秸秆切碎机的设计

秸秆切碎机的设计 学 科 门 类 : 单位代码 : 毕业设计说明书(论文) 秸秆切碎机的设计 学生姓名 所学专业 班 级 学 号 指导教师 XXXXXXXXX 系 二 ? 年 XX 月 目录1. 引言 .............................................................................................................................- 4 -1.1 国内外研究现 状........................................................................................................................ - 4 -1.2 秸秆加工机械存在的主要问题及发展趋势............................................................................ - 5 -1.2.1 主要问 题.................................................................................................................................... - 5 -1.2.2 发展趋 势.................................................................................................................................... - 5 -1.3 设计的目的及意 义.................................................................................................................... - 5 -1.4 设计内容及应达到的技术要求................................................................................................ - -1.4.1 设计内6 容.................................................................................................................................... - 6 -1.4.2 技术要 求.................................................................................................................................... - 6 -1.5 设计的基本依 据........................................................................................................................ - 6 -1.5.1 功能设计思 想............................................................................................................................ - 6 -1.5.2 总体设计依 据............................................................................................................................ - 7 -2. 设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 拟定 .............................................................................................................- 7 -3. 总体方案设计 .............................................................................................................- 7 -3.1 性能指标和技术参 数................................................................................................................ - 8 -3.2 主要工作部件结构设计............................................................................................................ - 9 -3.2.1 喂入装置的构 成........................................................................................................................ - 9 -3.2.2 喂入辊工作分 析........................................................................................................................ - 9 -3.2.3 切碎长度及生产 率...................................................................................................................