裝糧機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

杜介勛

（昌樂縣朱劉街道辦事處，山東 濰坊 262404）

1 前言

我國是農(nóng)業(yè)大國，但是受地區(qū)和環(huán)境的影響，大部分地區(qū)采用小型收割機(jī)或手工進(jìn)行收割，但是這些方式都不能一次性將散地糧食從田間收集起來，導(dǎo)致收集生產(chǎn)周期變長。并且在從散地糧堆中扒取收集糧食的問題上，小范圍的糧食，可以使用鏟子和簸箕；而扒取大范圍的糧食，特別是要給輸送機(jī)械連續(xù)供料，簸箕和鏟子則不適合。因此為了提高整個(gè)過程的生產(chǎn)率，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)改進(jìn)谷物收集運(yùn)輸機(jī)更為重要。

本次設(shè)計(jì)的散糧收集運(yùn)輸機(jī)是為了實(shí)現(xiàn)糧庫、礦山農(nóng)場等地的散地糧食的收集和輸送連續(xù)化，減小中間的運(yùn)輸工作量和儲(chǔ)存成本。主要闡述了散糧收集輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程，著重介紹了一些主要部件的設(shè)計(jì)和選擇。散糧收集輸送機(jī)主要由刮板清掃收集機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、漏斗收集裝袋機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)4部分組成。如圖1 所示。

圖1 總裝配圖

2 結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 工作原理

散糧收集運(yùn)輸機(jī)工作原理：由直流電動(dòng)機(jī)通過皮帶和帶輪帶動(dòng)收集清掃機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)滾筒，利用收集清掃機(jī)構(gòu)來收取地面上散曬的或成堆的糧食，收集清掃機(jī)構(gòu)把糧食收取到新型篩網(wǎng)式且?guī)в袚醢宓膫魉蛶希Y網(wǎng)過濾掉糧食里面含有的沙土顆粒，通過傳送帶向上運(yùn)送到漏斗里面進(jìn)行裝袋，漏斗上帶有雙面彈簧夾，起到固定袋子的作用，收集運(yùn)輸機(jī)的地盤平臺(tái)上固定電子秤，將收集袋放在電子秤上，當(dāng)糧食裝到一定重量時(shí)，根據(jù)設(shè)定的重量，電子稱重系統(tǒng)的控制器自動(dòng)斷開開關(guān)，停止工作，糧食進(jìn)行裝袋。在控制行走和轉(zhuǎn)向方面通過前面兩個(gè)固定輪，后面兩個(gè)萬向輪進(jìn)行控制。

2.2 清掃收集機(jī)構(gòu)

功用是將地上的散地糧食清掃收集到槽板中，采用雙刮片和雙掃片，形成四個(gè)葉片。兩個(gè)掃片的作用主要是清掃地上的散零碎谷粒糧食，而兩個(gè)刮片的作用是當(dāng)?shù)厣霞Z食谷物較厚，為減小掃片的損傷和增加掃片的柔性，使得厚層谷粒更容易進(jìn)入谷槽以及使掃片清掃碎谷粒更加的干凈。這樣一邊刮一邊掃就能使得糧食清掃收集干凈。如圖2 所示，綠色部分為掃片，灰色部分為刮板。

圖2 掃輪

圖3 漏斗收集機(jī)構(gòu)

圖4 機(jī)架

2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)、皮帶、三個(gè)帶輪、齒輪組成，為散糧收集輸送機(jī)提供動(dòng)力，用以將電機(jī)提供的動(dòng)力傳給清掃收集機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)。

2.4 輸送機(jī)構(gòu)

由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)滾筒，轉(zhuǎn)向滾筒、張緊裝置、托輥及其輸送帶組成，用于將清掃收集機(jī)構(gòu)送來的糧食通過運(yùn)輸帶輸送出去，便于落入收集袋等配套的設(shè)備或指定地點(diǎn)。輸送機(jī)構(gòu)的小滾筒兩側(cè)配有輸送帶張緊裝置。可通過絲杠調(diào)整輸送帶的松緊及跑偏。

2.5 漏斗手機(jī)袋裝機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)

由漏斗收取傳送帶運(yùn)送來的糧食，糧食通過漏斗裝進(jìn)糧食收集袋里面，漏斗上帶有雙面彈簧夾，起到固定糧食袋的作用，防止糧食的灑出。行走機(jī)構(gòu)包括機(jī)架固定輪和轉(zhuǎn)向輪，用以散糧收集輸送機(jī)的行走和移動(dòng)。

