、s the working process,and makes the corresponding theoretical analysis. Key words:Half-feed；Stripping；Cleaning 1 緒論 1.1設計的目的和意義 花生生產主要分布在亞洲、非洲和美洲,其中亞洲的種植面積最大,約占60%[1]。我國的花生種植面積占世界總面積的20%,居世界第2位,預計2015年花生種植面積將達到600萬hm2以上[2]。我國花生生產的區(qū)域廣泛，除、、、等省區(qū)外都有種植。主要集中在北部華北平原、渤海灣沿岸

8、地區(qū)和南部華南沿海地區(qū)與盆地等。以、、、、、、等7省為主，花生面積占全國72％，總產占全國79％。?花生是一種高產作物，價格也高于水稻、小麥、大豆、油菜等，經(jīng)濟效益好。加入ＷＴＯ后，其它作物的經(jīng)濟效益進一步下降，花生的比較效益優(yōu)勢卻更加明顯[2]。發(fā)展花生種植與加工，提高花生產品的科技含量和附加值，是調整農業(yè)產業(yè)結構和增加農民收入的有效手段。 目前, 我國大部分花生產區(qū)仍以人力和畜力作業(yè)方式為主,由于長期以來花生被看作是經(jīng)濟作物，花生收獲的機械化只不過是區(qū)域性的問題花生收獲的機械化沒有得到足夠的重視，使我國的花生機械化收獲出現(xiàn)了一些突出的問題：第一，人工收獲勞動強度大，效率低下。特別是近幾年

9、來隨著農村剩余勞動力的轉移，這一矛盾更加突出。據(jù)初步估算，整個花生生產過程中，花生的收獲所用工時為整個過程的三分之一以上。這一階段的作業(yè)成本為整個花生生產成本的二分之一以上。第二，生產成本高。目前的花生收獲無論是人工還是畜力以與簡易的機械，整個收獲過程都不是一次性完成的，都要經(jīng)過兩道以上的工序，首先是將花生從土里挖掘，然后人工除土，這種生產方式的主要問題是造成莢果的較多損失，并且這種損失大部分情況下，莢果埋到地里，需要進行二次復收，不僅勞動強度大，而且生產成本高。第三，耽誤農時?；ㄉ氖斋@季節(jié)，正值“三秋”大忙之際，勞力緊，如果能縮短花生的收獲日期，會對小麥播種打下一個良好基礎[4]。據(jù)某些研

10、究者到農村的實地考察，在省萊陽市，一般的沙壤地收花生(只完成花生的挖掘和去土兩道工序)，一個勞力每天工作8h，可收花生0.06hm2；借助畜力或者是簡單的機力(用手扶拖拉機先耕出花生)每天可收花生面積也僅為0.13～0.2 hm2。因此，解決花生收獲過程中的機械化問題，設計研制新型的符合中國國情的花生收獲裝置是提高中國花生生產機械化水平的關鍵，大力發(fā)展花生收獲機械化，對推進農業(yè)產業(yè)結構調整，促進農業(yè)增效、農民增收和提高農產品的競爭力，支持農村勞動力轉移，實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化，全面建設小康社會都具有重要的意義。而且隨著廣大農民群眾對生產效率的要求越來越高，農民對集挖掘、輸送、分離泥土、摘果、分離清選和

11、集果功能于一身的花生聯(lián)合收獲機的需求也越來越迫切。為此，本課題擬設計一種新型，高效，成本合理的花生聯(lián)合收獲機來滿足農村對花生收獲機械的實際需求。 花生聯(lián)合收獲機具有挖掘、輸送、分離泥土、摘果、分離清選和集果的復合功能，該種機型成熟后，機器適用于較大面積的地塊作業(yè)，具有生產效率高、收獲損失率低等特點。本課題為半喂入式花生聯(lián)合收獲機，整體采用側向配置式，作業(yè)組件包括扶禾裝置、挖掘裝置、夾持輸送裝置、清土裝置、摘果裝置、清選系統(tǒng)和集果系統(tǒng)等。 摘果與清選部件是聯(lián)合收獲機的重要工作部件,直接影響收獲后的花生質量。因此，摘果與清選部件的性能直接影響著整個聯(lián)合收獲機的性能。此次畢業(yè)設計希望能在導師的幫

12、助下，利用自己的所學，通過了解國外花生摘果與清選機械的現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)完成半喂入花生聯(lián)合收獲機摘果與清選部件的設計，滿足摘凈率、破損率、含雜率等方面的要求。希望能解決目前花生收獲過程中的一些問題并為自己以后的學習打下良好的基礎。 1.2花生收獲機的國外發(fā)展現(xiàn)狀 花生收獲經(jīng)歷了撅刨、犁耕和機械收獲等過程,收獲作業(yè)包括挖掘花生、除土、鋪條晾曬、撿拾、摘果和清選等作業(yè)。由于世界各地經(jīng)濟、生產力發(fā)展不平衡,發(fā)達國家和地區(qū)的花生收獲已全部實現(xiàn)機械化作業(yè),而欠發(fā)達國家基本還是以人工和畜力為主[3]。 發(fā)達國家在花生生產機械化方面的研究較早，與其它農業(yè)機械相比，幾乎是同步發(fā)展的，機械制造與應用技術己比較

