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谷子脱粒装置的设计与研究

李军  
【摘要】:随着农业结构调整和山西省小杂粮生产战略的实施,谷子机械化生产的设备受到了关注。目前,谷子仍沿用传统的场上碾压方式,生产效率低,劳动强度大,是制约其产业化发展的“瓶颈”。因此进行谷子脱粒装置的研究,对谷子生产的规模化发展和脱粒装置的技术进步具有重要的现实意义。 结合谷子的生物学特性及机械特性,在分析现有脱粒装置的结构技术以及脱粒原理的基础上,应用现代设计方法、机械原理、机械设计等相关理论,进行谷子脱粒装置结构方案和整机总体参数的计算,并通过虚拟设计的手段,对谷子脱粒装置进行了总体机构设计、虚拟设计、虚拟装配和干涉检查。 主要研究结果如下:(1) 研究现有脱粒装置的性能、优缺点及适应性,确定了谷子脱粒装置的总体结构方案。(2) 模拟场上碾压脱粒的压送式脱粒装置,在国内外未见相关报道,具有一定的创新性。(3) 对谷穗的静载荷压缩特性试验,运用Excel软件进行回归分析,得出压强与压缩量变化的回归方程为p=5×10~8Z~2-2×10~6Z+3132.4,相关系数为r=0.94,为碾压式脱粒装置的参数设计提供了理论依据。如碾压辊弹簧压力的确定,驱动链拉力的计算,功率的消耗计算等。(4) 推导出无急回特性的曲柄摇杆机构获得最佳传动效率的各杆设计的关系式,并运用该关系式对清选筛的传动机构进行了设计,设计结果为:曲柄的长度为0.026m,连杆长度为0.172m。(5) 运用MTLAB语言编程,对曲柄摇杆机构和筛面谷粒进行运动学分析,当曲柄转速为240r/min时,摇杆摆动在摆动过程中,最大角速度和最大角加速度分别为4.3rad/s和38.5rad/s2。(6) 利用SolidWorks三维设计软件完成谷子脱粒装置主要零件三维造型、虚拟装配以及工程图生成,及其对碾压脱粒装置、钉齿复脱分离装置、喂入台进行动态干涉检查,结果表明,设计结果合理。(7) 农机产品设计开发过程中,引入现代设计方法,计算机辅助设计技术,动态仿真技术等,有利于整机设计水平的提高,可以在其它设计过程中借鉴。 该机有待进行生产性考核和性能试验,以完善整机结构,尽快投入生产使用。


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