带式清选分级机的总体设计

摘要
随着农业机械化的发展，农作物种子清选机械也日趋成熟，基于摩擦分离清选机理及筛选分级机理，设计出了适用于大豆、红小豆、绿豆等作物清选作业的5XD-2.0 型带式清选分级机,其生产率为2t/h。

带式清选分级机在清选带清选过程中，首先将经过初步清选的大豆、红豆、绿豆等作物种子中杂质清除，尤其是对豆类中的碎半豆，虫蚀严重粒的清除达到了很好的清选效果，其次将清选后的大豆输送到分级机构进行分级筛选，并分别筛选出大、中、小三种豆粒。

本设计主要用于清选分级大豆，设计中简述了该机的工作原理，主要的技术参数及各部件的设计。

关键词: 清选机；带式；分级
Abstract
Along with the development of agricultural mechanization, agricultural seed cleaning machine also become more mature, based on friction separation and screening grading mechanism. cleaning mechanism was studied and designed for soy, red bean, mung bean crops, such as cleaning homework 5 XD - 2.0 type belt cleaning classifier, its productivity is 2 t/h. Belt cleaning classifier in the process of cleaning with cleaning, will first after the initial cleaning of soybean, red bean, mung bean crops such as seed, impurity removal, especially pieces of beans , insect damage serious particle removal achieved very good cleaning effect, the second after cleaning the soybeans to the classifiers classification screening, and screening large, medium and small three kinds of pea. This design is mainly used for cleaning grade soybeans, introduced in the design of this machine working principle, main technical parameters and the design of the parts.
Key word: Qing separator；Belt；Grade
目录
摘要 (I)
Abstract .................................................. I I 前言..................................................... V II 1 绪论................................................. - 1 -
1.1常用谷物清选机类型和清选原理..................... - 1 -
1.1.1清选机类型.................................. - 1 -
1.1.2清选原理.................................... - 1 -
1.2谷物清选机的应用现状............................. - 3 -
1.2.1国外状况.................................... - 3 -
1.2.2 国内清选机发展历程和存在的问题 ............ - 3 -
1.3谷物清选机的发展趋势............................. - 4 -
1.3.1国外发展趋势................................ - 4 -
1.3.2我国清选机发展趋势.......................... - 5 -
2 结构与原理........................................... - 6 -
2.1基本结构......................................... - 6 -
2. 2工作原理........................................ - 6 -
2.3 工作性能指标.................................... - 7 - 3带选分级机参数设计.................................... - 8 -
3.1输送能力的计算................................... - 8 -
3.2清选带宽度的确定................................. - 9 -
3.3清选能力的计算.................................. - 10 -
3.4清选带不打滑的条件.............................. - 10 - 4传动系统的设计....................................... - 12 -
4.1电机的选择...................................... - 12 -
4.2带传动的设计计算................................ - 12 -
4.2.1确定计算功率............................... - 12 -
4.2.2选择V带的带型............................. - 12 -
4.2.3确定带轮的基准直径d并验算带速v ........... - 12 -
4.2.4确定中心距a，并选择V带的基准长度L d ....... - 13 -
4.2.5验算小带轮上的包角α1...................... - 13 -
4.2.6确定带的根数............................... - 14 -
4.2.7确定带的初拉力F0........................... - 14 -
4.3滚子链传动的设计计算............................ - 14 -
4.3.1选择链轮齿数............................... - 14 -
4.3.2计算当量的单排链的计算功率P ca .............. - 15 -
4.3.3确定链条型号和节距p ....................... - 15 -
4.3.4计算链节数和中心距......................... - 15 -
4.3.5计算链速v，确定润滑方式 ................... - 15 -
4.3.6计算链传动作用在轴上的压轴力F P............. - 16 - 5斗式提升机的设计..................................... - 17 -
5.1类型和结构...................................... - 17 -
5.2工作原理........................................ - 18 -
5.2.1进料方式................................... - 18 -
5.2.2卸料方式................................... - 18 -
5.3 主要的性能参数................................. - 19 -
5.3.1生产率（即输送量）......................... - 19 -
5.3.2功率....................................... - 19 -
5.4主要部件的设计选用.............................. - 20 -
5.4.1畚斗....................................... - 20 -
5.4.2主动滚筒和从动滚筒......................... - 20 -
5.4.3皮带张紧装置............................... - 20 -
6 螺旋输送器的设计.................................... - 22 -
6.1分类和结构...................................... - 22 -
6.2主要性能参数.................................... - 22 -
6.2.1生产率（输送量）Q .......................... - 22 -
6.2.2所需功率................................... - 23 -
6.2.3主要结构参数............................... - 23 - 7圆筒筛分级器的设计................................... - 24 -
7.1分类和结构...................................... - 24 -
7.2主要工作参数.................................... - 24 -
7.2.1圆通筛直径D和长度L ....................... - 24 -
7.2.2转速....................................... - 24 -
7.2.3倾角....................................... - 24 -
7.2.4筛子的类型及尺寸........................... - 25 -
8带选分级机其它部件的设计............................. - 26 -
8.1分量器的设计.................................... - 26 -
8.2 清选带的设计................................... - 27 -
8.3 清选带辊轴的设计............................... - 27 -
8.4 倾角调解装置的设计............................. - 28 -
8.5清选带张紧装置的设计............................ - 29 -
8.6电动机的张紧装置................................ - 29 - 结论.................................................. - 31 - 参考文献.............................................. - 32 - 致谢.................................................. - 34 - 附录.................................................. - 35 -
前言
近几年，农业种植结构调整和加入WTO都对我国农业机械化产生了较大的影响，我国农业机械产品的升级换代和产品结构调整势在必行，农业机械化进入了一个调整发展的新时期。

