设计说明书（论文）

3.6.2 弓齿的排列

半喂入式的脱粒滚筒的弓齿排列按斜线，具有工作平稳，生产率高的特点。所以，在本设计中，采用的是齿排斜线配置。弓齿依螺旋排列的目地除了达到脱粒时负荷均匀外，而且还能促使杂余沿轴向流动。所以，选择弓齿的排列按照螺旋线分区的排列。分三个区，第一区段为梳整区，约占滚筒全长的10%-15%，梳整齿选材为6-8mm 的钢丝，对作梳导和推送，梳整齿安装在滚筒喂入端的锥形面上。第二区段为脱粒区，约占滚筒全长的70-75％[17]。钢丝直径5-6mm，它又分前后两区。前区约占全长的40-45％。由于谷物刚进入脱粒间隙，脱粒量较大，安装了加强齿。 第三区为排稿区，只占滚筒全长的8-10％，钢丝直径5-6mm，为加强排草能力，齿距较密，为60毫米左右，齿形与脱粒齿相同。 3.6.3 相关参数的计算 螺旋排列的列数：

S?60?Vl/K?N?P?6。

弓齿轴向间距：

c?60Vl/K?N?1.5mm。

弓齿数：

Z?S?K?S?60Vl/P?N?120。

4 清选装置设计

4.1 清选原理

经脱粒装置脱下的和经分离装置分离出的短脱出物中混有断、碎茎秆、颖壳和灰尘等细小夹杂物。清选装置的功用就是将混合物中的籽粒分离出来，将其他混杂物排出机外，以得到清洁的籽粒。清选原理大致可以分为两类：一类是按照谷粒的空气动力特性（悬浮速度）进行清选。另一类是利用气流和筛子配合进行清选。

4.2 清选装置类型的选择

清粮装置的类型主要有：气流式、筛子式和气流筛子组合式[18]。

(1)气流式清选装置：按照谷物混合物各组成部分的空气动力特性的不同进行选别。根据这一原理，可利用相关机械将混合物掷向空中，或利用风机产生的气流对谷物进行分离和选别，飘浮速度小的轻杂物吹的较远，而飘浮速度大的籽粒将落在距风机较近的地方。

(2)筛子式清选装置；利用混合物各组成部分的尺寸特性的差异进行分离和选别。具体

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方法是：根据谷粒的大小、形状，设计适当的筛孔，以达到筛选的目的。 (3)气流筛子组合式清选装置：利用混合物各组成部分的尺寸特性和空气动力特性将筛子和风机配合进行分离选别。清粮效果好，在多数脱粒机和联合收获机上采用这种配合形式。

本设计采用第三种清选装置，其结构如下图5所示。

图5 风扇筛子式清选装置 Fig.5 Fan sieve cleaning device

4.3 风机参数的选择和计算

4.3.1 风机计算

(1）风机叶轮叶轮的外径D1 U?pg/?? (2)

其中?为压力系数，一般??0.3~0.4取=0.35。

代入上式得：U?23.61(m/s)

D60/??1=n?pg=60/(3.14×650)×23.61=0.69m 取D1=0.70m。

(2）风扇进风口的直径D2=(0.65～0.8)D1，取D2＝0.70×0.70=0.50m。 (3）风扇宽度Ｂ

B?（1.0~2.0）D2，取B=0.50m。 (4）风机出风口高度S

S?(0.35~0.4)D1，取S?0.28m。

(5)风扇功率N?Qp/102??0.2?19.9/102?0.9?0.043kw (6)叶轮内径D3

D3＝(0.35~0.5)D1,取D3＝０.4×0.70=0.28m

(7）叶片数Z的确定

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Z?4~6,取Z?5片。 4.3.2 风机参数的选择

本设计中的风机采用的是农机中广泛采用的农用型风机,叶片采用直叶,外形为切角的矩形,以改善风机出口气流的不均匀性,壳体为蜗壳形外壳,据试验饱满谷粒的悬浮速度为V?6~8m/s之间,比重??1.0g/cm3,选取风机的风速为V?7m/s。 (1)假设轻质夹杂物的质量为q?0.050kg/s，

u——轻质杂质量与空气量之比的系数，通常u?0.2~0.3，

则空气的流量为Q?q=0.050/0.25=0.20 m3/s

u(2)风机的全压力p为：

?p=ps+pd=V2/2g+15=72×0.1+15=19.9kg/m2 (3)

栅格凸板4 凹板的设计

4.4.1 凹板类型的确定

凹板有编织筛式和栅格式两种，其比较如表2所示。

表2 编织筛式与栅格式凹板的对比

Table 2 knitting sieve type and grid type concave board contrast

凹板类型 筛孔尺寸（mm ） 优点 缺点

7.5?7.5-12?12 处理断穗能力很强， 容易变形

编织筛凹板 钢丝直径2.5 断穗、带柄率少结构 湿脱性能差、 简单、容易制造 易堵塞易磨损 筛孔宽12-15 刚性好、分离能力强 结构和制造工艺复杂 栅格式凹板 筛孔长20-30 夹带损失小、湿脱适好 较多、断穗、带柄较多 经过综合比较，本设计采用栅格式凹板，其结构如图6所示。

图6 凹板筛结构示意图

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Figure 6 Notch board sieves structure sketch map

4.4.2 凹板直径的确定

凹板直径是决定生产率的主要参数（在限制滚筒转速的情况下，凹板直径是决定生产率的唯一参数），凹板直径与生产率成正比，但不是一次性线性关系。

根据凹板直径与生产率的关系和实际生产情况，本设计现选取凹板直径D为490mm，对水稻脱粒机来说，其脱粒间隙就是滚筒齿顶圆与凹板圆钢之间的间隙。 4.4.3 凹板与滚筒之间间隙的确定

滚筒与凹板入口间隙和出口间隙的比值为3-4。出入口间隙小则凹板分离能力强，但过小易产生堵塞。入口间隙过大（>30mm）则滚筒抓取作物的能力和凹板前端的分离能力减弱。取入口的间隙为30mm，则出口的间隙为10mm，脱粒间隙从喂入口到出口从30mm逐渐减至10mm，在脱粒区为3-8mm，取6mm。

5 动力的选择

5.1 整机消耗的功率计算

5.1.1 脱粒装置的功率消耗的计算

脱粒装置在工作时，在运转稳定性较好（保障脱粒滚筒运转稳定性的条件：有足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器）的条件下，其功率总耗用N 由两部分组成：一部分用于克服滚筒空转而消耗的功率

Nk（占总功率消耗的

5%-7%），一部分用于克服脱粒阻力而消耗的功率Nt（占总功率消耗的93%-95%），所以 脱粒装置的功率消耗为：

N =Nk+ Nt（kW ） (4) 1)其中空转功率消耗:Nk =A?+ B?3

式中：A——系数，A?为克服轴承及传动装置的摩擦阻力的功率消耗， A?(0.2-0.3)?10?3

B——系数，B?3为克服滚筒转动时的空气迎风阻力而消耗的功率，

（0.48-0.68）?10?6. B? 2)其中脱粒功率消耗Nt:这个过程比较复杂，水稻首先是以较低的速度进入脱粒装置入口处，与高速旋转的脱粒滚筒接触，然后被拖入脱粒间隙进行脱粒，既有梳刷也有打击，研究的依据是动量守恒定律：

冲量转换为动量： P?t??mv，m???m/?t （5) Nt?m?v2/1000(1?F) m?—单位时间喂入的谷物量；

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