13、先進、完善。美國、加拿大等發(fā)達國家已實現(xiàn)了花生生產全過程的機械化作業(yè)，在收獲環(huán)節(jié)早已發(fā)展到聯(lián)合收獲水平，并且正依照本國的種植特點，向著大型化、機電一體化、智能化、高可靠、高安全的方向發(fā)展.一些發(fā)達國家還不斷將高、精、尖技術應用到農業(yè)機械上來，農業(yè)機械正向智能化方向發(fā)展[4]。 發(fā)達國家（地區(qū)）的機械化花生收獲主要有兩種技術模式，一種是以美國為代表的大型全程機械化分段收獲技術集成模式，由挖掘機、撿拾機、摘果機和秧蔓處理等設備分別完成挖掘、清土、摘果和秧蔓處理等作業(yè)；另一種是以日本和中國省為代表的小型自走式聯(lián)合收獲技術模式，由一臺設備一次性完成花生收獲中的挖掘、清土、摘果和秧蔓處理等作業(yè)[5]。

14、 圖1-1~圖1-3是發(fā)達國家（地區(qū)）兩種技術模式下比較成熟的花生收獲機機型： 圖1-1 花生挖掘機 圖1-2 花生撿拾機 圖1-3花生聯(lián)合收獲機 在中國，花生播種機械化技術已基本成熟，根據(jù)中國農業(yè)人口多、土地分散，而中小動力拖拉機保有量多的特點，該類機械以小四輪拖拉機為牽引動力，較好地解決了花生人工或畜力播種勞動量大和生產率低下的問題[6]。近幾年，系列化的多功能花生覆膜播種機已在花生產區(qū)得到了大面積的推廣應用。相比之下，中國花生收獲的機械化水平仍然不高則極影響了花生產業(yè)的發(fā)展。目前，我國的花生的收獲基本還是靠人工

15、、畜力完成，花生收獲機械正處于發(fā)展期,目前以分段收獲為主,部分地區(qū)采用的中小型花生收獲(挖掘)機技術已經(jīng)有了一定的突破，技術水平相對比較的成熟 ，例如：農業(yè)大學等單位研制了4H―2型花生收獲機,該機突破了以往機型挖掘鏟與分離鏈相配合的傳統(tǒng)工作方式,創(chuàng)建擺動挖掘原理,將挖掘與除土分離兩大機構融為一體;收獲部件利用反平行四邊形機構傳動,實現(xiàn)了兩工作部件的等角度、反方向擺動,使機架承受的側向力相互平行,機組工作平穩(wěn);收獲部件擺動前進,工作阻力小[7]。但是由于小型花生收獲機的作業(yè)效率，收獲損失率的控制有一定的發(fā)展空間，因此花生聯(lián)合收獲技術就成了現(xiàn)在花生收獲主要的研究方向。由于受到我國特有的農業(yè)生產方

16、式的限制以與對花生聯(lián)合收獲機的研究起步比較晚,技術還有待于完善, 而從國外引進、消化吸收的機型則由于不符合中國國情或動力消耗大、作業(yè)效果較差等原因，沒有形成較大的生產和使用規(guī)模，這就使中國的花生收獲機械與裝置與世界發(fā)達國家存在很大的差距[3]?；谏鲜龅囊恍┰蚰壳拔覈ㄉ?lián)合收獲機的研究仍以中小型機械為主。到目前為止我國的花生聯(lián)合收獲機的研制已經(jīng)取得了一定的成果，已經(jīng)研制出了一些相對成熟的聯(lián)合收獲機機型。例如：農業(yè)部農業(yè)機械化研究所等研制的4LH2型半喂入自走式花生聯(lián)合收獲機，農業(yè)大學等研制的4HQL-2型花生聯(lián)合收獲機，弘盛汽車配件設計的半喂入式花生聯(lián)合收獲機都能基本滿足我國現(xiàn)有的農田作業(yè)

17、要求。 圖1-4~圖1-7是上文中介紹的幾種花生收獲機機型： 圖1-4 4H―2型花生收獲機圖1-5 4LH2型花生聯(lián)合收獲機 圖1-6 4HQL-2型花生聯(lián)合收獲機圖1-7弘盛半喂入花生聯(lián)合收獲機 1.3 摘果與清選裝置的研究現(xiàn)狀 西方發(fā)達國家花生的種植方式大都為大面積農場種植模式，花生植株的形態(tài)多為蔓生型，其摘果機械大都為大型高效的機械，一般采全喂入式摘果方式。其花生收獲多采用分段收獲法，即先采用花生挖掘機挖、鋪條晾曬、用花生撿拾摘果機撿拾摘果，所以其花生撿拾摘果機較為先進，如美國利斯頓1580型花生拾摘果機。此機采用篦梳式摘果系統(tǒng)，利用彈齒的篦梳與打擊作用，花生果基本上

18、被摘干凈；此機采用彈簧齒，要求動齒與定齒間有較大的重疊。清選機構由振動篩和風扇組成，利用水平攪龍與氣流管道銜接處產生的真空度，花生果粒地被輸送至集果箱。待集果箱裝滿后，通過油缸將集果箱提升，翻轉卸入拖車中。機械在結構上采用大量彈齒，這種齒強度高、有彈性，如遇到磚頭等雜物進入機器時，會發(fā)生斷裂和較大的變形。此外，該機設有獨特的去梗器，提高了花生的清潔度[8]。 我國是一個傳統(tǒng)農業(yè)大國，由于歷史的原因，對農業(yè)機械的研究起步較晚，花生摘果機械也是近幾年才發(fā)展起來的，而且只是在一些發(fā)達地區(qū)才應用，大部分地區(qū)依然靠人工摘果?；ㄉ麢C按喂入方式可分為全喂入式和半喂入式[9-10]。分段收獲下的花生摘果

