农业机械学课程设计-纹杆式脱粒装置设计-3KG(含图纸)

1设计目的

本次设计一个纹杆式脱粒装置，其喂入量为3kg/s。在设计纹杆式脱粒装置的过程中，要适用大小麦、水稻、釉粳、大豆、高粱、玉米和谷子等多种作物，我们要对滚筒和凹板作出合理的构思，细致的分析，公益性的考虑，并且进行零件的设计和计算，作出脱离装置的装配图，树立正确的设计思想，明确设计丝路，掌握设计方法。初步掌握结构分析、设计和计算的能力。

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3kg/s ，选滚筒直径D ＝550mm 。

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 ≥ ----------------------------------(1) 式中 q ―脱粒装置的喂入量（kg/s ），

0q -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0q ＝1.5～2.0，对T 型和型联合收割

机＝3～4，对直流型的滚筒长度随割幅而定。()03 1.003

q L m q ≥== 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。故在本次设计中取L=1200mm

纹杆根数Z可按下列式计算

------------------------------(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＝550mm,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 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，因而与喂入量有关，其关系式为:------(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）

―为喂入作物中谷粒所占重量的比率；

－当时，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。滚筒直径一定，加大凹板弧长等于增加包角，凹板包角过大时，易使秸秆缠绕滚筒。现有脱粒装置上凹板包角多数采用，少数达左右。在工作质量满意的前提下，凹板弧长取短些为好，一般弧长为350～700mm。

()()()2110.430.6000.60.65a q A Bl m q β--⨯=≥

==⨯ B=1.2 ()0.6000.501.2A l m B === l=500mm ，A=0.600

1800.5180963.140.300

l R οοαπ⨯⨯===⨯ 脱粒间隙：入口间隙为20mm,出口间隙为5mm. 96o α=，取整α=100°。

3.3 脱粒间隙与速度

滚筒凹板间组成的空隙称脱粒间隙。为使脱粒装置能适应不同品种和不同湿度的作物，脱粒间隙一般可调节。在通常情况下脱粒间隙按一定规律变化，在作物进口处的间隙大，出口处的间隙小，间隙比（入口间隙与出口间隙之比）为2～4。在作物能顺利喂入的条件下入口间隙可尽量调小，有利于提高脱粒装置的工作质量。常用的作物脱粒间隙范围见下表：

作物种

类

滚筒速度（m/s) 脱粒间隙（mm) 入口 出口 小、大

麦 27～32 16～22

4～6 水稻 釉 粳 24～26 26～30 16～

22 16～22

4～10

4～6

大豆 10～14 20～30

6～15 高粱 12～22 20～30

4～6 玉米 10～16 35～45

12～22 谷子 24～28

15～20 2～4 对作物的打击大，脱净率与分离率会提高，谷粒的破碎和碎秸秆增多，功率消耗加大。反之则小。当脱净率与分离率能满意时应选用较低的脱粒速度。各种作物常用的脱粒速度可参照上表。

3.4 凹板与滚筒的相对位置