《毕业设计（论文）采样用稻谷砻谷机设计（含全套CAD图纸）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）采样用稻谷砻谷机设计（含全套CAD图纸）.doc（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706采样用稻谷砻谷机设计学 生：指导老师：摘 要：采样用稻谷砻谷机是检验稻谷出糙率和稻谷品质检验时制备糙米样品的专用设备。砻谷机的性能、脱壳效果及糙米的破碎率将直接影响稻谷出糙率的检验结果。而直接影响脱壳效果和稻谷整精米率的关键因素，是砻谷机动力系统，传动系统和分离系统的设计以及制作胶辊的材料的耐用性。本文主要对采样用砻谷机的动力选型，传动方案的设计，砻谷机胶辊、清选分离装置以及喂料装置结构布局进行了描述，从而达到所需要求。关键词：传动机构；喂料装置；胶辊；分离系统；电动机；The Design of Rice H
2、ulling Machine for Sample CollectingStudent: Tutor: (College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract: The rice hulling machine for sample collecting is a special equipment to produce samples of brown rice for the rice out roughness testing and rice quality insp
3、ection. Its performance, shelling effects and broken rate of brown rice will directly affect the test of the rice out roughness. But the key factors directly affect the shelling and the rate of milled rice is the design of rice hulling machines power systems, transmission systerm and separation syst
4、em and the durability of the materials of the rubber roll.This paper mainly describes the dynamic selection of the rice hulling machine for sample collecting , the design of the transmission scheme, the hulling rubber roller and the structural depth of separating cleaner and feeding device,so as to
5、achieve the necessary requirements.Key words: Transmission; Feeding device;Rubber roller; Separation system;The motor1 前言1.1 研究目的与意义稻谷清理后，脱去颖壳的工序称脱壳，俗称砻谷。用于脱壳的机械砻谷机是碾米工艺中最主要的设备之一。采样用砻谷机是检验稻谷出糙率和稻谷品质检验时制备糙米样品的专用设备，砻谷机的性能、脱壳效率及糙米的破碎率将直接影响稻谷出糙率的检验结果。因此，本选题的研究意义在于解决实验室采样用砻谷机在稻谷脱壳后谷糙分离效果和易损件的耐用性的关键性问题。稻谷
6、喷施农药后在对药物残留进行采样分析时，分析过程前需要对稻谷进行砻谷处理，现有的小型砻谷机由于其工作效率过低，且工作故障多发等原因影响了砻谷效率，增加了取样的困难。因此有必要设计一种适应化学分析采样用的小型稻谷砻谷机。因此，本选题的研究目的是解决现有的实验用电动砻谷机生产效率过低，人工操作不方便的问题，从而设计合理的工作部件，使维修更方便。1.2 国内外研究现状2001年初，国家粮食局成都粮食储藏科学研究所根据国内外同类仪器的生产、应用情况，开始研制实验室采样用砻谷机，希望研制出符合我国国情，适用于稻谷品质检验的一次性脱壳率高、碎米率低的小型轻便、结构简单、操作方便、经久耐用的砻谷机。同年六月研
7、制出砻谷机样机；同年7月样机通过了国家粮食局办公室组织的关于对粮食质量检测仪器使用现状和技术性能进行调研测评测评，推荐全国使用。2002年获国家粮食局配置粮食检测仪器专项工作中标产品。2001年10月，国家粮食局正式下达了“十五”科技攻关计划项目新型检验用砻谷机、碾米机及便携式米质判定仪开发课题，要求在原有的检验用砻谷机基础上，进一步完善仪器性能，重点解决易损件的耐用性问题，同时提高仪器的准确性和重复性，实现产品批量化生产并建立应用示范。该砻谷机与2001年底开始试投产，现已形成批量化生产。该机选用的胶辊，一次脱壳率打97%以上，两次脱壳率可达100%；脱壳数量从几克至数百克，可连续进行；脱壳
