生物质秸秆切碎机设计_毕业设计(编辑修改稿)

生物质秸秆切碎机设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

绪论 课题研究的背景和意义 随着畜牧业的发展 ,实行农牧结合 ,秸秆养畜 ,形成节粮型的畜牧业结构是符合我国国情的畜牧业发展的有效途径。 我国农村具有丰富的秸秆资源 ,秸秆切割的加工机械也得到广泛的应用。 这些机械能扩大饲料来源 ,改善秸秆品质 ,避免粗饲料茎秆部分不被采食而浪费。 但现有的秸秆切碎机械 ,尚缺乏结构简单、使用方便、价格低廉、适合于广大农民个体使用的机型。 2 我国农作物秸杆数量大、种类多、分布广，每年农作物秸杆产量有 7 亿吨左右，加上我国草场资源丰富，每年生产牧草近 2 亿吨。 我 国每年有数百亿斤饲料粮食和数千亿斤农作物秸秆被粉碎加工成饲料。 饲料工业已经发展成为国民经济中不可缺少的重要基础产业。 而绝大部分生物质原料在开发利用前期都需要进行粉碎加工处理，以便进一步加工利用。 秸杆粉碎机或切碎机的研制在国内外已有几十年的历史，主要集中在饲料粉碎和农作物秸杆切碎等方面。 目前，市场上秸杆切碎机大多由筒状机壳、铡刀叫成、压草辊、输草带等部件组成，当生物秸杆切成小段后，再由铡刀总成的风叶扇出出料口。 但切碎的小段很难达到一厘米以下，特别是对于园林花卉的青饲堆肥不适用；但如果切碎后再进行粉碎成粉末就 会增加劳动强度且生产效率低。 为了解决以上难点，设计制造出一种小型多功能秸杆切碎机以克服以上缺点。 该秸秆切碎机带有锤片和揉搓板，具有粉碎揉切功能。 我国秸秆切碎机的发展 我国切碎机的技术发展状况 20 世纪 90 年代以来 ,我国饲料机械行业中以江苏溧阳粮机厂、江苏扬州粮机厂为代表的企业适应改革潮流 ,先后组建了江苏正昌集团和江苏牧羊集团。 这些企业大胆引进国外先进技术和设备 ,根据当前国际上饲料粉碎机发展的潮流 ,先后开发生产 160～ 200kW 的水滴型切碎机、立轴式切碎机 ,冠以水滴王 、冠军、优胜等名称。 如其中的水滴型切碎机采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室 ,锤筛间隙可调 ,实现了粗细微粉碎 ,还可以实现自动负荷控制等特点。 我国企业最新研制开发的横宽形振动筛锤片式切碎机 ,它是由电动机、多层筛体 （筛体分内层筛和外层筛）、振动器、机体等组成。 具有饲料的粗粉碎和超细粉碎两者可以通用 ， 效率高 、 粉粒比较均匀 、 对水分较高的原料和含纤维的原料有较好的适应性 、 易损件筛片寿命长 ， 锤片更换周期长等优点。 我国切碎机生产企业的状况 目前 ,我国饲料切碎机的生产企业约有 300 多家 ,生产 的产品品种、规格齐全 ,能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要 ,但还有一些有特殊要求的饲料粉碎机和特大功率的机型 ,仍然需要从国外进口。 我国现在生产的许多规格的产品已经能替代进口产品 ,在主要的技术指标已经接近国际先进水平 ,而且在价格上有很大的优势。 在我国生产的各种机型都有不同数量的出口 ,其中小型粉碎机的出口批量较大 ,主要销往东南亚、非洲等第三世界国家。 3 现在国内生产切碎机企业的经济性质主要有股份制、集体、三资、私营（ 即个体作坊式 ）的企业其中很大一部分是由那些成立于五六十年代的各地农机修造企业 ,通过转制而成的股份制或私营企业。 还有一部分是在近几年里迅速崛起的私营企业。 在粉碎机行业中绝大部分都是小型企业只有部分能根据市场需求来调整产品结构 ,并具有自主开发能力 ,能下力气进行技术改造的企业 ,成为了行业中的龙头企业 ,如江苏正昌集团、江苏牧羊集团。 其余大部份企业 ,还只是在生产一些老型号的产品 ,有些是维持状况 ,有些就走下坡路 ,难于维持生机。 