《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）秸稈切碎機(jī)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）秸稈切碎機(jī)的設(shè)計(jì)（25頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系扣394413192 秸稈切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 1. 引言 1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈資源豐富、種類多、數(shù)量大、分布廣，開(kāi)發(fā)利用潛力巨大，發(fā)展前景十分廣闊。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)對(duì)農(nóng)作物秸稈處理進(jìn)行了大量的研究工作，其中應(yīng)用最廣泛的是粉碎和切碎機(jī)械加工。無(wú)論是化學(xué)處理還是生物處理，其首先的工序需要將秸稈粉碎或切短。 我國(guó)是一個(gè)秸稈利用有著悠久歷史的國(guó)家，自封建社會(huì)開(kāi)始就開(kāi)始通過(guò)不同的方法進(jìn)行應(yīng)用。但是國(guó)外對(duì)于秸稈利用的研究發(fā)展時(shí)間比較早，技術(shù)比較成熟。在美國(guó)，利用秸稈破碎榨汁成型機(jī)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行壓榨，為秸稈綜合利用開(kāi)辟了一個(gè)新途徑。在處理秸稈時(shí),可以將秸

2、稈內(nèi)的水分和糖分全部榨出，用來(lái)生產(chǎn)工業(yè)酒精、提取食用素等。同時(shí)也可根據(jù)實(shí)際需要生產(chǎn)出植物纖維粉、燃料棒、飼料顆粒等不同的產(chǎn)品，其中高密度植物纖維粉可以用作造紙業(yè)的原料或工業(yè)人造板原料，飼料顆?？梢詢?chǔ)存用作冬春季節(jié)牛羊的飼料；燃料棒經(jīng)過(guò)加工，可制成替代木炭的秸稈炭,成為新的再生燃料能源,在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)有著廣泛的市場(chǎng)潛力。 目前，我國(guó)已研制出的農(nóng)作物秸稈加工機(jī)械設(shè)備可以分為五大類：第一類為秸稈還田設(shè)備，就是把作物秸稈整株或秸稈及根茬粉碎后埋入土中，作為肥料還田，用以改善土質(zhì)。第二類為秸稈飼料加工設(shè)備，包括氨化爐、調(diào)質(zhì)機(jī)、揉搓機(jī)、熱噴設(shè)備、青貯收獲機(jī)、壓塊機(jī)等，是通過(guò)物理、化學(xué)方法對(duì)秸稈進(jìn)行處理，改

3、善秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高采食率和消化率。第三類為制炭設(shè)備，包括壓塊機(jī)、炭化機(jī)等，是將秸稈壓制成棒狀或塊狀，經(jīng)加熱、加壓使其炭化。第四類為草織設(shè)備，如草繩草袋機(jī)、秸稈剝皮機(jī)等。第五類為秸稈沼氣技術(shù)及其發(fā)電技術(shù)的設(shè)備，作為清潔能源有廣闊的利用和研究前景。 在秸稈的飼料化處理方面，我國(guó)農(nóng)業(yè)科技工作者也已經(jīng)研究一些較為成熟的生產(chǎn)工藝，如秸稈的氨化技術(shù)、微生物機(jī)械化貯存技術(shù)、青貯技術(shù)等，也同時(shí)開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的秸稈切碎機(jī)、秸稈飼料粉碎機(jī)、秸稈飼料揉碎機(jī)、調(diào)質(zhì)機(jī)、熱噴機(jī)、壓塊機(jī)、青飼收獲機(jī)等機(jī)械設(shè)備。 1.2 秸稈加工機(jī)械存在的主要問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 主要問(wèn)題 (1) 秸稈飼料加工機(jī)械無(wú)論是在性能

4、上還是在可靠性均較差。切碎機(jī)、粉碎機(jī)和揉碎機(jī)型號(hào)繁多、結(jié)構(gòu)大同小異、主要工作部件標(biāo)準(zhǔn)化及通用化程度較低。 (2) 秸稈加工機(jī)具主要工作部件制造質(zhì)量低，不僅每年要耗費(fèi)大量的優(yōu)質(zhì)鋼材，而且還影響生產(chǎn)率和秸稈飼料的加工質(zhì)量。 (3) 目前的機(jī)具通用性差。 (4) 秸稈加工機(jī)械的工作室大多數(shù)采用閉式，結(jié)構(gòu)合理性較低，加工性能較差，生產(chǎn)效率偏低。 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì) (1)進(jìn)一步改進(jìn)和完善現(xiàn)有機(jī)型，改善加工機(jī)的通用性，實(shí)現(xiàn)系列化，各種機(jī)型的主要工作部件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 (2)提高機(jī)械制造質(zhì)量，延長(zhǎng)機(jī)械部件的工作壽命。 (3)不斷改進(jìn)粉碎室的結(jié)構(gòu)和性能。設(shè)計(jì)使用加工質(zhì)量高、能耗低的開(kāi)式粉碎