现代农业和人类生活越来越注重种子和粮食的加工品质。

收获后的种子或粮食中有许多不需要的掺杂物，如杂草种子、秸秆、石子、其他作物籽粒以及未成熟的、破碎的、退化的、病害损伤的、机械损伤的种子或粮食。

种子或粮食经过清选机的清选加工处理，去除掉不需要的掺杂物，并对种子进行分级,不但可以使种子或粮食籽粒均匀饱满，且容重、千粒质重、净度、种子发芽率等有较大提高，从而提高种子和粮食质量、节约种子，而且有利于种子的储藏、运输及机械化作业,增强种子在市场上的销售竞争力。

因此，清选机产品对农业结构的调整和农民收入的增加有着十分重要的作用。

1 绪论
我国正处于社会主义初级阶段，农业生产力相对落后，有效需求不足，农民普遍收入较低。

农村分散经营的生产体制(尤其南方丘陵地区的生产特点)决定了在今后一段时期内，仍然要以中小型清选机为主要的研究和推广对象。

由于我国经济发展的不平衡性，东部、中部和西部地区对产品、技术的需求存在递进的趋势，在市场开发上有滞后的特点，这决定了经济实用、多功能、回收率高的中小型农机具有较好的发展势头。

在东北、华北、西北的商品粮棉基地地区，粮食清选机生产企业较多，根据北方的区域特点，大部分研制推广大中型清选机。

不论是北方还是南方，为了提高劳动力的转移速度和农民的生活水平，中小型清选机的研制与推广结合经济发展的速度和产业结构的调整，应逐步得到完善和提高。

1.1常用谷物清选机类型和清选原理
1.1.1清选机类型
谷物清选机的产品种类很多。

按清选原理分为常规清选法和电分离法。

常规清选法是利用种子的几何尺寸、空气动力学特性及比重等物理机械特性进行清选，主要有风选、筛选、风筛选、风筛窝眼选、比重选、窝眼选、风筛比重组合选、光电选、之形板选、螺旋分离器等10 余种几十个产品。