- 11 -3.2.4 上喂入辊压紧机 构...................................................................................................................- 11 -3.2.5 切碎器及其技术要求.............................................................................................................. - 12 -3.2.6 动 刀.......................................................................................................................................... - 13 -3.2.7 定刀(底 刀).......................................................................................................................... - 13 -3.2.8 抛送装 置.................................................................................................................................. - 14 -3.3 机架和箱体的材料选 择.......................................................................................................... - 14 -4. 传动方案设计 ...........................................................................................................- 14 -5. 设计计算及安全性分析 ...........................................................................................- 15 - -2-5.1 V 带的设计计 算....................................................................................................................... - 15 -5.2 V 带轮的设计........................................................................................................................... - 16 -5.3 链的设 计.................................................................................................................................. - 17 -5.4 链轮的设 计.............................................................................................................................. - 18 -5.5 喂入链主动轮轴的设 计.......................................................................................................... - 19 -6. 使用说明书 ...............................................................................................................- 23 -6.1 常见的故障原因及排除方法.................................................................................................. - 23 -结 论......................................................................................................................................- 24 -参考文 献..............................................................................................................................- 25 -致 谢 ...............................................................................................................................- 26 -1. 引言1.1 国内外研究现状 我国是农业大国，农作物秸秆资源丰富、种类多、数量大、分布广，开发利用潜力巨大，发展前景十分广阔。改革开放以来，我国对农作物秸秆处理进行了大量的研究工作，其中应用最广泛的是粉碎和切碎机械加工。