19、目前都采用全喂入方式，而半喂入方式一般用于花生聯(lián)合收獲機上。半喂入的花生摘果方式是在夾持過程中摘果，按花生夾持方向又可分為立式和臥式。半喂入花生摘果機消耗的動力小，摘果質量好，破碎率低，但結構和傳動較復雜，制造成本較高，功效比全喂入式要低。目前，國的花生清選機構多為風扇和篩子組合式的清選機構[11]。選用風機、振動篩作為清選機構，篩子的配置方式為傾斜式配置即篩面與水平面成一定的夾角，這樣可以充分利用花生果粒在下落過程中的風選作用，提高了清選的效果，另外，在篩子的后端加設了逐稿器可以將風機吹出的雜余通過逐稿器與振動篩的振動排除機外。 1.4 摘果與清選部件的主要研究容與設計要求 1.4.1研

20、究容 主要是半喂入式花生收獲機摘果與清選部件的研究，以實現(xiàn)花生聯(lián)合收獲過程中的摘果與清選為目標，通過對課題任務書的技術經(jīng)濟指標進行分析和國外機型分析研究，設計初步方案，進行理論分析，確定方案，并對主要參數(shù)進行初步計算。對花生摘果與清選的過程進行合理的建模根據(jù)計算設計主要的零部件。針對摘果過程中破碎率高、摘果易堵塞等現(xiàn)實問題進行研究分析，進一步改善設計的摘果機構，以達到收獲效率高，經(jīng)濟實惠的目的。 1.4.2技術路線 1．查詢有關花生收獲機械的相關資料，確定花生聯(lián)合收獲機摘果與清選部件設計的主要目的。 2．確定摘果與清選部件的總體設計方案以與創(chuàng)新思想。對摘果滾筒和風篩組合清選進行重點設計

21、研究。 3．對摘果與清選過程進行建模計算并對相關參數(shù)進行分析，確定最佳設計方案。 4．進行摘果機構進行尺寸的設計，使其滿足摘果破碎率的要求。 5．對清選機構進行優(yōu)化設計，確定篩子的整體尺寸與篩孔的大小等主要參數(shù)，根據(jù)花生的物理特性計算清選所需的風量并設計合適的風機。 6．根據(jù)聯(lián)合收獲機的作業(yè)效率設計合理的集果機構，主要是橫向輸送攪龍和刮板輸送器的設計。 7．對所有的機構進行結構與運動參數(shù)上的改進，以期能滿足最高的設計要求。 8．繪制各個機構的裝配圖，并完成設計論文的撰寫。 1.4.3 設計要求 1.能夠與聯(lián)合收獲機的前半部分很好的結合，保證夾持喂入的花生能夠順利的被摘凈； 2

22、.摘果過程中能夠保證順利摘果，保證不堵塞，同時要保證摘果間隙可調，以保證摘果率、破碎率、生產率等達到最優(yōu)結合要求； 3.清選機構應保證果莢和混入的花生秧、葉等能順利分離并逐出機體，花生果要保證清潔度高； 4.清潔后的花生能夠順利的進入集果箱進行暫時存儲。 2 摘果與清選部件方案論證與原理 2.1 方案設計 根據(jù)設計的要求花生的喂入方式為半喂入式，因此花生在摘果時需要沿著摘果滾筒的軸向進行運動，滾筒的選擇圍確定在軸流式滾筒，另外花生的喂入式摘果是夾持過程中的摘果又可以分為臥式和立式，需要通過類比來最終確定摘果方式，并綜合兩方面的因素決定滾筒的形式。聯(lián)合收獲機的清選裝置功用是將含雜混合物

23、中的雜質清除干凈，經(jīng)清選的谷物的清潔率一般不低于98%，清潔損失率不高于0.5%[12]。目前聯(lián)合收獲機械上常用的清選機構有風扇式、氣流清選筒式和風扇和篩子組合式三種主要形式，每種方式都有各自的優(yōu)點。此次設計通過對比各種形式的淸選機構結合國外目前成熟機型上常用的清選裝置，最終選擇出一種清選效果較好的清選方案來作為聯(lián)合收獲機的清選機構。 2.1.1 摘果方案設計 方案一： 圖2-1 錐斜釘齒式軸流滾筒 1.滾筒軸 2.釘齒3.釘齒板4.輪圈5.輪輻6.輪轂7.彈簧墊圈8.頂絲9.支撐輪 1.工作原理： 該滾筒結構是數(shù)個直徑不同的支撐輪上固定著若干條齒板

24、，上面依次排列著數(shù)個摘果釘齒按照一定的角度構成多頭螺旋曲線。作業(yè)時，花生秧被旋轉滾筒上的釘齒抓取后，在滾筒罩作切線運動的同時，還沿著軸向和徑向運動，其合成運動軌跡為圓錐螺旋線，釘齒帶引花生秧作圓周運動所產生的離心力沖打在凹板篩上摘果。 2.方案分析： （1）此種摘果方式是通過錐形滾筒的離心作用和釘齒的打擊梳理作用，將花生果從莖蔓上摘下，可適用于濕摘，但是其中的不足之處在于錐斜釘齒式摘果滾筒的摘凈率偏低，不能很好的滿足花生聯(lián)合收獲機關于摘凈率的設計要求； （2）由于摘果滾筒前后兩端的尺寸相差較大，雖然輸出轉速能夠保持一致，但滾筒前后兩端的線速度相差較大這樣會對對花生果產生較大的損傷，造成花

