3012_课程设计-谷物联合收获机脱粒工作部件的设计(喂入量10kg.s-纹杆式脱粒装置)

目 录

课程设计任务书 (2)

1.设计目的 (3)

2.脱粒装置的选择 (3)

3.结构设计 (3)

3.1滚筒 (3)

3.2凹板 (4)

3.3脱粒间隙与速度 (5)

3.4凹板与滚筒的相对位置 (5)

4.脱粒间隙调整机构 (5)

5.生产率与所需功率 (6)

6.总结 (7)

参考文献 (8)

1 设计目的

通过参照谷物联合收割机的实体，查阅相关书籍以及机械设计手册，设计出传统谷物联合收割机的 纹杆式脱粒装置的合理结构以及具体尺寸，使其满足对小麦，大豆等常见农作物的脱粒要求。同时脱粒 生产率，脱净率，以及籽粒的破损率等工艺都要满足国家规定的标准要求，以实现谷物的联合收割。 2 脱粒装置的选择

脱粒装置是脱粒机与水稻联合收割机的核心部分。它不仅在很大程度上决定了脱粒质量和生产率， 而且对分离清选等也有很大影响。脱粒方式可分为纹杆式、钉齿式、双滚筒和轴流式。根据表 9.6‐1 采 用纹杆滚筒式脱粒装置。纹杆分为 A 型和 D 型，由于 D 型纹杆抓取作物能力强，装卸方便，因此采用 D 型。滚筒采用开式即滚筒圆周方向不封闭，作物的喂入方式为纵喂。

3 结构设计

3.1 滚筒

滚筒的直径和长度大小与脱粒，分离装置的通过能力密切相关。

作物进入脱离装置呈薄层则得到的脱粒与分离效果最好，滚筒长度一定时，增加滚筒凹板的包角能 提高分离率，小直径滚筒采用大的凹板包角（加大弧长），相当与增加脱粒分离时间，并有利于提高稻 粒分离率。 因为对某种作物脱粒所需的速度是一定的，使稻粒分离的主要因素是运动中稻粒所受的离心 力， 而离心力与角速度的平方成正比， 所以小直径滚筒和高转速有利于稻粒分离， 且小直径滚筒结构小， 效率高，比较经济。但随着喂入量增大到一定值后，滚筒凹板间作物层变厚，工作质量将降低。直径大 的滚筒配同样的凹板包角，可以有较大的凹板分离面积，能提高其脱粒能力和生产率。采用大直径滚筒 使脱粒装置体积和重量增大，从而使整机的外形尺寸加大。小直径滚筒脱粒后的谷草比较碎，在同样脱 粒负荷下，小直径的脱粒功率消耗一般比大直径滚筒稍大，确定滚筒直径 D 时，应首先从可以配用的 最大凹板弧长来考虑。只有在凹板弧长因包角限制不能增大时候才选用较大的滚筒直径。

我国纹杆滚筒标准规定，滚筒直径系列尺寸为 400，450，550 和 600。在国外联合收割机上有采用 直径达到 800mm 的纹杆滚筒脱粒装置。喂入量为 10kg/s ，选滚筒直径 D ＝600mm

纹杆滚筒长度L 主要根据生产率决定。在纵喂的脱粒装置上滚筒长度按下式计算；

0 () q L m q ³ ……………………………………（3‐1）

式中 q ―脱粒装置的喂入量（kg/s ）

0 q ‐滚筒单位长度允许承担的喂入量(kg/s)，

现有一般纵喂脱粒机取 0 q ＝1.5～2.0，对 T 型和 型联合收割机 0 q ＝3～4，对直流型的滚筒长度随

割幅而定。 0

10 2.50() 4 q L m q ³==

取 L=2500mm

在 NJ105－75 标准中规定滚筒长度系列为 500，700，900，1200，1350，1500mm ，1100mm 为保 留系列，在新设计的机器中不采用。计算滚筒长度为2500mm ，需要特质。

纹杆根数 Z

可按下列式计算

……………………………………（3‐2）

式中 S 是纹杆间距（mm ），一般为 180～250mm ，横喂滚筒直径较小，S 的最小值 150mm ，为便于滚 筒平衡，纹杆数一般都取偶数。在 NJ105－75 标准中规定 D ＝400，450mm ，Z ＝6；D ＝550，600mm ， Z ＝8

取 D ＝600mm,Z=8

3.2 凹板

凹板除配合滚筒起脱粒作用外，还应起分离脱出物作用。使脱下的大部分稻粒能很快地分离，可避 免和减少稻粒破碎，同时也减轻了分离装置的负担，要提高凹板的通过性，必需尽可能地加大凹板的有 效分离面积，也称筛孔率。

纹杆滚筒式脱粒装置常用的凹板结构有栅格式与冲孔式凹板。 钢板冲孔式凹板的优点是制造工艺简 单，但筛孔率仅 25～30％，分离率一般不超过 50％，而栅格式凹板的筛孔率为 40～70％，凹板分离率 可高达 75～90％，故栅格式应用普遍。

栅格式凹板由横格板，侧弧板，筛条等组成，一般为整体结构，包角a 超过 的凹板分成两段 或三段制造。通过调节机构可改变凹板与滚筒的间隙。凹板上的栅格板与筛条构成分离筛孔，横格板均 布时格板间的孔长（b ）约 30～40mm ，非均布为 30～50mm ，筛条间孔宽() a 为 8～15mm 。筛孔宽大 时，稻粒破碎少而漏下的未脱净穗与碎秸秆增多。横格板应用棱角，顶面一般高出筛条，使旋转滚筒对 作物冲击，振动充分发挥脱粒和分离作用，高度过大易使秸秆破碎增多。

凹板面积A 和凹板弧长l 对脱粒装置的脱粒和分离能力有显著影响，因而也与喂入量有关，其关系 式为： 2 (1) () 0.6 a q A Bl m q b - =³= …………………………………………（3‐3）

式中 B ―为凹板的宽度（m ）

l ―为凹板的弧长（m ）

q ―为脱粒装置的喂入量（kg/s ）

b ―为喂入作物中谷粒所占重量的比率

a q －当

b =0.4 时，单位凹板面积允许负担的喂入量；对脱粒机取 2.5～3，对联合收割机取 5～8。 要求脱粒装置具有较高的分离性能时取最小值，发动机功率较大可取最大值。

凹板宽度 B 等于滚筒长度L ，因此当滚筒长度确定后，即可求出凹板弧长l 。

弧长大脱粒分离能力加强，允许的喂入量增大， 生产率提高。 但相应的秸秆增多， 功率消耗也加大。