设计要求 根据秸秆切碎加工原理，研究设计试制秸秆切碎机具，克服现有切碎机中劳动强度大、工效低、不安全、切碎区域温度高、切刀易磨损、切碎长度受 限等缺点，提供结构简单，使用方便安全，效率高，自动输料秸秆切碎长度可调，带有粉碎、揉切功能的多功能秸秆切碎装置。 设计的具体内容如下： 1）采用盘刀式切割，获得较大的切割力； 2）采用入口喂入，并用带齿压辊输送至切口； 3）调整盘刀转速及输送链的速度可改变切碎秸杆的长度； 4）在刀盘上安装有垂片及揉切齿。 2 秸秆切碎机的整体设计 设计方案的选择 切碎机的主要种类 粉碎饲料有很多方法 ,如切碎、压碎、磨碎和击碎等。 由于饲料种类较多 ,特性不同 ,又要求一定粒度 ,多采用击碎的方法进行加 工。 常用的切碎机有锤片式和爪齿式两大类。 （ 1）锤片式切碎机基本构造包括圆筒筛板、锤片转子、锤片和固定在锤片转子周围的冲击齿板。 其工作原理是将物料引入冲击齿板、筛板与旋转锤片之间的空间 ,利用锤片等对物料的打击和搓擦作用 ,将物料破碎成若干小粒 ,是一种冲击式粉碎设备。 工作时 ,被加工的物料进入粉碎室内 ,受到高速旋转的锤片的反复冲击、摩擦和在齿板上的碰撞 ,从而被逐步粉碎至需要的粒度通过筛孔漏下。 锤片式切碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点 ,在目前饲料工业中得到了广泛的普及应用。 （ 2）爪齿式 切碎机是一种固定锤式切碎机。 它由料斗、定齿盘、动齿盘、筛子和机架等组成。 动齿盘、定齿盘和筛子构成粉碎室。 工作时 ,物料由料斗进 4 入粉碎室 ,受到高速旋转的动齿的撞击 ,并进入动齿和定齿之间的间隙 ,又受到摩擦和碰撞。 在撞击和摩擦的反复作用下 ,物料被粉碎 ,并同时利用动齿盘旋转时形成的风压 ,将粉碎物通过筛孔从出料口吹出装袋。 这种切碎机有不同孔径的筛子供选用 ,以适应粉碎不同物料和粒度的要求。 秸秆切碎机的整体设计 分析两种类型的切碎机，各有优势，但考虑到本设计旨在设计出 适合小型养殖场、专业户和 个体农户要求的小型秸秆切碎机，为了满足园林花卉的青饲料、堆肥的需要，结合使用方便安全，结构简单，效率高的设计要求，选择 锤片式切碎机。 （ 1）切碎机的整体结构，该切碎机由机架﹑电动机﹑大刀盘﹑输料压辊﹑长料斗﹑短料斗组成，具体组成是在机架上焊接有电机架，电机架上安装有电动机，电机上安装有四槽 V 带轮，四槽带轮分别用 V 带与主轴及减速箱连接，减速箱的输出轴同过链条及链轮连接，链轮通过坚守定螺钉固定在进料压辊上。 在机架上通过一组轴承座来支撑切碎机主轴，在主轴上安装有大刀盘，大刀盘前端安装有三组动刀，大刀盘后 端安装有三组柔切板，大刀盘前后安有 3 组12 块锤片，下筒为一便于出料的倾斜的结构，安装在机架上，下筒内安装有一物料过滤网筛。 进料筒安装在筒盖上，在进料筒内框右边安装有一定刀。 （ 2）切碎的工作原理，启动开关、电动机转动，电动机通过 V 带轮同时带动主轴与减速器，主轴的转动从而带动大刀盘转动，大刀盘上的动刀及柔切板、锤片一起转动；另一路 V 带轮带动减速器，减速器输出轴链轮带动输草压辊链轮从而使输草压辊转动。 工作时，当人工地把秸秆放入长料输入料斗时，输料压辊通过辊上拔点拔入并压紧输进秸杆，秸杆就被飞速转动的动刀和进料斗 下的定刀切断，断料落入圆筒中又被飞速转动的垂片垂打与揉拔板和揉搓板揉碎，切碎又经粉碎后的物料从过滤网筛漏下从出料口输出。 如果物料为短料，可从短料斗放入物料，物料进入筒内可被飞速转动的垂片及揉拔板和揉搓板粉碎后从过滤筛漏下，从出料口出料。 5 图 1 切碎机的结构 Figure 1 The structure of the 预期结果 本秸秆切碎机，结构紧凑合理，零件加工方便，操作简 便，质量好，生产效率高，自动输料秸杆切碎长度可调，带有粉碎、揉切功能；减轻了劳动强度，改善了劳动条件，提高了劳动生产效率。 本切碎机的主要作用对象是生物质秸秆，调节定刀与动刀的间隙，可切碎 220mm 长的物料，更换不同规格的网筛，可加工不同规格的物料。 