窝眼式白米分级机结构设计【三维PROE】.zip

I摘 要白米分级是一个重要的提碎工序，其作用就是提取成品米中超出标准的碎米。窝眼滚筒分级作为白米分级的最后一道工序，其分级能力决定了大米产品质量。 目前分级线路长，分选时间长，分级过程中产生的碎米多，从总体上看是一种粮食的浪费。本次课题从提升单筒分级能力入手，对窝眼式白米分级机进行结构设计。本次设计的窝眼式白米分级机主要由电动机、进料斗、窝眼筒、排料螺旋、集料槽、蜗轮蜗杆、出料口、框架、角度调节机构等部件组成。本文首先通过调查与分析窝眼式白米分级机现况， 并对不同去皮方案进行对比分析，提出本次设计方案，接着对该窝眼式白米分级机各主要部件进行了详细的设计与校核，最后通过 AutoCAD 制图软件绘制了装配图和各主要零部件的零件图， 并通过 ProE 软件建立了其三维模型。关键词：关键词：白米，窝眼，分级，螺旋IIAbstractWhite rice grading is an important process of breaking, which is used to extract the broken rice that exceeds the standard in the finished rice. As the last step of white rice grading, the ability of grading determines the quality of rice products. At present, the classification line is long, the separation time is long, and there are many broken rice in the classification process, which is a kind of food waste in general. In this paper, the structure design of the white rice classifier with socket was carried out from the perspective of improving the classification ability of single cylinder.The designed white rice classifier is mainly composed of motor, feed hopper, socket barrel, discharge screw, aggregate tank, worm, discharge port, frame, angle adjusting mechanism and other components.In this paper, firstly, by investigating and analyzing the current situation of the white rice classifier, and comparing and analyzing different peeling schemes, the design scheme is put forward. Then, the main components of the white rice classifier are designed and checked in detail. Finally, the assembly drawing and the parts drawing of the main parts are drawn by AutoCAD drawing software, and its three-dimensional is established by proe software Model.Key words: White Rice, Socket, Grading, HelixIII目 录摘 要.IAbstract.II第 1 章 绪 论.11.1 研究背景和意义.11.2 国内外研究现状.1第 2 章 总体方案设计.32.1 设计要求.32.2 方案选择和工作原理.32.2.1 白米分级方法对比.32.2.2 方案确定.42.2.3 工作原理.42.3 整机参数选定.5第 3 章 主要零部件的设计.63.1 窝眼滚筒设计.63.1.1 滚筒直径和长度.63.1.2 窝眼袋孔形状及尺寸.63.1.3 动力学分析.73.2 螺旋输送器设计.113.2.1 螺旋参数计算.113.2.2 螺旋轴的设计与校核.113.3 电机选择.143.4 机体部件的设计.143.4.1 料斗的设计.143.4.2 集料槽的设计.153.4.3 机架.153.5 调节机构设计.163.5.1 集料槽调节机构.163.5.2 支承端套轴机构.163.5.3 蜗杆机构的设计.173.5.4 滚筒倾角调节机构.18总 结.20参考文献.21致 谢.22窝眼式白米分级机结构设计1第 1 章 绪 论1.1 研究背景和意义水稻是中国种植面积最广、总产量最多的粮食作物，同时大米又是中国居民的第一 大主食。随着农业连续丰收和人们生活水平的提高，农业种植结构随之发生调整，产量 不再是首选因素，对大米品质的要求提高，售价高口感好的优质大米开始受到青睐。所 谓民以食为天，大米品质的好坏直接影响了人们的食欲，而且对我国大米生产、销售和 出口有非常重要的影响1。含碎率是衡量大米产品质量等级的一个重要指标，在大米成品处理阶段，白米分级 是一个重要的提碎工序，其作用就是提取成品米中超出标准的碎米。目前国内市场上常 见的白米分级设备有白米分级平转筛、白米分级回转筛、重力白米分级筛和滚筒分级机2。国内企业中广泛采用的白米分级工艺是先由白米分级筛初筛，再由窝眼滚筒分级机 精选。窝眼滚筒分级作为白米分级的最后一道工序，其分级能力决定了大米产品质量3。 