现在应用广泛的清选机有风筛式清选机、比重式清选机、窝眼筒式清选机、复式清选机4 大类。

电分离法是按生物学特性(种子发芽率、活力等)进行清选。

按清选对象分为稻谷、大豆(5XDF—1.型)、玉米、小麦、花生、油菜（5XY-1.5 型）、蔬菜种子、谷物种子、林木种子、牧草种子、油料种子等专用清选机以及多功能清选机(5XD-2 型)。

1.1.2清选原理
风筛式清选机
风筛式清选机主要利用种子与夹杂物的几何尺寸和悬浮速度差异进行筛选和风选。

筛选是根据种子几何尺寸的差异，配制适当规格的筛片，在筛片往复运动下
达到分离的目的。

筛选同时利用悬浮速度的差异去除轻杂。

风筛式清选机主要用于小麦、大豆、玉米等种子的初选和基本清选。

代表机型有5X-40（30/4.0）、5XP-3 、5X-3.0（1.0/5.0/7.0/30/50）、UB 系列种子清选机。

比重式清选机
比重式清选机主要利用物料中各成分的比重不同进行分离。

当具有一定压力的空气流过种子时，种子因与空气质量不同而进行升降分层，筛面的振动推动与筛面接触的较重种子从进料端至排料端向高处走，而较轻的种子向低处走，从而达到分离目的。

比重式清选机主要用于清选种子中外形尺寸与其相同而比重不同的各类轻杂和重杂。

如虫害的种子，发霉、空心、无胚的种子，以及碎砖、土、石块、砂粒等。

比重式清选机既可单机使用，也可为种子加工厂及种子处理中心配套。

比重式清选机又分正压式（如5XZ-3.0）和负压式（如5XZ1.0）两大类。

代表机型有TFQX66、TQSX70（100/150/200）、5XZ-0.5（1.0/1.6/2.5）、5XZ-3.0（5.0）、5XD-1.0(2.5)型、重力分选机微型系列422-SS、5XZC 系列种子加工车和5XZC-10 系列种子加工车。

窝眼筒清选机
窝眼筒清选机主要利用种子在窝眼筒做旋转运动时，种子、杂质长度尺寸和运动途径不同来达到分离长杂、短杂的目的。

喂入筒内的种子进入窝眼筒底部时，要清除的草籽、碎种子等短杂陷入窝眼内并随旋转的筒上升被排出。

而未入窝眼的种子则沿筒内壁呈螺旋线轨迹向后滑移从另一端流出，要清除的长杂沿窝眼筒轴方向移动从另一端排出。

在种子加工流程中，窝眼筒清选机既可作为分离长短杂的精选主机，又可作精选中的种子分级机使用。

代表机型有5XWS-1.5 和5XW-3.0(2.5)。

复式清选机
复式清选机主要是利用种子的外形尺寸和空气动力学特征进行精选。

首先，通过改变吸风道截面积的大小，得到不同的气流速度分离轻重杂质；然后，利用种子和混杂物几何尺寸的差别，通过一定规格的筛孔来分离杂质和瘦弱籽粒；最后，通过窝眼筒按种子的长度不同分离长杂、短杂，达到分离的目的。

代表机型有5XF-1.5（/0.5/0.7/1.3A）、5XF -5.0(3.0)、5X-2.0、5XQ-3.0、5XFZ-5（4/15）和TSQZ100。

1.2谷物清选机的应用现状
1.2.1国外状况
目前，在欧美发达国家已形成多种系列化的种子清选机，其有清选净度高、分级效果好、工艺精良、性能稳定、可靠性强、噪音相对较低的特点，除传统的机械调节外，现已开发出液压调节系统，操作更加灵敏。

比较著名的比重式清选机生产厂家有奥地利的HEI平共处D公司、丹麦的WESTRUP公司、德国的PETKUS公司、美国OLIVER公司、LMC公司和CRIPPEN公司。

20世纪70年代以来，种子加工业的兴起使风筛式清选机在一些发达国家有了较快的发展。

其中，西欧、北美的一些国家，如丹麦、瑞典、奥地利、瑞士、意大利、德国、美国等，在生产和使用方面均居领先地位。

目前，制造风筛式清选机的厂家很多，其中以美国的布朗特(BLOUNT)公司、德国的勒贝尔(ROBOR)公司、丹麦的达马斯(DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼(BALLARINI)公司历史较为悠久，它们生产风筛式清选机已有100多年，其产品经久耐用、性能可靠。