25、生的損傷率較高，無法滿足花生聯(lián)合收獲機對摘果損傷率的設計要求； （3）錐形滾筒尾部粗大，導致整機體積龐大且易堵塞[13]； （4）釘齒方式加工制造比較麻煩，不耐磨，如遇堵塞可導致釘齒彎曲，而且往往出現(xiàn)因焊接不牢而產生掉齒現(xiàn)象； （5）滾筒雖然是能夠基本滿足花生沿軸向喂入的要求，但是摘果時需要將整株的花生喂入滾筒因此無法滿足聯(lián)合收獲機半喂入的設計要求。 方案二： 圖2-2 篦梳式摘果滾筒[14] 1.滾筒軸2.軸承座3.動齒桿4.動齒5.定齒桿6.固定齒7.滾筒上蓋8.上物料導向板 9.下物料導向板10.滾筒上蓋殼體11.滾筒法蘭盤12.

26、入料口板 1.工作原理： 花生蔓在通過滾筒時由滾筒體上的動齒帶動沿軸向前進，前進過程過滾筒體上的動齒和滾筒凹板上的固定齒的作用，將花生莖蔓上的花生果梳摘下來，梳摘下來的花生果通過凹板篩上的孔中落入下方的輸送裝置。 2.方案分析： （1）此滾筒具有滾筒結構合理、體積小、花生蔓進出速度快，破碎率低，使用壽命長等優(yōu)點。 （2）由于在采用半喂入時花生需要在夾持機構的夾持下沿軸向喂入摘果滾筒，此時動齒就失去了作用，而且在摘果時固定齒容易將夾持的花生整株拽下造成摘果不凈，故此種摘果滾筒不適合半喂入式花生聯(lián)合收獲機。而且根據(jù)現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)顯示即使是采用全喂入蓖梳式的摘果原理的花生摘果機，都存在摘果

27、不凈，分離不清，消耗的功率大，收獲損失過高的缺點。 方案三： 圖2-3 差相對輥組配式摘果滾筒 1.調整螺栓 2.上刮板 3.下刮板 4.鋼管 1.工作原理： 花生蔓由夾持裝置夾持，使花生植株沿滾筒的軸向運動。摘果滾筒的轉動方向是相向滾動的，兩摘果滾筒之間需要安裝定位，即相鄰兩滾筒刮板之間有一定的夾角。這樣可以保證摘果的效率和減小花生果地損傷。被夾持住的花生蔓在經(jīng)過摘果區(qū)間時被摘果滾筒上的刮板利用打擊和梳刷作用將花生果摘下。被摘下的花生果落入下方的承接裝置，最終被送入清選機構進行清選。 2.方案分析： （1）此種摘果滾筒應用圍較廣，對干、濕花生蔓都可使用； （2）消耗的動力

28、小，摘果后的花生蔓整齊，便于儲存與綜合利用； （3）此摘果機構在摘濕果時的效果好，破碎率低，能基本滿足聯(lián)合收獲機對效率和損失率的要求。 （4）由于花生喂入方式的不同，此種摘果機構的結構和傳動都較全喂入而言復雜的多，工作效率也比全喂入式花生摘果機要低。 綜上所述，方案一和方案二的軸流滾筒雖然能夠基本滿足作業(yè)效率和損失率等要求但無論哪一種都不能很好的滿足花生蔓半喂入的要求，方案三的差相對輥式摘果滾筒雖然結構和傳動會較為的復雜但其他各方面都能很好的符合課題的設計要求，而且現(xiàn)有的4LH2型花生聯(lián)合收獲機樣機上也采用了類似的摘果機構[15]，經(jīng)過試驗證明摘果的效果較好，故摘果滾筒的最終選取方案確定

29、為差相對輥組配式摘果滾筒。 2.1.4 清選裝置設計 方案一： 風扇式淸選裝置是通過氣流清選原理利用谷粒和混合物空氣動力特性的差異進行清選。當混合物落進清選裝置的氣流場中時，由于受到氣流作用力不同而被分開?；ㄉ?jīng)過摘果滾筒后，花生果和部分花生秧形成摘果后的混合物，由于聯(lián)合花生收獲機摘的主要是濕花生，考慮到摘果后的雜余成分較為的復雜，難于確定合理的漂浮速度，故單純的氣流清選難以滿足設計要求。 方案二： 氣流清選筒式清選裝置是利用風扇的吸氣氣流，使通過清選筒時產生速度變化，從而將混合物分開。此種原理的清選裝置主要有兩種方式：筒式氣流清選筒式、復式氣流清選筒式。氣流清選筒式清選裝置清選效

30、果好，工作時塵土少，振動小，機器重量輕，但是整個裝置的空間占有量大，生產率較低，適用于固定作業(yè)的清選，因此這種淸選裝置雖然效果好但是不能選為花生聯(lián)合收獲機的清選機構。 方案三： 風扇篩子式清選裝置主要是利用氣流的吹浮作用并輔助以篩子的抖動作用將混合物中的雜質清除排走。風扇篩子式淸選裝置主要是由清選篩、輸送裝置、風扇和傳動裝置組成。工作時通過清選篩的往復振動，混合物被不斷地沿篩面運動，裝于清選篩下方的風機產生的風把混合物吹散，花生葉片等輕的雜物被氣流帶出機外，吹不走的花生果在篩面向后運動，在移動的過程中沙土從篩孔落下地面，花生果最后在篩面的后端通過較大的篩孔落入下方的輸送裝置，最終運送到集果

