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1、 青狀玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 飼料是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而飼料的生產(chǎn)加工水平?jīng)Q定著畜牧業(yè)發(fā)展的規(guī)模和速度，直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。要使畜牧業(yè)迅速發(fā)展，關(guān)鍵是解決飼料問(wèn)題。飼料來(lái)源是當(dāng)前我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)突出問(wèn)題，由于我國(guó)人均糧食占有水平低，不可能用大量的糧食作為飼料用糧。從畜牧業(yè)對(duì)飼料的需求來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不能滿足畜牧業(yè)的需求，因此，必須發(fā)揮我國(guó)情——粗飼料豐富的優(yōu)勢(shì)，充分合理利用我國(guó)的各種飼料資源。 我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，實(shí)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化”一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)之一，為此國(guó)家還出臺(tái)了農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)

2、置補(bǔ)貼政策，每年中央財(cái)政撥出數(shù)億元的補(bǔ)貼專項(xiàng)資金，鼓勵(lì)和支持農(nóng)民使用先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增效。研究新型玉米秸稈粉碎機(jī)械，解決在工作原理及性能、尺寸參數(shù)、材料等方面的問(wèn)題，以達(dá)到對(duì)青狀玉米秸稈類物料的加工利用，解決成本低與生產(chǎn)率高的矛盾，保證粉粒尺寸滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，為我國(guó)農(nóng)村，農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。玉米秸稈粉碎機(jī)（飼料粉碎機(jī)）可有力的促進(jìn)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使農(nóng)副產(chǎn)品變廢為寶。 關(guān)鍵詞： Abstract Keywords: 第一章 前言 1

3、.1青狀玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的必要性 由于我國(guó)人均糧食占有水平低，不可能用大量的糧食作為飼料用糧。從畜牧業(yè)對(duì)飼料的需求來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不能滿足畜牧業(yè)的需求，因此，必須發(fā)揮我國(guó)情——粗飼料豐富的優(yōu)勢(shì)，充分合理利用我國(guó)的各種飼料資源。而玉米秸稈，在我國(guó)多個(gè)省份都十分豐富且得不到合理充分的利用，用來(lái)做飼料的原料十分合適。 所以，研究設(shè)計(jì)玉米秸稈粉碎機(jī)是市場(chǎng)的需求，是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物。 1.2青狀玉米秸稈粉碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始．北方地區(qū)開(kāi)發(fā)研制了秸稈飼蓽揉碎機(jī)。這種機(jī)械是在錘片式飼料粉碎機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的．用齒板代替篩片，在高速旋轉(zhuǎn)的錘片和齒板作用下，可將秸稈揉搓成細(xì)絲。19

4、89年．黑龍江省畜牧機(jī)械化研究所研制的9RC-40型粗飼料揉碎機(jī)通過(guò)了省級(jí)鑒定。上世紀(jì)90年代初期和中期．遼寧省農(nóng)機(jī)研究所研制的9RF—IO型揉搓粉碎機(jī)以及吉林省農(nóng)機(jī)研究所研制的9RF-40n^ 型揉碎機(jī)均通過(guò)鑒定。河北南農(nóng)縣大地農(nóng)機(jī)制造有限公司生產(chǎn)的玉皇牌多功能秸稈揉碎機(jī)．具有生產(chǎn)能力高、能耗低、價(jià)位低、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可把各類秸稈揉成綿軟的絲條狀飼料，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。北京嘉亮林海農(nóng)牧機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的9RC_40 I型飼料揉碎機(jī)，適用于中小型牧場(chǎng)和飼養(yǎng)專業(yè)戶。江西省紅星機(jī)械廠的93Fc一50型揉碎機(jī)、山西省大同農(nóng)牧機(jī)械廠的9RS-40型揉碎機(jī)等也問(wèn)世。2002年．山東省淄博三明環(huán)

5、保農(nóng)業(yè)有限公司推出的新一代秸稈加工設(shè)備．[1pYJR-3A型玉米秸稈擠絲揉碎機(jī)，適用于含水率70％以下的玉米等秸稈的粗加工．壓扁、縱切、擠絲和揉碎等復(fù)雜工序一次性完成。 近兩年來(lái)．國(guó)產(chǎn)的削草機(jī)、艘草機(jī)、撿拾打捆機(jī)、青飼收獲機(jī)、鍘草機(jī)、揉碎機(jī)以顯牧草收貯加工設(shè)備和牧草干燥、草粉、草顆粒、草塊(餅)與葉蛋白提取等飼料加工設(shè)備的銷量太幅增加。畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的發(fā)展同畜牧、飼料加工機(jī)械行業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，也為該行業(yè)提供了巨大商機(jī)。 1.3青狀玉米秸稈粉碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 秸稈粉碎機(jī)的發(fā)展方向 (1)小型放牧機(jī)械設(shè)備 農(nóng)村小規(guī)模養(yǎng)殖和小型生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要配備完善的相關(guān)設(shè)備，特別是適應(yīng)家庭化

6、和小規(guī)模操作的、功能較全面而價(jià)格又相對(duì)便宜的小型畜牧設(shè)備是廣大農(nóng)民迫切需要的。 (2)規(guī)?；母呒夹g(shù)化設(shè)備的制造應(yīng)滿足大型飼料企業(yè)向集團(tuán)化、規(guī)?；l(fā)展的需要。一是發(fā)展熱處理加工技術(shù)(如以膨化償脹為代表的熱化加工技術(shù)正逐步形成一種新的發(fā)展潮流)；二是發(fā)展液體噴涂加工技術(shù)進(jìn)一步提高飼料的品質(zhì)，解決熱敏營(yíng)養(yǎng)物曲Ⅱ維生素、氯基酸、酶和搬生物等)的曝加，保證飼料配方不失點(diǎn)．使飼料生產(chǎn)符合安全與衛(wèi)生的更高要求：三是提高單機(jī)自動(dòng)化及成套設(shè)備自動(dòng)控制水平。 3)發(fā)展行走式聯(lián)合加工機(jī)械 飼草(秸稈)加工機(jī)械、飼喂機(jī)械、環(huán)境控制機(jī)械、廄肥清理和運(yùn)輸機(jī)械、撒肥機(jī)械、有機(jī)肥制備機(jī)械、草地改良機(jī)械及牧草收貯機(jī)槭等

