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Manuf智力J備有工藝(2005):551-559 25.10.1007 / s00170-003-1843-3
Masood?b?阿巴斯懸Shayan?a?e卡拉調(diào)查設計和制造機械輸送系統(tǒng),有食品加工。
2003年3月29日收到:2003年6月21日/接受:6月23日/發(fā)表在線:2004年,斯普林格出版社倫敦有限ó2004年
摘要:本文章介紹了開發(fā)方法和技術進行將降低成本和時間的設計、制造和裝配的機械輸送系統(tǒng)的研究的結果,應用于食品和食品飲料行業(yè)。改進后的方法來設計和生產(chǎn)的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件是基于新的材料、零件、成本、使用規(guī)則的設計制造和面向裝配的設計。結果在一個測試輸送系統(tǒng)驗證的好處——通過采用改進的技術。整體材料成本和傳統(tǒng)的方法相比降低了19%,整體裝配成本相比,降低了20%。
關鍵字:裝配.DFA?DFM.設計,機械輸送。
1介紹
輸送系統(tǒng)應用于食品和飲料行業(yè)高度自動化的定制結構組成的一個大型零件的數(shù)量和用來攜帶產(chǎn)品,如食物紙箱裝,喝的瓶子和罐子在快速生產(chǎn)和組裝線。大部分的處理和包裝的食品和飲料-在紙箱、持續(xù)經(jīng)營再保險——瓶或罐等。在一個被控制quired移動速度,對充填或者裝配墨粉壽命結束-
成為。他們的操作需要高效、可靠的我-傳送帶運輸,操作時,范圍從高架地板-類型的安裝類型的連鎖店,或者帶式輸送機滾筒驅動系統(tǒng)。近年來,極大的壓力來自客戶低成本但高效的機械輸送系統(tǒng)使得制造商重新檢查他們的當前的設計和組裝等看看另一種方法和手段來制造更多經(jīng)濟、可靠的輸送帶,為他們的客戶帶來方便,目前,懸Masood(u)?b?a?e Shayan阿巴斯卡拉工業(yè)研究所一本史文朋,
一本史文朋理工大學,墨爾本,澳大利亞3122山楂,
電子郵件:smasood@swin.edu.au:
改進后的新零件大多數(shù)物料搬運設備,硬件和軟件兩個方面,都是高度專業(yè)化,呆板的和昂貴的配置、安裝維持[1]。輸送帶,被固定在以他們的位置和根據(jù)他們的同步輸送帶速度,任何轉換的輸送系統(tǒng)非常困難和前期陷入沉思。在今天的從根本上改變工業(yè)市場,有一個需要執(zhí)行一種新的制造策略,一個新的系統(tǒng)經(jīng)營理念,并提出了一種新的系統(tǒng)控制軟件和硬-陶瓷的發(fā)展理念,可應用于設計的新一代的開放、靈活物料搬運系統(tǒng)[2]。何鴻燊和Ranky[3]模型,提出了一種新的模塊化可重構二維和三維的輸送系統(tǒng),包括一個開放的稀土-可配置的軟件體系結構的基礎上,CIM-OSA(打開
系統(tǒng)架構)模型。指出研究地區(qū)輸送系統(tǒng)的改進、完善和提高,用于飲料-焦化是非常有限的。大部分的發(fā)表的研究論文是指揮
用于改善輸送系統(tǒng)的操作和交互的系統(tǒng)非常復雜的軟件和硬件。本文提出一種研究調(diào)查,實踐證明,使用當前技術標志、制造和裝配型鏈式的地板上
驅動機械輸送設備,以減少制造這樣的運輸機的時間和成本。應用了并行工程的設計和實施的基本原則
面向裝配的設計制造和[4、5],幾個關鍵研究了輸送機零部件都是為他們的功能、材料適宜性、強度準則、成本和簡化了安裝的
整體輸送系統(tǒng)。這個關鍵零部件進行了改性用新的形狀和幾何位置重新設計,以及一些新材料。改進后的設計方法和功能
驗證了新型平零件上測試了一種新測試,系統(tǒng)設計、制造和組裝過程中使用。
設計制造和裝配DFMA)
近年來,研究在該地區(qū)的可制造性設計和裝配已成為非常有用,因為他們正在考慮提高工業(yè)設施和生產(chǎn)。然而,沒有足夠的工作完成后,在該地區(qū)輸送機的設計,特別是相關的組件是使得越來越多的圖紙數(shù)據(jù)與重組。輸送過程的設計基于傳統(tǒng)的方法。
大量的文章發(fā)表,investi -DFMA封閉的相關問題,并將其應用于各種methodolo -要達成目標,使經(jīng)濟、高效和成本證明
有效的對這些公司正在調(diào)查之中。
主要的分類知識就可以影響DFMA -
問題的一般準則為(1)、(2)特定公司的最佳
(3)進行resource-specific過程和或約束。一般指通常適用rules-of-thumb指南,到制造領域的設計師應該注意。下面的列表整理了DFM指南[6]。
?設計最小數(shù)目的部分
?開發(fā)一種模塊化設計
?最小化部分變化
多功能?設計部件
multiuse?設計零件
為便于設計部分的0.9%的制造
?避免單獨緊固件
靈活性:?最大化設計為便于裝配
處理:設計?最小化處理的簡報
?評估的裝配方法
?消除調(diào)整
避免靈活的組件?:他們很難對付
?使用零件已知的能力
偏執(zhí)?允許的最高部分
使用已知的和證明?零售商和供應商
在derated?使用零件析出大量的價值觀與沒有邊際
?最小化組件
?強調(diào)標準化
?使用盡可能簡單的操作
使用已知的能力?操作
啟動和干預措施。?最小化
承接的工程更改?批量生產(chǎn)
這些設計指導方針應該被認為是“最優(yōu)的建議”。他們通常會導致高質(zhì)量、低-成本,地設計。偶爾的妥協(xié)必須被做,當然。在這些情況下,如果一個指導方針,走過去了對市場營銷或性能要求,下一個最好的選擇應選擇[7]。
它是指特定公司的最佳實踐的內(nèi)部設計公司開發(fā)的條例,通常是在很長一段時間,和設計師是沿襲。這些設計規(guī)則是確定的公司等導致質(zhì)量得以改善嗎通過識別和效率的總體關系特定的過程和設計決策。公司使用這樣的培訓指導方針的一部分給設計師的產(chǎn)品需要大量的手工裝配或-維護。值得注意的是,大部分的方法論擅長任選一種被快速和容易的開始,或者是被更正式的。例如,指導方針,布斯羅伊德Dewhurst[8],在DFA被視為定量和系統(tǒng)的。
而DFM指導方針,這僅僅是法則經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員,是源自于一些定性和不那么正式的[9]。
3.傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)的設計
輸送系統(tǒng)的設計和制造是一個非常復雜和費時的過程。像每個輸送系統(tǒng)一個定做的產(chǎn)品,每個項目不同于其他的項目在規(guī)模、產(chǎn)品和布局。該系統(tǒng)設計是基于客戶需求,產(chǎn)品的規(guī)格要求。該系統(tǒng)布局必須適合在空間所提供的公司。這個過程的設計規(guī)劃系統(tǒng)-輸送機瞬變電磁法(tem)涉及修改以及可能要花上數(shù)天到數(shù)月不等或某些情況下十年。一個以最低的成本和最大。
最有可能的客戶適用性得到認可。圖1顯示一個圖解的布局對一典型輸送機系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)線用于標簽塑料瓶。輸送機系統(tǒng)的不同地區(qū)特殊的技術鑒定的名字,一般運用于類似的工業(yè)應用。美國證券交易委員會(sec)的“singlizer”-使產(chǎn)品的聲譽形成一條車道從多個車道?!敖?jīng)濟放緩的速度表“降低產(chǎn)品一旦它的出口,labeller填料等。美國證券交易委員會(sec)的“大規(guī)模流動”-興是用來跟上高速過程,例如,填料,labeller等。“轉會表”的方向發(fā)展,促進轉移-流動。這些不同的目的是輸送機部分因此為了控制產(chǎn)品,通過不同的處理流程。一個典型的機械輸送系統(tǒng)用于食品應用包括了兩百機械根據(jù)大小電器部件的系統(tǒng)。一些常見的但又極為重要的組件,可能是標準和積累了家族的輸送系統(tǒng)。側架、間隔臂的酒吧,最后板、覆蓋板、內(nèi)彎板、外板、彎曲的軌道和井(開車,尾巴和奴隸)。大小和數(shù)量的變化來表明自己的這些部分的長度的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的對應部分的內(nèi)容和數(shù)量的軌跡-ing的寬度和類型的鏈所要求的。存在的問題及在當前的設計缺陷、制造和裝配機械輸送設備多樣化、包括:
?在設計對部分
?高成本的一些組件
?長時間參與總裝/維修
?使用非標零件
圖1
4.部分的改進
為了識別領域的材料、降低成本勞動的成本分析的主要輸送部件進行了研究估計成本的百分比各部分的關系所有這類零件的總成本。這個分析的目的是為了識別關鍵零部件,主要負責在-壓痕的成本,從而探討輸送方式對于降低成本的部分。
表1顯示了一個50-section輸送機的成本分析系統(tǒng)-瞬變電磁法(tem)。通過分析可知,有12個零件組成的15達79%總材料成本的輸送系統(tǒng),在那里的進一步研究的重點改進設計,降低成本是可能的。從這些,七個部分,分別鑒定為關鍵的部位(顯示的
星號符號在表1)構成最大數(shù)量的成分-達71%的數(shù)量,并包括在整體上的資料成本。在這些人之中,三種成分(腿套,側架和支持渠道)被發(fā)現(xiàn)占總數(shù)的50%輸送機材料成本。詳細分析了每一種12考慮到零件的原則進行并行en -工程、設計制造和面向裝配的設計,和研制了一種新的改進設計,每宗[10]。德-改進設計的尾巴的一些選定的主要部件
5.腿套附件的重新設計
在一個輸送系統(tǒng),腿是安裝在側架保持整個輸送系統(tǒng)在了地板上?,F(xiàn)有的設計工作的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的腿,但是花費也很昂貴的制造、他們有穩(wěn)定的問題,并會造成延誤發(fā)貨。延遲
通常是造成這些部分不到位從超過- 供應商準時。最關鍵的規(guī)格要求為輸送機是: 帶式輸送機?強度負荷