31、箱。另外一些較大的花生秸稈則通過振動落入到清選篩后的逐稿器，隨著逐稿器的運動逐出機外。此種清選裝置是目前大型聯(lián)合收獲機上最常用的一種清選方式，清選效果比較的好，而且機構的設計思路較為的成熟。 綜上所述，淸選機構的選擇最終確定為風扇篩子式淸選裝置，清選篩的往復振動通過偏心機構帶動的曲柄連桿機構來實現(xiàn)，偏心距的實際大小根據(jù)清選的效率要求來確定。具體的篩孔尺寸等亦通過聯(lián)合收獲機的作業(yè)效率要求來設計確定。 2.2 摘果清選裝置最終方案的研究和確定 通過對上述提出的擬定方案結合本次設計的主要目的，以與通過對目前國常見花生聯(lián)合收獲機進行類比，最終確定摘果滾筒采用差相對輥組配式，清選裝置采用風扇篩子式

32、清選。最終方案為圖2-4： 圖2-4最終方案簡圖 1.機架 2.摘果滾筒 3.彈性擋板 4.刮板升運器 5.振動篩6.從動擺桿 7.清選風機 8.輸送攪龍 9.集果擋板 10.主動擺桿 11.吊桿 12.逐稿器 工作時，鏈輪帶動傳動軸運轉，在偏心輪的帶動下主動擺桿的帶動篩體和逐稿器以特定的頻率振動。花生通過夾持裝置夾持，進入摘果滾筒上方，通過摘果滾筒的打擊梳刷作用花生果被摘下。花生摘果后，其脫下物組成包括果莢、斷莖、殘莖、未成熟莢、土塊等，這些混合物通過刮板輸送帶進入振動篩，振動篩后方連有逐稿器，振動篩體水平向下傾斜，逐稿器放置在篩體下端的上方，水平向上傾斜，振動篩末端的篩孔

33、較大，能使篩面上花生果莢通過，落入下方的螺旋輸送器。逐稿器通過鋸齒面的作用與振動作用能夠把殘莖、斷莖等向上拋送最后逐出機外。下方的螺旋輸送器裝有圓孔篩，能在輸送過程中對花生果進行二次清選，在聯(lián)合收獲機的另一端進入升運器，最終進入集果箱。摘果后的花生蔓仍在夾持裝置的夾持下繼續(xù)向后運動，在末端被直接拋送到地面上。 3摘果機構的設計 摘果滾筒是摘果機構最主要的工作部件，此滾筒結構如圖3-1所示，摘果滾筒由鋼管周圍均勻焊接6塊尺寸一樣的定刮板，六塊動刮板通過螺栓分別與定刮板聯(lián)接。摘果滾筒的直徑可以通過動刮板的安裝位置變動來改變。兩摘果滾筒的方向互為反向，裝配時需定位，彼此互相錯開30o以增加摘果的

34、效果與避免損傷果實。摘果滾筒的設計參數(shù)主要包括摘果滾筒的長度、滾筒的轉速、滾筒的直徑。 圖3-1 摘果滾筒 3.1 摘果滾筒長度的確定 通過查閱相關的農業(yè)機械設計書籍，可知滾筒的長度滿足： L=vt 公式（3-1） 式中 v—花生收獲機的作業(yè)速度（m/s）； t—花生摘果時間（s）。 可見，滾筒的長度與作業(yè)的速度和摘果時間有關，摘果時間越長，長度越長，花生果的漏摘率越少，根據(jù)夾持輸送裝置的設計計算，花生收獲機的作業(yè)速度為0.5m/s，花生的摘果時間定為2s左右。所以，滾筒的長度為1

35、m。 3.2 摘果滾筒轉速的計算 花生摘果不僅與摘果時間有關系，而且與摘果速度有關系。為了提高摘果速度，顯然需要提高滾筒的轉速；但是滾筒轉速過高，可能出現(xiàn)由于沖擊過強而增加花生的破損，所以確定一個合適的轉速顯得非常重要。 通過查閱相關論文[17]得滾筒速度： ；v= 公式（3-2） 可得滾筒的轉速為： n= 公式（3-3） 式中： —花生果針在沖斷時所吸收的功（Kw）; A—花生果針的截面積（m2）； v—滾筒沖擊時的線速度（m/s）； n—滾筒轉速（r/min）； m—摘果動刀的質量（Kg）。 最終計算

36、確定摘果滾筒的轉速為300r/min 3.3 摘果滾筒直徑計算 摘果滾筒直徑的大小關系到兩滾筒刮之間的間隙或重疊程度，直接影響到花摘果的摘凈率和破碎率。根據(jù)中國花生生長狀況的調查數(shù)據(jù)可知，中國花生結果的直徑圍約為200mm以[16]， 根據(jù)花生的結果圍繪制出圖3-2，為了保證果莢能夠被順利摘下，在梳刷過程不出現(xiàn)果莢的松脫漏摘問題，所以要求滾筒初始接觸果莢的位置在果莢最外端的A點所作的垂直線AH上；又為了提高果莢的摘果效率，使該裝置可以將果莢梳刷下來，而且可以充分利 圖3-2滾筒摘果示意圖 用其動能，將部分果莢以沖擊的形式摘取下來，以減少梳刷的負荷，所以滾筒的中心點必須過果莢外端與主莖

