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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）
題目 秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)
專 業(yè)：
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摘要
鼎力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，減少二氧化碳排放量已經(jīng)成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必定趨勢。著力打造低耗、低排、高效的“低碳農(nóng)業(yè)”火燒眉毛。農(nóng)業(yè)機(jī)械是農(nóng)業(yè)能源耗費(fèi)大戶，碳排放量大戶。所以，打造“低碳農(nóng)業(yè)”，農(nóng)機(jī)義不容辭。生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)是生物質(zhì)能開發(fā)利用技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。
本文設(shè)計(jì)的題目是秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)。秸稈壓塊機(jī)壓出的產(chǎn)品是用來做飼料或燃料的。經(jīng)過實(shí)踐和不斷的改進(jìn)，秸稈壓塊機(jī)已日臻完善。秸稈壓塊機(jī)具有自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高、價(jià)格低、耗電少、操作簡單、環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)。因而秸稈壓塊機(jī)可廣泛應(yīng)用壓制各種農(nóng)作物秸稈和小樹枝等生物質(zhì)原料。秸稈壓塊機(jī)自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高、價(jià)格低、耗電少、操作簡單。
設(shè)計(jì)之初我查閱了大量的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外的發(fā)展概述及研究現(xiàn)狀。參考和分析了生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，對模輥受力情況分析基礎(chǔ)之上利用簡化力學(xué)模型計(jì)算了擠壓力、主軸扭矩和功率、生產(chǎn)能力等主要技術(shù)參數(shù)，從而為秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)奠定里堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的用于生產(chǎn)的秸稈塊機(jī)，對農(nóng)業(yè)機(jī)械及打造低耗、低排、高效的“低碳農(nóng)業(yè)”起到了一定的助推作用。
關(guān)鍵詞：低碳農(nóng)業(yè)、秸稈壓塊機(jī)、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)、擠壓力
ABSTRACT
The full development of a low carbon economy and reduce carbon dioxide emissions has become an inevitable trend in China 's economic development. Efforts to build low consumption, low emission and efficient "low-carbon agriculture" feel the burn . Agricultural machinery Agricultural energy consumption is large , large carbon emissions . So , to create " low-carbon agriculture" , agricultural refuse. Biomass solid fuel technology development and utilization of biomass energy technology is one of the main development direction.
This design is entitled straw briquetting machine design. Straw briquetting machine extruded products are used to make animal feed or fuel. After practice and continuous improvement , straw briquetting machine has been improving. Straw briquetting machine with a high degree of automation , high yield , low price , low power consumption , simple operation, environmental pollution and so on . Thus straw briquetting machine can be widely used to suppress a variety of crop stalks and twigs and other biomass materials. Straw briquetting machine high degree of automation , high yield , low price , low power consumption , easy to operate.
I went through a lot of design at the beginning of the research literature biomass compression molding technology , for an overview of the development and research status at home and abroad . Reference and analyze the advantages and disadvantages of biomass compression molding equipment , the force of the die roll analysis using a simplified mechanical model based on the calculation of the extrusion pressure , spindle torque and power , the main technical parameters such as production capacity , so as straw briquetting machine design and laid in a solid foundation. The design for the production of straw block machines, agricultural machinery and build low consumption, low emission and efficient "low-carbon agriculture" played a role in boosting.