3 主要部件的選擇與設(shè)計(jì)

3.1 運(yùn)輸帶的選擇

運(yùn)輸帶主要位于輸送機(jī)構(gòu)中，通過運(yùn)輸帶將糧食運(yùn)送到漏斗里面進(jìn)行裝袋，在運(yùn)輸?shù)倪^程中要保證將摻雜在糧食里面的沙土顆粒過濾掉。因此考慮到輸送帶的實(shí)際應(yīng)用。我們將運(yùn)輸帶選擇三節(jié)式槽型帶，確定帶寬為400mm，可以充分滿足運(yùn)輸糧食的需要。

由于輸送機(jī)功率要求不大，帶速要求不高，根據(jù)《糧食工業(yè)手冊》中表9.4-3，可以選輕型篩網(wǎng)帶，輸送帶寬允許公差，當(dāng)輸送粒狀物料時(shí)，上、下覆蓋膠層厚

已知，運(yùn)輸帶計(jì)算公式：

查《糧食工業(yè)手冊》中表9.4-5 計(jì)算運(yùn)輸帶平方米數(shù)。

3.2 驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)滾筒位于機(jī)架前部，通過驅(qū)動(dòng)滾軸和軸承座固定在機(jī)架上，帶動(dòng)運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)。滾筒選用普通無縫鋼管，D=245mm ，l=500mm。內(nèi)表面兩端軸向車削進(jìn)60mm ，深度為2mm 的槽，便于安裝滾筒擋板，為了防止運(yùn)輸帶在工作過程中跑偏，滾筒中部加工成凸型。驅(qū)動(dòng)滾筒軸選擇45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸端直徑為35mm。對于軸承選擇徑向負(fù)荷大，軸向負(fù)荷小的深溝球軸承。

根據(jù)機(jī)械的類型、工作條件、可靠性要求及軸承的工作轉(zhuǎn)速n，預(yù)先確定一個(gè)使用壽命Lh（用工作小時(shí)表示），在進(jìn)行額定動(dòng)負(fù)荷和額定靜負(fù)荷計(jì)算。本軸承的使用壽命根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表7-2-8 可確定為Lh=10000h。該軸承的轉(zhuǎn)速為:

軸承的可靠性為90%，軸承材料為45 鋼，并在常規(guī)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，由前面的軸的計(jì)算可知：

d=40mm，n=164r/min 徑向負(fù)荷Fr=96N 軸向負(fù)荷主要來自螺母的瑣緊力，為了安全，可取得大些。

查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表7-2-43 知d=40mm 時(shí)最小的此時(shí)e=0.22。

按表7-1-42 暫選Y=2.0,X=0.56。

式中 C ：基本額定動(dòng)負(fù)荷計(jì)算值，N；

查表7-2-24 得:

所以所選的軸承完全滿足要求。

校核軸承的額定靜負(fù)荷：

3.3 清掃機(jī)構(gòu)

清掃機(jī)構(gòu)主要由刮板和掃片構(gòu)成。刮板與軸聯(lián)接部分參照軸上的燕尾槽進(jìn)行設(shè)計(jì)，圓弧部分采用在受力情況下對刮板的損傷程度最小的設(shè)計(jì)，為減少刮板尾端與地面的摩擦，刮板尾部到軸的中心的垂直距離設(shè)定為422mm，這樣既可以避免刮板過度地摩擦使受損嚴(yán)重，增加刮板的壽命，又能容易刮得起糧食。

掃片采用中度塑性軟刷毛，具有一定的韌性和柔韌度，不容易磨損，使用壽命長，其與軸聯(lián)接處的一段與刮板相同，其側(cè)面使用彈性系數(shù)高的鋼片，依靠彈性恢復(fù)力將刷毛加緊并切于軸的兩側(cè)，刷毛末端到軸的中心垂直距離為424mm，將多余零碎的谷物收集起來。

4 結(jié)論

為實(shí)現(xiàn)糧庫、農(nóng)場等地的散地糧食的收集和輸送連續(xù)化，減小收集和運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁亢椭虚g的運(yùn)輸、儲(chǔ)存成本。本文設(shè)計(jì)了一種新式散糧收集運(yùn)輸機(jī)，用pro/e 軟件設(shè)計(jì)出了三維圖，表示出各個(gè)部分的機(jī)構(gòu)。通過AUTO CAD 軟件畫出的CAD 二維圖紙對散糧收集運(yùn)輸機(jī)各部分機(jī)構(gòu)做出更加詳細(xì)的描述，并對其中部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，確保達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用。