7、仍有相當(dāng)需求空問(wèn)。盡管現(xiàn)在這些單功能的飼草加工機(jī)械還有市場(chǎng)。但奧秸稈收獲、擠絲揉搓、苗液噴灑、飼草和菌液混合、打捆于一體的行走式聯(lián)合加工機(jī)械，因生產(chǎn)效率高、加工成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著，將會(huì)成為今后市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的熱點(diǎn)。行走式秸稈聯(lián)合加工機(jī)械的配套動(dòng)力應(yīng)以太中型拖拉機(jī)為主。加工青秸稈每小時(shí)20噸(約667公頃)，能一次完成秸稈收獲、擠絲揉搓、菌液噴灑、混合和打捆等工序。 1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容和方法 主要內(nèi)容： （1）研究青狀玉米秸稈的物理學(xué)特性。 （2）設(shè)計(jì)青狀玉米秸稈粉碎機(jī) 1）考慮材料成分、含水量、喂入量等因素,選擇適宜的加工方式。 2）設(shè)計(jì)喂入機(jī)構(gòu)，考慮滾動(dòng)輪與粗切滾刀的間隙。

8、 3）粗切滾刀的選擇，確定合適的線速度。 4）粉碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，選擇合適的刀型，確定定刀與動(dòng)刀的間隙，刀的安裝方式及排列。 5）總體布置，考慮使用方便、尺寸大小、經(jīng)濟(jì)性、能耗等因素。 關(guān)鍵問(wèn)題：粉碎機(jī)的應(yīng)用定位和具體參數(shù)的確定。 思路: （1）分析加工對(duì)象的物理特性，加工特性。 （2）設(shè)計(jì)出粉碎的機(jī)構(gòu)和合理布置各部分。 （3設(shè)計(jì)的系統(tǒng)做到科學(xué)合理，能耗低，結(jié)構(gòu)緊湊。 1.5 本課題主要設(shè)計(jì)指標(biāo) 經(jīng)過(guò)查閱資料表明，目前市場(chǎng)上并無(wú)此類機(jī)械。在經(jīng)過(guò)立足于我國(guó)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)條件，交通狀況，生產(chǎn)使用條件的分析之后，我認(rèn)為本機(jī)械在設(shè)計(jì)上應(yīng)該滿足以下條件： 1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、

9、體積小、操作使用維修方便。 2. 應(yīng)有很好的適應(yīng)性，適合加工多種類型的物料。 3．粉碎程度應(yīng)能夠根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，粉碎粒度應(yīng)盡量均勻，以滿足各種成品需求。 4．生產(chǎn)能力滿足要求；（細(xì)碎狀成品生產(chǎn)率應(yīng)大于600kg，粉狀成品生產(chǎn)率大于300kg）. 5．配套動(dòng)力合理，功耗小，度電產(chǎn)量高（度電產(chǎn)量＞62kg／kw.h）。 6．噪音低、粉塵少、以減少環(huán)境污染。 7．機(jī)器工作安全可靠，工作部件耐磨性好，使用操作、維修調(diào)整方便，價(jià)格便宜。 第二章 青狀玉米秸稈粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及總體布置方案 2.1 加工對(duì)象的特點(diǎn) 如題，青狀玉米秸稈是粉碎機(jī)的加工對(duì)象，而青裝玉米秸稈的成

10、分主要是纖維素，水，以及糖和一些無(wú)機(jī)鹽。此外，由于玉米秸稈通常較長(zhǎng)，在粉碎之前需要先切成一小截一小截。 2.2 粉碎理論 粉碎的基本理論是使物體碎成粉末。粉碎機(jī)械是破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械的總稱，是應(yīng)用機(jī)械力對(duì)固體物料進(jìn)行粉碎作業(yè)，使之變成小塊、細(xì)粉或者粉末的機(jī)械?？己朔鬯榈男ЧǔＪ褂梅鬯榱６?。目前，人們常根據(jù)原料粉碎后粒徑不同，將粉碎定義為普通粉碎、微粉碎和超微粉碎。普通粉碎后產(chǎn)品粒度較大，一幫能通過(guò)6-60目篩孔；微粉碎后的產(chǎn)品粒度較細(xì)，一般能通過(guò)80-170目的篩孔；經(jīng)過(guò)超微粉碎后的產(chǎn)品粒度很細(xì)通常通過(guò)200-325目的篩孔，其粒度甚至可以達(dá)到10-1um。除粒度外，還經(jīng)常會(huì)用到粉碎比，

11、即粉碎前后物料的直徑之比，常用i表示，由于粉碎前后物料的粒度大小不均，故常用物料的最大直徑或平均直徑的比來(lái)表示，即 i=d1/d2 d1:粉碎前物料的最大粒徑或平均粒徑 d2：粉碎后物料的最大粒徑或平均直徑 2.3 破碎系統(tǒng)與級(jí)數(shù) 破碎流程一般分為開(kāi)路和閉路兩種。凡在破碎系統(tǒng)中不帶任何篩分設(shè)備或僅帶有預(yù)篩分設(shè)備的稱為開(kāi)路系統(tǒng)。凡在破碎系統(tǒng)中帶有篩分設(shè)備的稱為閉路系統(tǒng) 開(kāi)路破碎系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、上程投資小、維護(hù)管理簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是產(chǎn) 品粒度不均勻，效率低。 閉路破碎系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品粒度較均勻，破碎效率高。缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜、設(shè)備多、 一次

12、性投資大、維護(hù)管理要求高。 2.4 粉碎方法及破碎機(jī)械的分類 2.4.1 粉碎方法 粉碎的方法很多，常見(jiàn)的有如下幾種。 1） 擊碎：物料在瞬間受到外來(lái)沖擊力的作用被破碎。沖擊破碎的方法很多，如靜止的物料受到外來(lái)沖擊物體的打擊被破碎；高速運(yùn)動(dòng)的物料撞擊鋼板而物料被破碎；行動(dòng)中的物料相互撞擊而破碎等。此法適用于脆性物料的破碎。 2）壓碎：在兩個(gè)工作面之問(wèn)的物料，受到緩慢增長(zhǎng)的壓力作用而被破碎 的方法稱為壓碎。此破碎方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物。 3）磨碎：物料受到兩個(gè)相對(duì)移動(dòng)的工作面的作用，或在各種形狀的研磨 體之間的摩擦作用而被粉碎的方法稱為磨碎。該法主要適用于研磨小塊

13、物料。 4）折碎：物料在受到兩個(gè)相互錯(cuò)開(kāi)的凸棱工作面間的壓力作用而被破碎 的方法。此法主要適用于破碎硬脆性物料。 5）劈碎： 物料在曲個(gè)尖棱工作面之間，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的 方法。此法多適用于破碎脆性物料。 2.4.2、粉碎機(jī)械分類 1）顎式破碎機(jī)：活動(dòng)顎板對(duì)固定顎板作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，物料在兩顎板之間被壓碎。 2）圓錐式破碎機(jī)：外錐體是固定的，內(nèi)錐體被安裝在偏心軸套里的立軸帶動(dòng)作偏心回轉(zhuǎn)，物料在兩錐體之間受到壓力和彎曲力的作用而破碎。 3）輥式破碎機(jī)：物料在兩個(gè)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)的輥筒之間被壓碎。若兩個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)速不同時(shí)，還會(huì)起到部分磨碎作用。 4）錘式破碎機(jī)