8、后糙米皮无损伤，一般质量稻谷产生碎米率低于10%；该胶辊对米质无影响，不脱色；经久耐用，脱壳运行时间累积不低于1000h；仪器运行时不会有谷粒糙米粒蹦出，仓内不留存样品；脱壳后的糙米中谷壳存率低于0.5%；壳中含糙米粒率低于0.5%；胶辊间距可调：0-3.0mm；使用220v交流电，功率120W，整机重量约10kg。 布勒DRHC新型砻谷机的进料系统带振动喂料器，对物料有预加速作用，带独有的喂料点控制仪。辊下有导流板，分离器内装有挡料板，物料均匀分布。布勒砻谷机的机械化、自动化控制和监测系统在碾米技术中处于世界领先水平，代表了国际胶辊砻谷机最新的发展方向。关于胶辊材质，国外多采用辊径10英寸白
9、色橡胶，可以防止糙米被染黑。佐竹和布勒公司的悬臂式气压紧辊砻谷机，在松紧辊方式上都是采用气压装置控制的，但是在紧辊机构中有所不同。布勒紧辊机构把电动机和活动辊都固定在一个绕支承轴转动的框架上，通过砻谷机机体上的汽缸框架和电机重量共同作用实现活动辊的松紧状态。辊间压力的控制，通过料位器与之连接，断料可立即松辊，来料自动延时紧辊。谷壳分离装置是砻谷机的主要结构之一，对砻谷机的工艺效果产生重要的影响。佐竹公司砻谷机的谷壳分离装置时独立的风选装置，位于砻谷机底座，自带风机将脱壳后物料分离为谷糙混合物、稻壳和未饱满粒。布勒DRHC新型胶辊砻谷机不同于佐竹新型砻谷机，与以往砻谷机相比具有更显著优势。新设计
10、取消了第三类分离物出口，加大了观察窗，便于工艺观察取样，采用人机控制的操作杆进行准确调节。新型砻谷机完全符合人机一体化的设计理念，采用触摸屏装置，使机器的操作更简单可靠方便。新型砻谷机在机械化自动控制方面不断尝试和探索，特别是国内在传动装置中用三辊砻谷机代替齿轮变速箱传动和四辊砻谷机的研制，及降低生产成本减少维护费用，同时使砻谷的工艺参数也有极大提高。这些研究对稻谷加工行业技术进步起着重大促进作用，为新型砻谷机设计研究提供新的思路和参考。2 传动装置总体方案的确定总体设计的任务为拟订设计方案，选择动力机，确定传动比并合理分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计做
11、准备。 拟订传动方案:由于本次设计的要求是设计采样用稻谷砻谷机，工作环境一般用于实验室。还要充分考虑此类砻谷机应该利于搬动，重量不宜过大，工作时的噪音应该尽量减小到最小，我们用提高传动装置的效率的方式，从而来减少能耗，降低运行费用。在满足功能的前提下应尽量简化以降低费用。2.1 传动方案的确定本次设计的一个重点之一就是如何正确合理的设计传动装置，由于本次设计是设计一种实验室采样用稻谷砻谷机，所以保证此类砻谷机具有少能耗，高效率的特点则显得有为重要，因此有2种方案可供选择，第一就是选用齿轮传动，齿轮传动具有承载能力大、瞬时传动比恒定、传动比范围较大（既可用于增速传动也可用于减速传动，最高转速已达
12、106 r/min）、节圆圆周速度和传动功率变化范围大（可以用于v40m/s的高速传动，也可用于中速和v25m/s低速传动；传递功率可以小于1W，也可以高达106kW）,传动的效率较高（一般可以高达90%，渐开线圆柱齿轮的效率可以高达99%）、结构比较紧凑，适于近距离传动等优点，因而应用十分广泛。齿轮传动的主要缺点是，因两轮的中心距不能随两辊的中心距任意改变，所以噪声大，油污重和配件的规格多【1】。第二就是选用双面同步齿形带传动。它是依靠啮合传动的，在齿面上有与带轮啮合的梯形齿的皮带，综合了带传动和链传动的优点。齿形带通常是以钢丝绳为强力层、已聚氨酯或橡胶为基体、工作面上带齿的环状带。工作时，
13、带的凸齿与带轮外缘上的齿槽进行啮合传动。由于强力层承载后变形小，能保持齿形带的周节不变，故带与带轮之间没有相对滑动，从而保证了同步传动。因此，它在机电一体化系统所代表的精密仪器、计算机外设、数控设备等各类产品中得以广泛应用。与一般的带传动相比，齿形带传动的优点是：传动过程中无相对滑动，可保持恒定的传动比，传动精度较高。工作平稳，传动速度高，线速度可达4080m/s。带轮直径小，传动比变化范围较大，可达1020。不靠摩擦传动，所以预紧力小，传动轴的径向压力小，且传动效率高，可达98%。噪音小，不需润滑。缺点是：成本高于带传动。中心距离要求严格，安装要求高。工作温度范围为-2080，散热性差。以往
14、的砻谷机大多采用三角或六角带传动，传动效率低。采用双面同步齿形带传动，由于减少了皮带传动的打滑现象，从而提高了传动效率，使机器运行更平稳【2】。2.2 传动装置的合理布局许多传动装置往往需要选用不同的传动机构，以多级传动方式组成，而传动先后顺序的变化将对整机的性能和结构尺寸产生重要影响，必须合理安排。若用V带传动，则为2级传动。先由电动机输入，通过齿形带带动快辊，再由快辊带动慢辊，并有张紧轮张紧。2级传动不仅结构复杂，而且传动的效率低。砻谷机两辊的转速较高，速比不大，采用同步带传动完全可以简化为1级传动，由电动机直接驱动快慢两辊。砻谷机的转速与4极电动机基本相等，慢辊的转速约为快辊的0.85倍