?穩(wěn)定性
?簡化了安裝
安逸的靈活性(?調(diào)整高)。
圖2顯示的所有部件的使用現(xiàn)有的設計輸送機的腿。指定的密碼是零件編號表2中所描述的,體現(xiàn)了一種——的一個故障成本。
完整的勞動時間要求組裝系統(tǒng)性的腿。現(xiàn)有的腿設置由塑料腿括號內(nèi)的命令來自海外,不銹鋼管,腿
切成指定的尺寸,腿管子塑料的調(diào)整,是哪一種管夾到腿是在底部,如圖2。凸耳,切成大小、鉆孔、焊接而成廣場到腿
管螺栓角度拉條和背襯板,以支持腿支架螺栓。#各部分的表2意味著這個號碼在每個部分元件的數(shù)量和質(zhì)量是特殊的。
腿各部分的設計。公司利用這個設計為許多年,但一個常見的投訴。據(jù)報導,客戶是不穩(wěn)定的腳。從最初的調(diào)查,就變得很明顯就是不銹鋼管的聲譽之間和塑料腿支架(部分
在圖1和第3部分。2)沒有剛性足夠了。連接這些零件是唯一一個6毫米螺栓。有時,當輸送系統(tǒng)正載著滿載荷、觀察發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品
輸送機的腿是不穩(wěn)定的,并引起了機械震動。其中最主要的原因是由于一個單一的螺栓連接兩端的凸耳在第三部分和部分的——輸送機可靠性具有重要物質(zhì)和要求。
為了滿足顧客的期望立即改正。考慮到存在的問題——輸送機腿德標志和客戶的喜好,一個新設計的輸送機腿被發(fā)展。一般的強度和穩(wěn)定性腿被認為是主要的標準。
在新的設計方案的觀點,但其他的考慮簡單的計,海外部分的安逸裝配環(huán)節(jié)的調(diào)試。圖3顯示,新設計的輸送機的腿總成,和表3給出了描述和造價的每一部分。
圖3顯示,新設計僅由五個主要的各部位為輸送機的腿比八種主要的部件舊的設計。在舊的設計、塑料腿支架,腿塑料調(diào)節(jié)和腿管子管是最貴的項目成本核算的72%的腿總成。
表1。輸送機關鍵零部件,基于部件成本分析
產(chǎn)品說明
腿*設置
*側架
支持渠道*
彎曲軌跡
*Rt.滾子軸
尾軸
間隔條*
支持*穿帶
支持一端穿條*
終板
蓋板
彎板
轉矩臂支架
槽蓋
彎板內(nèi)
總
關鍵零部件
數(shù)量
68
80
400
8
139
39
135
400
132
39
39
8
18
97
8
材料應用
塑料腿+ SS管
2 5.m m SS C
信道SS
塑料
20直徑的S軸
35直徑不銹鋼
50X50X6 SS
40×10毫米塑料
塑料
2 5.m m / SS
1 6.m m S / S
2 5.m m / SS
6毫米的飛船空間站板
不銹鋼2 5.m m / SS
花費(%)
20.22
16.07
15.00
14.36
6.70
6.27
5.43
5.36
3.01
1.88
1.57
1.29
1.21
0.97
0.66
100.00
改進的可能
是的
是的
是的
沒有
是的
沒有
是的
是的
是的
是的
沒有
是的
是的
是的
是的
是的
*表2。成本分析對老腿設計組裝
部分描述。
1
塑料腿支架
5
腿管子塑料調(diào)整
6
凸
4
角度拉條
7
背襯板
2
腿管
3
螺栓
8
總裝配成本(焊接)
圖2
圖3
表3。成本分析對新設計的腿總成 (部分描述)
1
不銹鋼角(50×50×3毫米)
3
腿塑料調(diào)整
4
交叉brassing
5
螺栓
2
背襯板
結果,那些部分都已經(jīng)被一種不銹鋼角的影響并提出了一種新的塑料腿調(diào)整降低生產(chǎn)成本的腿assem -bly由接近50%。因此零件的總數(shù)量的腿從19日已減少到15和總成本為每回合的設置
減少了55美元的新設計。新輸送機腿設計、測試時,被發(fā)現(xiàn)
更為安全、穩(wěn)定的比舊的設計。消除零件號1個月和5從老式輸送機設計作出了新的設計更加穩(wěn)定和剛性的。此外,寬度,釘在十字架上支撐也有提高,而不是兩個螺栓的山一個在舊的設計。這樣就提供了整個輸送機腿的設置額外的力量。
6側架的重塑
邊框架是首要支持輸送系統(tǒng)提供體力輸送機及幾乎所有的
零件安裝在它。側架的預計也會有一個剛性的力量來提供必要的支持給所有的荷載進行了輸送機。它也可適應所有相關的輸送機
組件的裝配。關鍵的考慮的一面框架設計是:
側架的大小(?深度)
?強度的材料
?易于裝配
?易于制造
圖4顯示了側架尺寸和參數(shù)。
側架的使用,在現(xiàn)有的設計深度尺寸(尺寸H在圖4)調(diào)查時,發(fā)現(xiàn)之間的距離間隔的酒吧,軸(孔尺寸和回報G和F,如圖4)降低的時候,就像有了一些不必要的兩個人之間的距離。更為重要的一點,定義之前先檢查一下設計參數(shù),以確保帶來另外兩份關系更加密切,返回鏈不會趕上間隔條而輸送機在運行。該模型的新球隊的框架設計畫在計算機輔助設計(CAD),以確保所有的規(guī)格是聲音部分是放置在位置和檢查的間隙很適合。通過這一原則的可制造性設計的新球隊的框架設計是對稱的,以便它適用于所有類型
側架的。這個變化將減小尺寸的一邊所有通徑的框架顯著鏈。
表4顯示的維度上的比較舊的設計和新設計的側架為同一鏈類型。
圖4
表4。新的和舊的側架尺寸參數(shù)
它指出整體規(guī)模(深度)的輸送機有什么期望減少241 mm 199毫米(尺寸H),節(jié)約了42毫米不銹鋼在每側架馬努-factured。因此,從一個不銹鋼薄板×毫米,1500 3000股老設計參數(shù)只允許六3米長的側架但隨著新的設計參數(shù),現(xiàn)在它是可能的生產(chǎn)7側架3米長從同樣的表大小。用于的資料數(shù)量也是再保險——側架認為為更深入的研究。據(jù)估計,約55%總成本的輸送系統(tǒng)都花在材料。
目前的資料用于側架是2.5毫米厚污點-304鋼的等級食物少。目前,還有其他的材料市場上可以買到的厚度,可以選擇作為一個選項。為此,一位撓度分析進行了預測,如果有任何其他類型的資料西裝能夠取代現(xiàn)有的資料,這樣它才不會沒有通過它的
強度標準。分析6.1撓度側架圖5給出了確定的實驗系統(tǒng)實踐新球隊的框架下,在X,Y方向不同加載條件。隨著新的設計參數(shù)的一組側架的生產(chǎn)調(diào)查撓度等1 6.m米厚的不銹鋼側架。一段側架螺栓與間隔條和回歸測試-軸是組裝做這個實驗。獲得的結果撓度運用可變荷載側架的一個區(qū)段通過一個液壓。顯示在圖5,撓度表
放置在垂直(Y)和橫向(X)軸來測量嗎任何閱讀上觀察到的側架。應用的負荷是通過對側架的液壓機向下方向。
側架的支持上從同樣的位置那里的腿是安裝在側架。
8的軌跡輸送機路段觀察任何異常在大負載。負載的應用于實驗輸送機部分在估算和高于實際負荷欺詐-在真正輸送機系統(tǒng)條件應用。輸送設備的通常用來攜帶下的荷載一公噸,每米
工業(yè)應用于食品和飲料行業(yè)。掣普珥-應用大量的輪廓點是估計偏轉對側架在高負載下。數(shù)字6和7取得成果的
通過實驗對輸送機的四個進程和部分六軌,分別。
從獲得的結果,觀察2 KN下?lián)隙戎档暮奢d作用下,幾乎是在2毫米
圖5
圖6
圖7
類型的部分。在一定情況下,1.6毫米不銹鋼側架的設計,可以一種可能的選擇在現(xiàn)有的輸送機側架的設計。據(jù)預計,有更大的部分,對輸送帶撓度的側架的意志呆在允許范圍內(nèi),也就是說,±5毫米。主要的是為什么這個試驗是確保側架裂紋不扣在高負載下。因此沒有
對于任何證據(jù)屈曲發(fā)生的各種類型的部分使用。但預計也,經(jīng)驗教訓的基礎上工程師和調(diào)查研究,在當前完整的總成后,輸送設備想像的力量,這將進一步額外減少可靠性偏斜對側架。例如,撓度,對于每一套測量實驗的意義。與安裝在側架腿,部隊將行為相反的方向,將極大推動側架里面。完整的觀察可見特發(fā)性肺纖維化-保護的這個假設當一個完整可以得出結論
輸送機是內(nèi)制造和測試試驗的基礎上的新設計參數(shù)。
所有的實驗結果,得到了令人滿意的結果,它是騙人的-那1.6毫米不銹鋼304側架品位是專為輸送帶,對于食物和飲料行業(yè)
指定的指導方針下負載。制造的成本節(jié)約這個地區(qū)有顯著的自預計80%的材料的用量在一個輸送系統(tǒng)是不銹鋼做的。
6.2側架成本分析
物料檢討和撓度的分析表明了現(xiàn)有2.5毫米不銹鋼薄板設計是一個在身邊的時候我是誰框架的食品和飲料輸送機應用。alysis也顯示,1.6毫米厚的不銹鋼薄板即可作為一種替代性材料為側架,這將履行令人滿意。表5顯示一個比較成本的舊的,新設計的側架,哪個
表明,節(jié)約每側架在新設計是37億美元(例如:一個儲蓄的50.1%)。除此之外,節(jié)約成本,減少側架從尺寸241 mm 199 mm也將允許生產(chǎn)一個額外側架的3000×1500毫米不銹鋼。
在圖紙上。新設計的改善是開展了好幾個其他關鍵的部位,如支持渠道,還滾子軸上,穿條間隔的酒吧,支持和支持,一端穿帶
導致更多的成本和勞動的儲蓄和緩解肌肉吉諾比利-成和組裝等。例如,新的設計的支持總成(包括支持渠道穿帶和一端穿條)要求降低若干進程,減少磨損的紙條厚度、使用一個新的M截面通道和規(guī)定使用不同種類的鏈給人們提供了一種節(jié)約成本的33.7%實驗結果表明,改進的設計。這種新設計的輥軸的回報-用一種節(jié)約成本和減少50% 44.5%的勞動力時間。這種新設計間隔酒吧提供費用估計從節(jié)省25%的舊的設計。
7 一個在測試設計實施的輸送系統(tǒng)
設計改進的實施零件和部件進行設計,圖靈測試和組裝的一個較為完整的輸送系統(tǒng)。這新的和改進的測試和驗證輸送機當時性能與實際產(chǎn)品(塑膠瓶)。分析了成本——還進行了比較sis是整體成本的儲蓄,在這個測試輸送機與所涉及的費用與一個相同的輸送機
基于陳舊的設計[7]。新的考試輸送機是一種類型(圖8),共有三個不同的部分的總長度5米。部分six-track C1是一段截面C2輸送機,加入是一個six-track彎曲90?輸送機。這是連接到輸送機補體C3,它是一段eight-track輸送機的部分,稱為雜合-
國家的兩種不同類型的枷鎖,標簽和力量。測試輸送含有共有26主要部分。圖9所示的是用于測試的測試輸送機在合作產(chǎn)品開發(fā)流程