14、：物料受到快速回轉(zhuǎn)部件的沖擊作用而被破碎。 5）輪碾機(jī)：物料在旋轉(zhuǎn)的碾盤(pán)上被圓柱形碾輪壓碎和磨碎。 6）反擊式破碎機(jī)：物料被高速旋轉(zhuǎn)的板錘打擊，使物料彈向反擊板撞擊，是一種利用沖擊能來(lái)破碎物料的破碎機(jī)械 。 2.5 結(jié)構(gòu)形式和總體布置方案 秸桿類物料是一種含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物料。具有韌性大、容重小的特點(diǎn)，其粉碎過(guò)程與谷物類物料大不相同。農(nóng)作物秸稈等粗纖維類物料粉碎時(shí)，主要粉碎作用是靠搓擦和剪切的共同作用下使之粉碎成細(xì)粉。 根據(jù)現(xiàn)有的粉碎理論、粉碎機(jī)理和粉碎方法，確定本機(jī)結(jié)構(gòu)形式和布置方案為以下幾方面； 1．采用立式無(wú)篩圓筒型粉碎桶； 2．本機(jī)由進(jìn)料裝置、切碎裝置

15、、揉搓粉碎裝置、磨碎裝置、出料裝置、機(jī)體和傳動(dòng)裝置組成。 3.進(jìn)料口設(shè)置在機(jī)體上方，與水平面有一定傾角，物料徑向進(jìn)入機(jī)體，進(jìn)料口設(shè)有安全保護(hù)裝置。 4．切碎裝置在機(jī)體頂端，采用動(dòng)刀和定刀板相配合所產(chǎn)生的剪切作用來(lái)將秸桿切成碎段。 5．揉搓粉碎裝置是在轉(zhuǎn)子圓筒上安裝鑿片，在機(jī)體內(nèi)表面安裝齒板，工作時(shí)兩者相互配合來(lái)揉搓粉碎物料，鑿片排列的工作密度小，以加強(qiáng)搓碎的效果。 6．磨碎裝置采用定圓錐形磨盤(pán)與動(dòng)圓錐形磨盤(pán)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)將物料進(jìn)一步磨碎而得到粉狀成品。 7．本機(jī)設(shè)置兩個(gè)出料口，按實(shí)際需要調(diào)節(jié)排料插門(mén)可以得到細(xì)碎狀和粉狀兩種成品。 8．機(jī)體和機(jī)架采用普通鋼材制造，以降低制造成本。 9．

16、采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)三角皮帶傳動(dòng)。 本機(jī)結(jié)構(gòu)布置 如圖2-1 (加磨碎裝置) 圖2-1 秸桿切碎揉搓粉碎桶總體結(jié)構(gòu)布置圖 1— 帶輪 2—圓筒 3—主軸 4—進(jìn)料裝置 5—軸承座 6—切碎裝置 7—滾刀 8—鑿片 9—齒板 10—轉(zhuǎn)子 11—電動(dòng)機(jī) 12—帶輪 13—機(jī)體 此機(jī)結(jié)構(gòu)形式是目前國(guó)內(nèi)新穎機(jī)型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、造價(jià)低廉，該機(jī)主要用來(lái)粉碎青狀玉米秸稈和牧草等粗纖維類物料。 2.6 工作原理及其特點(diǎn)

17、

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20、

21、 2.6.1 工作原理 工作時(shí),秸桿類纖維質(zhì)物料由進(jìn)料口從圓筒側(cè)邊徑向進(jìn)入機(jī)體，首先受到安裝在圓筒頂部高速回轉(zhuǎn)的動(dòng)刀配合定

22、刀板產(chǎn)生的剪切作用切割成8～20mm的碎段。 碎段隨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)從而在離心力作用下均勻的進(jìn)入圓筒型粉碎室的四周，受到在高速旋轉(zhuǎn)安裝在轉(zhuǎn)子上鑿片的沖擊作用，將物料壓向齒板，物料與鑿片的工作棱角及齒板發(fā)生劇烈的搓擦、剪切而逐漸細(xì)碎，達(dá)到所需要的揉搓粉碎加工要求。此時(shí)可以根據(jù)需要打開(kāi)細(xì)碎狀出料口的調(diào)節(jié)板將細(xì)碎狀成品排出機(jī)外。成品的粉碎粒度大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)板來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 如需要得到粉狀成品，將其細(xì)碎狀出料口關(guān)閉，細(xì)碎物料繼續(xù)進(jìn)入圓錐定、動(dòng)磨盤(pán)之間，定、動(dòng)磨盤(pán)相對(duì)回轉(zhuǎn)，刻有齒的磨盤(pán)堅(jiān)硬表面對(duì)物料進(jìn)一步搓擦使之成粉狀，從粉狀成品出料口排出。其成品粒度可采用定

23、、動(dòng)磨盤(pán)之間的間隙來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 2.6.2 特點(diǎn) 該機(jī)型具有以下主要特點(diǎn)： 1. 采用立式和無(wú)篩形式，結(jié)構(gòu)新穎，很大程度提高生產(chǎn)率。 2. 采用轉(zhuǎn)子大直徑，低轉(zhuǎn)速，在保證工作線速度的要求下，降低了噪音。 3. 轉(zhuǎn)子安裝鑿片，能增強(qiáng)對(duì)物料的打擊、搓擦作用。鑿片的排列為螺旋形排列，可使物料在粉碎過(guò)程中呈螺旋線由上向下運(yùn)動(dòng)，機(jī)器工作平穩(wěn)。 4. 產(chǎn)品粒度可通過(guò)出料口調(diào)節(jié)板和定、動(dòng)圓錐磨盤(pán)之間的間隙來(lái)調(diào)節(jié)，可以得到不同粒度的產(chǎn)品。 5．電機(jī)與主軸采用三角皮帶傳動(dòng)，傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，安全可靠。機(jī)體高度尺寸小，進(jìn)料方便。 6．本機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積少、適應(yīng)性好、成本低。

24、 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其主要部件尺寸的確定 3.1 進(jìn)料裝置 進(jìn)料裝置設(shè)在機(jī)體上方，采用切向進(jìn)料式粉碎機(jī)，進(jìn)料口與水平面呈150。進(jìn)料斗材料采用厚度為2.5 mm的A3 鋼板制造。進(jìn)料斗設(shè)有防護(hù)擋板，以提高喂料安全性。參考表3—1（中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，1990），進(jìn)料口采用矩形，取其尺寸為：b(寬)a(高)為19060(mm) 。 表3—1 鍘草機(jī)喂入口尺寸 喂入口 鍘 草 機(jī) 類 型 尺寸 小型 中型 大型 高度a