5、室是發(fā)展的方向。 (4)逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械作業(yè)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化，進(jìn)而降低秸稈加工作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，朝著大功率、大型聯(lián)合機(jī)械作業(yè)方向發(fā)展。 (5)應(yīng)根據(jù)作物秸稈的不同和地區(qū)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)加工適應(yīng)性較強(qiáng)的機(jī)具。多功能秸稈加工機(jī)械以及精加工機(jī)械有待于進(jìn)一步研制和開(kāi)發(fā)。 （6）產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，可以滿足各種不同農(nóng)業(yè)條件的需要，生產(chǎn)批量易于提高、產(chǎn)品成本易于降低、維修也較方便。 1.3 設(shè)計(jì)的目的及意義 我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源十分豐富。秸稈中含有可消化物質(zhì)35％～50％，粗蛋白3％～8％，特別適合于喂飼牛、羊等動(dòng)物。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)糧食總產(chǎn)量提高很快，但是我國(guó)人口多、人

6、均耕地少，不可能提供大量糧食用作飼料，因此，充分利用和開(kāi)發(fā)農(nóng)作物秸稈飼料，發(fā)展“節(jié)糧型畜牧業(yè)”，特別是對(duì)于發(fā)展農(nóng)區(qū)秸稈養(yǎng)牛羊等，具有十分重要的意義。 隨著我國(guó)人口不斷增多和耕地的逐年減少，人畜爭(zhēng)糧矛盾將日益突出，秸稈作為飼料資源對(duì)其有效的利用將是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向和重大任務(wù)之一。 本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出一種對(duì)秸稈進(jìn)行切短的切碎機(jī)，要求其結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)適用，操作方便，易于維護(hù)，通用性好。 1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求 1.4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）秸稈切碎機(jī)整體方案的比較選擇及可行性論證； （2）機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （3）加工能力范圍的確定； （4）相匹配的動(dòng)力，選擇出合

7、適的電動(dòng)機(jī)； （5）動(dòng)力傳動(dòng)裝置、輸送裝置的設(shè)計(jì)； （6）非標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定； （7）輔助部件（如外殼）的設(shè)計(jì)。 1.4.2 技術(shù)要求 根據(jù)飼養(yǎng)要求，飼料加工方法及配料工藝的不同，應(yīng)達(dá)到如下技術(shù)要求： （1）切碎長(zhǎng)度符合飼養(yǎng)要求，切段太長(zhǎng)，不利于牲畜咀嚼，損失浪費(fèi)嚴(yán)重；切段太短，不僅浪費(fèi)動(dòng)力，而且會(huì)加速飼料中水分的蒸發(fā)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。通常飼料喂牛時(shí)為30-40mm,喂馬時(shí)為15-25mm,喂羊和豬時(shí)為8-20mm； （2）切碎質(zhì)量要好，切碎長(zhǎng)度均勻，切口平整，而且要有比較高的切碎率； （3）通用性好，盡可能的適用于多種秸稈的切碎； （4）喂入卸出自動(dòng)化，工作安全可靠

8、； （5）運(yùn)轉(zhuǎn)均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便； （6）效率高、能耗少、使用方便。 1.5 設(shè)計(jì)的基本依據(jù) 1.5.1 功能設(shè)計(jì)思想 功能上產(chǎn)品必須實(shí)現(xiàn)的任務(wù)或說(shuō)是產(chǎn)品的用途，因此必須按照切碎機(jī)所要求的任務(wù)和目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)原則有： （1）保證碎段的均勻性和營(yíng)養(yǎng)性； （2）防止附屬功能的遺漏（如自動(dòng)輸送、拋送）； （3）盡量減少不必要的功能設(shè)置； （4）注意要求達(dá)到基本功能的條件，防止其和具體環(huán)境等因素的不協(xié)調(diào)。 1.5.2 總體設(shè)計(jì)依據(jù) 整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處就在于總體設(shè)計(jì)，其原則： （1）系統(tǒng)性，即所設(shè)計(jì)的是一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的特性；（2）布局的合理性，其對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)存

9、有重大的影響，應(yīng)要求達(dá)到便于充分發(fā)揮功能，整體結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明。 2. 設(shè)計(jì)方案擬定 切碎機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處在于其切碎裝置，常用的有滾刀式和盤刀式。 滾刀式切碎機(jī)工作時(shí)，滾筒回轉(zhuǎn)，其動(dòng)刀片刃線運(yùn)動(dòng)的軌跡呈圓柱形或近似圓柱形。上下喂入輥相對(duì)回轉(zhuǎn)，將秸稈壓緊和卷入，送至定刀上，由動(dòng)定刀構(gòu)成的切割副切碎，碎段排出。顯然，其滾筒軸與喂入輥、輸送鏈軸平行，所以傳動(dòng)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊。盤刀式破碎機(jī)工作時(shí)，圓盤回轉(zhuǎn)，其動(dòng)刀片刃線的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)垂直于回轉(zhuǎn)軸的平面圓，因其動(dòng)刀運(yùn)動(dòng)范圍較大而導(dǎo)致傳動(dòng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不緊湊，工作不連續(xù)，刀盤運(yùn)動(dòng)不均勻。目前在小型切碎機(jī)上多采用滾刀式，故初步擬定為滾刀式切碎機(jī)。 3.