37、的中心線EF上。從而有： AH= 公式（3-4） 根據(jù)花生的生長情況取AG=100mm，GB=100mm。代入上述公式可得出AH=200mm即花生摘果滾筒的直徑為200mm。為了保證不同品種花生摘果的需求，最終確定定刮板和動刮板可在180~220mm可調，兩個摘果滾筒的軸距為180mm。定刮板和動刮板選用的鋼板的尺寸為長寬10002mm，焊接鋼板的鋼管的尺寸為10005mm。 3.4 摘果滾筒的功率計算 摘果滾筒在梳刷和擊打花生時，需要克服花生莖蔓、根蔓的拉力才能將花生果摘下。查閱花生莖蔓、根蔓抗拉與果結合處抗剪試驗數(shù)據(jù)可知在剛開始成熟

38、階段，花生果與花生果柄之間斷裂較容易，但隨著花生的逐漸成熟，花生果柄與花生根之間的拉伸力較小，在花生成熟后期，花生果與柄和柄與根部拉伸的力幾乎一致，而且所用的力較穩(wěn)定，一般在10~15N左右[18]。因此，單個刮板對單株花生在摘果時消耗的功率為： P=Fv=F=12=37.68w 公式（3-5） 花生挖掘后的夾持喂入速度為0.78m/s，花生蔓在夾持喂入時的株距在10mm左右，所以在摘果滾筒的1m的長度大約會有10顆花生同時摘果。摘果滾筒在工作時的2s滾筒轉過10圈，即每個滾筒連續(xù)工作10次。所以，摘果滾筒消耗的總功率為： P=10P=3.768Kw

39、4 刮板輸送器的設計 刮板式輸送器用以輸送谷粒、雜余和果穗，可以傾斜輸送也可以垂直輸送。刮板輸送器由帶有雙翼的套筒滾子鏈組成，其上安裝橡膠刮板，在輸送槽運轉。通常下邊為工作邊，即物料在輸送槽的表面刮運上升；但也有少數(shù)是上邊為工作邊，輸送清凈谷粒，此時即為“越頂”式輸送，可縮短輸送器的長度。當用下邊作為工作邊時，物料運升到頂部時就靠物料自身的重量從刮板上滑落下來卸出。卸糧開口的長度要保證物料能與時卸凈。 圖4-1 升運器結構形式 本設計選用的是下邊為工作邊的輸送器，結構形式如圖4-1。刮板輸送器的設計主要確定其升運量、傳送鏈型號與尺寸、卸糧開口的長度以與消耗的功率。 4

40、.1 刮板輸送器升運量的計算 查《農業(yè)機械設計手冊》，常用的刮板升運器橡膠刮板尺寸為65mm85mm、65mm120mm、85mm120mm和70mm140mm。輸送器殼體由鋼板制成，刮板與殼體之間留有2~8mm間隙，以防止擠塞。類比同種型號的花生聯(lián)合收獲機的工作效率選擇刮板的尺寸為65mm120mm。刮板升運器的升運量Q可以按下式來確定： Q=Bhvk（kg/s） 公式（4-1） 式中 B，h—刮板的寬度和高度（m） v—刮板升運速度，常用1~2m/s —輸送物料單位容積的質量（kg/m3） —

41、充滿系數(shù)，當速度=0.5、1.0、1.5、2.0m/s時，相應為0.97、0.92、0.85、0.75 k—傾斜系數(shù)（見下表） 表4-1 傾斜系數(shù)值k 升運器傾角 10° 20° 30° 45° 60° 75° 90° k 0.85 0.65 0.5 0.4 0.3 0.25 0.15 查《農業(yè)機械學》可知刮板輸送速度一般為0.4~1.3m/s圍取值。取v=1.0m/s，升運器傾角=30°，刮板尺寸Bh=65mm120mm，將數(shù)值代入上式可得升運器的升運量：Q=4.4kg/s。 4.2 輸送器功率計算 查《農業(yè)機械設計手冊》，刮板輸送

42、器需用功率滿足： N=Qg(LW+H)10-3 公式（4-2） =Q(LW+H)/102(kw) 式中： Q—刮板輸送器每秒的升運量（kg） L—輸送器的水平投影長（m） H—輸送器的垂直高度（m） W—運動阻力系數(shù)（見下表） 表4-2 運動阻力系數(shù)值 鏈條類型 每秒升運量（kg） 1.25 2.5 5 7.5 10 套筒滾子鏈 2.25 1.7 1.3 1.1 1.05 鉤形鏈 4.2 3.0 2.25 1.9 1.6 升運器的長度為1m，傾斜角為30°將數(shù)值代入上述公式中可得N=0.15kw。

43、 4.3 輸送器鏈傳動的設計計算 4.3.1鏈輪設計 已知主動鏈輪轉速為n1=200r/min，輸送器傳動比i=1.0 1、鏈輪齒數(shù) 鏈輪齒數(shù) 2、設計功率 公式（4-3） 由《機械設計手冊》表12-2-3查的 K=1.58 =0.24kw 3、選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù)=0.24kw與n=200r/min查《機械設計》課本圖9-11，可選08A。查表9-1，鏈條的節(jié)距為p=12.7mm。 4、確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) 初定中心距=381~635mm，取=508則鏈節(jié)數(shù)為： =99 公式（4-4） 取節(jié) 5.確定鏈條長度與中心距 =1.