这些公司的产品除满足国内需要外，还远销世界各地。

它们在技术上各有发展，产品也各有特点。

1.2.2 国内清选机发展历程和存在的问题
我国对粮食清选机械的研究、生产起步较晚。

20 世纪50 年代引进首批样机，最早的产品是手动风车、溜筛,生产率低、清选效果不佳；60 年代的产品是电动扬场机，虽提高了生产效率，但清选效果仍不理想；70 年代开始了对粮食振动分选机、滚筒筛选机的研制；80 年代，进入了新的发展阶段，在引进消化国外清选机械先进技术的基础上，研制出了具有一定先进水平的粮食清选加工机械；进入90 年代，新技术、新产品、新工艺不断涌现，为粮食清选加工业的发展提供了技术保证。

经过半个多世纪的发展，基本形成了具有我国。

特色、适应我国广大用户需要、品种规格较齐全、自行研究和生产的加工体系。

比较好的产品有石家庄市绿炬种子机械厂生产的5XJC-3A 种子清选机、无锡市天地自动化设备厂生产的5X-3 风筛式种子清选机、青岛亚诺机械工程有限公司生产的5XD-3.0 风筛式清选机、佳木斯联丰农业机械有限公司生产的5XF-15 复式清选机、
石家庄三立谷物精选机械有限公司生产的5XZC-3A 种子清选机、石家庄市科星清选机械有限公司生产的5XZC-5 种子清机选、河北省种业集团种子机械有限公司生产的5XZ-3 种子清选机。

从历年的国家监督抽查结果来看，大部分产品主要性能指标均能达到企业明示执行标准的要求，基本能满足用户需求。

抽查中也反映出清选机产品目前存在的差距：首先，产品对物料的清选加工范围不大，大部分产品只适用于几种主要作物，如水稻、小麦、玉米、大豆等清选加工，对花卉、烟草、牧草种子、葵花种子等的清选效果不十分理想。

其次，产品质量与国外产品相比，在原材料质量、加工工艺、企业加工能力、加工成套设备的配套性、新技术开发应用方面都存在一定差距。

此外，企业的技术进步缓慢，产品与当前用户的多种需求(加工物料多样化、精细化)不相适应。

2002 年第4 季度国家监督抽查清选机，国家质检总局2003 年3 月10 日公布了清选机的国家监督抽查结果：清选机产品抽样合格率为58.3%，产品质量水平有待进一步提高,产品安全性问题较为突出。

安全防护装置不规范，整体制造、装配质量不高，产品振动大，可靠性较低。

如5XZ-1.0 和5XZ-2.5负压重力式清选机，由于能耗、噪音较大，振动不易平衡，操作不便，目前已逐步被淘汰。

总的来说，我国现有的清选机普遍存在的问题：一是功能单一、适应性差；二是技术性能不稳定；三是产品零部件制造水平低、工艺设备落后，产品可靠性差；四是产品的安全性差，产品外观质量较差。

因此，清选机不能很好地满足我国现阶段的实际需求。

1.3谷物清选机的发展趋势
1.3.1国外发展趋势
从世界范围内看，随着生物技术、生产技术的提高，各种谷物的产量正不断增加。

国外的清选机正依照本国的特点，向着大型化、机电一体化、智能化、更可靠、更安全的方向发展。

一些发达国家不断将高、精、尖技术应用到农业机械上来，农业机械正向智能化方向发展。

在设备的操作方便性方面，国外重力式清选机都设置了仪表，能直接显示调节数据，不停机集中控制，使其操作方便、灵敏，智能化加
强。

1.3.2我国清选机发展趋势
我国的谷物清选机为了弥补自身不足，主要在基本结构装置上做了改进，使其向安全、利用率高、改善工作环境、降低劳动强度、提高工作效率、操
作方便及智能化等方向发展。