15、。转速高、速比小有利于带传动的设计，可以适当提高带的线速度，以减小传动带的宽度。所以初步拟订的传动方案如图1所示。2.3 电动机的初步选择 根据本次设计的具体要求，要求输入的功率在150W以上，且为单相电动机，所以初步选定电动机为550W型号为YL712-2，其转速在3000r/min【3】。2.4 确定传动比 根据上面电动机的初步选择，电动机的转速在3000r/min，设快辊转速为1450r/min所以便可确定总的传动比为 i0=n0/n=3000/(14500.85) = 2.43 （1） 由于两辊间的减速传动比为i1=1.18，知道总的传动比为2.43根据公式 （2）所以电动机到快辊的传
16、动比为i2=i0/i1=2.43/1.18=2.06，所以i2值符合带传动比的正常范围。图1 传动原理图Fig.1 Transmission principle picture3 计算传动装置的运动和动力参数3.1 各轴的转速此处已删除如果要使混在大糠中尚有价值的物料充分降落下来，就必须加长分离室的有效长度，使物料有足够的降落时间。8.2 改进后的分离机构的优点 （1）分流淌板加高到适当的位置后，能把谷糙充分拦截在谷糙分流区域，并减小了吸风道截面积，加大了此区域的风速，把稻壳、碎粒、瘪谷充分吸走，使谷糙混合物不含稻壳。 （2）由于改变了吸风口变缩管的安装位置，增加了分离室有效长度，使稻壳中的碎
17、粒、瘪谷有足够的时间充分降落下来，并在补气口所进气流的作用下扬弃稻壳片，进一步净化降落下来的瘪谷和碎粒净化率达100%。 （3）分离出去的稻壳，经过检验无一粒有食用价值的粮粒。 （4）减少了瘪谷处理量，大大降低了劳动强度。 （5）出糙率比原来增加0.13%。改进后的分离机构如图9所示。1.吸风口 2.瘪谷淌板 3.补气口 4.瘪谷出口5.谷糙出口 6.分流调节板 7.调节淌板 8.反击板图9 改进后的稻壳分离室Fig 9 Improved rice husk separation chamber9 电路部分的设计电路部分也是本次设计一个内容之一，在电路部分的设计中我主要采用的是继电器进行控制，
18、因为继电器继电器的主要优点是：(1)无运动零部件，无机械磨损，无动作噪声，无机械故障，可靠性高；(2)无燃弧触点，无触点间的火花、电弧，无触点抖动和磨损，对外干扰小；(3)开关速度迅速，动作时间可达10-3S以下；(4)灵敏度高，控制功率小，可达10-3以下，能很好地与TTL、CMOS电路兼容；(5)抗冲击振动性能优良，容易实现“零”压切换；(6)一般用绝缘材料灌封成全封闭整体，所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能，防爆性能也极佳；(7)半导体器件作为开关工作，寿命长；(8)易实现附加功能。所以用继电器控制不但方便而且高效，具体的连接方式如图3所示图10 电路原理图Fig.10 Circuit
19、schematic此种电路图是通过改变绕组的线圈数，来控制单相电机的开启与关闭，三角形连接是开启，星型连接是关闭。10 胶辊砻谷机的噪声控制10.1 砻谷机噪声增大的原因（1）机体的密封性不好，有漏洞或缝隙，其中主要有以下几个地方： a.活动辊传动摇臂密封盖与墙板密封不严实或出现漏洞。 b.料斗盖板有缝隙。（2）压铊式传动框架在脱壳时产生振动或传动皮带打滑，产生噪声。10.2 降低砻谷机噪声的措施（1）机械总体降噪声、防噪声设计 低噪声砻谷机的总体设计中，以同步带传动代替一般的齿轮箱传动。目前国产砻谷机的齿轮箱为增速齿轮箱，最高转速大于1600r/min，形成较高的噪声源，不用齿轮箱对降噪有用
20、。 低噪声砻谷机又以压铊式代替气压式结构，一方面使结构大为简单，同时又排除空气压缩机的噪声源。 这样的总体布局，使砻谷机除脱壳噪声外，其他噪声源可以基本消除。（2）隔绝密闭结构 砻谷机噪声传播途径有二：空气传声和固体传声。由于目前一般砻谷机机体没有密闭结构，因此砻谷机噪声主要由空气传声。 在砻谷机低噪声设计中，胶辊室采用密闭式结构。如图12所示 图11 砻谷机上部结构示意图Fig 11 Sheller upper schematic11 总结通过本次毕业设计是我充分认识到，这次设计其实是综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识的过程。通过
21、设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，培养了我分析和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了全面的机械设计基本技能的训练。另外通过本次设计使我领悟出机械设计的一般进程为：设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这个过程则在设计过程中肯定会多走弯路。在设计过程中我们在独立完成的同时，要时刻跟指导老师沟通和请教，要掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的各个阶段是相互联系的。设计时
