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文檔簡介
1、課題名稱 秸稈粉碎機設(shè)計學(xué)生姓名李園園學(xué) 號 08所屬學(xué)院機械電氣化工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級機械15-2指導(dǎo)教師變罷起止時間 2014 年11月-2015年5月機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制1 .研究的目的及意義秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其他農(nóng)作物在收獲籽實后 剩余的部分。農(nóng)作物秸稈是糧食作物和經(jīng)濟作物生產(chǎn)中的副產(chǎn)物,除含有豐富的有機質(zhì)外,還含有加多的氮、磷、鉀和多種微量元素,是一種可供開發(fā)和綜合利用的寶貴資源。據(jù)統(tǒng) 計,我國各種農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約 6億噸,占世界作物秸稈總產(chǎn)量的 20%-30%可獲得 量為億億噸。農(nóng)作物秸稈往往被焚燒或還田,會造成資源的浪費
2、,更會環(huán)境造成極大的 破壞。因此,如何做好農(nóng)作物秸稈的轉(zhuǎn)化工作,已成為亟待解決的農(nóng)業(yè)問題。我國秸稈循環(huán)再利用的途徑與方法是多年來備受關(guān)注的一大技術(shù)問題,而大部分生物 質(zhì)原料在開發(fā)利用前期都需要進(jìn)行粉碎加工處理,以便進(jìn)一步加工利用,只有當(dāng)生物質(zhì)的 粉碎顆粒符合一定的尺寸和要求時,才能為后續(xù)的生物質(zhì)研究與利用做好充分的準(zhǔn)備。粉 碎機的研制在國內(nèi)外已有幾十年的歷史,主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎等方面,粉碎機具種類與粉碎方式也多種多樣,但是現(xiàn)有的粉碎設(shè)備在產(chǎn)量、能耗以及機具的壽命 和操作安全性等方面還有許多不完善的地方,不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎作業(yè)的要 求。因此,對秸稈粉碎機的研究,對我國生
3、物質(zhì)能源利用的經(jīng)濟化商業(yè)化和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可 持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。為了解決提高生產(chǎn)率、降低能耗和對多種物料的適應(yīng)性 等問題,確定從揉切工作部件機器喂入方式和尺寸等方面進(jìn)行研究設(shè)計一款集成了切碎和 揉搓碎為一體的秸稈粉碎機。2 .國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析粉碎機的研制在國內(nèi)己有幾十年的歷史, 其主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎 等方面。粉碎技術(shù)根據(jù)粉碎方式和粉碎手段的不同可分為側(cè)切式、錘片式、揉切式和組合式粉碎技術(shù)。在我國,秸稈粉碎機普遍采用的是錘片式和爪齒式粉碎。 側(cè)切式粉碎側(cè)切式粉碎的主要設(shè)備是側(cè)草機,也稱為切碎機,主要用來切斷莖稈,如谷草、稻 草、麥秸、玉米、秸稈等側(cè)草機的主要加工原
4、理是切斷,其結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、生產(chǎn)率較 高。20世紀(jì)8090年代,我國研制了許多機型,按規(guī)格主要分為小型、中型和大型;按切割方式可分為滾筒式和圓盤式;按作業(yè)方式可分為田間直接收獲和固定式切碎機。目前,我國側(cè)草機的研究技術(shù)比較成熟,且種類機型也比較多,能基本滿足不同生產(chǎn)的需要。 如新鄉(xiāng)市興田機械制造有限公司研制的 93QS- 3型側(cè)草機,其動力為5. 5 kW,產(chǎn)量為1 t /h ( 干草)3 t /h(青草);錘片式粉碎錘片式粉碎機是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片擊碎物料的一種機械,其具有粉碎質(zhì)量好、維 修方便和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,并且使用非常廣泛。一般情況下,大部分粉碎秸稈的機型都 選用錘片式粉碎機。錘片
5、式粉碎機的粉碎原理是:生物質(zhì)秸稈由進(jìn)料口喂入粉碎室,經(jīng)過 錘片的高速旋轉(zhuǎn)打擊,從而得到一定程度的粉碎,同時,物料以較高的速度被拋向固定在 粉碎室內(nèi)部的齒板和篩片上,并受到齒板的碰撞和篩片的搓擦得到進(jìn)一步的粉碎粉碎過程 在粉碎室內(nèi)重復(fù)進(jìn)行,直到物料可通過篩孔為止。如上海春谷實業(yè)有限公司最新研制開 發(fā)的振篩剪式錘片式粉碎機,經(jīng)設(shè)計試驗, 在篩板內(nèi)側(cè)的物料運動環(huán)內(nèi)均勻放置定錘,使定錘和動錘有規(guī)律地均勻錯開,結(jié)果能使篩板內(nèi)物料的運動速度降低,使錘片末端與物料的速度差提高,從而達(dá)到提高粉碎效率的效果。揉切式粉碎揉切式粉碎包括揉搓機和揉碎機。在我國,秸稈揉搓機大都采用螺旋排列的錘片進(jìn) 行揉搓,再借助風(fēng)機拋
