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1、微型玉米剥皮机设计 摘要 在玉米分段收获时，玉米剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的质量和质量等问题，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，并对其结构及技术参数予以设计。微型玉米剥皮机是收获玉米穗外表皮的一种机具，本机为4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它代替了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失，该机结构简单，调整方便性能可靠，生产效率高，可采用电动机、柴油机或三轮农用运输车发动机作动力，本机采用单相交流电动机作动力。剥皮装置中剥皮辊一般有螺旋铁棍和橡胶辊组成，铁棍对籽粒有严重损伤
2、，所以本机要求采用全橡胶辊。在满足剥净率 95以上。工作效率达到 1500kg/h，动力源 3kw 的设计要求的前提下进行设计。为达到设计要求，主要剥皮装置采用全橡胶的玉米剥皮辊，并且两辊高低设置，且可以根据玉米棒的大小不同调节两辊间的距离。这避免了传统设计方法中采用铸铁辊对玉米籽粒的损坏，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该机符合设计要求，并且在剥皮装置与传统方式上较传统设计有所改进，更适于在广大农村的推广应用。【关键词】 玉米剥皮机 剥皮辊 传动系统 动力源 1Title: Corns Clothes TakesOff MachineAbstract Atthedevide
3、dharvesttimethelaborforceofcornsclothestakeoffbyhardis to strong. It wastes time and decreases the quantity of the corn. To solve theproblem of corns clothes takeoff in our country we designed the corns clothestakeoff machine includingthe structure and thetechnical parameterdesign. It is amachine th
4、at take off the corns clothes. It has four types respectively for singleunionofseveralandbigharvest.Themachineinsteadofthetraditionalhandedlaborreduce the peoples labor strength raise the efficiency and prevent the cornsdamage. The structure of the machine is simple. The machine is easily adoptedrei
5、able and efficiency. The power of the machine can use electric motor、dieselengine and the power of agricultural car.This machine adoption list mutually thealternatecurrentmotivemakesthemotive.Peeltoequiptowintopeelthesonoftohavethespiralironcastingsonofandtherubbersonoftoconstitutegenerallycastiront
6、hesonoftohaveseveritytotheseedgraintohurtsothismachineadoptionthewholerubbersonof.Designedunderpremisethatmustbegetgo95oftakeoffrateandefficiencyrequirednolessthan1500kg/hpowernomorethanorequality3kw.Forgettotheserequirementsmaintakeoffpartmakesuseofrubbercylinderand they are installed updown. It is