无论是化学处理还是生物处理，其首先的工序需要将秸秆粉碎或切短。 我国是一个秸秆利用有着悠久历史的国家，自封建社会开始就开始通过不同的方法进行应用。但是国外对于秸秆利用的研究发展时间比较早，技术比较成熟。在美国，利用秸秆破碎榨汁成型机对玉米秸秆进行压榨，为秸秆综合利用开辟了一个新途径。在处理秸秆时可以将秸秆内的水分和糖分全部榨出，用来生产工业酒精、提取食用素等。同时也可根据实际需要生产出植物纤维粉、燃料棒、饲料颗粒等不同的产品，其中高密度植物纤维粉可以用作造纸业的原料或工业人造板原料，饲料颗粒可以储存用作冬春季节牛羊的饲料;燃料棒经过加工，可制成替代木炭的秸秆炭成为新的再生燃料能源在国内外市场有着广泛的市场潜力。 目前，我国已研制出的农作物秸秆加工机械设备可以分为五大类:第一类为秸秆还田设备，就是把作物秸秆整株或秸秆及根茬粉碎后埋入土中，作为肥料还田，用以改善土质。第二类为秸秆饲料加工设备，包括氨化炉、调质机、揉搓机、热喷设备、青贮收获机、压块机等，是通过物理、化学方法对秸秆进行处理，改善秸秆营养价值，提高采食率和消化率。第三类为制炭设备，包括压块机、炭化机等，是将秸秆压制成棒状或块状，经加热、加压使其炭化。第四类为草织设备，如草绳草袋机、秸秆剥皮机等。第五类为秸秆沼气技术及其发电技术的设备，作为清洁能源有广阔的利用和研究前景。 在秸秆的饲料化处理 方面，我国农业科技工作者也已经研究一些较为成熟的生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ，如秸秆的氨化技术、微生物机械化贮存技术、青贮技术等，也同时开发出了相应的秸秆切碎机、秸秆饲料粉碎机、秸秆饲料揉碎机、调质机、热喷机、压块机、青饲收获机等机械设备。 -4-1.2 秸秆加工机械存在的主要问题及发展趋势1.2.1 主要问题1 秸秆饲料加工机械无论是在性能上还是在可靠性均较差。切碎机、粉碎机和揉碎机型号繁多、结构大同小异、主要工作部件 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化及通用化程度较低。2 秸秆加工机具主要工作部件制造质量低，不仅每年要耗费大量的优质钢材，而且还影响生产率和秸秆饲料的加工质量。3 目前的机具通用性差。4 秸秆加工机械的工作室大多数采用闭式，结构合理性较低，加工性能较差，生产效率偏低。1.2.2 发展趋势1进一步改进和完善现有机型，改善加工机的通用性，实现系列化，各种机型的主要工作部件实现标准化。2提高机械制造质量，延长机械部件的工作寿命。3不断改进粉碎室的结构和性能。设计使用加工质量高、能耗低的开式粉碎室是发展的方向。4逐步实现机械作业的自动化和半自动化，进而降低秸秆加工作业的劳动强度，提高生产率，保证加 应根据作物秸秆的不同和地区工质量，朝着大功率、大型联合机械作业方向发展。5 特点而设计加工适应性较强的机具。多功能秸秆加工机械以及精加工机械有待于进一步研制和开发。(6)产品系列化、标准化、通用化，可以满足各种不同农业条件的需要，生产批量易于提高、产品成本易于降低、维修也较方便。1.3 设计的目的及意义 我国农作物秸秆资源十分丰富。秸秆中含有可消化物质 35,,50,，粗蛋 ,,8,，特别适合于喂饲牛、羊等动物。改革开放以来，我国粮食总产量提高白 3 很快，但是我国人口多、人均耕地少，不可能提供大量粮食用作饲料，因此，充分利用和开发农作物秸秆饲料，发?埂敖诹感托竽烈怠保 乇鹗嵌杂诜?古? 崭蜒 ,虻龋 哂惺 种匾 囊庖濉?随着我国人口不断增多和耕地的逐年减少，人畜争粮矛盾将日益突出，秸秆作为饲料资源对其有效的利用将是未来农业发展的方向和重大任务之一。 本次设计的目的是设计出一种对秸秆进行切短的切碎机，要求其结构合理，经济适用，操作方便，易于维护，通用性好。1.4 设计内容及应达到的技术要求1.4.1 设计内容(1)秸秆切碎机整体方案的比较选择及可行性论证;(2)机架的结构设计;(3)加工能力范围的确定;(4)相匹配的动力，选择出合适的电动机;(5)动力传动装置、输送装置的设计;(6)非标准件的结构参数的确定;(7)辅助部件(如外壳)的设计。1.4.2 技术要求 根据饲养要求，饲料加工方法及配料工艺的不同，应达到如下技术要求:(1)切碎长度符合饲养要求，切段太长，不利于牲畜咀嚼，损失浪费严重;切段太短， 不仅浪费动力，而且会加速饲料中水分的蒸发和营养物质的损失。通常饲料喂牛时为 30-40mm喂马时为 15-25mm喂羊和猪时为 8-20mm;(2)切碎质量要好，切碎长度均匀，切口平整，而且要有比较高的切碎率;(3)通用性好，尽可能的适用于多种秸秆的切碎;(4)喂入卸出自动化，工作安全可靠;(5)运转均匀，结构简单，维护方便;(6)效率高、能耗少、使用方便。1.5 设计的基本依据1.5.1 功能设计思想 功能上产品必须实现的任务或说是产品的用途，因此必须按照切碎机所要求的任务 和目标进行设计，其设计原则有: -6-(1)保证碎段的均匀性和营养性;(2)防止附属功能的遗漏(如自动输送、抛送);(3)尽量减少不必要的功能设置;(4)注意要求达到基本功能的条件，防止其和具体环境等因素的不协调。1.5.2 总体设计依据 整个设计的关键之处就在于总体设计，其原则: (1)系统性，即所设计的是一个系统，应充分考虑系统的特 性;(2)布局的合理性，其对后续设计存有重大的影响，应要求达到便于充分发挥功能，整体结构紧凑，层次分明。2. 设计方案拟定 切碎机设计的关键之处在于其切碎装置，常用的有滚刀式和盘刀式。 滚刀式切碎机工作时，滚筒回转，其动刀片刃线运动的轨迹呈圆柱形或近似圆柱形。上下喂入辊相对回转，将秸秆压紧和卷入，送至定刀上，由动定刀构成的切割副切碎，碎段排出。显然，其滚筒轴与喂入辊、输送链轴平行，所以传动简单，结构紧凑。盘刀式破碎机工作时，圆盘回转，其动刀片刃线的运动轨迹是一个垂直于回转轴的平面圆，因其动刀运动范围较大而导致传动复杂，结构不紧凑，工作不连续，刀盘运动不均匀。目前在小型切碎机上多采用滚刀式，故初步拟定为滚刀式切碎机。3. 总体方案设计 机器主要的部件有输送装置、喂入装置、切碎器和抛送装置。 