公司。性能和效率的新測試方法的輸送機和它的重要的新零件進行了光滑、無噪音的表演-通過觀察極佳的產(chǎn)品開發(fā)流程的空的塑膠喝瓶輸送鏈條。所有的器官和輸送系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)良好的靜動態(tài)性能充分展示功能。一個完整的成本分析在測試輸送機進行了研究
為了衡量不同新與舊的設計也在組裝評價緩解和減少勞動expendi -真正的。部件數(shù)量,所用的原材料、生產(chǎn)成本進行了計算和百分比等各個部分的存款每一部分和整體系統(tǒng)進行測定。
圖8
圖9
8結果和討論
最關鍵的面積來查看是否考慮是新的支持通道的設置和滴盤中加入已經(jīng)執(zhí)行用較少的勞動消耗。注意的是,也已經(jīng)向
確保勞動者已經(jīng)工作有效地工作。
《紐約時報》用于組裝的輸送系統(tǒng)是在意料之中的對取決于心情的工人和其他外部前沿空中管制官-工具。但是努力達到盡可能密切的時間制造的輸送設備。一項研究揭示了證明成本分析的事實:生產(chǎn)成本節(jié)約?40%或更多達到了
八改良設計部分節(jié)約成本實現(xiàn)了26%,34%在其他三個部分組成。
?在高成本部分,最大的儲蓄為實現(xiàn)軸側架,還輥,腿集和支持穿條紋的。
?的總費用降低了19%的輸送機。
?整體勞動力成本在裝配的輸送機降低了20%。
研究表明,該儲蓄完成主要輸送機的零件,達到或超過設計
不是設計專業(yè)。其中最主要的變化,這些變化輸送機系統(tǒng)的影響是設計的修訂側架的設計參數(shù),這也會影響到這些變化在其他地方,都是同盟。其次,發(fā)展支持新的M剖面的通道隨著標準磨損
條添加到巨大的成就在新的輸送機的設計。完成從全新的設計減少了勞動也做出了重大影響成本和流水線上提高了產(chǎn)品設計和制造。同時也注意到,它是由categorising間隔棒不同數(shù)量的軌跡im -
證明了選拔程序的設計。新輸送機制度已成為更經(jīng)濟且有效的成本和需求使用額外的增強材料被淘汰出局。
9結論
在設計和制造機械輸送系統(tǒng)-等方面,有相當不足的研究工作的輸送機設計優(yōu)化,特別是缺乏應用技術來設計改進在這樣的系統(tǒng)。在為了提高成本和訂貨至交貨的時間——在輸送系統(tǒng)
瞬變電磁法(tem)、一個完整的故障分析,這也是一種試輸送機等久了進行評估的高消費地區(qū)于輸送機馬努-成。分析運用原則的支持
可制造性設計,為提高面向裝配的設計在不犧牲的功能設計和運行的系統(tǒng)。一種新的式輸送機設計提出了一種基于所有
建議的修改的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件。該建議驗證了輸送系統(tǒng)以及在考試的時候所采用的合作公司。結果證明見sub -
cessful與整體的儲蓄,在成本和19%下降20%總勞動成本。研究結果顯示,應用DFMA的規(guī)則,設計和組裝的費用的一個情結
像機械輸送系統(tǒng)為食品加工即可戲劇性的減少。
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畢業(yè)設計(論文)任務書
學生姓名: 學號:
學 院: 專業(yè):機械電子工程
任務起止時間: 2016 年 2 月 29 日至 2016 年6 月 26 日
畢業(yè)設計(論文)題目:
玉米脫粒機設計
畢業(yè)設計工作內(nèi)容:
1、熟悉課題、調(diào)研、收集資料、撰寫開題報告 (第1-2周)
2、方案設計 (第3-6周)
3、總體設計、設計計算 (第7-8周)
4、繪裝配圖及主要零件圖 (第9-13周)
5、撰寫說明書、翻譯資料、準備答辯 (第14-16周)
資料:
1、 吳多峰.HS48型玉米脫粒機.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).2006(09)
2、 日本農(nóng)業(yè)機械學會編,吳關昌等譯.《農(nóng)業(yè)機械手冊》
3、 王冰.玉米脫粒機試驗方法的編制.農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督.1997(03).25
4、 東北農(nóng)學院.農(nóng)業(yè)機械學理論與設計
5、 北京農(nóng)業(yè)工程大學主編.《農(nóng)業(yè)機械學》 農(nóng)業(yè)出版社
6、 張成堂,商立今編. 《脫粒機》 中國農(nóng)業(yè)機械出版社出版
7、 劉長榮,鄭玉才.《機械設計基礎》上下冊,中國農(nóng)業(yè)科技出版社
8、 蔡春源主編.《新編機械設計手冊》遼寧科學技術出版社出版
指導教師意見:
簽名:
年 月 日
系主任意見:
簽名:
年 月 日
教務處制表
畢業(yè)設計(論文)
開 題 報 告
學生姓名
學 號
專 業(yè)
班 級
指導教師
2016年3月11日
課題題目及來源:
題目:玉米脫粒機設計
題目來源: 自擬
課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
課題研究的意義:
玉米是我國主要的糧食作物之一,在人類口糧、飼料、化工原料等方面都有著重要的作用。搞好玉米生產(chǎn)加工對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有重要意義。而其相關的生產(chǎn)設備也一直備受人們的關注。玉米收獲是玉米種植過程中的最后一個環(huán)節(jié),也是關鍵的環(huán)節(jié),最復雜的就是要對玉米進行脫粒。用機械設備對玉米進行脫粒,使機械生產(chǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工勞動,從而降低農(nóng)民的勞動強度,提高工作效率。進一步做到脫凈率高、破碎率低、分離效果好。
國內(nèi)外發(fā)展狀況:
隨著科技的發(fā)展,玉米脫粒機也發(fā)生了重多改變和設備升級。從最初的手工脫粒到使用手工工具脫粒,再到機械設備在脫粒上的應用。而機械設備主要分為打擊式和擠搓式,是在玉米脫皮后,經(jīng)過一段時間的風干,使玉米和玉米芯分離。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,近年來,相應的農(nóng)機產(chǎn)品技術水平也在不斷發(fā)展,而且產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷提升。十九世紀,美國研發(fā)出用于手工操作的玉米脫粒機,主要工作過程是操作人員一邊手搖曲柄來旋轉裝有釘?shù)谋P片,一邊使盤片擠壓玉米穗,從而使玉米粒脫離下來。應用最廣的當屬美國一家公司發(fā)明的擠搓式脫粒機,它對玉米種子的適應能力強,種子破碎率相對較小,在一些發(fā)達國家普遍應用。
我國玉米機械的應用主要在北方,又由于我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀,大都屬于小農(nóng)經(jīng)濟,所以中、小型玉米脫粒機的應用比較廣泛。二十世紀七十年代,我國自行研發(fā)的沖擊式玉米脫粒機廣泛應用。目前,在吸收各種優(yōu)秀研究成果的基礎上,又研究出了各種系列的擠搓式玉米脫粒機。
課題研究的主要內(nèi)容和方法,研究過程中的主要問題和解決辦法:
課題研究的內(nèi)容:
針對如何高效、便捷地對玉米進行脫粒,完成小型玉米脫粒機的設計。選定設計方案,明確構型要求并結構化,確定尺寸,繪制零件圖、部件圖、裝配圖,完成總體設計。
課題研究的主要方法:
針對現(xiàn)有擠搓式玉米脫粒機脫凈率和破碎率的問題,確定設計方案,進一步完善機器性能要求。查閱相關資料,充分利用圖書館和網(wǎng)絡電子資源,完成設計任務。該玉米脫粒機的主要工作原理是:以電動機為動力源,動力由電動機輸出軸輸出,再通過傳動帶傳遞到釘齒脫粒滾筒上,釘齒脫粒滾筒配合柵格式凹板將玉米脫粒,玉米粒從柵格式凹板分離并排出機體外,而玉米芯從入料的另一端排出機體之外,達到脫粒的效果。
研究過程中的主要問題和解決的方法:
該玉米脫粒機主要由入料部分、脫粒裝置、篩選部分、機架等組成。其總體結構簡圖如圖1所示。
1.入料部分
通過入料口將玉米順利的放入機體內(nèi),并且確保在放入后不堵塞脫粒滾筒,脫粒機能安全地工作,玉米粒、玉米芯不能從入料口飛濺出來,避免造成人員傷害等事故。
2.脫粒裝置
玉米通過入料口進入到脫粒裝置中,落到柵格式凹板上,隨著釘齒滾筒的高速轉動,釘齒不斷地打擊玉米,并與柵格式凹板配合,對玉米產(chǎn)生擠搓,使玉米粒脫落下來。與此同時,玉米芯在螺旋排布釘齒的作用下移動到另一端排出機體。玉米粒從柵格式凹板的縫隙落下,順著斜板滑出,方便進行收集。
3.篩選部分
主要通過柵格式凹板對玉米進行篩選,它是由鐵條圍成半圓桶形,鐵條之間有間隙可以使玉米粒落下來,同時鐵條也可以將玉米卡住,方便釘齒對玉米進行脫粒。
4.機架
機架是玉米脫粒機的主要支撐部分,它承受著玉米脫粒機的重量、動力、負載和力矩等,它的設計是要做到堅固、穩(wěn)定,保證機器在運轉過程中不產(chǎn)生晃動,工作正常進行。
課題研究所需的參考文獻:
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[3] 劉朝儒,彭福蔭,高正一. 機械制圖. 第四版. 高等教育出版社
[4] 孫桓. 機械原理. 第七版. 高等教育出版社,2012
[5] 王豐,李明穎. 機電傳動與控制. 北京航空航天大學出版社,2013.7
[6] 李大磊. 互換性與技術測量. 北京航空航天大學出版社,2011.7
[7] 濮良貴. 機械設計第九版. 高等教育出版社,2013.5
[8] 楊高峰. 本科畢業(yè)論文(設計)指導. 中國地質(zhì)大學出版社,2013.2
[9] 秦曾煌. 電工學. 第七版. 高等教育出版社
[10] 劉鴻文. 材料力學. 第五版. 高等教育出版社,2011.