6 10.出料口 图 2 工作原理图 Figure 2 Principle of work 3 主要技术 参数的确定和计算 此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。 如需要完整说明书和 设计图纸等 .请联系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套机械毕业设计下载。 该论文已经通过答辩 电动机的选型 考虑到设计的生物质秸秆切碎机适用对象为小型养殖场、专业户和个体农户 ,故电动机电压应选用 ,所需动力不是很大 ,选用小功率的电动机。 综合各方面因素 ,选用 YL 系列电动机 [3]。 7 YL 系列电动机是新型高效节能产品 ,具有体积小、容量大 ,起动及运转性能优越等特点 ,符合国际标准 IEC 的有关规 定 ,并实现同一机座号单、三相异步电动机等级相同 ,提高了单、三相电动机的互换性和通用性 ,被广泛应用于冷冻机、泵、风机、小型机床以及农副业和家用电器等方面。 选定电动机的型号为： YL8014。 表 1 电动机的主要参数 Table 1 Main parameters of motor 型号 额定电压 额定功率 同步转速 频率 效率 YL8014 220V 1500r/min 50HZ 68% 4 主要部件的设计计算 带传动的设计计算 切碎机主轴 V 带传动的计算 根据参考资料 [1]表 3 得：选择带传动的传动比为 i=；电动机功率P= ； 转速 1n =1500 /minr （ 1）确定计算功率 Pca ,由参考资料 表 87 查得工作情况系数  ， 故 ca AP K P = (4) （ 2）选择 V 带的带型 ,根据 Pca ﹑ 1n 由参考资料 [1]图 811 确定选用 Z 型 （ 3）确定带轮的基准直径 d 并验算带速 v 1）初选电动机带轮的基准直径 1d。 由参考资料 [1]表 86 和 88，取电动机带轮的基准直径 1d =71mm。 2）验算带速 v ， 按参考资料 [1]式（ 813）验算带的速度 11d 7 1 1 4 4 0 / 5 . 3 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0d nv m s m s     (5) 因为 5 /msv 30 /ms， 故带速合适。 3）计算主轴大带轮的基准直径。 根据参考资料 [1]式（ 815a），计算主轴大带轮的基准直径 2d 21 71 id m m m m    (6) 根据参考资 料 [1]表 88，圆整为 2d =250mm。 （ 4）决定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld 1)根据参考资料 [1]式（ 820）， 1 2 0 1 20. 7 ( ) 2( )d d d dd d a d d    (7) 初定中心距为 0a =300mm 2）由参考资料 [1]式（ 822）计算带所需的基准长度 8 2210 0 1 2 0()2 ( )24 ddd d d ddL a d d a     (8) 2( 250 71 )2 300 ( 71 250)2 4 300       由参考资料 [1]表 82 选带的基准长度 Ld =1120mm 3）计算实际中心距 a 00 1 1 2 0 1 1 0 2 . 430022ddLLa a m m      (9) 考虑到带轮的制造误差﹑带长误差﹑带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围 max da a L   (10) m in da a L   （ 5）验算电动机带轮上的包角 1 000 0 0 01 2 1 ( ) 180 ( 250 71 ) a         (11) （ 6）计算带的根数 z 1）计算单根 V 带的额定功率 rP ， 由 1d =71mm 和 1n =1500 /minr ，查 参考资料 [1]表 84a 得 0P = ； 根据 1n =1500 /minr ， i= 和 Z 型带，查参考资料 [1]表 84b 得 0P = ； 查参考资料 [1]表 85 得包角修正系数 K =，表 82得带长修正系数 LK =，于是 00( ) ( 0. 