工作时，上下喂入辊反向转动，攫取秸秆，上喂入辊在弹簧压力作用下夹紧秸秆进行喂入，在由定刀和动刀构成的切碎副进行切碎，碎段落入排出槽由抛送装置抛出。 图 3-1 表示了滚刀式破碎机的结构示意图。 1—滚刀 2—下喂入辊 3—上喂入辊 4—喂入链主动轮 5—输送带 6—排草轮 —电机 8—机架 图 3-1 结构示意图3.1 性能指标和技术参数(1) 切碎长度:L7 ,16mm(2) 切碎生产率:Q,1500Kg/h(3) 功率消耗:输送喂入功率 N1,0.15Kw;切碎功率 N2,1.4Kw; 排草功率 N3,0.2Kw;总功率消耗 N,N1N2N3,0.151.40.2,1.75Kw(4) 配套电机:功率为 2.2Kw，转速为 1420r/min 的三相异步电动机(5) 滚刀滚筒参数:n,750r/min，直径 D,250mm，宽度 L,260mm ,190r/min，直径 D,80mm，宽度 L,200mm(7) 喂入口:(6) 喂入辊参数:n 宽度 d,200mm，最低高度 h,20mm(8) 滚筒上的刀片数:k,4 -8-3.2 主要工作部件结构设计3.2.1 喂入装置的构成 喂入装置是由输送链板、上下喂入辊、压紧装置等组成。喂入装置作用是将秸秆压紧并以一定的速度向切碎器喂入，在切碎时夹持住秸秆以免秸秆产出弯曲变形，为了保证切碎整齐，要求喂入时秸秆无相对滑动，并在秸秆层厚度变化时也能加紧秸秆。上下喂入辊的配置要求: (1)喂入辊卷入能力要强，并且卷入速度应大于输送速度，以免秸秆堆积或堵塞; (2)下喂入辊最上端的水平面与定刀处于同一水平面上，或略高一点; (3)喂入辊在配置上应尽量靠近刀片切割平面，避免秸秆产生弯曲变形，保证切碎质量; 喂入辊:是喂入装置最基本工作部件，一般用 HT18,36 灰铸铁铸成。 为了保证在喂入时秸秆无相对滑动，并在秸秆层变化时仍能夹紧，喂入辊采用星齿型，其截面形状如图 3-2: 图 3-2 喂入辊截面形状3.2.2 喂入辊工作分析 喂入辊工作分析的目的是研究其喂入性能与其本身结构参数之间的关系。 喂入辊工作时的受力分析图如图 3-3: 图 3-3 喂入辊?芰Ψ治?假设秸秆喂入前的厚度为 A，经喂入轮压缩后其厚度等于轮轴间系 a，没有弹性变形;秸秆不受输送链的推力。现在分析两喂入轮已经攫取了秸秆并向切碎器输送秸秆的情况。 设喂入辊半径为 r，与秸秆间的摩擦系数及摩擦角分别为 f 和Φ。当工作时，喂入辊对秸秆作用力有二:一是压力 R，视为作用在与秸秆层接触弧中点，并与铅垂线夹角为α，此角称为挟持角;二是摩擦力 fR，方向与 R 力垂直。两喂入辊压力 R 的合力2Rsinα，汇交于 A 点，方向水平向外，有阻止秸秆卷入作用; R 摩擦力 f 合力为 2fRcosα，汇交于 B 点，方向水平向内，起卷秸秆作用。因此，保证秸秆卷入的条件: 2fRcosα?2Rsinα 所以 f?tgα 因为 f,tgΦ 所以 Φ?α 表明秸秆被喂入辊压紧和卷入条件是其挟持角α必须小于摩擦角Φ，否则将不能正常工作。一般秸秆Φ,17,270。喂入辊卷入性能除与摩擦系 数外，还与其直径的大小有关。当秸秆喂入层增大时，挟持角α必然增大，使秸秆不能卷入，出现堵塞现象。为了满足Φ?α条件要求，就必须最大喂入辊直径。有: OO1,2ra,2rcos2αA Aa Aa r, , (1 cos 2) 4sin 2 2 将卷入极限条件:Φ,α代入此式，得 A,a rmin, 4sin 2 - 10 - 式中:rmin—喂入辊的最小半径。 为了使喂入轮很好的工作，可增加秸秆与喂入轮的摩擦角或减小角α。欲减小α角，就要采取下列三种 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 : (1)在 r 不变的情况下减小喂入层的厚度; (2)在轮轴的中心距不变的情况下增大 r; (3)在喂入层厚度 A 及轮轴间隙 a 都不变的情况下加大轮轴的中心距。 (2)和(3)两种措施将使机器庞大， (1)和(2)两种措施都要导致生产率下降，所以这些参数都不能随意变动，一般秸秆切碎机上 r 常取 40,80mm。喂入辊半径过小，则喂入性能差;过大则喂入辊作用于秸秆区远离切割平面，会影响切割质量，故取 r 为80mm。3.2.3 切碎长度及生产率 切碎长度是破碎机的主要性能指标之一，其大小与喂入辊直径 Dm及转速 nr/min等因素有关，考虑到打滑因素的影响，实际计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为: D(1 ) L, (m) ki 式中: ε—秸秆与喂 ,0.05,0.07 k—动刀片数 D—喂入辊直径 i—滚刀与喂入辊转入辊间打滑系数，ε 速之比(喂入辊传动比) 生产率是表示破碎机生产能力大小的主要参数，它决定于喂入口面积(上下喂入辊之间通过的面积)，切碎器动刀片数，滚刀转速，切碎长度和秸秆种类等。按下述公式计算: Q,60kabLn1γ (t/h) 式中: a，b—喂入口高度和宽度(m) γ—秸秆压缩后容重(t/m3)一般秸秆γ取 0.12,0.16 根据上述公式便可计算出各传动比，进而确定其他相关参数。3.2.4 上喂入辊压紧机构 为了使得喂入秸秆过多时在喂入辊处不产生不堵塞，过少时不产生碎段过长，上喂入辊应制成能浮动的，并设有压紧机构以保持上喂入辊对秸秆始终有一定的压力。对压紧机构采用双弹簧式，上喂入辊两侧轴承座可以在垂直的滑道内移动，弹簧一端与轴承座相连接，另一端连接在弹簧座上，视具体情况可以通过调节螺钉的高度来调节弹簧的刚度。当秸秆层变厚时上喂入辊克服弹簧的压力向上浮动，最大浮动量为 80mm。压紧结构示意图如图 3-4: 1—螺钉 2—弹簧 3—轴承座 图 3-4 压紧机构3.2.5 切碎器及其技术要求 切碎器是秸秆切碎机重要工作部件。它的参数设计是否合理，对破碎质量，功率消耗，以及机器运转均匀程度有直接影响。破碎性能好的切碎器，应是结构简单，刀片制造、安装、刃磨方便、切割省力，负荷均匀，切割质量好，秸秆相对动定刀片不产生滑移。 切碎器的技术要求如下: (1)产生滑切 滑切可减小阻力。滑切角和滑切系数都是用来表示滑切作用大小的指标。在一定滑切角范围内，滑切程度越大，切割越省力。通常刀片滑切角为 20,60?。 (2).