25、 40—60 50—70 60—80 寬度b 120—180 160—200 200—300 3.2 切碎裝置 切碎部分是秸稈粉碎機(jī)的重要工作部件。它的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)切碎質(zhì)量、功率消耗以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。影響切碎性能的主要因素有:(l)切割時(shí)要產(chǎn)生滑切，以減少切割阻力。(2)切割要穩(wěn)定，秸稈相對(duì)于動(dòng)定刀片沒(méi)有滑移。(3)切割阻力矩變化均勻。（4）切割速度適宜，實(shí)驗(yàn)表明，隨切割速度的增加切割阻力下降但切碎器轉(zhuǎn)速過(guò)高也將引起空氣阻力的增加，因此必須有一個(gè)

26、合適的切割速度。（5）刀片刃磨角合理，刀片刃角大于時(shí)，切割功顯著增大，刃角過(guò)小，又將使刀刃不耐磨，常用的刃角為~。 3.2.1 切碎方式選擇 秸稈切碎方式主要有輪刀式切碎、滾刀式(螺旋刀和直刃刀)切碎和錘片式切碎等。輪刀式切碎質(zhì)量好，刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要缺點(diǎn)是刀盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻。滾刀式切碎滑切作用強(qiáng)，切割阻力小，但切碎體不能自動(dòng)拋出，刀片剛度差，不適合硬莖稈切碎。錘片式切碎是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片來(lái)?yè)羲榻斩挘镀Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，但能耗高(藺公振等，1996;樸香蘭，1998)。 根據(jù)對(duì)直刃刀切碎、螺旋刀切碎和錘片切碎3種不同切碎方式的比較試驗(yàn)(盛奎川等，1999)，如圖3一1所示，在相同轉(zhuǎn)速下

27、，直刃刀切碎的單位質(zhì)量秸桿能耗最低，由表3一1可知，采用直刃刀切碎細(xì)小顆粒產(chǎn)量較高，在900一1450r/min范圍內(nèi)，提高轉(zhuǎn)速對(duì)細(xì)小顆粒產(chǎn)量增加不明顯。 表3—2 切碎秸桿的粒度分布 刀軸轉(zhuǎn)速 粒度（mm）及百分含量（%） /r.min 0-1.4 1.4-2.0 2.0-3.35 3.35-9.5 9.5-12.5 12.5-19.5 >19.5 0-12.5 錘片切碎 860 1.9 1.1 2.3 10.3 9.9 15.6 58.9

28、 25.5 1220 0.8 0.6 1.8 9.6 7.9 10.8 68.6 20.7 1580 2.6 1.7 4.2 15.3 11.7 17.7 46.8 35.5 螺旋刀切碎 920 3.7 3.2 9.2 37.6 11.7 9.6 25.0 65.4 1250 4.4 3.9 11.2

29、 39.9 12.0 10.8 17.8 71.4 1500 5.8 4.7 12.8 43.7 11.9 9.2 11.9 78.9 直刃刀切碎 900 4.3 4.3 13.2 41.1 11.3 9.7 16.1 74.2 1230 4.2 4.4 13.1 41.6 14.2 11.0 11.5

30、 77.5 1450 5.3 6.2 17.6 41.8 8.5 7.3 13.3 79.4 圖3一1切碎機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速與能耗的關(guān)系 根據(jù)以上分析，我們選擇直刃刀切碎作為秸稈切碎的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)采用滾刀式切割器形式，該切碎器具有結(jié)構(gòu)緊湊、切割質(zhì)量好、負(fù)載比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。 而滾刀式切碎器主要有以下幾種，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能比較見(jiàn)下表3—2。 表3—3常見(jiàn)的滾筒切碎器結(jié)構(gòu)性能比較 主 要 特 點(diǎn) 動(dòng) 定 刀 形 式

31、 缺點(diǎn) 螺旋 滑切角和推擠角是常數(shù)，等于 動(dòng)刀采用螺旋刀片（刃線為對(duì)數(shù)螺旋線）， 動(dòng)刀片的制造、刃 滾刀式 動(dòng)刀螺旋線的螺旋角。切割阻 定刀為直線刃口。可獲得比較理想的滑切 磨和間隙調(diào)整比較 力均勻 角和推擠角，不需要太高的工作轉(zhuǎn)速 麻煩 平板 刃磨工作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，刀片間 動(dòng)刀是平板刀（動(dòng)刀刃線實(shí)際上是螺旋線） 滑切角和推擠角不 滾刀式 隙易于調(diào)整 定刀是平板直刃，定刀安裝位置正常而不 夠大，動(dòng)刀片的制

32、 傾斜，可獲得一定的滑切角 造比較麻煩 直刃斜裝 動(dòng)、定刀加工、刃磨方便。結(jié) 動(dòng)刀片和定刀片刃口都是直線，實(shí)現(xiàn)等間 定刀片的安裝位置 滾刀式 夠緊湊，可采用較高的轉(zhuǎn)速 切割 特殊，刀片間隙調(diào)麻煩 根據(jù)以上分析，我選擇單葉雙曲面平板直刃滾筒式切碎器。切碎裝置設(shè)置在揉搓粉碎筒上方，主要由動(dòng)刀、定刀板和動(dòng)刀支撐板組成。性能良好的切碎器應(yīng)該是切割質(zhì)量高，耗用動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于磨刃，刀片拆卸、安裝、使用和維修方便。切割器工作時(shí)是旋轉(zhuǎn)動(dòng)刀配合安

33、裝在機(jī)體上的定刀產(chǎn)生的剪切作用來(lái)切斷秸桿纖維,達(dá)到一定尺寸(20～25mm)的碎段以滿足進(jìn)一步揉搓粉碎的加工要求。 3.2.2 動(dòng)定刀 （1）動(dòng)刀形狀:采用矩形直刃刀片,其特點(diǎn)為幾何形狀簡(jiǎn)單,便于加工制造、磨刀方便。 (2)動(dòng)刀數(shù)量：根據(jù)所需的切碎長(zhǎng)度；由公式： （1） —喂入速度 —切碎器轉(zhuǎn)速 —?jiǎng)拥稊?shù)量 取動(dòng)刀數(shù)量n =2 （3）動(dòng)刀材料：動(dòng)刀要求具有良好的耐磨性和抗沖擊性。動(dòng)刀材料采用65Mn鋼，刃部高頻淬火處理，淬火區(qū)硬度要求達(dá)到HRC58～62。非淬火區(qū)硬度要求不高于HRC32。刃口磨銳，厚度不大于0.2mm。 （4）動(dòng)刀尺寸:矩形刀片B(寬)