如对主要清选部件清选筛筛片、清筛机构、减振系统进行改进，对传动系统进行改进。

当前的清选机有些采用双振动电机驱动，可改用两台型号规格完全相同的振动电机同步驱动。

采用正压多联风机结构降低了噪音，风选效果好。

采用封闭筛箱或全封闭钢架结构，以增强安全防护性。

到目前为止，清选机大都采用手动控制，应逐步向自动控制系统转化。

2 结构与原理
2.1基本结构
该机主要有进料口、机架、提升机、分量器、带选机构、传动机构、螺旋输送器、筛选分级机构、电机等组成。

1.斗式提升机
2.提升电动机
3.分量器
4.斗式提升机
5.圆筒筛分级器
6.螺旋输送器
7.支撑架 8.清选带 9.地轮 10.传动系统电动机 11.清选传统系统 12.提升传动系统
图2-1 带式清选分级机整体结构
2. 2工作原理
将经过初选后的大豆种子倒入进料口，进料口与提升机相连，经过提升机提升
进入上面的分量器，分量器再将进入的大豆种子平均分配给与分量器相连的七个输粮管。

七个输粮管的另一端是七个倾斜的清选带，由于清选带是倾斜的，并且从前向后行进中，致使豆粒与杂志在不同摩擦力的条件下产生了不同的运动，圆粒和椭圆粒的大豆种子由于摩擦力小，从清选带的低端滚落，残粒种子及杂质将沿着清选带从后端落下，这样经过初选的大豆种子就实现再次清选。

从清选带上滚落的大豆种子，进入清选带下面的螺旋输送器，螺旋输送器将落下的种子统一输送到一端的另一个提升机。

大豆种子经过提升机提升进入滚筒式筛选分级装置，滚筒上均布着两段有不同尺寸筛孔，前一段筛孔小，后一段筛孔大。

大豆沿着带筛孔的滚筒向前行进的同时，比筛孔直径小的豆粒从滚筒落下分别进入其相应的料斗。

这样经过精选的大豆又实现了分级。

2.3 工作性能指标
表2-1 5XD-2.0 型带式清选分级机的主要技术参数
项目参数
外形尺寸(长×宽×高)/mm 3632×3271×3401
配套动力/ Kw 2.2
生产率/T/h 2～2.5
皮带速度/ m·s-1 0.25～0.5
倾角调节/°全方位可调，2～10
清选率/% ≥98
伤选后净度/% ≤99%以上
3带选分级机参数设计
3.1输送能力的计算
分选带是带选机的主要部件，其质量与性能的好坏直接影响着分选质量。

经试验设计出具有网状粗糙表面的环形橡胶带，耐低温，在-30 ℃能正常工
作。

本机分选结构为七联式，即原粮大豆经过七层传送带清选，以达到最佳清选效果。

七联清选带倾斜角度由角度调整机构完成。

用连续运输机的质量生产率的计算公式来导出管式皮带输送机输送能力的计算公式。

连续运输机的质量生产率公式为:
qv qv Q 6.31000
3600
==
（3-1） 式中: Q —输送量, t/h
v —输送带运行速度, m /s q —每米长度上物料的质量, kg/m
设物料在圆管内堆积的断面面积为F (m 2), 物料的堆积密度为ρ(t/m 3) , 则
ρF q 1000= （3-2）
圆管的断面面积204
d F π
=，装料充满系数为φ, 则φπ
φ204
d F F =
=，代入上式
中得
φρπ2
4
1000d q =
（3-3） 将（3-3）式代入（3-1）式中, 得到带式输送机输送能力计算公式为：
v d Q φρπ2900= （3-4）
式中：Q —输送量,t/h d —管径,m
φ—充满系数,φ=50%～75% ρ一物料的堆积密度,t/m 3
v —输送带运行速度,m/s
3.2清选带宽度的确定
橡胶输送带是一种弹性体, 卷成管状后，如果带的两边缘不重迭起来, 则在没有托辊支承的部位, 圆管就会张开口, 物料就要从开口处飞散、撒落和泄漏, 达不到密封运行的目的。