6、送,加工的秸稈物料只能達(dá)到破碎或細(xì)碎的狀態(tài),生產(chǎn)率較低、耗 能高、不適于高濕或韌性大的物料粉碎加工發(fā)展需要。國內(nèi)揉搓機的代表機型有:遼寧鳳城東風(fēng)機械廠生產(chǎn)的93RC-40型秸稈揉搓機, 配套動力為7. 510. 0 kW生產(chǎn)率 為 1 000 kg /h ;揉碎機是我國近年來研制生產(chǎn)的一種新型的粗飼料加工機械,是一種介于側(cè)切和粉碎兩種機械加工方式之間的新型加工方式 揉碎機加工的秸稈為柔軟、蓬松的、絲狀段, 具有適宜的長度和粗細(xì)度(85%Z上長度為412mm粗細(xì)度為26 mm),并被切成 810 cm的碎段28 揉碎加工不僅適用于新鮮的秸稈,同時對含水率較低的秸稈仍具有較好的揉碎效果。揉碎機在我
7、國出現(xiàn)的較晚,是20世紀(jì)90年代初提出的一種新型的粗加工的方式,所以在這方面的研究相對也比較少一些。目前,主要的機型有北京市林海農(nóng)牧機械廠生產(chǎn)的9RC 40粗飼料揉碎機,配套動力為 7. 513. 0 kW ,生產(chǎn) 率為 2 000 kg /h 。組合式粉碎:組合式粉碎技術(shù)是將側(cè)切、粉碎和揉搓等功能組合為一體的新型粉碎 技術(shù)。如北京順誠明星機械廠生產(chǎn)的 9FZ - 700型多功能秸稈組合粉碎機,具粉碎室內(nèi) 裝有高速旋轉(zhuǎn)的錘片,上機體內(nèi)裝有定刀、動刀和齒板,加入的物料在錘片的強烈打擊及 錘片與齒板之間的撕裂和搓擦等作用下迅速的被粉碎成粉狀,由于離心力和粉機下腔負(fù)壓的作用,被粉碎的物料通過篩孔落入
8、出料口。3 .重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路課題研究關(guān)鍵問題 主要內(nèi)容:(1)研究秸稈的物理學(xué)特性。(2)設(shè)計秸稈粉碎機1 )設(shè)計喂入機構(gòu),保證一定的夾緊力。2 )粉碎機的設(shè)計,選擇合適的刀型,確定刀的安裝方式及排列。 3)篩片篩孔大小的確定。4)選擇合適的傳動裝置與動力源4 )總體布置,考慮使用方便、尺寸大小、經(jīng)濟性、能耗等因素。關(guān)鍵問題:粉碎機的切屑 道具的選擇、安裝方式及排列。關(guān)鍵問題解決思路(1)設(shè)計出粉碎的機構(gòu)和合理布置各部分。(2)設(shè)計的系統(tǒng)做到科學(xué)合理,能耗低,結(jié)構(gòu)緊湊 。4 .工作方案及進(jìn)度計劃設(shè)計方案根據(jù)現(xiàn)有的粉碎理論、粉碎機理和粉碎方法,預(yù)定本機構(gòu)形式和布置方案為以下幾
9、方 面:1)本機由進(jìn)料裝置、切碎裝置、揉碎裝置、出料裝置、機體和傳動裝置等組成;2)進(jìn)料口設(shè)置上下喂入棍,能夠保證夾緊物料無滑動的卷入切碎室;3)切碎裝置采用動刀和定刀板相配合所產(chǎn)生的剪切作用來將秸稈切成碎段。然后, 在轉(zhuǎn)子的錘片架上借助銷軸連接錘片組件,在機體內(nèi)表面安裝齒板,工作時兩者相互配合 來揉搓物料。4)高速級選擇皮帶傳動,選擇合適的風(fēng)機。課題設(shè)計進(jìn)度計劃(以周為單位)第1周第4周:查閱與課題相關(guān)的國內(nèi)外文獻(xiàn),了解國內(nèi)外秸稈粉碎機的原理、優(yōu) 缺點;第5周第6周:自行構(gòu)思一款秸稈粉碎機,分析機構(gòu)設(shè)置的合理性,制定秸稈粉碎 機的設(shè)計方案;第7周第8周:合理選配秸稈粉碎機動力源和切屑刀具,設(shè)
10、計喂料夾緊卷入機構(gòu), 配置動力、傳動裝置,對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強度與剛度校核;第8周第11周:繪制試驗機裝配圖、零件圖、3D圖;第12-14周:編寫設(shè)計說書。5 .參考文獻(xiàn)1汪莉萍,王述洋,景果仙,李燕東,李政.9FR-66型秸稈粉碎機設(shè)計J.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2009(03)2姜新波,南亦博.秸稈鋸切式粉碎機的設(shè)計研究J.林業(yè)科技.2013(06)3柴民杰,李磊,李金民.我國秸稈的利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析J.硅谷.2009(19)4唐軍,秦永林,劉培生.淺析影響錘片式粉碎機效率的因素J.飼料工業(yè).2007(15)5朱德文,陳永生,肖宏儒,任彩紅.我國生物質(zhì)粉碎加工技術(shù)的研究進(jìn)展J.現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)裝備
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