44、2446 公式(4-5) =330mm公式(4-6) 中心距減少量 =0.66~1.32 公式 (4-7) 實際中心距 =329 6.演算鏈速 v=0.8m/s 與假設速度相符 公式(4-8) 表4-308A滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 單位(mm) 鏈號 節(jié) 距 p 滾子直徑 d1 節(jié)寬 b1 銷軸直徑 d2 鏈板厚度 排距 08A 12.7 7.92 7.85 3.98 12.07 14.38 4.3.2鏈輪輪廓計算 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 1.基本參數(shù) 連輪齒數(shù)： 配用鏈條的節(jié)距：=12.7mm 配用鏈條的滾

45、子外mm 2.分度圓直徑公式(4-9) 3.齒頂圓直徑=7.92mm 公式(4-10) 所以， 4.齒根圓直徑 公式(4-11) mm 5.分度圓弦齒高 公式 (4-12) 6.鏈輪材料與熱處理 材料 、熱處理:滲碳、淬火、回火 7.連接鍵的選擇 d=30mm 選取b=8mm， h=7mm，L=20mm 8.軸承選擇 主要承受徑向力，選用深溝球軸承 簡單受力計算 P＜8KN所以F＜3.82D=60 所以選用軸承型號為6205型其中D=62mmB=16mm 4.4 卸糧開口的長度 卸糧開口的長度主要是為了保證物料

46、能與時卸凈，查《農業(yè)機械學》可知卸糧開口長度滿足 l 公式(4-13) 式中： v—刮板式輸送器線速度，常用1~2m/s g—重力加速度（9.81m/s） —輸送器對水平面的傾斜角 —物料對刮板的摩擦角 刮板的尺寸為65mm120mm，刮板線速度v=1m/s，花生對刮板的摩擦角為代入公式可得l=72mm。 5風機、篩子清選機構設計 5.1 振動篩的設計計算 花生要在振動篩的作用下，落入到螺旋輸送器，所設計的振動篩下圖所示，所設計的振動篩后半部分為較密的柵條，保證花生果上沾帶的泥土能夠落下，而前半部分柵條較疏花生可以通過此處落入到螺旋輸送器。

47、 圖5-1 振動篩結構圖 清選篩尺寸主要是篩子面積（長度×寬度）。篩子面積可有進入清選裝置的谷?；旌衔锎_定，而谷?；旌衔镉峙c機器的喂入量有關。篩子的寬度B可以根據(jù)整機的設計寬度尺寸來確定，取B=550mm。查《農業(yè)機械設計手冊》可知篩子的長度L可由以下公式來確定： L=（m） 公式(5-1) 式中 ： Q—機器喂入量（kg/s） —雜物占花生果總量的比值 B—篩子的寬度（m） k—脫粒裝置和逐稿器工作特性系數(shù)，常取0.6~0.9 q—篩子單位面積可以承擔的谷?；旌?/p>

48、物的喂入（kg/(s)）。在現(xiàn)有結構上，q值在調節(jié)魚鱗篩和編織篩約為1.5~2.5kg/(s)。對潮濕和難抖散的谷?；旌衔铮琿值約減少30%。沖孔篩和魚眼篩篩孔有效面積較小，篩漏能力低，q值只有魚鱗篩的一半左右。 通過前面的計算知：Q=0.88kg/s，B=550mm取=25%，k=0.7 ，q=2 kg/(s)代入公式可得L=668mm圓整為L=660mm。振動篩頻率為450次/min，振幅為30mm，安裝傾角為向下傾斜10°。 5.2 逐稿器的設計計算 逐稿器由吊桿和偏心機構驅動做擺動，逐稿器與振動篩相連，從振動篩拋出的花生秧葉混合物在風機的作用下進入逐稿器階梯面，隨著逐稿器的運動混

49、合物中含有的花生果通過逐稿器的孔落入下方的螺旋輸送器，花生葉和藤蔓在抖動與拋扔的同時逐漸向后移動最后逐出機外，本文設計逐稿器的寬度與振動篩的寬度一致B=550mm，長度根據(jù)整機的總體尺寸確定為l=400mm。階梯面的尺寸如下圖所示： 圖5-2 逐稿器的尺寸示意圖 5.3 清選風機的設計選用 清選裝置中主要采用農用型離心風機和通用型離心風機兩種，吹出型清選裝置的風扇多 圖5-3農用型風機 為農用型，吸入型淸選裝置的風扇則為通用型。 本文為吹出型清選其風機選用農用型風機的整體寬度尺寸根據(jù)振動篩的寬度尺寸確定，其主要的結構尺寸如圖5-3所示。 風選氣流的風量V（即單位時間氣流量）根據(jù)

50、脫出物中應清除的雜質量確定： V=（） 公式(5-2) 式中 Q—機器喂入量（kg/s） —清除雜質占機器喂入量的比例 —空氣密度（） —攜帶雜質氣流的混合濃度比，約為0.2~0.3 由前面的計算可得：Q=0.88kg/s，查《農業(yè)機械設計手冊》知=1.2258取=15%，=0.2代入公式得：V=0.54 由風機的需求風量選用工農2s-700型風扇，轉速為1500r/min。風扇篩子式清選裝置工作時要求吹風篩子的氣流與篩面夾一定的角度，以獲得較大的吹風面積，氣流擴散影響能較好的滿足沿篩長方向對不同氣流速度的要求。風扇出風口應對向篩面前部，其高度S與吹風方向角應滿足下述要