31 0. 03 ) 0. 91 1. 08rLP P P K K K w          (12) 2）计算 V 带的根数 z rPz P = (13) 取 2 根 （ 7）计算单根 V 带初拉力的最小值 0 min()F ,由参考资料 [1]表 83 得 Z 型带的单位长度质量 q = /kgm ，所以 20 m i n ( 2 . 5 )( ) 5 0 0 caKPF q vK zv (14) 2( 2 . 5 0 . 9 1 ) 0 . 6 0 55 0 0 0 . 0 6 5 . 3 50 . 9 1 2 5 . 3 5     N 9 应使带的实际初拉力 0F 0 min()F。 （ 8）计算压轴力 pF 010 m i n ( ) 2 ( ) si n 2 2 si n22pF z F N      (15) 减速器 V 带轮的计算 根据参考资料 [1] 表 3 得：选择带传动的传动比为 1i =；电动机功率P= ；转速 1n =1500 /minr ； 电动机带轮的基准直径 1d =71mm。 （ 1） 确定计算功率 1caP ,由参考资料表 87 查得工作情况系数 1  ， 11ca AP K P (16) （ 2）选择 V 带的带型 ,根据 1caP ﹑ 1n 由参考资料 [1]图 811 确定选用 Z 型 （ 3）确定带轮的基准直径 d 并验算带速 v 1）计算减速器带轮的基准直径。 由参考资料 [1]式（ 815a），计算减速器小带轮的基准直径 3d 31 1. 1 71ddd id m m    (17) 根据参考资料 [1]表 88，圆整为 3d =75mm。 2） 验算带速 1v ， 按参考资料 [1]式（ 813）验算带的速度 111 d 7 1 1 4 4 0 / 5 . 3 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0d nv m s m s     (18) 因为 5 /ms 1v 30 /ms， 故带速合适。 （ 4）决定 V 带的中心距 1a 和基准长度 1Ld 1)初定中心距为 39。 0a =450mm 2）由参考资料 [1]式（ 822）计算带所需的基准长度 239。 39。 130 0 1 3 39。 0()2 ( )24 ddd d d ddL a d d a     (19) 2( 75 71 )2 45 0 ( 71 75 )2 4 45 0       由参考资料 [1]表 82 选带的基准长度 1Ld =1250mm 3）计算实际中心距 1a 39。 39。 1010 1 2 5 0 1 1 2 7 . 745022ddLLa a m m      (20) 考虑到带轮的制造误差﹑带长误差﹑带的弹性以及因带的松弛而产生的补 10 充张紧的需要，常给出中心距的变动范围 1 m ax 1 da a L   (21) 1 m in 1 da a L   （ 5）验算电动机带轮上的包角 39。 1 039。 01 3 1 15 7 .31 8 0 ( )dddd a   (22) 00 0 057 .318 0 ( 75 71 ) 17 9 9051      （ 6）计算带的根数 1z 1）计算单根 V 带的额定功率 1rP ， 由 1d =71mm 和 1n =1500 /minr ，查 参考资料 [1]表 84a 得 39。 0P = ， 根据 1n =1500 /minr ， i= 和 Z。