[11] JB/T 10749-2007 玉米脫粒機. 機械工業(yè)出版社,2007
[12] 閻冠,張守勤. 玉米種子復式脫粒機. 中國農(nóng)業(yè)出版社,2005.1
[13] 農(nóng)業(yè)機械設計手冊. 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院
[14] 胡霞. 農(nóng)業(yè)機械應用技術. 機械工業(yè)出版社,2012.8
[15] 董克儉. 農(nóng)業(yè)機械故障排除500例. 金盾出版社,2008.10.1
[16] 趙勻. 農(nóng)業(yè)機械分析與綜合. 機械工業(yè)出版社,2009.1.1
[17] 李耀明. 圖說收割機和脫粒機的使用與維護. 科學出版社,1999.7
指導教師審查意見:
指導教師簽字:
20 年 月 日
指導委員會意見審核意見:
組長簽字:
20 年 月 日
學士學位論文
玉米脫粒機設計
摘 要
玉米作為一種極其重要的糧食作物,與其相關的生產(chǎn)設備一直受到人們的普遍關注。在傳統(tǒng)的玉米脫粒機械中,其脫粒作業(yè)主要是通過安裝在高速旋轉的主軸上的冠狀平板齒對玉米穗的攪動和撞擊來完成的,這種脫粒機械對玉米穗的損傷大,破碎率很高。所以,設計一種新型、低廉、低破損率的玉米脫粒機,對于玉米的生產(chǎn)具有非常重要的實際意義。
為了適應對少量玉米脫粒需要要求,避免用人工的方法對少量玉米脫粒,降低農(nóng)民在對玉米脫粒時的勞動強度、提高工作效率,設計一種適用于個人家庭的小型人工玉米脫粒機。本次設計的小型人工玉米脫粒機主要有喂料裝置、脫粒裝置、分離清選裝置、出料口、機架以及傳動裝置。該機器以電力為動力源,通過二級傳動裝置由鏈輪傳遞到釘齒脫粒滾筒上,釘齒脫粒滾筒配合圓孔凹版將玉米脫粒,玉米粒從篩板孔洞中漏下,由下滑板滑出機體之外,玉米芯由出料口排出機體之外。
關鍵詞 玉米脫粒機;傳動裝置;機體構造
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The Design of the Corn Thresher
Abstract
Corn as an extremely important food crops, and associated production equipment has been subject to widespread concern. Our traditional corn threshing machine, threshing operations are mainly done by stirring and impact of the the coronavirus plate installed in the high-speed rotation of the spindle teeth right ear of corn, this threshing mechanical damage to the ear of corn, broken ratehigh. Therefore, the design of a new, inexpensive, low breakage rate of the corn sheller, corn production has a very important practical significance.
In order to adapt to the need to require a small amount of corn threshing, and avoid using artificial means of a small amount of corn threshing, reduce the labor intensity of the farmers in the corn threshing, improve work efficiency, and design one for individuals, families, small artificial corn sheller. This small artificial corn feeding device, the threshing device, separating the cleaning device, the discharge port, rack and gear. Human, the machine power source through two gear sprockets delivered to the nail tooth threshing drum, nail tooth threshing cylinder with the hole gravure corn threshing, leave out the corn kernels from the sieve holes slip by the decline in board outside the body, the corn cob from the body outside of the discharge port.
Keywords Corn thresher,body structure,transmission
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 概述 1
1.1課題研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1國外研究現(xiàn)狀分析 1
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 2
1.2.3現(xiàn)有的大型玉米脫粒機 3
1.2.4 現(xiàn)有的中型玉米脫粒機 3
1.3本設計研究內(nèi)容 4
1.4本章小結 4
第2章 玉米脫粒機的總體設計 5
2.1總體結構設計 5
2.2電動機的選擇 5
2.3動裝置的設計 7
2.3.1傳動帶的設計 7
2.3.2 V帶帶輪的設計 10
2.4 傳動軸的設計 11
2.5釘齒條和訂齒的設計 16
2.6 圓盤的設計 17
2.7 柵格式凹板的設計 17
2.8入料口及脫粒機上蓋的設計 18
2.9機架的設計 19
2.10軸承座的設計 20
2.11玉米脫粒機上的標準件的選擇 20
2.12本章小結 20
第3章 玉米脫粒機的安全操作 21
結論 23
致謝 24
參考文獻 25
第1章 概述
1.1課題研究背景及意義
玉米脫粒機的使用是在玉米穗曬干或者烘干之后,進行種子加工,這種機器國內(nèi)外很多但是發(fā)展又有很大的差異,國內(nèi)玉米穗對于水分的要求一般在35%而國外的技術可以達到12.5%,經(jīng)過玉米烘干室之后再脫粒[1]。然而,國內(nèi)的玉米脫粒企業(yè)普遍規(guī)模較小,相對而言,沒有足夠的資金建立干燥室,基本上沒有耳朵干燥過程[2]。國內(nèi)種子企業(yè)通常采取的方法是,玉米穗在廣場上晾曬,減少了18%的水分含量,其次是脫粒,干燥,然后通過使用玉米烘干室,玉米水分下降了13%。當遇到水分高的玉米,會降低脫粒質(zhì)量,這導致了脫粒損失率升高[3]。在了解了玉米脫粒機在國內(nèi)外的發(fā)展,隨著國情的發(fā)展,開發(fā)出符合市場需求的滿足高脫粒率,破損率低的玉米脫粒機,已經(jīng)成為我國的種子加工迫切需要真正的解決問題[4]。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
隨著科技快速發(fā)展和進步,機械化在玉米的脫粒過程中起到了很大的推動作用。機械化取代了原來的手工工作,提高工作效率,降低工作強度。然而,現(xiàn)有的玉米脫粒機,仍存在一些問題:玉米脫粒機,或重或苛刻的工作場所[5]。目前對家庭作坊式玉米脫粒有一定的難度,如果使用的是一般的大中型玉米脫粒機進行少量的玉米脫粒將是資源的浪費,而且還污染了環(huán)境[6]。
小型人工玉米脫粒機,不用汽油發(fā)動機,柴油發(fā)動機動力而是使用一般家庭用電的設計,玉米脫粒機的使用,給農(nóng)戶以及工廠帶來了質(zhì)的飛躍。據(jù)統(tǒng)計玉米脫粒機在3個小時內(nèi)的工作可以代替3個人一天的工作。玉米脫粒機的使用解放了生產(chǎn)力,也大大提高了生產(chǎn)效率[7]。
1.2.1國外研究現(xiàn)狀分析