10、 總體方案設(shè)計(jì) 機(jī)器主要的部件有輸送裝置、喂入裝置、切碎器和拋送裝置。 工作時(shí)，上下喂入輥反向轉(zhuǎn)動(dòng)，攫取秸稈，上喂入輥在彈簧壓力作用下夾緊秸稈進(jìn)行喂入，在由定刀和動(dòng)刀構(gòu)成的切碎副進(jìn)行切碎，碎段落入排出槽由拋送裝置拋出。 圖3-1表示了滾刀式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。 1—滾刀 2—下喂入輥 3—上喂入輥 4—喂入鏈主動(dòng)輪 5—輸送帶 6—排草輪 7—電機(jī) 8—機(jī)架 圖3-1 結(jié)構(gòu)示意圖 3.1 性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù) （1） 切碎長(zhǎng)度：L＝16mm （2） 切碎生產(chǎn)率：Q＝1500Kg/h （3） 功率消耗：輸送喂入功

11、率N1＝0.15Kw；切碎功率N2＝1.4Kw； 排草功率N3＝0.2Kw；總功率消耗N＝N1+N2+N3＝0.15+1.4+0.2＝1.75Kw （4） 配套電機(jī)：功率為2.2Kw，轉(zhuǎn)速為1420r/min的三相異步電動(dòng)機(jī) （5） 滾刀滾筒參數(shù)：n＝750r/min，直徑D＝250mm，寬度L＝260mm （6） 喂入輥參數(shù)：n＝190r/min，直徑D＝80mm，寬度L＝200mm （7） 喂入口：寬度d＝200mm，最低高度h＝20mm （8） 滾筒上的刀片數(shù)：k＝4 3.2 主要工作部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1 喂入裝置的構(gòu)成 喂入裝置是由輸送鏈板、上下喂入輥、壓緊裝

12、置等組成。喂入裝置作用是將秸稈壓緊并以一定的速度向切碎器喂入，在切碎時(shí)夾持住秸稈以免秸稈產(chǎn)出彎曲變形，為了保證切碎整齊，要求喂入時(shí)秸稈無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，并在秸稈層厚度變化時(shí)也能加緊秸稈。上下喂入輥的配置要求： （1）喂入輥卷入能力要強(qiáng)，并且卷入速度應(yīng)大于輸送速度，以免秸稈堆積或堵塞； （2）下喂入輥?zhàn)钌隙说乃矫媾c定刀處于同一水平面上，或略高一點(diǎn)； （3）喂入輥在配置上應(yīng)盡量靠近刀片切割平面，避免秸稈產(chǎn)生彎曲變形，保證切碎質(zhì)量； 喂入輥：是喂入裝置最基本工作部件，一般用HT18～36灰鑄鐵鑄成。 為了保證在喂入時(shí)秸稈無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，并在秸稈層變化時(shí)仍能夾緊，喂入輥采用星齒型，其截面形狀如圖3-

13、2： 圖3-2 喂入輥截面形狀 3.2.2 喂入輥工作分析 喂入輥工作分析的目的是研究其喂入性能與其本身結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。 喂入輥工作時(shí)的受力分析圖如圖3-3： 圖3-3 喂入輥受力分析 假設(shè)秸稈喂入前的厚度為A，經(jīng)喂入輪壓縮后其厚度等于輪軸間系a，沒(méi)有彈性變形；秸稈不受輸送鏈的推力。現(xiàn)在分析兩喂入輪已經(jīng)攫取了秸稈并向切碎器輸送秸稈的情況。 設(shè)喂入輥半徑為r，與秸稈間的摩擦系數(shù)及摩擦角分別為f和Φ。當(dāng)工作時(shí)，喂入輥對(duì)秸稈作用力有二：一是壓力R，視為作用在與秸稈層接觸弧中點(diǎn)，并與鉛垂線夾角為α，此角稱為挾持角；二是摩擦力fR，方向與R力垂直。兩喂入輥壓力R

14、的合力2Rsinα，匯交于A點(diǎn)，方向水平向外，有阻止秸稈卷入作用；摩擦力fR合力為2fRcosα，匯交于B點(diǎn)，方向水平向內(nèi)，起卷秸稈作用。因此，保證秸稈卷入的條件： 2fRcosα≥2Rsinα 所以 f≥tgα 因?yàn)? f＝tgΦ 所以 Φ≥α 表明秸稈被喂入輥壓緊和卷入條件是其挾持角α必須小于摩擦角Φ，否則將不能正常工作。一般秸稈Φ＝17～270。喂入輥卷入性能除與摩擦系數(shù)外，還與其直徑的大小有關(guān)。當(dāng)秸稈喂入層增大時(shí)，挾持角α必然增大，使秸稈不能卷入，

15、出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。為了滿足Φ≥α條件要求，就必須最大喂入輥直徑。有： OO1＝2r+a＝2rcos2α+A 將卷入極限條件：Φ＝α代入此式，得 式中：rmin—喂入輥的最小半徑。 為了使喂入輪很好的工作，可增加秸稈與喂入輪的摩擦角或減小角α。欲減小α角，就要采取下列三種措施： （1）在r不變的情況下減小喂入層的厚度； （2）在輪軸的中心距不變的情況下增大r； （3）在喂入層厚度A及輪軸間隙a都不變的情況下加大輪軸的中心距。 （1）和（2）兩種措施都要導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，（2）和（3）兩種措施將使機(jī)器龐大，所以這些參數(shù)都不能隨意