22、，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以，设计要边计算、边绘图，反复修改，设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。在课程设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规格，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需圆整为标准尺寸。同时设计中应减少材料的品种和标准件的规格。另外，通过本次设计，使我运用各种
23、机械绘图软件的技能得到了很大的提高，也正是运用了先进绘图软件，才使我整个设计过程大大的简化了，设计速度也得到了很的大的提高。不能说这次设计是非常圆满的完成的，因为还有一些考虑欠妥的地方，希望老师批评指教，但至少可视为一个进步，以后还能因此有更大的进步！经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号。参考文献：1 北京农业工程大学主编.农产品加工机械与设备M.校编教材.1991：12202 濮良贵，纪名刚编.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001：24353 王昆，何小柏，汪信远编机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社.1995：9204 徐灏主编.机械设
24、计手册 M.北京：机械工业出版社，1991：44605 赵韩，黄康，陈科主编机械系统设计M.北京：高等教育出版社，2005：21436 张淑娟，全腊珍主编画法几何与机械制图M.北京：中国农业出版社，2007：34507 无锡轻工业学院编.食品工厂机械与设备M.北京：中国轻工业出版社，1993：23388 罗锡文主编农业机械化生产学M.北京：中国农业出版社，2002：31429 机械工业部编.机械产品目录（第九册）M.机械工业出版社.1986：345010 殷涌光主编.食品机械于设备M.化学工业出版社.2006：516011 李兴国主编.食品机械学M.成都：四川教育出版社.1997：61912
25、中国国家标准汇编.机械卷M第3分册.北京:中国标准出版社,1993：607613 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，2006：708514 朱冬梅等主编.画化几何及机械制图M.第五版.北京：高等教育出版社,2000：526815 刘鸿文主编.材料力学M.第三版.北京：高等教育出版社，2004：324416 孙桓，陈作模主编.机械原理M.北京：高等教育出版社，2001：123017 哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学M.北京：高等教育出版社，2001：354618 温松明主编.互换性与测量技术基础M.长沙:湖南大学出版社,1998：284219 史美堂主编.
26、金属材料及热处理M.上海:上海科学技术出版社,2003：779020 张祖立，程玉来，陶栋材主编.机械设计基础M.北京：中国农业大学出版社，2004：520 21 Wiebe Vander Sluis and Dick Ziggers. New Products and trends at Eurotier. World Poultry-Elsevier Volume 15,No1. 1999: 566022 Charles Perry. Poultry house equipment shines at IPE annual show. Poultry Digest, April/May 1
27、998: 3247致 谢本文是在罗海峰老师的悉心指导和热情关怀下完成的。本文从拟订题目到定稿，历时数月，设计过程中遇到许多问题，在指导老师罗海峰老师的帮助下一一解决。在毕业设计的整个过程中，罗老师给了我许许多多的帮助和关怀。罗老师学识渊博、治学严谨，待人平易近人。在罗老师的悉心指导下，我不仅对以前所学的知识更熟练更扎实，而且更开阔了视野，更深入，也在怎样处人处事上受益匪浅；同时罗老师对工作的热情、一丝不苟、认真负责、有条不紊、实事求是，以实际生产应用为前提的态度，给我留下了深刻的印象，也是我以后参加工作的学习榜样。在此谨向罗老师表示衷心的感谢和深深的敬意。还要感谢学校给我提供了良好的学习环境和丰富的学习资源，一并感谢为我授课的各位老师，是他们的传道、授业、解惑，让我学到了知识，培养了能力。也感谢我的同窗同学，感谢他们的探讨和交流，感谢他们的帮助和支持。 最后，向我的家人和朋友表示深深的谢意。