自1785蘇格蘭人安德魯·米克爾發(fā)明第一臺旋轉脫粒設備,對玉米脫粒試驗研究很多,新的玉米種子脫粒機也得到了大的發(fā)展。 在1815年,第一臺專用于玉米脫粒的機器問世。該機器由美國研發(fā),該機器為第一代玉米脫粒機。該機器工作部位是盤型裝置在裝置中有釘子進行脫粒。人工在搖桿處進行搖動,盤狀蓋壓住玉米穗,釘子進行脫粒。在第一代脫粒機后,第二代脫粒機由加拿大公司生產(chǎn)出來。脫粒機是由三個橡膠組成脫粒結構。并且在輥的旋轉速度不同的方向相同,三個差分??轉速的摩擦力下產(chǎn)生由輥分離玉米粒的。本機不損傷胚芽,玉米芯不斷,有破損率低,低速率脫凈,并有適應性強的特點[9]。
脫粒機得到飛躍的發(fā)展是在美國AEC集團公司生產(chǎn)出了HSE-51型脫粒機。這種脫粒機采用的是擠搓技術。相對于第一代和第二代,第三代脫粒機得到了突破。在種子脫落時機器對種子產(chǎn)生的破壞大大的減少,對于單個玉米穗還是多個以及玉米穗的大小都可應用。這種性能的脫粒機首先在發(fā)達國家得到了推廣。脫粒機高生產(chǎn)率(10-12t /小時),約0.8%糧食破損率,但其龐大的規(guī)模,其價格相對昂貴。到目前為止,已在全國推出了四款脫粒機[10]。
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
在上世紀七十年代初,中國自行研制的基于大型和中型玉米脫粒機的軌道玉米脫粒機已被廣泛使用。進入八十年代,開始了農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制,由于使用的增多各式各樣的脫粒機開始出現(xiàn),我國在這時制訂了脫粒機的各項準則。
在改革開放初期,我國開始發(fā)展農(nóng)業(yè)并實行農(nóng)業(yè)發(fā)展機械化。對農(nóng)業(yè)也有更深的要求。對種子的質(zhì)量、品種要求更高,為此推廣出了“種子標準”系統(tǒng)。國家在現(xiàn)有技術很難完成,從國外購買了一批種子加工設備。在1996年,重慶市農(nóng)業(yè)科學研究所陳露揉根據(jù)總結脫粒機的使用研究出了脫粒機公式。緊接著在2001年何小鵬院士所在研究所對玉米脫粒機研究取得了突破性進展。何院士對玉米脫粒機進行自主研發(fā),并根據(jù)美國進口來的設備進行研究學習。在擠壓式脫粒機設備上有了更新的發(fā)展。接下來在 2007年,沉陽農(nóng)業(yè)大學,李心平玉米脫粒機的行進速度研究[12]。
社會目前發(fā)展迅速,我們在機器的影響下生活。我國目前農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎,這是對我們國家農(nóng)業(yè)的機械化發(fā)展廣泛普及的基礎,加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn),同時大大減輕了農(nóng)民的勞動強度。據(jù)不完全統(tǒng)計,中國北方種植玉米,小麥等農(nóng)作物已經(jīng)占到我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的大約45%,而同年的出口,北部地區(qū)達到全國的20%。因此,中國需要生產(chǎn)更多的北方農(nóng)業(yè)機械化,以提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率。目前,中國北方大部分地區(qū),從種植糧食到糧食收割,糧食倉儲,基本實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化,然而,讓我們更可喜的是,研發(fā)和利用每臺機器有一個非常樂觀的市場,創(chuàng)新科技與開拓市場丙并存。本對文僅玉米脫粒機進行了研究和探討,小型人工玉米脫粒機本設計中,玉米已經(jīng)剝皮,經(jīng)過一段時間風干,然后由玉米脫粒機玉米粒和玉米芯的動作來分隔后。玉米脫粒機主要由進給裝置,脫粒裝置分離,以及齒條齒輪和其它部件。其工作原理是:當釘齒的旋轉運動的玉米脫粒機使玉米脫粒[13]。因此,玉米粒和玉米芯的相分離來實現(xiàn)脫粒的目的,再用螺旋狀排列釘齒,出料口送出玉米棒結束,玉米粒從柵欄格脫落,滑動到脫粒機外面,不斷填充-排出脫粒,這種循環(huán)反復,完成??脫粒過程。
1.2.3現(xiàn)有的大型玉米脫粒機
1.工作原理:如圖1-1,黑龍江省寧安市專利號為200620021009的玉米脫粒機主要由機架、牽引架(1)、發(fā)動機(2)、離合裝置(3)、上料裝置(4)、滾筒脫粒器(5)、清糧篩(6)、吹風機(7)、傳動箱(8)及地輪(10)等零部件組成。電機經(jīng)離合裝置(3)、皮帶(54)帶動上料裝置(4)送玉米給機架上的滾筒脫粒器(5)進行脫粒;同時,皮帶(53)與吹風機皮帶輪(71)相連,帶動吹風機(7)和清糧篩(6)運動;玉米脫粒后經(jīng)傳動箱(8)到二次回收裝置前端,通過擺桿與機架相連其后端通過連桿(302)與清糧篩(6)尾端相連,地輪(10)固定在機架上。
圖1-1現(xiàn)有大型玉米脫粒機
2.不足之處:此種大型玉米脫粒機體積大、笨重,不適于農(nóng)村家庭的使用;利用滾筒的脫粒方式效果不好破損率也較高,在大型企業(yè)中推廣也有一定的局限性;機器的結構復雜,成本高、費用高、維修難度大,使玉米加工的成本極大的增加;另外,機器工作時耗電量大,不節(jié)能,而且有極大的噪音,環(huán)保性能差。
1.2.4 現(xiàn)有的中型玉米脫粒機
1.工作原理:如圖1-2所示為天津市專利號200520130474的玉米脫粒機,其組成主要包括機架(1)和設在機架上的動力機,上蓋,進料斗,玉米粒出口(18),芯棒出口,輥等。玉米從料斗掉下后,通過轉動的輥(10)送給輥(11)脫粒,輥(11)脫粒后至輥(12)又進行第二次脫粒,輥(11)和輥(12)的下部均設有與其呈同心安裝的半圓柱狀底網(wǎng)篩(15)對玉米粒進行篩選。玉米粒從出口(18)裝袋,玉米芯棒經(jīng)上蓋下部出來。
2.不足之處:該玉米脫粒機采用脫粒滾筒對玉米棒滾動撞擊的辦法脫粒,因此,在脫粒的過程中,玉米棒很容易被打碎且玉米粒會由于擠壓而受損;脫粒后雜質(zhì)較多須用風力清選,才能收集到干凈的玉米粒;而由于出料不連續(xù),很多使用者會用手將玉米芯從機器中扯出來,極易導致手被滾筒打傷甚至打斷,十分危險。該機器存在破損率高,生產(chǎn)效率低下,安全性不足的缺點。
圖1-2 現(xiàn)有中型玉米脫粒機
1.3本設計研究內(nèi)容
本設計研究方向為家用小型玉米脫粒機。相比大型和中型玉米脫粒機而言,本設備有便攜、易操作、電驅動、成本低等特點,針對大型與中型玉米脫粒機笨重,消耗大的特點,本設計進行了優(yōu)化改良,更適合家庭以及小型生產(chǎn)作坊使用。
1.4 本章小結
本章節(jié)描述了本次課題研究的背景和意義,介紹了玉米脫粒機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和歷史沿革,還對現(xiàn)有的大型與中型玉米脫粒機優(yōu)缺點進行了簡單的分析,簡要闡述了本次課題的研究方向。
第2章 玉米脫粒機的總體設計
對有關脫粒機的資料進行查看,了解,對方案進行設計,對零部件進行設計,在設計的過程中發(fā)現(xiàn)問題解決問題,對設計進行優(yōu)化,一直到將整個設計都完成。
要設計傳動裝置,將傳動部件還有支撐部件的有關數(shù)據(jù)算出來。按照正常對機器進行設計的方式,正常都是先設計總的方案,在設計總方案的時候一開始要對機構進行有關的解析,在解析過后對每個部件的作用以及載荷進行分析。受力以及工作要求確定后相應的脫粒機結構也定下來。脫粒機總體方案定下來之后,也要進行圖紙設計,把設計中每個器件相應數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。
2.1總體結構設計
將傳動方案確定下來,確定使用哪一種電動機,將傳動部分的運動數(shù)據(jù),還有動力數(shù)據(jù)都算出來,將總傳動比確定下來,將每一級的傳動比都確定下來,這樣就可以算出來每一個軸的功率,還有確定轉動的速度與轉矩大小。
圖2-1 小型玉米脫粒機
2.2計算并選擇電動機
根據(jù)實際工作情況總結得到釘齒受到的載重是40N,在通電后電動機提供動力后,釘齒條在滾筒上的展開快速運動。在工作中,玉米的進入會使釘齒條受到一定的壓力,根據(jù)分析這種壓力為切向力,相應的其他兩個釘齒條不做運動,根據(jù)以上分析得到脫粒機在提供動力后受到切向力為:
式中:N—作用在釘齒上的力
M—在工作中相應釘齒的數(shù)量
Z—在工作中相應釘齒條的數(shù)量
電動機提供動力后,脫粒機上的釘齒條和釘齒開始運動。根據(jù)分析釘齒條和釘齒需要有同樣的速度。其速度大小取決于主軸轉速、釘齒半徑。