16、變動(dòng)，一般秸稈切碎機(jī)上r常取40～80mm。喂入輥半徑過(guò)小，則喂入性能差；過(guò)大則喂入輥?zhàn)饔糜诮斩拝^(qū)遠(yuǎn)離切割平面，會(huì)影響切割質(zhì)量，故取r為80mm。 3.2.3 切碎長(zhǎng)度及生產(chǎn)率 切碎長(zhǎng)度是破碎機(jī)的主要性能指標(biāo)之一，其大小與喂入輥直徑D(m)及轉(zhuǎn)速n(r/min)等因素有關(guān)，考慮到打滑因素的影響，實(shí)際計(jì)算公式為： （m） 式中: ε—秸稈與喂入輥間打滑系數(shù)，ε＝0.05～0.07 k—?jiǎng)拥镀瑪?shù) D—喂入輥直徑 i—滾刀與喂入輥轉(zhuǎn)速之比（喂入輥傳動(dòng)比） 生產(chǎn)率是表示破碎機(jī)生產(chǎn)能力大小的主要參數(shù)，它決定于喂入口面積（上下喂入輥之間通過(guò)的面積），切碎器動(dòng)刀片數(shù)，滾刀轉(zhuǎn)速，切碎長(zhǎng)度

17、和秸稈種類等。按下述公式計(jì)算： Q＝60kabLn1γ （t/h） 式中: a，b—喂入口高度和寬度（m） γ—秸稈壓縮后容重（t/m3）一般秸稈γ取0.12～0.16 根據(jù)上述公式便可計(jì)算出各傳動(dòng)比，進(jìn)而確定其他相關(guān)參數(shù)。 3.2.4 上喂入輥壓緊機(jī)構(gòu) 為了使得喂入秸稈過(guò)多時(shí)在喂入輥處不產(chǎn)生不堵塞，過(guò)少時(shí)不產(chǎn)生碎段過(guò)長(zhǎng)，上喂入輥應(yīng)制成能浮動(dòng)的，并設(shè)有壓緊機(jī)構(gòu)以保持上喂入輥對(duì)秸稈始終有一定的壓力。對(duì)壓緊機(jī)構(gòu)采用雙彈簧式，上喂入輥兩側(cè)軸承座可以在垂直的滑道內(nèi)移動(dòng)，彈簧一端與軸承座相連接，另一端連接在彈簧座上，視具體情況可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘?shù)母叨葋?lái)調(diào)節(jié)彈簧的剛度。當(dāng)秸稈層變厚時(shí)上喂入輥克

18、服彈簧的壓力向上浮動(dòng)，最大浮動(dòng)量為80mm。壓緊結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-4： 1—螺釘 2—彈簧 3—軸承座 圖3-4 壓緊機(jī)構(gòu) 3.2.5 切碎器及其技術(shù)要求 切碎器是秸稈切碎機(jī)重要工作部件。它的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)破碎質(zhì)量，功率消耗，以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。破碎性能好的切碎器，應(yīng)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀片制造、安裝、刃磨方便、切割省力，負(fù)荷均勻，切割質(zhì)量好，秸稈相對(duì)動(dòng)定刀片不產(chǎn)生滑移。 切碎器的技術(shù)要求如下： （1）產(chǎn)生滑切 滑切可減小阻力?；薪呛突邢禂?shù)都是用來(lái)表示滑切作用大小的指標(biāo)。在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。通常刀片滑切角為20～60

19、。 （2）切割要穩(wěn)定 秸稈相對(duì)刀片沒(méi)有滑動(dòng)的切割叫切割穩(wěn)定，它是保證切割質(zhì)量的主要因素。要求切割穩(wěn)定，不產(chǎn)生滑動(dòng)切割，應(yīng)滿足如下切割條件： χ≤ψ1+ψ2 式中 :ψ1, ψ2—秸稈與動(dòng)定刀片之間摩擦角，一般ψ1＝12，ψ2＝38。 χ—推擠角，動(dòng)刀刃線和定刀刃線間夾角 切割穩(wěn)定條件是指刀片最大推擠角小于動(dòng)定刀片摩擦角之和，即χ≤50，常取χ＝40～50。 （3）切割阻力矩要均勻 （4）切割速度 大量的實(shí)驗(yàn)表面，切割速度對(duì)切割阻力也有很大影響，隨著切割速度的加大，切割阻力幾乎成直線下降。前蘇聯(lián)的HEP推薦最佳切割速度范圍是35～40m/s，常用的是18～37m/s。 3.

20、2.6 動(dòng)刀 刀片采用螺旋型，刀片數(shù)為4，安裝時(shí)，根據(jù)碎段長(zhǎng)度要求安裝2片或是4片。 螺旋型刀片的刀體和刃線部都是螺旋式，并且按螺旋排列，傾斜地安裝在滾筒表面上。螺旋型刀片在滾刀式切碎器中和其它類型刀片比較，滑切作用強(qiáng)，切割阻力小，切割性能好，但刀片制造、安裝、調(diào)整及刃磨都不方便。而且切碎體不能自動(dòng)拋出，需人工清理，或者用風(fēng)送裝置吹出，增加了機(jī)器復(fù)雜性。螺旋角β的余角就是刀片的鉗住角X。通常，由于滾筒軸線與定刀刃線平行，滑切角就等于鉗住角，在工作中，他們保持不變?chǔ)樱絏＝90-β。 滾筒式切碎器刀片的刀刃為外磨角，刀片的底平面或刃磨面與其切割面所成的角度叫隙角γ，其作用是避免在切碎過(guò)程中