34、H(高)為50120mm,刀片厚度δ=3mm,刃口厚度為90um,刀片上螺栓孔直徑d=10.5mm ,磨刃角過(guò)大，切割所需功耗增加;磨刃角過(guò)小，刀片耐磨性降低，故常用的角為15～30，由于切割的莖桿強(qiáng)度大，則小些，但是為了延長(zhǎng)刀片使用壽命，可以取大些，所以取。 動(dòng)刀尺寸參數(shù)如圖3-2 所示； 圖3—2動(dòng)刀片 （5）動(dòng)刀材料及數(shù)量：動(dòng)刀采用高強(qiáng)度，耐磨損的65Mn鋼制成。由于在下料速度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到一定要求時(shí)，物料仍然可以被切割為一定程度的碎段，無(wú)須用太多的刀片。本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，故動(dòng)刀數(shù)量確定為2

35、把，定刀數(shù)量為2把。 滾筒上每把刀片包圍滾筒的弧長(zhǎng)： （2） 式中： ——滾筒半徑（m） ——滾筒上刀片數(shù)量，一般為2～4把 ——滑切角，它等于鉗住角，為定值 ——喂料口寬度（m） ∴ 由于考慮到其結(jié)構(gòu)特性，取。 （6）定刀板：定刀板焊置在進(jìn)料口端面的邊緣處，材料采用A3普通鋼板高度與進(jìn)料口高度一致（70mm），寬度為30mm。 （7）動(dòng)、定刀安裝：每片動(dòng)刀分別用三沉頭螺栓與動(dòng)刀支撐板緊固，要求螺栓頭低于刀片平面2mm。為減少切割功耗，保證切割應(yīng)有一定的滑切角，刀片刃口線與刀片安裝中線呈220夾角。即刀片滑切角α=22

36、0。刀片在支撐板上的安裝與進(jìn)料口進(jìn)料平面相配合，應(yīng)與其鉛垂面呈一定的角度，角度的大小視進(jìn)料口平面而定。 （8）動(dòng)刀、定刀間隙：為保證良好的切割質(zhì)量，不堵塞，取動(dòng)刀與定刀的間隙為δ=3～5mm。 如圖3—3所示： 圖3—3動(dòng)定刀安裝尺寸 3.3 揉搓粉碎裝置 揉搓粉碎裝置由園筒、鑿片、齒板等組成。其中鑿片采用螺栓與園筒緊固組成轉(zhuǎn)子，圓筒用鍵與主軸連接。 3.3.1 圓筒 圓筒主要用來(lái)安裝鑿片，能使揉搓粉碎過(guò)程中物料通暢地由上至下作軸向運(yùn)動(dòng)。 （1）圓筒形狀：圓筒采用薄鋼板空心圓柱形狀，圓筒上端面用鋼板封閉，圓筒下端采用

37、鋼筋支撐。圓筒上下端分別焊有套筒開(kāi)采用鍵與主軸聯(lián)接，空心圓筒內(nèi)設(shè)有加強(qiáng)筋板支撐，以保證圓筒的強(qiáng)度和剛度，加強(qiáng)筋板的布置應(yīng)力求使圓筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力平衡。安裝鑿片的螺孔處分別焊有加強(qiáng)鋼板或螺母。（在保證強(qiáng)度和剛度的前提下加強(qiáng)筋板數(shù)量不宜太多，以減輕園筒轉(zhuǎn)子的重量） (2)圓筒材料：圓筒采用普通A3鋼板，園筒下端鋼筋和加強(qiáng)筋板采用普通鋼材，圓筒上、下端套筒采用35號(hào)結(jié)構(gòu)鋼。 （3）圓筒尺寸參數(shù)：圓筒直徑D筒=420mm,圓筒高度H筒=430mm,圓筒鋼板厚度δ=4mm。 3.3.2 鑿片 鑿片安裝在圓筒上，是主要的工作部件，其作用是對(duì)物料進(jìn)行沖擊、揉搓和摩擦以達(dá)到揉搓粉碎物料的要求

38、。 （1）鑿片形狀：根據(jù)秸桿類為纖維物質(zhì)物料的物理特性，鑿片采用尖角工作面形狀，這種形狀的鑿片適應(yīng)纖維質(zhì)物料，耐磨性好。為加強(qiáng)粉碎效果，鑿片采用U型，使得鑿片的片數(shù)增加，并利于用螺栓固定在圓筒上。 （2）鑿片尺寸：根據(jù)現(xiàn)有資料，綜合考慮到粉碎秸桿時(shí)鑿片耐磨性及其加工的工藝性，取鑿片厚度δ=5㎜。鑿片其它主要尺寸為鑿片長(zhǎng)為40mm,寬為30mm,高為40mm,螺孔直徑為13mm. 鑿片形狀及尺寸參數(shù)如圖3-6 所示 圖3—6 鑿片 （3）鑿片材料：由于鑿片是易損件，為提高使用壽命，選用優(yōu)質(zhì)鋼（65Mn鋼），進(jìn)行熱處理，淬火深度為0.8～1.2㎜，淬火后工作側(cè)面硬度HRC50～

39、70 ，距螺孔4㎜ 范圍內(nèi)的硬度不超過(guò)HRC28。 （4）鑿片數(shù)目：鑿片數(shù)目多,搓擦粉碎作用效果好.但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大.根據(jù)鑿片的工作密度要求,取鑿片工作密度為0.43,由下式可確定鑿片數(shù)量： 　　 0.43=（5鑿片軌跡數(shù)）/ 430 （3） 則鑿片數(shù)目z取z=16每一塊鑿片有兩片工作面,故共有32片. (5)鑿片排列：鑿片的排列要求是：鑿片沿粉碎室運(yùn)動(dòng)軌跡分布均勻，物料 不推過(guò)一側(cè)，有利于轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜平衡。鑿片分四列，按在圓周上互差呈螺旋線排列，用螺釘緊固在圓筒上，該排列方式簡(jiǎn)單，工作時(shí)轉(zhuǎn)子運(yùn)

40、行動(dòng)平穩(wěn)，這種排列方式可使物料在揉搓粉碎過(guò)程中在粉碎室內(nèi)沿螺旋線至上向下做軸向運(yùn)動(dòng)，增加物料在機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，物料粉碎過(guò)程通暢。 37 125 113 95 102 85 60 118 105 20 430 1318.8 鑿片排列布置如圖3-7 所示 圖3—7 鑿片排列布置 鑿片的排列沿筒軸向至上向下按一定的比例由稀到密，以利于物料在機(jī)內(nèi)運(yùn) 動(dòng)和增強(qiáng)揉搓粉碎作用。另外鑿片的排列應(yīng)力求使轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)。 （6）鑿片與轉(zhuǎn)筒的聯(lián)接：鑿片采用螺栓與轉(zhuǎn)筒緊固聯(lián)接，要求能保證有一定的強(qiáng)度和緊固度。 3.3.3 齒板 齒板的作用主要是阻礙物料在鑿片與轉(zhuǎn)子高