式中: —釘齒的轉速
—主軸轉動的速度
—釘齒到軸心的距離
1.電動機所提供的速度
根據(jù)實際生產(chǎn)需求分析,在主軸階段需要提供的速度在750~850范圍內(nèi),這樣若采用V帶傳動,則選擇傳動比是2~4,這樣釘齒條和釘齒需要有同樣的速度,查考參考資料得電動機轉速范圍計算為:
~~r/min。
在這個范圍內(nèi)查考電動機手冊得同步電動機轉速為:720r/min,1440r/min, 2900r/min。在工作中要考慮電動機轉速、轉速等因素。查考《機械原理設計手冊》得到三種相應電動機的類別。這三種電動機各參數(shù)的對比如下表2-1所示:
實際的工作中要考慮電動機的自重,和相應參數(shù)要滿足各工作要求,并且工作中所需要的電動機功率要大于理論值。因此綜合考慮在不產(chǎn)生浪費并且滿足工作使用的前提下選擇第三種類別的電動機。在電動機中各尺寸的設計也要滿足要求,具體設計如表2-2所示:
表2-2 電動機各尺寸詳情
中心距離H
外殼尺寸
安裝尺寸A*B
螺栓孔的直徑K
軸伸出尺寸D*E
鍵安裝尺寸F*GD
輸出軸尺寸G
32
12
33
2.計算電動機的功率
查考《電動機設計手冊》得到電動機的功率計算方式為。在式中表示傳動機總效率。傳動機總效計算方式由傳動裝置上各傳動部件效率相乘即 ,上式中、、 代表著傳動軸上每個傳動器件的傳動效率。那么傳動軸上的總效率如下所示:
滾動軸承 0.98~0.995
得 到 =0.99
帶傳動 0.94~0.97
得到 =0.97
滾筒轉動 =1
2.3計算并設計傳動裝置
2.3.1設計傳動帶
在實際生產(chǎn)需求中,根據(jù)脫粒機對動力的要求選取帶傳動,把電動機動力進行傳輸。分析脫粒機在工作時,傳動帶是撓性件,在工作中起到緩沖、減震的作用。在傳動帶作用下能夠使脫粒機平穩(wěn)的工作,也起到減少噪聲的作用。但是帶傳動也有缺點,由于長期和帶輪結合皮帶會產(chǎn)生一些摩擦,使動力傳輸減少并且會影響皮帶壽命,影響帶傳動傳動比。傳動比的不穩(wěn)定不會影響整體的工作。只要傳動比能夠穩(wěn)定在一個范圍內(nèi)就可以。在帶傳動中,皮帶可以保護一些器件的安全性。在工作中如果出現(xiàn)卡槽的現(xiàn)象電動機的動力不變,皮帶的轉動對器件提供了過載保護,不會使器件被破壞。在成本上,皮帶成本比較低,維護簡單。所以在傳動方面最終選擇V帶傳動。
1. 功率的確定
式中: —工作情況系數(shù)
—電動機提供的功率
=1.0
2.V帶型號的選擇
參考以上的計算總結到功率和與電動機轉速一樣的小帶輪的轉速查考參考資料《機械原理基礎》得到帶傳動中V型皮帶采用的是B型。
3.帶輪基準直徑的確定
(1)首次選取中主動帶輪的基準直徑為:查參考資料《機械原理設計手冊》得到帶傳動中主動帶輪的基準直徑原則為。
(2)V帶的速度V的計算:
根據(jù)要求V帶速度范圍為10~20m/s,則速度V能夠適應工作強度。
電動機與比的計算
(3)計算的直徑D2
4. 傳動中心距以及傳動帶的長度確定
查考《機械原理設計基礎》一書中查表11—5中,選擇相近的基本長度和 相對: 。
查表得實際的中心距計算方法如下所示:
5. 主動輪上包角的驗算
V型帶包角的要求,要通過包角的大小確定,包角的計算如下所示:
根據(jù)以上的計算結果得知所選擇的V帶能夠滿足工作強度。
6. V帶數(shù)量的確定
V帶的根數(shù)由下列公式確定:
式中: —V帶單根的許用功率值
—包角所產(chǎn)生的影響系數(shù)
—化學線膠帶,取
—傳動比產(chǎn)生的增量
通過查考參考文獻得到,,,通過計算 ,,得到:,最終得到:
根據(jù)取整原則得
7. 帶的初拉力的確定
在單根V帶中查參考文獻帶傳動技術得初拉力計算如下所示:
式中:—單位長度的傳動帶質(zhì)量,
8. 作用在軸上的壓力的計算
在帶輪軸和軸承的安裝過程中需要考慮到帶傳動作用在軸上的力,的大小是通過帶兩邊的拉力來確定。通過查考參考文獻得V帶兩邊拉力差可忽略,那么的計算方法如下所示:
2.3.2 帶輪的設計計算
1.確定帶輪所使用的材料
根據(jù)以上的計算總結帶輪,比較,轉速相對較低,因此最終選擇材料采用灰鑄鐵硬度為HT150。
2.帶輪結構的設計
帶輪計取決于基準直徑的大小,在帶輪的形式及輪槽的大小選取時查參考文獻車輪設計原理得設計如下所示:
(1) 對主動輪各項參數(shù)的確定
根據(jù)以上的設計已經(jīng)得知主動輪的直徑,相應的與它相配合的電動是,故此根據(jù)已得到的數(shù)據(jù)利用計算公式得到~~,最終采用腹板式帶輪作用在主動輪上。
帶擇:查考參考文獻《機械設計原理》得到主動帶輪的各項參數(shù),詳情請參考下表2-3。
表2-3帶輪的各項參數(shù)
帶的類別
m
f
t
s
B
16
5
20
14
14
7.5
38
17.4
查考參考文獻得到帶輪的厚度計算如下所示:
(2) 對從動輪各項參數(shù)的確定
從動輪的選擇,從動輪的選擇比較簡單,可以根據(jù)主動輪來確定。主動輪中帶輪采用的是腹板式,而且,相比較,這樣在從動輪方面選取的樣式和主動輪相同。
從動輪各項尺寸的確定:查考參考文獻《帶輪的設計手冊》得到帶輪的各項參數(shù),并根這些參數(shù)得到從動輪的厚度計算方法如下所示:
2.4 傳動軸的設計
傳動軸在整個機器中起著非常重要的作用,傳動軸傳遞著轉矩,并且承受一定的載重。在脫粒機中對軸的選擇設計需要嚴格地篩選,承擔主要,在機器工作時物料的進入對機器瞬間的動力的瞬間要求比較大,并且,所以在設計傳動軸時需要對動力載荷進行要求,滿足校核。傳動軸的公用包括這幾個。一是支持零件,確定它本身的定位;二是傳遞軸上動力。軸按照不同,大致可以分為軸和等,參考脫粒機本身的形狀及尺寸和它在工作時遇到的工作環(huán)境和動力要求,所以脫粒機在選擇主動軸時采取的是直軸式的階梯軸進行動力傳輸。通過查考參考文獻動力傳動裝置得到主動軸的最小直徑的確定方法如下所示2-1:
(2-1)
式中:—軸材料的的值
—工作時主軸提供功率
—工作時主軸提供轉速
在軸的設計上對于材料的選擇,通過查考參考資料《金屬的切削性能實驗》得到軸的材質(zhì)一般選用硬度,調(diào)質(zhì)處理的45號鋼,進行加工,通過參考文獻得到,最小直徑的計算方法如下所示:
在軸的實際加工中要考慮軸的其他要求,比如帶輪的內(nèi)側需要加工孔,以便于安裝帶輪。安裝帶輪的同時需要對帶輪進行定位,需要使用定位鍵,軸上需要開鍵槽。這樣會減弱軸上的載荷承受力,考慮到載荷力的減弱,通過查考文獻得到軸在加工時直徑增加至少5%,最后可以得到軸的直徑為。
帶輪的安裝一般放置在輸出軸上。為了保證軸和帶輪相配合時能夠適合尺寸。通過以上的計算和參考實際的工作強度最終輸出端直徑為30。軸的最小直徑確定后需要對軸一側的帶輪厚度進行設計通過查考參考資料《機械設計原理》可以得到在選取帶輪厚度為,相應的臨近處軸的直徑選用尺寸為,此段軸的距離為。
1.對軸的整體尺寸設計
在軸上需要安裝器件為了使器件安裝位置牢固準確在Ⅰ—Ⅱ軸的右側向外伸出一些,作為軸肩,所以在軸的Ⅱ—Ⅲ段選用軸直徑尺寸為 ,最后的輸出軸安裝的定位采用的是普通平鍵定位。通過查考參考文獻《花鍵的設計及加工》得到鍵的類別為普通平鍵,普通平鍵的基本尺寸為為。
2.選擇并確定輸出軸的型號尺寸
根據(jù)玉米脫粒機在工作時的環(huán)境以及原理得知,脫粒機的工作原理是軸上帶輪轉動帶動滾筒和釘齒進行運動,釘齒的排列方式為排列,根據(jù)上面的計算可以知道,況且釘齒受力幾乎可以忽略。故此在選取軸的軸承時選用的是相心球軸承,通過查考參考文獻《機械設計手冊》得軸承的類別選用406,軸承的基本尺寸為=,所以在軸的Ⅲ—Ⅳ段和軸的Ⅴ—Ⅵ段所采用的直徑尺寸一致為。
在實際的加工中由于精度要求不大,會產(chǎn)生一定的誤差,跟據(jù)參考資料《機械加工手冊》得到機械加工時候的等位移量選取。
在軸Ⅳ—Ⅴ段進行安裝釘齒,這一段軸的直徑選用為,軸合為H/K,在軸上面長度為的地方安裝上釘齒滾筒,安裝方式為焊接。選用的滾溝長度為。
3.在輸出軸上進行倒角設計
在前面已經(jīng)查找到了倒角的設計原則,從而得到軸肩的倒角大小。軸端倒均為,小為,軸肩的作用是減少應力所產(chǎn)生的影響。
4. 軸的強度校核
(1)通過查考參考文獻得到作用在輸出軸上的力的計算方法如下所示
根據(jù)公式2-2:
(2-2)
式中:—軸上提供的功率
—軸上得轉速r/min
(2)釘齒條上的合力
通過受力分析得到計算方法如式2-3、2-4、2-5:
(2-3)
(2-4)
(2-5)
式中: — 輸出軸上軸心到釘齒定的長度,
80%—徑數(shù)
,,
軸上所收到的力分別為圓周力徑向力和軸向力。受力方向參考圖2-6(a)。
(3) 軸上水平方向受到的支座反力
通過查考文獻得到支座反力計算公式如下所示:
(2-6)
式中:—是軸上Ⅲ—Ⅳ段到軸Ⅳ—Ⅴ段到右側三分之二的地方長度
—是軸上Ⅳ—Ⅴ段到右側三分之二的地方到右側Ⅴ—Ⅵ段的長度
根據(jù)公式2-7:
(2-7)
(4)軸上垂直平面內(nèi)受到的支座反力
通過查考文獻得到支座反力計算公式如下所示:
(2-8)
式中:—釘齒的頂端到主軸軸心的長度
得
根據(jù)公式 2-9
(2-9)
(5)繪制受力彎矩圖
在水平面內(nèi)進行受力分析對軸上的D、C、B這幾點進行受力分析計算方法如下所示:
(2-10)
根據(jù)以上計算結果繪制這幾點的轉矩圖結果如圖2-6 (b)。
在垂直面內(nèi)進行受力分析對軸上的D、C、B這幾點進行受力分析計算方法如下所示:
(2-11)
(2-12)
(2-13)
根據(jù)以上計算結果繪制這幾點的轉矩圖結果如圖2-6 (c)。
綜合以上水平面和垂直面的轉矩分析得到 :
根據(jù)以上計算結果繪制這幾點的轉矩圖結果如圖2-6 (d)。
(6)繪制受力彎矩圖
(2-14)
式中: —電動機
—
根據(jù)以上計算結果繪制這幾點的轉矩圖結果如圖2-6 (e)。
(7)計算并繪制當量彎矩圖
B 點處受力分析:
C點左端受力分析:
D點右端受力分析:
根據(jù)以上計算結果繪制這幾點的轉矩圖結果如圖2-6 (f)。
圖2-6 軸所收到的彎扭圖
5. 軸的校核
在進行強度校核時,一般采用的方式是校核承受載荷最重,或者軸的截面積小受力較大的危險截面進行校核,通過查考參考資料《機械強度校核》得到計算方法如下所示:
(公式2-4-15)
式中 : —軸的模量,
—軸力,。
在實際的工作中軸所受到的彎曲應力會不同,通常會從、、中值,查考參考文獻《機械應力計算》得到應力計算如下所示:
從《機械應力計算》得到,對于的碳鋼,許用應力。
2.5釘齒條以及釘齒的設計
軸的設計是傳動部分的主要部位,那么釘齒條的的設計關系到最主要的功能脫粒機的脫粒功能。釘齒條設計的好壞影響著脫離的種粒是否完好以及玉米粒和玉米芯分離的好壞。脫粒機在運動時,動力通過傳動裝置傳到滾筒上,滾筒上有四根齒條,滾筒帶動齒條進行勻速的運動。然后工人將需要脫粒的玉米穗放入脫粒機中,由于滾筒是在做勻速運動,玉米穗進入后會與釘齒條接觸。釘齒條會接近玉米穗對其進行剝離。玉米穗經(jīng)過四條釘齒條勻速的剝離下,籽粒漸漸脫落。釘齒條安裝在滾筒上,呈螺旋狀分布,這樣分布是因為玉米穗在剝離后,玉米梗會隨著滾筒的轉動從而排出。同時,每一,這樣為了獲取更高的脫粒率。玉米脫粒,起到關鍵脫粒作用的是釘齒條,因為始終釘齒條與玉米穗接觸并剝離籽粒。
1. 釘齒條設計
在上面已經(jīng)介紹到釘齒條起到最關鍵作用,進行剝離籽粒的作用,并且釘齒條收到的瞬間沖擊比較大,工作強大較大。釘齒條是安裝在玉米脫粒機的滾筒上面,一共含有四條釘齒條,每條釘齒條之間相差,在每條釘齒條數(shù)范圍在7~10個釘齒,單個釘齒的尺寸為 ,四條釘滾筒上,釘齒均勻的安裝在釘齒條上并且為了排出玉米梗在其上螺旋方式安裝,釘齒條的安裝尺寸為相鄰釘齒條橫向長度為,并且承勻排列,安裝完釘齒和釘齒條后需要對其進行固定,通常采用的方式為在釘齒條的前后兩側采用厚度是,直徑是的圓形盤進行固定,齒條寬厚的方孔,方孔中穿過,在釘齒條的另外一側也選用厚度是,直徑是的圓形盤進行固定,是漏出2~3,由于在二者連接時為了連接方便采用的是焊接完成。這樣焊接以及安裝的器件機構穩(wěn)定,工作強度大。
在上面圓形盤固定釘齒后,由于釘齒條的長度過長所以為了適應工作強度,提高齒條的剛度,適應瞬間的沖擊。所以在主軸的三分之一處與三分之二的地方,選取直徑的鐵柱連接釘齒條與主軸,二者的連接方式選用焊接。這樣做是為了釘齒條受到更大的強度時依然保持正常工作,同時也使軸的增加,使釘齒條的扭轉剛度和彎曲剛度增加,這樣可加,主軸和釘優(yōu)點。
2.釘齒條及釘齒的配合要求
釘齒是安裝在釘齒條上,釘齒條的作用就是安裝并固定釘齒,在釘齒工作時收到?jīng)_擊后,釘齒條能夠提供支撐,使釘齒能夠正常的工作。釘齒收到的力為切向力,同樣釘齒條收到的力也為切向力。因此根據(jù)釘齒和釘齒條的受力進行材料的選擇。查考參考文獻《金屬材料切削》得到為了釘齒條有相應的強度和剛度。采用材料為45號鋼,設計的釘齒條的尺寸大小為長×寬×高為,釘齒條上分布著釘齒,在單條齒條上等距的安裝著8個釘齒,安裝時要求釘齒伸出釘齒條,伸出的部分選用螺母上緊,在釘齒條上型,通孔的尺寸為直徑,為了方便安裝維修,在通孔向上的一側開一個小槽,小槽的尺寸為長為,高為,寬為,這個小槽可以和配合,這樣可以使固定,在機器正常工作時,起著釘齒相對釘齒條固定,在工作時不會產(chǎn)生釘齒或者釘齒條脫落的情況。
3. 釘齒的設計
上面已經(jīng)介紹釘齒主要負責剝離籽粒的作用。釘齒在工作時會經(jīng)常受到切向力、瞬間的沖擊。釘齒是直接與玉米穗接觸。尤其是在入料口的部位,這個頻繁,所以,為了適應工作強度考慮到釘齒的工作環(huán)境,最終的材料采用45號鋼,為了使釘齒對固定,在釘齒合,使釘齒和釘齒條固定。的基本尺寸為直徑,長度為,,,,,。
2.6 圓盤的設計
圓盤是作用在釘齒條和釘齒的一側,圓盤的主要作用是固定釘齒條和主軸,圓盤不僅有連接的作用,并且可以傳遞釘齒和釘齒條之間的力矩、彎曲強度、扭轉強度。安裝時圓盤安裝在釘齒條的兩端。在連接時采用焊接的方式進行連接,焊接圓盤與釘齒條、主軸的連接。這樣即保證了工作強度也保證了位置的相對穩(wěn)定。根據(jù)以上條件總結到圓盤的設計也對滾動、釘齒的強度起到重要的作用。在設計時查考參考資料《金屬的切削性能》得到在制作圓盤時采用的材料要剛度和強度滿足要求,文獻中指出剛度和強度較好的材料多采用45號鋼。故此材料選用45號鋼,其基本尺寸為直徑d=240mm,圓盤上等距分布著形的通孔,孔的目的主要使釘齒條的位置比較固定,并且能夠提供相應的載荷??椎牡拙€到圓盤中心的長度是,圓盤的安裝方法是圓盤中心裝在主軸上,所以圓盤的中心孔的尺寸是φ=46mm,為了方便安裝,圓盤的厚度定為,圓盤上的孔基本尺寸為高9.5mm、寬40.5mm。
2.7 柵格式凹板的設計
在整個玉米脫粒機中,柵格式凹板是作用在釘齒滾筒上的重要器件,柵格式功能,第一個,釘齒將玉米穗進行脫粒后,脫離的籽粒會從柵格式凹板中流出,籽粒脫落后,玉米梗會由于螺旋狀的釘齒帶動從而排除。這樣就實現(xiàn)了籽粒與玉米梗的脫離。達到了玉米穗的籽粒與梗的分離,達到清選的效果。第二個,柵格式凹板,鋼筋之間有的間隙,這個間隙可以便脫粒。
柵格式凹板的制造通過根直徑長的鋼筋制作而成,凹板的基本尺寸是直徑,凹板兩側的固定是通過兩個直徑,厚,高的鐵條來實現(xiàn)的,板是半圓桶型,因此鋼鐵條制成,另外在凹板的固,相應的鐵條的基本尺寸為厚度,寬。連接,同樣采用焊接的成的凹板,由于柵格式凹板是放置在機架上,因此將柵格式凹板兩側的鐵架上,通過這樣會使機架與柵格式凹板的連接更加牢固,這樣設計在運行時,有機架的,會使柵格式凹板在工作時有更高的穩(wěn)定性、可靠性。從整體來看,也計,提高整體剛度。
2.8入料口及脫粒機上蓋的設計
入料口是工人將玉米穗裝入脫粒機的地方,是玉米穗進入脫粒機的途徑。它是個部件,在填入的過程中,脫粒機能安全的工作,不會發(fā)生玉米籽?;蛘哂衩坠娜肓峡诘牡胤斤w出來,減少產(chǎn)量,影響玉米脫粒機的工作質(zhì)量,使脫出來的籽粒不干凈或者沒有完成籽粒的剝離。并且如果玉米穗或者玉米籽粒從進料口出來,由于機器工作時速度較快容易發(fā)生危險事故,對安全造成一定的威脅。同時如果把玉米穗放入脫粒機時,電動機的運動速度比較高,同時傳動輪的轉動使主軸的轉速也相對較高。如果在入料口加入的玉米穗較多,容易產(chǎn)生卡堵的現(xiàn)象,這種方式對主軸會產(chǎn)生影響。此時,這種填料方式對主軸、的副作用,有可能瞬載,即同齒的磨損和老化等。入料口的尺寸不合理的話,會使主軸的瞬時被卡死,電動機燒壞,這些大的破壞性。所以,在設計玉米脫危害,在結構的設計中要精心的設計。
玉米脫粒機的相連接為一體,表示入料口與脫粒機的上蓋要安裝在一起,這兩個地方的材料選用的鐵板制作而成,玉米脫粒機形狀,其基本尺寸為直徑,長,這種設計是為了在玉米在進入機器時,玉米穗能夠充分的與釘齒相結合,是玉米穗能夠充分的脫粒。在設計上蓋時入料口的設計也很重要。通過查考文獻最后設計為入料口為,寬為,為了以后的脫粒物料可能比較大,設計類大的口徑進料器。大口徑進料器的尺寸為長度是,寬度是,玉米脫粒機的上蓋的兩方式是焊接加工,這種加工方式的優(yōu)點是提高玉米脫粒,不宜變形,同樣也有支撐作用。脫粒機的個角鐵上,為了是便于安裝與維護脫粒機的下半部分。將脫粒機上連,角鐵的基本尺寸為厚度是,長度是,起加固作用的鐵條上,來進行加固作用。在玉米脫粒機上蓋的兩端設有兩個是一樣的,目的一是確保員工在操作時的安全,由于脫粒機正常工作時,主軸的轉動速度為高速,在兩側如果沒有鐵板進行攔截,有可能把操作人員的手指或者衣服絞進脫粒機中,造成不必要的傷亡事故的產(chǎn)生。二是脫離后的玉米由于軸的高速運轉,玉米可能被帶著一起有相應的速度進行運轉造成玉米飛濺,這樣的話可以阻擋飛濺的玉米,如果玉板的攔擋,玉米被脫粒機脫粒后,玉米會散到各處,對收集也會產(chǎn)生難度,如果高速的玉米打到操作人員身上,也會給操作人員帶來一定的危險。所以總結上面因素在玉米脫粒機板設計是必要的。擋板是縱向布置的,擋板的這樣設計,考慮到它的結構空間了,兩個擋板的安裝方式為擋板騎壓軸承座的上面。因此在設計擋板的時候,要考慮到它與脫粒機上蓋的連的配合,最終擋板的尺寸為直徑 ,它與來確定。