7、 more reasonable than orthodox way. Thetransmissionsystemmakesuseofbinaryleveldecreasingvelocity.Viacomputedandchecked the machine is right. Specially it is better than forming designing.Worthwhileitiswidelyappliedinrural.Key words: Corns clothes 、 Takeoff Machine 、 Cylinder 、transmissionsystem、 Pow
8、erresource 目录摘要1Abstract2引 言11 题目来源及技术要求1 1.1 任务来源1 1.2 剥皮机的设计要求如下2 1.3 玉米剥皮机结构简介22 总体方案的分析3 2.1 剥皮的工艺过程3 2.2 方案的选择3 2.3 主要工作部件形式的选择33 总体配置的确定4 3.1 机架的配置4 3.2 传动系统配置54 剥皮装置的确定6 4.1 剥皮辊长度确定6 4.2 剥皮辊生产能力的确定6 4.3 剥皮部件的设计75 执行部件及机架设计8 5.1 果穗料斗的设计8 5.2 机架、连接架的设计96 传动部分设计10 6.1 玉米果穗在剥皮辊间的受力分析10 6.2 皮带传动的设
9、计计算及校核11 6.3 齿轮的设计13 6.4 轴的强度校核与设计计算20 6.5 键的选择22 6.6 轴承的选择22 6.7 电动机的选择227 6YBJ4 型玉米剥皮机的保养、使用、调整及修复23 7.1 每日技术保养23 7.2 传动装置的使用和调整23 7.3 机器的保管24 7.4 工作部件损坏的修复和调整24总结25参考文献26表 127表 228表 329表 430 引言 （1）前苏联玉米剥皮机的概况 前苏联的玉米 国内外玉米剥皮机的概况：种植面积达 1200 万 h 仅次于美国的种植面积。由于生产需要，研制了 O 4B型玉米剥皮机。随着农业机械化的发展，又研制了 O 5、O
10、 15、O 15C、 （2）美国玉米剥皮机的概况 美国玉米种植O 15 和 O 5 等多种?婊既澜缬衩字种裁婊?37， 在 由于生产过程对机械化得迫切要求， 1885年就研制成功了场上作业的玉米剥皮机；1908 年又研制了田间摘穗剥皮机；现在已经向联合自走的方向发展。 （3）我国玉米剥皮机研制现状 从 20 世纪 50 年代开始，我国进行玉米剥皮机的研制工作。如丰收2 卧、丰收2 立和4YBJ2 型的田间玉米摘穗剥皮机。60 年代，中国农机院与黑龙江农业机械化研究所协作设计了 YD3 型玉米剥皮机。70 年代，黑龙江省红兴隆国营农场管理局设计了场上玉米剥皮机。1979 年，辽宁省农业机械化研究
11、所研制的 4YB2 型玉米收获机及吉林农业机械化研究所研制的 4QY2 型玉米收获机都配置了剥皮机构。 根据设计任务书的要求，微型玉米剥皮机是一种专玉米表皮的专用机械。这种机械主要针对农村的广大农民用户使用，所以此机械必须具有如下特点： （1）操作简单， 便于广大农村用户的使用， 零部件尽量采用标准件，便于安装和维修。（2）整机安装，结构简单，成本低而且动力的选择要符合农村的实际情况，因此动力尽量安装电动机或者柴油机。 （3）本机还要有较高的生产率，较低的籽粒破碎率，较高剥净率。因此，本机的设计根据农村不同用户的使用要求，设计了不同的类型。 在动力选择上，采用电动机与柴油机互相通用的形式，但不
12、同的是由于小四轮的本身特点， 在是哟个柴油机作动力时要有一个转向节连接，而使用电动机则可直接安装在机架上。 在生产率方面，根据不同用户的使用要求，现已有 2 对辊、4 对辊两种不同生产率的机型。本机为 4 辊机型，可满足单户、联户和种粮大户使用。它替代了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂损失， 该机结构简单，调整方便，性能可靠，生产效率高。此种机械的研制成功，大大减轻了农民的劳动负担，为了广大农民节省大量时间，降低了劳动强度，也 成为农民致富的途径之一。1、题目来源及技术要求：1.1 任务来源： 根据农村当前的生产实际情况，农
13、业机械的使用还没有普遍推广，尤 其是在像东北这样的产粮大区，农民收获的粮食由于不能及时得到农业机 1 械的支援，而只能用传统的手工劳作，这样使得农民在秋季可谓苦不堪言。 特别是对于玉米这一高产稳产的作物，在东北地区特别是我省由于有大量 的播种面积，而这种作物的本身又是一种劳动含量较高的作物，因此，对 于各种玉米所用的农业机械已迫在眉睫，而玉米生产过程中的播种、耕管 机械已基本解决，而收获机械却仍是一个空白，农民收获季节由于都是用 传统的手工劳动，所以强度特别高，特别是玉米的剥皮，不但时间长，且 占用劳动力多，工作效率又不高，如不及时剥皮，还易使玉米发霉、变质。 所以，玉米剥皮机不但具有广泛市场