41、速旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)流層，加強(qiáng)對(duì)物料的揉搓、磨擦和剪切作用，齒板對(duì)纖維質(zhì)多、韌性大、水分高的秸桿類物料，粉碎作用比較明顯。 采用螺栓將齒板上、下端固定，使其穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。 （1）齒板數(shù)目：本機(jī)為使安裝和維修方便，采用6塊齒板（n齒=6）對(duì)稱地安裝在機(jī)壁上，齒板在機(jī)體圓周內(nèi)按600安裝，采用螺栓將其上下端固定，力求安裝使用方便。 （2）齒板材料：齒板材料采用HT200灰鑄鐵制造，其齒尖表面激冷成白口以增強(qiáng)耐磨性，灰鑄鐵具有優(yōu)良的減振性，耐磨性好，缺口敏感性小，成本低。 （3）齒板形狀尺寸：基本尺寸由粉碎室寬度而定，齒板齒形采用直齒形，齒板厚度為13㎜。

42、 3.4 細(xì)碎狀成品排料口 細(xì)碎狀排料口設(shè)置在揉搓粉碎裝置下端(轉(zhuǎn)筒下端),用螺栓固定在機(jī)體上，采用傾斜（與水平面成300夾角）切向排料。排料口內(nèi)設(shè)一調(diào)節(jié)插板，由人工控制其開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)被粉碎成品的粒度。排料口材料采用厚度為2 mm的A3 鋼板(也可以用Q235鋼板)制造。排料口截面形狀采用矩形b(寬)a(高)為9050(mm). 3.5 磨碎裝置 為了增強(qiáng)粉碎效果，使物料進(jìn)一步細(xì)碎，在機(jī)體下端設(shè)置磨碎裝置。磨碎方式選用片磨，因?yàn)槠ミm用于研磨含水分高的物料以及韌性大的物料。片磨是依靠?jī)蓚€(gè)磨盤(pán)工作表面之間的擠壓力和摩擦力，將物料研磨成極細(xì)的產(chǎn)品。研磨性能主要取決于兩個(gè)磨盤(pán)之間

43、的擠壓力以及動(dòng)磨盤(pán)的速度。 磨盤(pán)是一個(gè)扁的圓柱體，其工作的中央部分向內(nèi)凹入，也就是磨膛區(qū)，起向外推送和分配物料的作用。其整個(gè)表面按其形狀作用，可分為喂入?yún)^(qū)、接收區(qū)、引入?yún)^(qū)和研磨區(qū)四個(gè)區(qū)域。喂入?yún)^(qū)位于磨盤(pán)中央，是一個(gè)圓形孔，接收區(qū)呈圓環(huán)形，其功能是將接收的物料貯存起來(lái)，并逐漸送到引入?yún)^(qū)。引入?yún)^(qū)也是環(huán)形區(qū)域，但是錐度較小，距磨盤(pán)表面的距離為3-5mm，物料從接收區(qū)到引入?yún)^(qū)時(shí)，受到越來(lái)越大的擠壓力，并把物料推向研磨區(qū)。最后物料進(jìn)入研磨區(qū)，該區(qū)的磨盤(pán)上有許多帶有棱角的磨紋，物料通過(guò)這個(gè)區(qū)域即被磨碎。磨紋的作用一是磨碎物料，二是將物料從磨腔里推出來(lái)，減少物料在磨腔里停留時(shí)間，減少發(fā)熱量。本機(jī)選用曲線型

44、磨紋。 3.6 機(jī)體 機(jī)體由圓柱筒形外壁和支架部分組成，根據(jù)零件選材的一般原則，選用Ｑ235為圓柱形筒的材料，Ｑ235屬于低碳鋼，塑性、韌性優(yōu)良，且經(jīng)濟(jì)性較好，可進(jìn)行焊接；支架選用30號(hào)鋼，因其硬度、強(qiáng)度較高，且兼有較好的塑性和韌性，綜合性能優(yōu)良，能滿足其工作要求，采用電動(dòng)機(jī)安裝在支架橫拉桿上，支架焊接制造，為四角支承。 3.7傳動(dòng)部分 該機(jī)采用帶傳動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)子主軸上的帶輪與電動(dòng)機(jī)連接在一起，該連接方式簡(jiǎn)單，操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)可靠。電動(dòng)機(jī)選用Y系列立式電動(dòng)機(jī)，固定在機(jī)架上。 第4章 主要技術(shù)參數(shù)的確定 粉碎機(jī)的參數(shù)選擇是很重要的，影響粉碎機(jī)性

45、能的因素很多，這些因素之間的關(guān)系也較復(fù)雜，完全靠計(jì)算確定還有困難。而所設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)類型在國(guó)內(nèi)尚無(wú)資料可查，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是通過(guò)對(duì)該機(jī)和通用型粉碎機(jī)的性能進(jìn)行比較，并根據(jù)秸桿等粗纖維質(zhì)物料的加工工藝性和國(guó)內(nèi)外資料來(lái)合理確定的。 4.1 鑿片的末端線速度 目前，國(guó)內(nèi)粉碎秸桿的線速度一般為，蘇聯(lián)的H.E推薦最佳線速度范圍是，但是常用的是。鑿片的線速度高，沖擊粉碎能力強(qiáng)，但噪音大，粉碎機(jī)振動(dòng)加劇且空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加，特別是加工莖桿物料時(shí)，沖擊負(fù)荷大，功率消耗大，使得生產(chǎn)率降低。由于粉碎秸桿等纖維質(zhì)物料，它的粉碎主要是靠搓擦、剪切作用進(jìn)行粉碎，其線速度可取較小值且考慮到軸承壽命、零件強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡問(wèn)題，

46、故取。 4.2 轉(zhuǎn)子工作直徑和粉碎室寬度 轉(zhuǎn)子工作直徑和粉碎室寬度與配套動(dòng)力有一定的關(guān)系： （4） 其中： ——系數(shù) 一般K=9～23之間較為適宜 ——配套動(dòng)力（千瓦） ——轉(zhuǎn)子工作直徑（㎜） ——粉碎室寬度（㎜） 4.2.1 轉(zhuǎn)子工作直徑 當(dāng)配套動(dòng)力一定時(shí)，轉(zhuǎn)子直徑過(guò)大則機(jī)器龐大，材料消耗多，成本增加，若轉(zhuǎn)子直徑過(guò)小，當(dāng)線速度一定時(shí)，則會(huì)造成主軸轉(zhuǎn)速過(guò)高，工作平穩(wěn)性差，不利于粉碎，促使生產(chǎn)率降低。根據(jù)實(shí)際生