因此输送带形成管状后, 两边缘必须要有一定的重合长度, 称为重合量。

重合量的大小对输送带卷成管状、密封性能以及弯曲运行都将会有很大影响。

重合量过小, 圆管在运行中容易张开, 密封不严。

重合量过大, 给输送带形成管状造成困难, 甚至会无法形成管状。

因此, 重合量大小一定要合适。

输送带宽可用下式表示：
C A B += （3-5）
式中：A —圆周长,mm ，A=πd B —带宽,mm
C —重合量,mm
根据弓形图形求弧长的计算公式, 找出重合量与管径的关系。

求弓形弧长的计算公式：
αα
πr r C 01745.0180
==
（3-6）
式中：C —弧长,mm r —圆弧半径,mm
α—圆弧对应的圆心角,（o ）
将最小重合量和最大重合量所对应的圆心角值代入(3-6) 式得：
d d
d C 5.025701745.0201745.0min min ≈⨯⨯==α （3-7） d d
d C 86.02
9801745.0201745.0max max
≈⨯⨯==α （3-8）
则重合量与管径的关系(即重合量取值范围) 为()d ～0.865.0=C 代入3-5式得：
()()d d d B A B 4～64.3～0.865.014.3=+=+= （3-9）
令～464.3=pc K 则
d K B pc = （3-10）
为了保证正常清选条件下部撒料，清选带上允许的最大物料的横截面积S 按式
计算：
()[]6
tan cos θ
λ⨯
⨯-+=l b l s （3-11） 式中：b —清选带可用宽度，m ，B ≤2 m 时，b=0.9B-0.05 m ；
l —中间辊长度，m ，对于一辊、二辊的托辊组，l=0；
θ—物料的运行堆积角，查表《机械设计手册》：运行堆积角θ=5 °； λ—托辊槽角，b=0.9B-0.05=0.85 m ，选定λ=8°；
()[]93.06
5
tan 8cos 075.10=⨯
⨯-+=s （3-12） 解得S=0.93 m 2≤S max ，完全符合5XD-2.0 带选机设计要求。

3.3清选能力的计算
计算清选能力： ρρSvk I Q V 6.36.3== （3-13） 式中:v —带速，m ·s -1，清选带速要求在0.25～0.5 m ·s -1 之间，我们选择的数据是0.33 m ·s -1；
ρ—是被清选散状物料的堆积密度，ρ=0.125 kg ·m -3； k —倾斜清选机面积折减系数，按（GB/T17119—1991）计算；
()11
11k S
S k --
= ； （3-14） k 1—上部截面s 1 的减小系数；
θ
θ
δ2221cos 1cos cos --=k （3-15）
式中：δ—清选机在运行方向上的倾斜角，当δ=0时，上部截面积s 1 不存在。

θ—被清选物料的运行堆积角。

当δ=0 时，K =1。

根据Q=3.6I V ρ，解得Q=2.03 t ·h -1。

3.4清选带不打滑的条件
圆周驱动力F U 通过摩擦传递到清选带上，为保证清选带工作时不打滑，需要在回程带上保持最小张力F 2min ，按下式进行计算：
1
1
max
min 2-≥p
U e F F υ， （3-16）
经计算的F
2min
≥376.4N。

式中：F
Umax
—清选机满载启动或制动时出现的最大圆周驱动力；
F
Umax =K
A
F
U
，K
A
=1.3～1.7，F
U
经清选机所有阻力之和测算得出：F
U
=892.6N；
μ—传动滚筒与带人字形沟槽的清选带间的摩擦系数，干态时，μ=0.4～0.45。