21、刀片與從喂入口不斷進(jìn)來(lái)的秸稈相摩擦，以便減少動(dòng)刀消耗。刀片的刃角β對(duì)刀片的使用壽命，功率消耗有很大影響。據(jù)參考文獻(xiàn)[7]知：隨著β角的加大，切割所需的功和比功都要上升，若β角大于30更顯著增加，但β角太小又不耐磨，常用的β角可在15～30間的選擇。 在切碎器的滾筒上固定兩個(gè)圓盤，動(dòng)刀片安裝在圓盤上，構(gòu)成切碎滾刀滾筒。 3.2.7 定刀（底刀） 采用方形刃口的定刀，其能耗小，使用時(shí)不易磨損，厚度為3～6mm，以承受動(dòng)刀對(duì)物料巨大的沖擊力。刃口形狀如圖3-5： 圖3-5 定刀 刀片材料可用5碳素工具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn或70Mn。刀片可工作寬度對(duì)滾筒式切刀為20mm，在該區(qū)域刃部

22、淬火硬度為HRC47～56，而非淬火區(qū)為28HRC。動(dòng)刀刃工作表面與刃口垂直線之間有3～5傾斜角。動(dòng)、定刀片刃口的間隙為0.5～1.0mm。動(dòng)刀的厚度為2～3mm，刃口的厚度δ＝80～100m，若磨損到一定厚度時(shí)，必須磨刀， 使之變薄，構(gòu)成銳利刃口。 3.2.8 拋送裝置 為了將秸稈碎段從排出槽中排出，把它們送到不遠(yuǎn)的距離和不太高的地方，需采用拋送裝置。在拋送裝置的轉(zhuǎn)軸上裝有轉(zhuǎn)臂，在轉(zhuǎn)臂上連接著輸送葉片，其外圍是帶有輸送管道的外殼。旋轉(zhuǎn)著的葉片借助離心力直接把物料拋出去，葉片的裝成采用后傾式，傾角γ一般為15～17。 3.3 機(jī)架和箱體的材料選擇 機(jī)架和箱體的工作特點(diǎn)要求其應(yīng)有

23、足夠的剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性，鑒于設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，工作條件也沒(méi)有特殊的要求，可采用普通低碳素鋼來(lái)制造，如Q235等。 4. 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)的位置要根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及部件的相對(duì)位置來(lái)確定，傳動(dòng)路線及零部件的選擇要保證總傳動(dòng)比和傳動(dòng)的可靠性，同時(shí)不影響本身零部件的正常運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，用帶傳動(dòng)作為第一級(jí)傳動(dòng)，再由一對(duì)圓柱直齒輪和另一帶輪分別將動(dòng)力傳遞給喂入輥和拋送裝置，然后通過(guò)鏈輪傳遞動(dòng)力給輸送鏈板主動(dòng)輪，其傳動(dòng)路線示意圖如圖4-1： 圖4-1 傳動(dòng)路線 5. 設(shè)計(jì)計(jì)算及安全性分析 5.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 需傳動(dòng)的功率p＝2.2kw，電

24、機(jī)轉(zhuǎn)速n1＝1420r/min，切碎器滾刀軸轉(zhuǎn)速n2＝750r/min，傳動(dòng)比為i＝1.9。 （1）確定計(jì)算功率pca 計(jì)算功率pca是根據(jù)傳動(dòng)功率p，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而確定的。即 pca＝kAp 選kA＝1.1，則pca＝kAp＝2.42 （2）選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率pca＝2.42和小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1420r/min由表8－8選擇A型普通V帶 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2。 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 選取dd1≥dmin。為了提高v帶的壽命，宜選取較大的直徑。 選dd1＝80mm

25、2）驗(yàn)算帶的速度v 計(jì)算帶的速度 v＝πdd1n1/601000＝6.25m/s 符合帶速在5～25m/s之間的要求。 3）計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑dd2 dd2＝Idd1＝1.980＝152mm 適當(dāng)圓整為dd2＝160mm （4）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 初步定中心距a0，取 0.7（dd2+dd1）＜a0＜2（dd2+dd1） 即 0.7（80+160）＜a0＜2（80+160） 所以 168＜a0＜480 取 a0＝480 a0取定后，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld‘： Ld‘≈2a0+（dd2+dd1）

26、/2 + （dd2-dd1）2/4a0＝2480+（80+160）/2+（160-80）2/4480 ＝1180mm 根據(jù)Ld‘選取和Ld‘相近的v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld＝1120mm。再根據(jù)Ld來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距 a≈a0+（Ld- Ld‘）/2 ＝480+（1180-1120）/2＝510mm 考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力（如帶伸長(zhǎng)而松弛后的張緊）的需要，中心距的變動(dòng)范圍為： amin＝a-0.015Ld＝510-0.0151120＝493.2mm amax＝a+0.030Ld＝510+0.0301120＝543.6mm （5）計(jì)算主動(dòng)輪上的包角a1 a1≈1800-（dd2-d