47、產(chǎn)需要、轉(zhuǎn)子速度和鑿片線速度，確定轉(zhuǎn)子直徑為。 （5） 其中： ——鑿片線速度（m/s） ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 由后面計(jì)算得 取。 4.2.2 粉碎室寬度 粉碎室寬度太大，物料層薄，分布密度小而不均勻，當(dāng)鑿片數(shù)量一定時(shí)，搓擦次數(shù)少，粉碎能力低；粉碎室寬度太小，物料不能得到很好的粉碎，粉碎能力降低，生產(chǎn)率也降低。根據(jù)現(xiàn)有資料和轉(zhuǎn)子直徑，考慮到粉碎物料為秸桿等粗纖維物質(zhì)，可取大些，故確定粉碎室寬度。 由式可得：，滿足要求。 4.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定

48、 根據(jù)粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑，線速度和現(xiàn)實(shí)加工要求，主軸轉(zhuǎn)速由下式可得： （6） 4.4 鑿片和齒板間隙 不適當(dāng)?shù)蔫徠妄X板間隙很可能會(huì)顯著地降低生產(chǎn)率和增加鑿片與齒板的磨損，間隙過(guò)大，粉碎時(shí)間增加，不一定滿足粒度要求，降低了生產(chǎn)率，但間隙太小，粉碎室容納的物料少，增加功耗。根據(jù)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)粉碎機(jī)系列正交試驗(yàn)結(jié)果，推薦谷物類，秸桿類，普通型。 故取。 4.5 粉碎機(jī)生產(chǎn)率的確定 由于粉碎機(jī)的功率都是生產(chǎn)出機(jī)器之后才能夠?qū)嶋H測(cè)量，現(xiàn)只有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初步計(jì)算，由公式： （7） 其中： ——物料容重 秸桿容重（T/） ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

49、 ——物料形成環(huán)流成時(shí)的影響系數(shù) 取 ——進(jìn)料不均勻的影響系數(shù) 取 ——下料口對(duì)排料所產(chǎn)生的影響系數(shù) 取 ——轉(zhuǎn)子直徑 ——粉碎室寬度 =0.3509 (T/h) 4.6 配套功率 粉碎機(jī)的粉碎功率可以有經(jīng)驗(yàn)公式求得： （8） 其中： ——系數(shù) ，，取 ——生產(chǎn)率， 所以配套功率 第5章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)粉碎機(jī)的工作條件及生產(chǎn)要求，在電動(dòng)機(jī)能夠滿足使用要求的前提下，盡可能選用價(jià)格較低的電動(dòng)機(jī)，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)

50、，如果轉(zhuǎn)速越低，則尺寸越大，價(jià)格越貴。粉碎機(jī)所需要的功率為，故選用Y系列（IP44）型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是按照國(guó)際電工委員會(huì)（IEO）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。其中Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務(wù)物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn),B級(jí)絕緣,工作環(huán)境不超過(guò)＋40℃,相對(duì)溫度不超過(guò)95%,海拔高度不超過(guò)1000m,額定電壓為380V,頻率50HZ,適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如農(nóng)業(yè)機(jī)械。 Y系列三相籠型異步電動(dòng)具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動(dòng)小、體積小、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。且提高了防護(hù)等級(jí)和絕緣等

51、級(jí)、結(jié)構(gòu)合理、產(chǎn)品先進(jìn)、應(yīng)用很廣泛。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號(hào)： 同步轉(zhuǎn)速： 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速： 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 質(zhì)量： 極數(shù)：4極 機(jī)座中心高： 該電動(dòng)機(jī)采用立式安裝，機(jī)座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下。 5.2 軸承的選擇 根據(jù)對(duì)該粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和對(duì)軸的受力分析可知，由于鑿片為對(duì)稱排列，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中鑿片所產(chǎn)生的離心力相互抵消，軸承受到鑿片產(chǎn)生的徑向力為零，但是由于轉(zhuǎn)子自己會(huì)產(chǎn)生一定的離心力；同時(shí)由于轉(zhuǎn)子自身的重力，會(huì)使軸承受到軸向力。因此，在工作過(guò)程中軸承同時(shí)受到軸向和徑向載荷的作用，且軸承受到的軸向載荷較大，故選

52、擇圓錐滾子軸承中大錐度軸承31310，其錐度為：α= 。 5.3 鍵的選擇 轉(zhuǎn)子主軸上與帶輪的連接鍵，轉(zhuǎn)筒與主軸的連接鍵選用普通平鍵： 選用GB1096——79。 5.4 螺栓的選擇 用來(lái)連接支承電動(dòng)機(jī)鋼板與支架、支承粉碎機(jī)鋼板與支架用螺栓：由于是用于板間連接，螺栓主要是受到剪切作用，故采用受剪螺栓連接。連接轉(zhuǎn)子和鑿片用螺栓和連接齒板與機(jī)體用螺栓主要是受到拉伸應(yīng)力，采用受拉螺栓連接。選用GB5783——86。 5.5 螺母的選用 主要根據(jù)所用螺栓規(guī)格進(jìn)行選擇： GB6170——86。 5.6 墊圈的選擇 根據(jù)需要選用普通平墊圈：GB848——85

53、。 第六章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 軸的材料的選用 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼，碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較小，所以應(yīng)用較為廣泛。 常用的碳素鋼有30—50鋼，這里選用45鋼，并進(jìn)行熱處理和表面強(qiáng)化處理，可以提高軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性，如有必要還可進(jìn)行滲碳，以提高軸的耐蝕性。 6.2 軸的設(shè)計(jì)原則 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列幾方面的要求： 合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強(qiáng)度、必要的剛度和振動(dòng)的穩(wěn)定及良好的工藝性等。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，除按工作能力準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還需滿足下列要求：多數(shù)軸上零件不允許在軸上作軸向移動(dòng)，需要用軸向固定的方法使它們?cè)谳S

54、上有確定的位置;為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)作周向固定；軸的加工、熱處理、裝配、 檢驗(yàn)、維修等都有良好的工藝性。 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：軸上零件的布置應(yīng)使軸受力合理；軸上零件的位可靠，拆裝方便；軸應(yīng)采用各種應(yīng)力集中和提高軸疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施；應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于加工制造和保證精度；對(duì)于要求剛性大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。確定各軸較長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還應(yīng)保證零件所需的滑動(dòng)距離，裝拆或調(diào)整所需空間，并注意轉(zhuǎn)動(dòng)零件不得與其他的零件相碰。軸上所有零件都應(yīng)無(wú)過(guò)盈（即不太緊）地到達(dá)配合部位。為了減少加工工具的種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應(yīng)盡可能取相同的尺寸。