4传动系统的设计
4.1电机的选择
根据清选能力，选配电机的型号为Y112M-6，额定功率P=2.2 kW ，转速n=940 r ·min -1。

4.2带传动的设计计算
4.2.1确定计算功率
计算功率P ca 是根据传递的功率P 和带的工作条件而确定的
P ca =K A P (4-1)
式中：P ca —计算功率，KW ； K A —工作情况系数，K A =1
P —电动机额定功率，KW ，P=2.2KW
P ca =K A P=1×2.2=2.2KW 解得 P ca =2.2KW 。

4.2.2选择V 带的带型
根据计算功率P ca 和小带轮转速n 1，选取普通V 带的带型。

选取SPA 型
4.2.3确定带轮的基准直径d 并验算带速v
4.2.3.1初选小带轮的基准直径d d1
根据V 带的带型，确定小带轮的基准直径d d1=70mm 4.2.3.2验算带速v
根据1000
601
1⨯=
n d v d π (4-2)
计算带的速度
式中：d d1—小带轮基准直径，d d1=70mm ； n 1—主动轮的转速，n 1=940r ·min -1
s m v /44.31000
60940
7014.3=⨯⨯⨯=
解得v=3.44m/s
4.2.3.3计算大带轮的基准直径 由d d2=id d1计算，取i=5,解得d d2=350mm
4.2.4确定中心距a ，并选择V 带的基准长度L d
初步确定中心距 5000=a 4.2.4.1计算相应的带长L d
()()0
2
122
10042
2a d d d d a L d d d d d -+
++
≈π
(4-3) ()()1650500
47035035070214
.350022
=⨯-+++⨯=d L mm 带的基准长度L d 根据L d0选取，L d =1600mm 4.2.4.2计算中心距a
传动的实际中心距近似为
2
0d d L L a a -+
≈ (4-4) 4752
1650
1600500=-+=a
考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，传动的实际中心距a=457mm 。

4.2.5验算小带轮上的包角α1
小带轮上的包角α1小于大带轮上的包角α2。

小带轮上的总摩擦力相应的小于大带轮上的总摩擦力。

因此，打滑只可能在小带轮上发生。

为了提高带传动的工作能力，应使
()o o
d d o
a
d d 903.57180121≥--≈α (4-5)
()o o o
o
90148516
3.572102701801≥=--=α
由上式解得α1=o 148，符合要求。

4.2.6确定带的根数
()L
A r ca K K P P P
K P P z α00∆+=
= (4-6) 由n 1=940r/min 、d d1=70mm 、i=3.8 查表的 P 0=1.6kw kw P 23.00=∆
为了使各根V 带受力均匀，带的根数选z=3
4.2.7确定带的初拉力F 0
计入离心力和包角的影响，可得单根V 带所需的最小初拉力为
()()2min 05.2500qv zv
K P K F ca +-=αα (4-7)
对于新安装的V 带，初拉力应为1.5（F 0）min ；对于运转后的V 带，初拉力应为1.3（F 0）min 。

4.3滚子链传动的设计计算
4.3.1选择链轮齿数
一般链轮齿数在17～114之间。

传动比i 按下式计算
2
1
z z i =
(4-8) 由于i=1，所以z 1=z 2=29
4.3.2计算当量的单排链的计算功率P ca
P ca =
P K K K p
z
A (4-9) 式中：K A —工况系数；K A =1
K z —主动链轮齿数系数；K z =1 K P —多排链系数，双排链时K P =1.75 P —传递的功率，P=2.2KW
带入得P ca =2.2kw
4.3.3确定链条型号和节距p
链条型号根据当量的单排链的计算功率P ca 和主动链轮转速n 1得到，链条选10A ，然后查表确定链条节距P=15.875。

4.3.4计算链节数和中心距
初选中心距a 0=（30～50）P ，取a 0=500mm 按下式计算链节数L p0
2
122100
222a p z z z z p a L p ⎪
⎭⎫ ⎝⎛-+++=π
(4-10)
节节，取9299.912
2929875.1550020==++⨯
=p p L L
链传动的最大中心距为：
()[]
212z z L p f a z p +-= (4-11)
式中，f 1为中心距计算系数。