27、d1）57.50/a ＝1800-（160-80）57.50/510 ＝167.60﹥1200 （6）確定帶的根數(shù)z z＝pca/（p0+△p0）kakL 其中ka＝0.97，由kL＝0.96，由p0＝0.81，由△p0＝0.15則 z＝2.42/（0.81+0.15）0.970.96 ＝2.71根 取3根帶 （7）確定帶的預(yù)緊力F0 ，由q＝0.10kg/m F0＝500pca（2.5/ka-1）/zv +qv2 =5002.42(2.5/0.97-1)+0.106.252=104(N) 由于新帶容易松弛，所以對(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的預(yù)緊力應(yīng)為上述預(yù)緊力的1.5倍

28、即156N。 （8）計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力（簡(jiǎn)稱壓軸力）Fp Fp＝2zF0sina1/2＝23sin83.80＝622（N） 5.2 V帶輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)v帶輪，其中 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）：bd＝11mm； 基準(zhǔn)線上槽深：hamin＝2.75mm； 基準(zhǔn)線下槽深：hfmin＝8.7mm； 槽間距：e＝1.50.3mm； 第一槽對(duì)稱面至端面的距離：f＝10-1+2mm； 最小輪緣厚：δmin＝6mm； 帶輪寬：B＝（z-1）e+2f＝50mm； 小帶輪外徑：da1＝dd2+2ha＝85.75mm 5.3 鏈的設(shè)計(jì) 下喂入輥軸n1＝190r/min，輸送鏈板主動(dòng)輪n2＝1

29、60r/min，傳動(dòng)比i＝1.2 （1）選擇鏈輪齒數(shù)z1，z2 假定鏈速v＜3m/s，選取小鏈輪齒數(shù)z1＝17，則大鏈輪齒數(shù) z2＝iz1＝171.2＝20.4 取21 （2）確定鏈條節(jié)數(shù)Lp 初定中心距a0＝30p，則鏈節(jié)數(shù)為: ＝79.37 取80節(jié) （3）確定鏈條的節(jié)距p 因傳動(dòng)功率較小，故可選取鏈號(hào)為08A單排鏈（08A－1－88GB/T1243.1－1983），得鏈節(jié)距p＝12.70mm。 （4）確定鏈長(zhǎng)L及中心距a L＝pLp＝8012.70＝1016mm 中心距減少量 △a＝（0.002～0.004）a＝0.775～1.550mm 則實(shí)際

30、中心距 a‘＝a-△a＝318.8-（0.775～1.550）＝385.85～386.625mm 取a‘＝386mm （5）驗(yàn)證鏈速 v＝z1n1p/601000＝1719012.7/601000＝0.68m/s 與假設(shè)相符。 5.4 鏈輪的設(shè)計(jì) 選用鏈條系列標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為08A－1－88GB/T1243.1－1983，得：鏈節(jié)距p＝12.70mm，滾子外徑d1＝7.95mm，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1＝7.85mm，銷軸直徑d2＝3.96mm，內(nèi)鏈板高度h2＝12.07mm，大、小鏈輪設(shè)計(jì)： （1）大鏈輪 齒數(shù): z2＝21 分度圓直徑：d＝p/sin（1800

31、/z2）＝12.7/sin（1800/21）＝85mm 齒頂圓直徑：damax＝d+1.25p-d1＝85+1.2512.7-7.95＝93mm damin＝d+（1+1.6/z）p-d1＝85+（1+1.6/21）12.7-7.95＝90.7mm 取 da＝92mm 齒根圓直徑：df＝d-d1＝85-7.95＝77mm 齒側(cè)凸緣直徑： dg≤pctg（1800/z）-1.04h2-0.76＝12.712.068-1.0412.07-0.76＝139.95mm 取dg＝139mm 齒型按3RGB/T1244－1985規(guī)定制造，如下： 齒寬：bf1＝0

32、.93b1＝0.937.85＝7.3mm 倒角寬：ba＝（0.1～0.15）p＝1.27～1.905mm 取1.5mm 倒角半徑：rx≥p＝12.7mm 倒角深：h＝0.5p＝6.35mm 齒側(cè)凸緣（或排間槽）圓角半徑 ra≈0.04p＝0.508mm，取ra＝0.5mm 鏈輪齒總寬：bf＝（n-1）pt+bf1＝bf1＝7.3mm （其中n為排數(shù)此處為1） （2）小鏈輪 齒數(shù) z2＝17 分度圓直徑：d＝p/sin（1800/z1）＝12.7/sin（1800/17）＝69.2mm 齒頂圓直徑：damax＝d+1.25p-d1＝69.2+1.2512.7-7.95＝7

33、7mm damin＝d+（1+1.6/z）p-d1＝69.2+（1+1.6/17）12.7-7.95＝75.2mm 取 da＝76mm 齒根圓直徑：df＝d-d1＝69.2-7.95＝61.25mm 齒側(cè)凸緣直徑：dg≤pctg（1800/z）-1.04h2-0.76＝12.75.35-1.0412.07-0.76＝54.64mm 取 dg＝54mm 齒型按3RGB/T1244－1985規(guī)定制造，如下： 齒寬：bf1＝0.93b1＝0.937.85＝7.3mm 倒角寬：ba＝（0.1～0.15）p＝1.27～1.905mm 取1.5mm 倒角半徑：rx≥p＝12.7