55、根據(jù)以上原則來(lái)確定軸的尺寸。 在該設(shè)計(jì)中，銷軸的軸向固定采用軸肩——圓螺母的固定方法：用螺母固定軸端簡(jiǎn)單方便，可承受軸向力。主軸的軸向固定采用軸肩——擋圈固定，軸肩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以承受較大的軸向力，軸端擋圈常用于軸端零件的固定。 為了保證軸的疲勞強(qiáng)度，軸肩處采用過(guò)渡圓角，且圓角不應(yīng)太小。 根據(jù)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方案的整體布局，根據(jù)受載情況，主要承受扭矩，只承受較小的彎矩，定為轉(zhuǎn)軸，通過(guò)皮帶傳動(dòng)，即為實(shí)心轉(zhuǎn)動(dòng)軸。 6.3 軸的轉(zhuǎn)速 在第四章中已確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=1440r/min,切碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速=1275r/min。 6.4 軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī) 切碎機(jī)主軸 =40.95=

56、3.8kw （9） ——電動(dòng)機(jī)與主軸的傳遞效率，帶傳動(dòng)=0.95 6.5 軸的轉(zhuǎn)矩的確定 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩： （10） =9550104/1440=26527.8 切碎機(jī)主軸： 6.6 軸的最小直徑的初步確定 選材：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，, 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式15.2確定軸的最小直徑 其中： ——許用切應(yīng)力 由表15.3 =25Mpa P——軸傳遞功率 P=3.8kw n——主軸轉(zhuǎn)速 n=12

57、75 r/min C——由表15.3 C=120 由上式可得： d≥17.27㎜ 當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑，單鍵增大5%-7%，雙鍵增大10%-15%，取。 6.7 傳動(dòng)方式的確定 本機(jī)采用帶傳動(dòng)方式。 6.7.1 帶及帶輪的選用 本機(jī)選用V帶，V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面與輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。 1.確定計(jì)算功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—7查得工作情況系數(shù),故

58、 2.選擇V帶的帶型 根據(jù)、由圖8—11選用A型。 3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—6和表8—8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。 2)驗(yàn)算帶速V。按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8—13）驗(yàn)算帶的速度 m/s=6.78m/s 因?yàn)?m/s<<30m/s,故帶速合適。 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8—15a），計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—8，圓整為。 4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8—20），初定中心距。 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8—22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)

59、長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。 3）按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8—23）計(jì)算實(shí)際中心距a。 5.驗(yàn)算小帶輪上的包角 6.計(jì)算帶的根數(shù) 1）計(jì)算單根V帶的額定功率。 由和r/min,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—4a得 根據(jù)r/min，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—4b得 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8—5得,表8—2得,于是 2)計(jì)算V帶的根數(shù)

60、 取4根。 第七章 主要工作零部件的強(qiáng)度校核 7.1 鑿片的強(qiáng)度校核 鑿片是秸稈粉碎機(jī)的主要工作零件，對(duì)于強(qiáng)度和硬度都有較高的要求。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，鑿片就受到離心力、物料對(duì)鑿片的反力等作用，由于物料在粉碎室中的運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)復(fù)雜的，則其離心力作用又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它對(duì)鑿片的作用力。因此對(duì)鑿片的強(qiáng)度校核只考慮其主要受力，即離心力對(duì)鑿片的拉伸應(yīng)力的影響，故對(duì)鑿片單片橫斷面和鑿片打孔處進(jìn)行抗拉和抗剪的強(qiáng)度校核 7.1.1 鑿片單片的橫斷面抗拉強(qiáng)度 鑿片旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力：

61、 （11） 式中：為鑿片的重量，kg； (12) 為鑿片的體積，； 鑿片整體的體積—2螺釘孔的體積 （13） 為剛才的密度，；65Mn鋼 所以，將V、的值代入公式（12）， —重力加速度，； —主軸轉(zhuǎn)速， ； R—鑿片重心相對(duì)于主軸軸心的回轉(zhuǎn)半徑，m； 所以，將、g 、n 、R的值代入公式（11）,得 為鑿片單片根部橫斷面的受拉面積。

62、 (14) 式中：D為螺孔直徑； 為鑿片厚度； 所以，將、的值代入公式（14）， 因?yàn)? 鑿片采用65Mn鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得65Mn鋼的抗拉許用應(yīng)力， 所以，鑿片滿足抗拉強(qiáng)度要求。

63、7.1.2 鑿片螺孔出抗剪切強(qiáng)度校核 （15） 式中：為鑿片離心力； 為剪切面積。 剪切面積為鑿片螺孔的表面積，即 （16） 式中：為鑿片螺孔的直徑； 為鑿片的厚度。 將、的值代入公式（16）中，得

64、 將、的值代入公式（15）中，得 剪切許用應(yīng)力與拉伸許用應(yīng)力有如下關(guān)系： （17） 取 由得 所以，鑿片的抗剪切強(qiáng)度滿足要求。 7.2 軸的強(qiáng)度校核 該機(jī)主軸與電動(dòng)機(jī)軸聯(lián)接是通過(guò)皮帶傳動(dòng)進(jìn)行連接，傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子固定在軸上，因此可以認(rèn)為轉(zhuǎn)子對(duì)軸的作用力為均布

65、載荷，均勻作用在軸上。由于轉(zhuǎn)子上鑿片的排列呈螺旋線排列，在同一個(gè)平面上每個(gè)鑿片所產(chǎn)生的力相等，但它們?cè)谳S上產(chǎn)生的離心力的合力的作用線相距e﹥0，兩力不能平衡。所以鑿片產(chǎn)生的離心力對(duì)軸產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生彎曲變形，軸除受彎矩外，還受扭曲變形。所以用彎扭組合變形對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。 7.2.1 作用在軸上的力的分析 由于鑿在轉(zhuǎn)子上采用螺旋線排列，其所產(chǎn)生的離心力不能相互抵消，但可以算出轉(zhuǎn)子上每列鑿片產(chǎn)生的離心力的合力。 鑿片在轉(zhuǎn)子上按互差90排列，分為四列： 第八章 軸承的壽命計(jì)算 根據(jù)該機(jī)的工作情況，軸承壽命按照額定動(dòng)載荷的方法計(jì)算較為合理： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》31310軸承的主要性能參數(shù)如下：,,r/min,,,。 8.1 軸承的受力分析 軸承所受徑向力為