4.3.5计算链速v ，确定润滑方式
平均链速按下式计算
10006011⨯=
p
n z v (4-12)
s m v /44.11000
60875
.1518829=⨯⨯⨯=
根据链速v ，选择滴油润滑
4.3.6计算链传动作用在轴上的压轴力F P
压轴力F P 可近似取为
e FP p F K F ≈ (4-13)
式中：F e —有效圆周力
K Fp —压轴力系数，对于垂直传动K Fp =1.05
5斗式提升机的设计
5.1类型和结构
斗式提升机是种子加工中常用的垂直提升设备，根据其结构形式有多种类型：按其安装形式，可分为固定式和移动式；按畚斗的形状可分为深斗式，浅斗式和无底斗式；按其牵引部件的形式可分为带式和链式。

考虑到此设计的具体要求，选用固定在清选机机架上的带式深斗式提升机。

斗式提升机主要有机头、机筒座、畚斗、传送带、驱动轮、从动轮、张紧装置、进料口、卸料口组成。

1.驱动滚筒
2.机头 3机筒座 4.卸料口 5.从动滚筒 6.张紧装置 7.畚斗
8.传送带 9.进料口
图5-1斗式提升机整体结构
5.2工作原理
斗式提升机的主要工作部件是牵引带和装在上面的畚斗。

在电机及传动系统的驱动下，固定在机头上的驱动滚筒带动牵引带及固定在上面的畚斗绕头轮和尾轮旋转，组成环状输送系统。

物料可逆向或顺向进入，被畚斗依次抓起，提升到顶部，在头轮运转产生的离心力或物料本身的重力作用下，从卸料口顺序卸出，完成垂直输送。

5.2.1进料方式
斗式提升机有两种进料方式，进料方向与畚斗运动方向一致即为顺向进料，反之为逆向进料。

顺向进料，物料流向畚斗背面，畚斗不能直接接料，因此运行阻力大，功耗增加，畚斗易磨损，当物料少时畚斗不宜装满。

因此，采用顺向进料结构时，应将进料口的位置降低，使进料口的尾部位于尾轮中心线以下，逆向进料时，畚斗运行方向迎着物料流如方向，物料直接进入畚斗，畚斗充满系数高，移动抓料阻力小，基座内存料相对减少，设计时应将进料口位置相对提高。

此设计采用逆向进料的方式。

5.2.2卸料方式
根据头轮直径和转速不同，斗式提升机有三种卸料方式：离心卸料、混合卸料和重力卸料。

根据头轮直径D和畚斗运行速度V，可判断卸料方式：
ν（4-1）
=
K
D
式中:K—速度系数
当K>2.2时，为离心卸料
当K=2.2时，为混合卸料
当K<2.2时，为重力卸料。

取D=250mm v=1.2m/s 得K=2.4为离心卸料
5.3 主要的性能参数
5.3.1生产率（即输送量）
νγϕ
λ
a Q 6.3= （4-2）
式中: Q —生产率，即输送量（t/h ）
λ—畚斗容积（L ） 根据提升机型号TD160尺寸选取，49.0=λ a —畚斗间距（m ） 选取28.0=a
v —畚斗的提升速度，即畚斗的线速度（m/s ） 取s m v /5.1= γ—物料容积质量（t/m3） 取h t /6.0=γ ϕ—充满系数 取6.0=ϕ
t Q 721.26.06.02.128.049
.06.3=⨯⨯⨯⨯
=
考虑到供料的不均匀性，实际输送量应低于理论计算输送量。

K Q Q S /= (4-3) t Q S 09.23.1721.2=÷=
式中：Q s —实际输送量
K —供料不均匀系数，取K=1.2~1.4，
5.3.2功率
斗式提升机驱动轴所需要功率由下列经验公式计算：
10367/ηQH N = (4-4)
式中：N 0—提升机驱动轴所需功率（kw ）
Q —输送量（t/h ） H —提升速度（m ）
1η—提升机效率，根据提升高度H 选用：当H<30m 时，7.01=η；当H=30-40m。