34、mm 倒角深：h＝0.5p＝6.35mm 齒側(cè)凸緣（或排間槽）圓角半徑ra≈0.04p＝0.508mm 取ra＝0.5mm 鏈輪齒總寬：bf＝（n-1）pt+bf1＝bf1＝7.3mm（其中n為排數(shù)此處為1） 5.5 喂入鏈主動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì) 喂入鏈主動(dòng)輪軸傳遞的功率P＝0.15Kw，轉(zhuǎn)速n＝160r/min，半徑r＝40mm， 先求鏈輪作用在軸上的力 由 FP＝KFPFe 有效圓周力 Fe＝1000P/v＝10000.15/0.68＝221N 按水平布置取壓軸系數(shù) KFP＝1.15，故 FP＝KFPFe＝1.15221＝255N （1）軸上零件的安裝方案，如圖5—2圖

35、a）所示： 圖5—2 下喂入鏈主動(dòng)輪軸的載荷分析圖 （2）選擇軸的材料 該軸傳遞小功率且轉(zhuǎn)速較低，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性質(zhì)如下： （3）初步計(jì)算軸的直徑 選取A0＝126～103，取A0＝115 考慮鏈輪和鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱，軸徑增加10%左右，然后將軸徑圓整取d＝16mm（此值作為承受扭矩作用的軸段的最小軸徑dmin） （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初選角接觸球軸承，為了便于裝配，取裝軸承處的直徑d3＝30

36、mm，初選角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)代號(hào)為7206AC，其外形尺寸為dDB＝306216； 根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑、長(zhǎng)度，如圖5—2圖a）所示： d1＝30mm，此段為軸承，長(zhǎng)度取L1＝47mm； d2＝35mm，此處為滾筒軸，同時(shí)考慮軸承座的安裝，長(zhǎng)度取L2＝346mm； d3＝30mm，此段為軸承，長(zhǎng)度取L3＝57mm； d4＝24mm，此處為鏈輪，根據(jù)其寬度，長(zhǎng)度可取L4＝88mm； 即此軸的總長(zhǎng)度為；L＝L1+L2+L3+L4＝47+346+57+88＝538mm （5）軸的校核 轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩T＝95.5105P/n＝95.51050.15/160＝8953Nmm（其

37、中P為喂入鏈的輸送功率為0.15Kw），則Ft＝2T/d＝28953/80＝224N，F(xiàn)r≈Fa≈Ft＝224N 軸受力情況如圖b)所示,其中CA＝220mm，CB＝180mm，DB＝100mm 1）求軸上的載荷 軸上受力如圖，分別在水平面內(nèi)圖c）和垂直面內(nèi)圖e）進(jìn)行計(jì)算。 由（水平面見(jiàn)圖c）得，方向按左順右逆原則 RA1AB –FrCB- Fad/2+ FPBD＝0，則RA＝25N 由力平衡方程 Fr+FP＝RA1+ RB1，則RB1＝254N 由（垂直面見(jiàn)圖e）得，方向按左順右逆原則 FA2AB -FtCB＝0，則RA2＝100N 由力平衡方程 Ft＝RA2

38、+ RB2，則RB2=124N 合成支反力 2）計(jì)算水平面的彎矩，畫彎矩圖，方向按左順右逆原則,如圖d）所示 　M1＝Fad1/2＝22480/2＝8960Nmm Mc＝RA1AC＝25220＝5500Nmm MB＝FP`BD＝255100＝25500Nmm 3）計(jì)算垂直面的彎矩，畫彎矩圖，方向按左順右逆原則，如圖f）所示 MC＝RA2CA＝100220＝22000Nmm 4）合成彎矩，并畫總彎矩圖 公式為M總2＝M圖d2+M圖f2 其中M圖d表示水平面方向的彎矩，M圖f表示垂直面方向的彎矩，對(duì)應(yīng)點(diǎn)合成 ,如圖g）所示 Nmm Nmm Nmm 5）由圖g）可

39、知危險(xiǎn)截面為C、B，強(qiáng)度條件為 為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)α，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取α≈0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取α≈0.6； 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取α≈1；此處取0.6，則αT＝0.68953=5372Nmm 查得W＝0.1d3 C截面 取M最大值即22677Nmm，W＝0.1d3＝0.1303＝2700 則 故C截面安全 B截面 取M＝21360，W＝0.1d3＝0.1303＝2700 則 故B截面安全 根據(jù)上述的計(jì)算來(lái)看，系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)性能要求，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高。盡管對(duì)軸的設(shè)計(jì)校核工作沒(méi)有全

40、部進(jìn)行，但根據(jù)對(duì)重要軸系的校核結(jié)果來(lái)看，其它軸系的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足該系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度的要求，因此，系統(tǒng)工作過(guò)程中能夠滿足其安全性要求。 6. 使用說(shuō)明書 6.1 常見(jiàn)的故障原因及排除方法 在使用切碎機(jī)前應(yīng)該先對(duì)機(jī)器進(jìn)行安全檢查，要在安全的工作環(huán)境下進(jìn)行工作，不可以在雷雨等惡劣天氣情況下使用機(jī)器進(jìn)行作業(yè)。在切碎機(jī)使用過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格按照該產(chǎn)品的使用說(shuō)明書進(jìn)行規(guī)范操作，注意操作者的人身安全，遠(yuǎn)離人群，避免傷及人畜等。在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些小的機(jī)械故障，如何進(jìn)行機(jī)器故障的分析及排除方法見(jiàn)表6-1 表6-1故障原因及排除方法 故 障 原 因 排 除 方 法 工作過(guò)程中主軸轉(zhuǎn)