目前为提高窝眼选的分级能力多采用组合设计形式（多个窝眼滚筒的串联、并联，窝眼 筒与圆筒筛等辅助装置结合） ，虽有成效但同时分级线路加长，分选时间增加， 分级过程中产生的碎米增多，从总体上看是一种粮食的浪费4。现有的对策是从调整工艺参数 入手，未见明显成效，而从缩短分级线路、提升单筒分级能力入手，研究新机型无疑是 解决这一现状的关键途径之一，对我国的粮食安全意义重大。新机型的研发需要经历大量的试验和与之配套的试验台， 尤其是农业物料分选机械，而目前国内缺少适合的窝眼筒分级试验台，这对窝眼筒分级机新机型的研发是不利的。本文参考市场上的现有窝眼滚筒分级机，尝试设计一种小型窝眼筒分级试验台， 可实现多组分级工艺参数的动态调节，并基于 EDEM 离散元仿真对分级机的主要工艺性能进行检验，将为研究物料参数与分级工艺参数的匹配提供新的试验手段，并为其他小型非球 体颗粒物料分级设备相关研究提供参考。1.2 国内外研究现状目前，在欧美发达国家已形成多种系列化的白米分级机，其有分级净度高、分级效果好、工艺精良、性能稳定、可靠性强、噪音相对较低的特点，除传统的机械调节外，现已开发出液压调节系统操作更加灵敏。 比较著名的比重式分级机生产厂家有奥地利的HEI 平共处 D 公司、丹麦的 WESTRUP 公司、德国的 PETKUS 公司、美国 OLIVER 公司、LMC 公司和 CRIPPEN 公司。20 世纪 70 年代以来，白米加工业的兴起使风筛式分级机在一些发达国家有了较快的发展。其中，西欧、北美的一些国家，如丹麦、瑞典、奥地利、瑞士、意大利、德国、美国等，在生产和使用方面均居领先地位。目前，制造风筛式分级机的厂家很多， 其中以美国的布朗特(BLOUNT)公司、 德国的勒贝尔(ROBOR)公司、丹麦的达马斯(DAMAS)公司、意大利的巴拉里尼(BALLARINI)公司历史较为悠窝眼式白米分级机结构设计2久，它们生产风筛式分级机已有 100 多年，其产品经久耐用、性能可靠。这些公司的产品除满足国内需要外，还远销世界各地。它们在技术上各有发展，产品也各有特点。国内对粮食分级机械的研究、生产起步较晚。20 世纪 50 年代引进首批样机，最早的产品是手动风车、溜筛,生产率低、分级效果不佳；60 年代的产品是电动扬场机，虽提高了生产效率，但分级效果仍不理想；70 年代开始了对粮食振动分选机、滚筒筛选机的研制；80 年代，进入了新的发展阶段，在引进消化国外分级机械先进技术的基础上，研制出了具有一定先进水平的粮食分级加工机械；进入 90 年代，新技术、新产品、新工艺不断涌现，为粮食分级加工业的发展提供了技术保证。经过半个多世纪的发展，基本形成了具有我国特色、适应我国广大用户需要、品种规格较齐全、自行研究和生产的加工体系。比较好的产品有石家庄市绿炬白米机械厂生产的 5XJC-3A 白米分级机、无锡市天地自动化设备厂生产的 5X-3 风筛式白米分级机、青岛亚诺机械工程有限公司生产的 5XD-3.0 风筛式分级机、佳木斯联丰农业机械有限公司生产的 5XF-15 复式分级机、石家庄三立谷物精选机械有限公司生产的 5XZC-3A 白米分级机、石家庄市科星分级机械有限公司生产的 5XZC-5 白米清机选、河北省种业集团白米机械有限公司生产的5XZ-3 白米分级机。窝眼式白米分级机结构设计3第 2 章 总体方案设计2.1 设计要求设计一窝眼式白米分级机，本文主要对其结构进行设计。2.2 方案选择和工作原理2.2.1 白米分级方法对比现在应用广泛的分级机有风筛式分级机，比重式分级机，窝眼筒式分级机，复式分级机 4 大类：（1）风筛式分级风筛式分级机主要利用白米与夹杂物的几何尺寸和悬浮速度差异进行筛选和风选。筛选是根据白米几何尺寸的差异， 配制适当的筛片， 在筛片往复运动下达到分离的目的。筛选同时利用悬浮速度的差异去除轻杂。风筛式分级机主要用于小麦，大豆，玉米等白米的初选和基本分级。 代表机型有 5X-40(30/4.0), 5XP-3, 5X-3.0(1.0/5.0/7.0/30/50), UB 系列白米分级机。（2）比重式分级重力分离法(比重法)机械重力分离法是按比重进行分离，有吹气式和吸气式两种，一般均采用吹气式。它具有结构简单、定向吹风、促进籽粒分离的效果。主要利用物料中各成分的比重不同进行分离。当具有一定压力的空气流过白米时，白米因与空气质量不同而进行升降分层， 筛面的振动推动与筛面接触的较重白米从进料端至排料端向高处走，而较轻的白米向底处走，从而达到分离目的。比重式分级机主要用于分级白米中外形尺寸与其相同而比重不同的各类轻杂和重杂。 如虫害的白米， 发霉，空心，无胚的白米，以及碎砖，土，石块，沙粒等。比重式分级机既可单机使用，也可为白米加工厂及白米处理中心配套。（3）窝眼筒式分级窝眼筒分级机主要利用白米在窝眼筒做旋转运动时，白米、杂质长度尺寸和运动途径不同来达到分离长杂、短杂的目的。喂入筒内的白米进入窝眼筒底部时，要清除的草籽、碎白米等短杂陷入窝眼内并随旋转的筒上升被排出。而未入窝眼的白米则沿筒内壁呈螺旋线轨迹向后滑移从另一端流出， 要清除的长杂沿窝眼筒轴方向移动从另一端排出。在白米加工流程中，窝眼筒分级机既可作为分离长短杂的精选主机，又可作精选中的白米分级机使用。代表机型有 5XWS-1.5 和 5XW-3.0(2.5)。窝眼筒分级机的工作部件为在金属板上制成窝眼再圈园成型的窝眼筒物料进入窝眼后，如其长度小于窝眼直径，将陷入窝眼内并随筒旋转上升到一定高度，因重力而坠落进入集料槽，再由螺旋输送器或其他装置排出。未进入窝眼的物料，则沿筒内壁呈螺旋线轨迹向后滑移而排出窝眼筒。（4）复式分级窝眼式白米分级机结构设计4复式分级机主要是利用白米的外形尺寸和空气动力学特征进行精选。首先，通过改变吸风道截面积的大小，得到不同的气流速度分离轻重杂质；然后，利用白米和混杂物几何尺寸的差别，通过一定规格的筛孔来分离杂质和瘦弱籽粒；最后，通过窝眼筒按白米的长度不同分离长杂、短