14、，而且极易推广，又能解决农民的当 务之急，使农民在玉米的收获季节不再为玉米剥皮而犯难了。1.2 剥皮机的设计要求如下： 1、玉米穗喂入时，其轴线的方向应与剥皮辊轴线的方向一致。为此，在喂 入装置与剥皮辊之间需设置导槽。 2、剥皮辊轴线与水平面得倾角直接影响玉米穗的下滑速度。在装有压送 器的情况下，常用 12。 3、剥皮辊表面与压送器顶端间的配置间隙应略小于玉米穗的直径，并可以 调节。 4、配套动力主要以电动机为主，也可以与农村广泛使用的小四轮拖拉机配 套，主要不同点是与小四轮配套有一个特殊的传动总成。 5、性能指标要求：苞叶剥净率要求达到 95以上，而在剥皮过程中脱净率 ，并尽量减少籽粒脱落。
15、 6、经济指标：尽量降低成本，增大工作时的生产效率。每对剥皮辊的生产 率为 1500kg/h同时根据不同用户的需要有两对辊、四对辊、八对辊等不 同机型。 7、尽量采用通用件，提高通用化程度，降低生产成本。1.3 玉米剥皮机结构简介 （1）剥 玉米剥皮机主要由剥皮机构、压送器和果穗分布装置等组成。 皮机构主要部件为剥皮辊，其作用是清除茎叶混合物和剥掉果穗表皮。其 原理是相对旋转的一对辊子抓取并剥掉在其上运动的果穗的表皮，同时把 表皮和茎叶混合物拽到辊下，剥掉表皮。剥皮辊间隙时由压缩弹簧来保证 的，不用经常调整。（2）压送器对改善果穗剥皮质量，提高剥皮装置生产 率是极其重要的，它把果穗压向剥皮辊表
16、面，从而增大剥皮辊对果穗的摩 擦力，并促使表皮蓬松和使剥皮辊更好地抓取表皮，而后周期性地放松压 向剥皮辊上的果穗，以使其性能绕自轴转动，从而使果穗向四周的表皮与 剥皮辊接触，促使果穗在剥皮时翘起来，这样有利于避免果穗端部掉粒。 因本机采用全橡胶剥皮辊，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使 2 用，由于橡胶摩擦系数较大，因此不必另加压制器。2、总体方案的分析2.1 剥皮的工艺过程 采用人工上料，人工喂入，机械剥皮，最终使果穗和表皮分离。在这 过程中之所以采用人工上料和人工喂入主要是如果采用自动喂入会使机器 的成本和造价会大大地提高而农民对这种机械由于价格的增设而使购买力 下降。配套动力源采用
17、 Y 系列三相电动机，主要工作部件选用全橡胶的玉 米剥皮辊，传动部分使用带传动和直齿轮传动。2.2 方案的选择 在设计过程中也曾考虑过采用自动喂入，但这种机械虽然在效率上有 所提高，但同时它也将提高机器的成本，从而使购买力下降。而采用人工 喂入虽然不如自动喂入效率高，但也比手工大大的提高，而且适合大多数 农民的经济能力。之所以采用 Y 系列电动机，是因为 Y 系列电动机是目前 最常使用的，而且价格合理。剥皮部件采用全橡胶的剥皮辊，不但不影响 剥净率而且由于橡胶比较有弹性不会损伤籽粒。传动部分由于该机比较简 单所以选用直齿轮既可。2.3 主要工作部件型式的选择 剥皮机主要核心部件是剥皮装置，传统
18、式剥皮装置采用一支铸铁螺旋 齿辊和一个橡胶螺旋剥皮辊配对使用，两对辊的中心距 a66.75，且两对辊 形成以个槽形，一般采用两对或四对辊，为增加玉米穗与辊子的压力，在 剥皮辊的上方配有两组或三组压制器，多年来的实践证明，这种辊型的剥 净率最高能达到 85，籽粒破碎率高达 2，这是玉米剥皮机 推广的主要 原因。 94 年通过实验研究，设计出一种全橡胶的玉米剥皮辊，这种辊采用橡 胶制成，辊面带有螺旋凸棱，左右辊互相啮合，成对使用，由于橡胶摩擦 系数较大，因此不必另加压制器，且橡胶面有弹性布损伤籽粒，并在轴线 方向上布置有螺距为 2m 的螺旋线，果穗能沿线向下滑，再加上与支架本 身的倾角，使果穗能自
19、动进入下料斗，身产率较高，该装置已获得国家实 用型专利（专利号：942250133）新产品，直接利用剥皮装置专利技术，配 3 以传动系统、机架、动力源及上下料斗等部件组成。3、总体配置的确定 总体配置就是合理安排各部件位置和联接关系，确定动力的传动路线， 与电动机的联接关系，使机器工艺路线合理，并且便于使用，调整和维修， 同时机器外观造型要给人以美感。3.1 机架的配置 机架采用角钢焊接而成，如图 1 所示： 图 1 为了便于作业后的移动，在机架底部安装有四个行走轮，且在前面的 两个行走轮需要能够转向，这样使整机的移动更加方便，更便于生产中的 使用，考虑到成本方面的因素，行走轮及转向轮均可外购
20、，因为它并没什 么特殊的要求，只要能达到行走及转向要求即可，也可以本身自己制造。3.2 传动系统配置：3.2.1 利用电动机作为动力源时，只需一级皮带传动，然后再由一级齿轮传动 成降速过程，最后再由齿轮传动到主动轴上。3.2.2 根据实验得出，剥皮辊的最佳转速范围在 n300r/min350r/min这里我们 取 n333.3r/min电动机的转速为 1440r/min. 1440/333.34.32 根据高端传动比gt低端传动比，初定高端传动比 2.4 1.83.3.3 传动系统简图 2.4 1.8 所以 总降速比 i2.4 4.32 所以 直轴的转速为 n 333.33n/min 由于依实验数据得出结论，剥皮辊最佳转速范围为 n300350n/min 所以这一转数符合要求。 这二级减速及传动系统各部件的尺寸如.