41、速降低： 1）皮帶打滑 2）草太濕，碎草吹不出去 1）調(diào)緊皮帶或給皮帶上潤(rùn)滑油 2）濕草要曬干后在切碎，工作轉(zhuǎn)速下降，可扳開(kāi)離合器，停止喂入，待轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常后再繼續(xù)工作；如果停止喂入還不能使轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，須停機(jī)扒出機(jī)器中堵塞的碎草 切段太長(zhǎng)： 1）刀片與定刀間隙太大 2）刀片或定刀的刃口磨鈍 1）調(diào)整間隙 2

42、）磨刀片或底刀換刀 軸承發(fā)熱： 1）潤(rùn)滑油不足 2）軸承座中進(jìn)入雜物造成磨損 1）加注潤(rùn)滑油 2）停車檢查，清除雜物，必要時(shí)更換軸承 結(jié)論 （1）設(shè)計(jì)的秸稈切碎機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，從而給制造、安裝、使用和維修帶來(lái)了極大的方便。 （2）設(shè)計(jì)的秸稈切碎機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，主要是適合于粗壯秸稈，甚至是較細(xì)的樹(shù)枝切斷；切碎比較連續(xù)，振動(dòng)較小，切碎性能和切碎質(zhì)量高。 （3）喂入、切碎和拋送功率都比較低，因而要求相匹配的動(dòng)力也較小，同時(shí)整個(gè)設(shè)備大量采用普通鋼材，大大的降低了制造成本，提高了其經(jīng)濟(jì)性，滿足了廣大農(nóng)村單家獨(dú)戶作業(yè)的要求。 （4）壓緊裝置中的彈簧設(shè)計(jì)成可根據(jù)具體情況來(lái)調(diào)節(jié)其

43、剛度，增強(qiáng)了切碎機(jī)的加工性能，同時(shí)也是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處。 （5）將上喂入輥軸設(shè)計(jì)成浮動(dòng)軸，提高了切碎機(jī)的切碎能力范圍。 （6）破碎機(jī)的喂入和拋送功能實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，節(jié)省了人力。 參考文獻(xiàn) [1] 王天麟.畜牧機(jī)械[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社.1988年. [2] 周靜卿，張淑娟.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社.2007年. [3] 幾何量公差與檢測(cè)[M].第五版.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2001年. [4] 孫恒，陳作模.機(jī)械原理[M].第五版.高等教育出版社.2005年. [5] 陶南.畜牧及漁業(yè)機(jī)械與設(shè)備[M].浙江大學(xué)出版社.1991年. [6] 宗培言

44、.機(jī)械工程概論[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2001年. [7] 理論力學(xué)[M].第六版.高等教育出版社.2002年. [8] 吳宗澤.羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社.2006年. [9] 濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版.高等教育出版社.2006年. [10] 黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005年. [11] 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社.2009年. [12] 張良成.材料力學(xué)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2003年. [13] 姚維禎.畜牧機(jī)械[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.1998年. [14] 沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與

45、設(shè)備[M]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2002年. [15] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè))[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2000年. [16] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2000年. [17] 郭重慶.洪鐘德.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].同濟(jì)大學(xué)出版社.2002年. [18] 王金武.互換性與測(cè)量技術(shù)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2007年. 致 謝 恍惚中，在美麗的農(nóng)大校園中，度過(guò)了人生中最為寶貴的年華。從開(kāi)題報(bào)告到畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本結(jié)束，我的四年大學(xué)生活也即將結(jié)束。在這里我向鼓勵(lì)和幫助過(guò)我的所有同學(xué)和老師表示衷心的感謝。 在這里我首

46、先要感謝我的導(dǎo)師老師。從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選取崔老師一直在悉心幫助我，到最后的定稿及畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的審查都是嚴(yán)格認(rèn)真，對(duì)我們的要求非常嚴(yán)格。我除了敬佩崔老師的專業(yè)技術(shù)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)也對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和生活具有積極的影響。 其次，我要感謝我的同學(xué)，大家除了在學(xué)習(xí)上互相鼓勵(lì)幫助，在我找資料遇到困難的時(shí)候也伸出援助之手，主動(dòng)幫我搜集資料，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過(guò)程中都給予了我全面的指導(dǎo)。 最后感謝我的家人，想到你們總會(huì)讓我感到安全和溫暖，你們的撫育之恩永生難忘。 學(xué)無(wú)止境，無(wú)論每天往返于工廠和住所，還是忙碌于實(shí)驗(yàn)室，作為一個(gè)當(dāng)代青年，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在接受新的知識(shí)、觀點(diǎn)、理念。即便是創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值，也需要不斷補(bǔ)給養(yǎng)分。最后真誠(chéng)期望每一個(gè)人都始終擁有美好幸福的生活狀態(tài)、以及一顆熱忱探索未來(lái)和真理的心，同時(shí)也是對(duì)自己未來(lái)生活的期冀。 - 25 -