装粮机的结构设计与分析

杜介勋

（昌乐县朱刘街道办事处，山东 潍坊 262404）

1 前言

我国是农业大国，但是受地区和环境的影响，大部分地区采用小型收割机或手工进行收割，但是这些方式都不能一次性将散地粮食从田间收集起来，导致收集生产周期变长。并且在从散地粮堆中扒取收集粮食的问题上，小范围的粮食，可以使用铲子和簸箕；而扒取大范围的粮食，特别是要给输送机械连续供料，簸箕和铲子则不适合。因此为了提高整个过程的生产率，在现有基础上重新设计改进谷物收集运输机更为重要。

本次设计的散粮收集运输机是为了实现粮库、矿山农场等地的散地粮食的收集和输送连续化，减小中间的运输工作量和储存成本。主要阐述了散粮收集输送机的设计过程，着重介绍了一些主要部件的设计和选择。散粮收集输送机主要由刮板清扫收集机构、传动机构、输送机构、漏斗收集装袋机构、行走机构4部分组成。如图1 所示。

图1 总装配图

2 结构及工作原理

2.1 工作原理

散粮收集运输机工作原理：由直流电动机通过皮带和带轮带动收集清扫机构的传动滚筒，利用收集清扫机构来收取地面上散晒的或成堆的粮食，收集清扫机构把粮食收取到新型筛网式且带有挡板的传送带上，筛网过滤掉粮食里面含有的沙土颗粒，通过传送带向上运送到漏斗里面进行装袋，漏斗上带有双面弹簧夹，起到固定袋子的作用，收集运输机的地盘平台上固定电子秤，将收集袋放在电子秤上，当粮食装到一定重量时，根据设定的重量，电子称重系统的控制器自动断开开关，停止工作，粮食进行装袋。在控制行走和转向方面通过前面两个固定轮，后面两个万向轮进行控制。

2.2 清扫收集机构

功用是将地上的散地粮食清扫收集到槽板中，采用双刮片和双扫片，形成四个叶片。两个扫片的作用主要是清扫地上的散零碎谷粒粮食，而两个刮片的作用是当地上粮食谷物较厚，为减小扫片的损伤和增加扫片的柔性，使得厚层谷粒更容易进入谷槽以及使扫片清扫碎谷粒更加的干净。这样一边刮一边扫就能使得粮食清扫收集干净。如图2 所示，绿色部分为扫片，灰色部分为刮板。

图2 扫轮

图3 漏斗收集机构

图4 机架

2.3 传动机构

传动机构由一个直流电动机、皮带、三个带轮、齿轮组成，为散粮收集输送机提供动力，用以将电机提供的动力传给清扫收集机构和输送机构。

2.4 输送机构

由机架、驱动滚筒，转向滚筒、张紧装置、托辊及其输送带组成，用于将清扫收集机构送来的粮食通过运输带输送出去，便于落入收集袋等配套的设备或指定地点。输送机构的小滚筒两侧配有输送带张紧装置。可通过丝杠调整输送带的松紧及跑偏。

2.5 漏斗手机袋装机构和行走机构

由漏斗收取传送带运送来的粮食，粮食通过漏斗装进粮食收集袋里面，漏斗上带有双面弹簧夹，起到固定粮食袋的作用，防止粮食的洒出。行走机构包括机架固定轮和转向轮，用以散粮收集输送机的行走和移动。

3 主要部件的选择与设计

3.1 运输带的选择

运输带主要位于输送机构中，通过运输带将粮食运送到漏斗里面进行装袋，在运输的过程中要保证将掺杂在粮食里面的沙土颗粒过滤掉。因此考虑到输送带的实际应用。我们将运输带选择三节式槽型带，确定带宽为400mm，可以充分满足运输粮食的需要。

由于输送机功率要求不大，带速要求不高，根据《粮食工业手册》中表9.4-3，可以选轻型筛网带，输送带宽允许公差，当输送粒状物料时，上、下覆盖胶层厚

已知，运输带计算公式：

查《粮食工业手册》中表9.4-5 计算运输带平方米数。

3.2 驱动滚筒的设计

驱动滚筒位于机架前部，通过驱动滚轴和轴承座固定在机架上，带动运输带运动。滚筒选用普通无缝钢管，D=245mm ，l=500mm。内表面两端轴向车削进60mm ，深度为2mm 的槽，便于安装滚筒挡板，为了防止运输带在工作过程中跑偏，滚筒中部加工成凸型。驱动滚筒轴选择45 号钢，调质处理，轴端直径为35mm。对于轴承选择径向负荷大，轴向负荷小的深沟球轴承。

根据机械的类型、工作条件、可靠性要求及轴承的工作转速n，预先确定一个使用寿命Lh（用工作小时表示），在进行额定动负荷和额定静负荷计算。本轴承的使用寿命根据《机械设计手册》表7-2-8 可确定为Lh=10000h。该轴承的转速为:

轴承的可靠性为90%，轴承材料为45 钢，并在常规条件下运转，由前面的轴的计算可知：

d=40mm，n=164r/min 径向负荷Fr=96N 轴向负荷主要来自螺母的琐紧力，为了安全，可取得大些。

查《机械设计手册》表7-2-43 知d=40mm 时最小的此时e=0.22。

按表7-1-42 暂选Y=2.0,X=0.56。

式中 C ：基本额定动负荷计算值，N；

查表7-2-24 得:

所以所选的轴承完全满足要求。

校核轴承的额定静负荷：

3.3 清扫机构

清扫机构主要由刮板和扫片构成。刮板与轴联接部分参照轴上的燕尾槽进行设计，圆弧部分采用在受力情况下对刮板的损伤程度最小的设计，为减少刮板尾端与地面的摩擦，刮板尾部到轴的中心的垂直距离设定为422mm，这样既可以避免刮板过度地摩擦使受损严重，增加刮板的寿命，又能容易刮得起粮食。

扫片采用中度塑性软刷毛，具有一定的韧性和柔韧度，不容易磨损，使用寿命长，其与轴联接处的一段与刮板相同，其侧面使用弹性系数高的钢片，依靠弹性恢复力将刷毛加紧并切于轴的两侧，刷毛末端到轴的中心垂直距离为424mm，将多余零碎的谷物收集起来。

4 结论

为实现粮库、农场等地的散地粮食的收集和输送连续化，减小收集和运输的工作量和中间的运输、储存成本。本文设计了一种新式散粮收集运输机，用pro/e 软件设计出了三维图，表示出各个部分的机构。通过AUTO CAD 软件画出的CAD 二维图纸对散粮收集运输机各部分机构做出更加详细的描述，并对其中部分机构进行计算分析，确保达到设计目标，满足实际生产的应用。