51、求： S=KLsin（m） 公式(5-3) 式中 K—系數(shù)，取0.4~0.6 L—篩子全長（m） —氣流與篩面夾角，最大不超過45°將已知量代入上式可得=43°。 6 螺旋輸送器設計 為了使摘下的花生果能從一側輸送到另一側的集果箱，需要設計螺旋輸送器，它是由焊接在軸上的螺旋葉片與外殼組成。本文設計的螺旋輸送器是一種攪龍篩選輸送機構，由設有接料口的圓孔篩和送料板與螺旋輸送葉片組成，結構形式如下圖所示。本機構能在對花生進行輸送的同時進行清選，使較為干凈的花生果進入集果系統(tǒng)。 圖6-1螺旋輸送器結構形式 1.軸承支座 2.螺旋葉片 3.傳動軸 4.圓孔

52、篩 5.出料口 6.送料板 7.傳動鏈 主要參數(shù)的設計與計算 1. 螺旋直徑D 根據(jù)設計指標要求，已知生產率為Q=500kg/h，螺旋輸送器的轉速為200r/min。由公式： D= 公式(6-1) 式中 K—物料綜合特性系數(shù)。取0.0645 Q—螺旋輸送器輸送量（t/h）；已知Q=500kg/h=0.5t/h =物料的單位容積質量（t/m）；取=0.28 C—傾斜輸送系數(shù)；C=1（見下表） —充滿系數(shù)；取=0.2 得：D=0.0645198mm 圓整后取200mm

53、（標準螺旋直徑:100、125、160、200、250、315、400、500、630、800 1000、1250mm） 表6-1 螺旋輸送器傾斜角度與修正系數(shù)C的關系 0 5 10 15 20 30 40 50 60 C 1 0.95 0.92 0.90 0.86 0.80 0.74 0.7 0.6 2.螺距t 由于螺旋輸送器采用水平放置式，所以t=（0.8~1.0）D，取S=200mm 3.螺旋軸徑d 查《農業(yè)機械設計手冊》軸徑的計算公式d=（0.2~0.35）D 所以 d=（0.2~0.35）200=40~70mm考慮到實際效率取d=

54、45mm 4.螺旋軸的長度L 據(jù)資料知，螺旋軸的長度與軸徑的關系為： d=（0.02~0.03）L 得：L=d/（0.02~0.03）=1500~2250mm?？紤]到整體的安裝尺寸，最終取L=1350mm。 5.螺旋輸送器的需用功率N 查《農業(yè)機械設計手冊》需用功率的計算公式為： N=Qg（LW+H）×10-3公式(6-2) =Q/102（LW+H）（kw） 式中 Q—螺旋輸送器的推運量（kg） L—輸送器的水平投影長（m） H—谷物或雜余的提升高度（m） W

55、—谷?；螂s余沿外殼移動的阻力系數(shù)，一般為1.2 —修正系數(shù)（見下表） 表6-2 修正系數(shù)值 傾斜角 ＜20° 25 30° 35° 40° 45° 系數(shù) 1 1.05 1.13 1.20 1.32 1.40 代入得：N==8.5w 7總結 7.1 主要結論 本次畢業(yè)設計主要是通過查閱相關花生聯(lián)合收獲機的資料，類比國外現(xiàn)有成型花生聯(lián)合收獲機的性能特點的基礎上設計出半喂入式花生聯(lián)合收獲機的摘果與清選部件。該裝置的設計特點主要體現(xiàn)在： 1.刮板式摘果，定刮板和動刮板距離可以調節(jié)能實現(xiàn)摘果圍的調節(jié)； 2.摘果滾筒機架高度可以上下調節(jié)，能滿足不同品種花生的收獲

56、； 3.風篩組合式清選，提高了分離清選的效果； 4.橫向輸送攪龍是一種新型的輸送裝置能在輸送的同時實現(xiàn)花生果地二次篩選，提高了花生果的清潔度； 7.2 設計的缺點與不足 雖然完成了整個部件的設計，但是由于設計經(jīng)驗和設計視野上的不足，此次設計存在不足，如：各個機構的安裝位置仍需優(yōu)化，特別是集果箱，由于刮板升運器設計不夠合理造成集果箱高度偏低，只能滿足暫時存儲的作用，卸糧時會有一定的不便。 參考文獻 [1]段淑芬,胡文廣.世界花生生產與貿易展望.中國農學通報,1990(2):16 -19 [2] 吉民. 中國花生產業(yè)現(xiàn)狀與入世后發(fā)展對策. 世界農業(yè),2003(1):25–27 [3

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60、 致 本論文是在導師**的悉心指導下完成的。在整個論文的研究階段，從選題、論證、設計到論文寫作，導師都傾注了大量的心血，給予了許多關鍵性的指導和幫助。在設計過程中，我遇到了許多技術難題，不過都在尚老師、老師的指導下迎刃而解了。是在你們的大力幫助下，我的畢業(yè)設計才得以順利完成。再次感尚老師！ 其次，感我的同組同學陰俊紅，傳星。我們的設計題目分別是同一課題的整體設計與零部件設計。設計期間，我們分享彼此搜集的資料，一起討論研究問題，提高了我思考問題解決問題的能力，在一起設計的這個過程中我的團隊合作精神得到了很大的提高，這在我以后的求學工作中都將是一份寶貴的財富，我會好好總結這次設計過程中的問題和不足，爭取在以后的工作中盡量克服。同時感凱等其他同學在設計過程中給我的幫助和支持。 畢業(yè)設計是我在導師和同學的協(xié)助下完成的，由于個人的視野經(jīng)驗等方面的不足，整個設計中難免有不成熟和不科學的地方，懇請各位老師批評指導，我將在以后的學習工作中繼續(xù)努力。 審閱!