2.9機架的設計
機架是玉米脫粒機主要的支撐器件,機架的作用是軸和電動機、凹板所產(chǎn)生的沖擊、應力都作用在機架上。機架的堅固是玉米脫粒料上,所采用的材料和結構設計要選用堅固且穩(wěn)定的。對于設計的玉米脫粒機,在它所受到的沖擊和在內(nèi)部受到的應力比較小,在動力方面對電動機所提供的動力要求較小并且對所選用的電動機外殼和類型屬于輕巧靈便類型的。在材料的在材料的選擇方面,通過查考參考資料最終選用的材料為角鐵支撐,選用角鐵支撐,優(yōu)點體現(xiàn)在:在角載荷范圍條件下,不會產(chǎn)生結構以及形狀的變化,雖然有較小的形,但是不會對脫粒機的堅固、穩(wěn)定產(chǎn)生影響,不會發(fā)生其他的變化。因此最終選擇角鐵的基本尺寸為厚是,高是,寬是。在結構的設計上架起兩段橫梁放置在機架上。此結構的要求是能夠適用大的工作強度、比較大的承載能力,并且在遭受到瞬間沖擊時結構不會發(fā)生改變。為了滿足相應的條件在選材時選用角鐵材料,角鐵的基本尺寸為厚是,高是,寬是,這樣的材荷部分。在機架的一側安裝了斜板,為了在籽粒脫落后,玉米粒從柵格式凹板的縫隙中漏出,落到出板上,玉米下滑,到達脫粒機之外。完成脫粒,也完成相應的籽粒運到機外的運動。再選取材料方面,由于所受到的力比較小,所以最終選擇厚度鐵板進行加工。在玉米脫粒機的其他一側也就是玉米梗的排出一側,安裝了一個便于向下滑送的小斜坡。這個斜坡的作用是在玉米穗加工后,玉米梗會隨著螺旋排到出口處,玉米梗會沿著小斜坡進行下落,排出到外面,這樣也可以快速聚集玉米梗。這個小斜坡的應用方便操作人員的工作,玉米梗排在一個聚集點,工人們將玉米梗集中處理。在制作材質(zhì)方面,由于玉米梗重量很輕對材質(zhì)要求不大,所以選用厚度為的鐵板加工而成,在與脫粒機主體連接的時候連接方式使用的是焊接,它與柵格端相連,在尺寸設計方面,小斜坡在與柵格式凹板相連接的時候尺寸所在范圍為~,通過參考文獻得這個范圍的距離能夠使玉米梗順利排出。從機架的整體來看,通過以上設計計算得出玉米脫粒機能過滿足工作強度要求,結果設計能夠滿足使用。
2.10軸承座的設計
軸承是作用在軸的上面,對軸承起支撐的作用。軸承的設計要考慮到很多方面要根據(jù)軸的載荷收到的轉矩壓力等等。通過以上的計算結果查考參考文獻得到軸承的選擇采用的是滾動軸承。選用滾動軸承的尺寸是標準件。由于脫粒機使用動力以及重量不中,查考軸承的設計技術得到在軸承的類別方面選擇的基本尺寸為為。在安裝時安裝的位置選在機架縱向的、厚度為的,固定方式采用的是螺栓固定,螺栓的基本尺寸為公稱直徑。
2.11應用在玉米脫粒機上的標準件
1. 玉米脫粒機上螺栓的應用
玉米脫粒機所使用的螺栓,為了方便生產(chǎn)規(guī)?;?,便于維修,所以在選擇上采用的是標準件。通過查考參考文獻《標準化設計手冊》得到在本次的設計中螺栓的使用尺寸為公稱直徑是M8,長是8cm與5cm,在脫粒機中所使用的螺栓主要是連接作用。在機體的上連接,在電動機和機連接,而且,應用螺栓,完全能夠使用工作強度的需求。
2. 鉤頭楔鍵的選擇
玉米脫粒機上的所以在選擇鉤頭楔鍵時,通過查考參考資料《鍵的加工及刀具選擇》得到鉤頭楔鍵的尺寸為:b=12,h=70,L=50,并且校核能夠滿足使用要求。
2.12 小結
本章詳細介紹了玉米脫粒機的總體方案、電動機的選擇、傳動裝置、釘齒和釘齒條以及各個鈑金件的選擇,并確定了各個零件的具體尺寸以及加工工藝的選擇。
第3章 玉米脫粒機的操作規(guī)范
隨著科技的不斷發(fā)展,玉米脫粒機的使用也越來越廣泛,在農(nóng)民的家里脫粒機使用在收割玉米時,也是一個常用機器。玉米脫粒機給人民帶來了很大的便利,提高了農(nóng)民的工作效率,降低了農(nóng)民的勞動強度,生產(chǎn)更加的機械化。在廣泛使用脫粒機的同時,也要注意使用的規(guī)范化,避免因操作不當造成不必要的傷害。
1.嚴禁超速超載荷運轉
所設計的玉米脫粒機屬于小型運動設備,在脫粒機中主要工作的地方是釘齒滾筒。在其他機構如凹、軸等部件,這些零部件對載荷的承受能力是在一定的限度的,在釘齒滾筒運行時所提供的速度比較高時,由于速度較高產(chǎn)生較大的離心力。在速度要求方面釘齒滾筒的轉速如果過高,超過所能承受的范圍,并且隨著時間的使用軸承會氧化產(chǎn)生老化。電動機提供的功率相對比較高時,有可能產(chǎn)生主軸與釘齒滾筒和整體分開。再者出現(xiàn)與上蓋發(fā)生碰撞,或者與柵格式凹板發(fā)生碰撞,在這幾種條件下會產(chǎn)生非常大的沖擊力,所產(chǎn)生的瞬間沖擊可能造成玉米脫粒機產(chǎn)生爆炸,這種危險系數(shù)非常大,這種情況產(chǎn)生會嚴重威脅到操作人員的人身安全。為了不產(chǎn)生這種危險,降低危險系數(shù),在日常的使用中要經(jīng)常擦拭機油進行密封防止氧化,使用年限比較長要定期檢查設備,并且定期更換重要的零件。加緊螺栓,減少危險系數(shù)。
2.禁止過疲勞以及酒后使用
上面已經(jīng)介紹了機器本身有可能產(chǎn)生的危險,并且介紹了相應的解決方法。但是在使用時,也要注意操作人員自身的操作。玉米脫粒機的電機提供的動力很大,而且進行剝離的釘齒動力也很大,雖然在滾筒的上面有機架和上蓋進行封閉,而且在進料口的設計留有充足的空間,這樣的設計使操作者操作在一個安全的操作距離。各種的安全措施已經(jīng)設計,但是操作人員的不規(guī)范產(chǎn)生危險的可能非常大。如果操作人員連續(xù)操作,沒有進行一定的休息,操作人員的大腦處在一個比較遲鈍的狀態(tài)。再者如果操作人員飲酒之后操作,對于飲酒過度容易使大腦休眠狀態(tài)。以上的兩種狀態(tài)由于操作人員的不規(guī)范操作,衣服有可能被卷進脫粒機中,或者身體某個部位進入了脫粒機中,由于釘齒在一個高速運轉的狀態(tài),并且釘齒條呈螺旋狀排列。這種情況會使操作人員的身體受傷害甚至危及生命。所以在使用玉米脫粒機的時候禁止高強度長時間的使用更禁止酒后操作該機器。
在玉米脫粒機發(fā)生故障或者發(fā)生意外的時候要及時關閉電源,立即停機。待排除故障后重新進行工作。嚴禁在發(fā)生故障或危險時,依然保持機器的運行,這樣只會加劇危險系數(shù)。
安全下:操作人員衣著得體,不要穿肥大的衣服,衣服的袖口要小,不得穿裙子,婦女在操作時帶上安全帽,年齡較小的孩子不要再機器旁邊玩耍,年齡較大行動不方便的也不要操作脫粒機。操作人員若感到疲勞時要停止工作,或者更換另一個操作人員,不要酒后操作。在脫粒機工作時嚴禁有未帶安全措施的工作人員站在脫粒機出籽口,以免飛濺出來的籽粒傷到操作人員。在玉米脫粒機未停止的時候不要搬動脫粒機以免受傷。玉米脫粒機需要定期的維修查看,更換老化部件,保證操作的安全。
結論
本次課題是基于小型人工玉米脫粒機的畢業(yè)設計,經(jīng)過十幾周的時間,在根據(jù)任務書的要求下查閱了大量的相關資料、對出現(xiàn)的問題進行深入研究的基礎之上,找到了解決本設計過程中出現(xiàn)問題的思路和方法,成功地完成了本次設計中所規(guī)定的內(nèi)容,實現(xiàn)了所要研究的目標。
通過查閱參考資料和指導老師的指導完成了對脫粒機現(xiàn)狀國內(nèi)外的發(fā)展狀況,并對脫粒機總體進行設計。對電動機進行選擇傳動裝置的設計,選取了V行帶輪進行工作,并且校核通過滿足使用要求。在脫粒機的結構設計方面對傳動軸進行設計校核,釘齒條的安裝以及圓盤、入料口的設計等等通過了校核能夠滿足使用要求。最后對脫粒機的標準件進行了介紹。在文章的結尾向人們展示了脫粒機在使用時應該注意的事項,確保人們在使用時能夠安全操作。
致謝
在完成畢業(yè)論文的這段時間,我的指導老師給我的幫助是很多的,不管是在多忙的情況下,老師都是耐心的幫助我,耐心指導我們的每一步設計,仔細查找存在的問題和不足,不管是一開始確定論文選題,還是確定設計的方案,到后期的繪圖計算等等,老師都給了我無微不至的幫助,提供了許多硬件條件,謝謝老師。還要感謝我的同學對我的幫助,謝謝你們。
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