Keywords : low carbon agriculture , straw briquetting machine , biomass compression molding technology, extrusion pressure
I
目 錄
摘要 I
ABSTRACT I
第1章 緒論 3
1.1 秸稈壓塊機(jī)概述 3
1.1.1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理 3
1.1.2 秸稈壓塊機(jī)的工作性能 3
1.1.3 秸稈壓塊機(jī)的工藝流程 4
1.2 秸稈壓塊機(jī)分類及性能比較 4
1.3 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 國外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 5
1.3.2 國內(nèi)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 6
1.4 秸桿燃料概述 6
1.5 本課題研究的目的與意義 7
第2章 秸稈壓塊機(jī)的總體方案及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 8
2.1 秸稈壓塊機(jī)總體方案的確定 8
2.2 秸稈壓塊機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 8
第3章 秸稈壓塊機(jī)動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配 9
3.1 電機(jī)的選擇及確定 9
3.2 傳動(dòng)比的計(jì)算及分配 11
3.2.1 傳動(dòng)比的計(jì)算 11
3.2.2 傳動(dòng)比的分配 11
第4章 秸稈壓塊機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)及校核 13
4.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核 13
4.2 錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核 15
4.3 主軸的設(shè)計(jì)及校核 17
4.3.1 軸的材料的選擇 17
4.3.2 軸的最小直徑和長度的估算 17
4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 18
4.3.4 確定軸的各段直徑和長度 18
4.3.5 軸的受力簡圖 18
4.3.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 19
4.4 平模的設(shè)計(jì) 20
4.5 壓輥的設(shè)計(jì) 20
第5章 結(jié)論 22
致謝 23
參考文獻(xiàn) 24
II
第1章 緒論
1.1 秸稈壓塊機(jī)概述
把秸稈等植物原料粉碎壓制成效率高、環(huán)保燃料或飼料的設(shè)備叫做秸稈壓塊機(jī)。它生產(chǎn)制造出來的成品是用來做飼料或者燃料的。通過社會(huì)實(shí)踐和在實(shí)踐中不斷的改良，現(xiàn)在這款機(jī)器功能等各方面都很完善了。它的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)的量比較高、價(jià)格低、節(jié)能、使用方便、環(huán)保。因此它可很大范圍的運(yùn)用在各種農(nóng)作物秸稈和小樹枝等植物原料。秸稈壓塊機(jī)自動(dòng)化程度高、出產(chǎn)高、價(jià)值低、節(jié)能、使用簡單。比方說，在沒有電力設(shè)備的情況下，可以使用柴油機(jī)來代替。
1.1.1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理
秸稈壓塊機(jī)由以下幾個(gè)部分組成，分別是上料輸送機(jī)、壓縮機(jī)及出料機(jī)。壓縮機(jī)由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)料口、傳動(dòng)系統(tǒng)、壓輥、環(huán)模、電加熱環(huán)、出料口等部分組成。
工作原則：準(zhǔn)備切割或研磨絲稻草或草，切到50mm或者更小的長度，被控制的水分含量在10?25％的范圍內(nèi)的材料后在傳送帶上的入口，通過該主軸的旋轉(zhuǎn)，通過壓輥輪驅(qū)動(dòng)，壓輥，從模具孔中成塊的擠出，并被迫從出口，等到?jīng)鏊院?，直接裝袋。
圖1-1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理圖
1.1.2 秸稈壓塊機(jī)的工作性能
秸稈壓塊機(jī)對被加工的植物的選擇面比較廣: 對加工的物質(zhì)原料的壓縮成型適應(yīng)性比較大，它的長度區(qū)間在于粉狀和50mm，含水量在三成以下，秸稈壓塊機(jī)都能將物料加工出來。
秸稈壓塊機(jī)壓輪自動(dòng)調(diào)節(jié)功能：利用推力軸承雙向旋轉(zhuǎn)的原理自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力角度，使物料不擠團(tuán)、不悶機(jī)，保證出料成型的穩(wěn)定。
它的使用比較簡單：自動(dòng)化程度很高，不需要太多的人工，可以人工上料，也可以機(jī)器上料。
1.1.3 秸稈壓塊機(jī)的工藝流程
工藝過程：粉碎→干燥（水分少壓塊機(jī)內(nèi)容需要在選舉的類型沒有干燥）→輸送→壓制成型→成型入庫。秸稈壓塊機(jī)的入口，該材料被壓入一個(gè)塊從模具返回之后進(jìn)行冷卻，裝袋包裝秸稈壓塊機(jī)，是根據(jù)谷物秸稈，樹枝，草等生物質(zhì)材料擠壓成的專用設(shè)備的塊。莖生物質(zhì)壓塊成型，要先用鍘草機(jī)或揉搓機(jī)將其粉碎成長度在20~30毫米，原材料必須適度含水率，粉碎的物料，然后將長度在壓塊機(jī)加工，擠壓成塊，32×32-80毫米的塊的橫截面，長度不一樣，便于運(yùn)輸，堆積密度為0.6至1.0克/立方厘米，方便保存。
1.2 秸稈壓塊機(jī)分類及性能比較
秸稈壓塊機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都來源于顆粒機(jī)。在國內(nèi)秸稈壓塊機(jī)有三大類：機(jī)械式，液壓式，旋轉(zhuǎn)壓彎式。
機(jī)械式：擠壓噴嘴壓輥壓球機(jī)和沖床沖壓壓塊，壓塊尺寸直徑從30mm到80毫米，尤其是在密度為0.8?1.3每立方米。濟(jì)南沖床沖壓壓塊機(jī)采用高速高頻率的高沖擊，高轉(zhuǎn)速約為每分鐘300次。取決于秸稈的密度，每小時(shí)生產(chǎn)約0.8至1.2噸，直徑為70mm或80mm， 1?1.25 G/CM3的密度。秸稈棒形狀多種多樣，有圓形，方形，六邊形，什么都可以，并在該中心還可以穿孔。還以根據(jù)要求定做。
液壓式：很多都是尺寸比較大的，小一點(diǎn)的尺寸也在40cm×20cm×20cm左右，密度區(qū)間在0.4到0.7。液壓壓花機(jī)是通過使用液壓缸的驅(qū)動(dòng)，使活塞沖壓模量?；钊麤_壓成型機(jī)通常不用電加熱，形成密度較低，容易丟失的產(chǎn)品，用螺桿擠壓出的產(chǎn)品相比，顯著提高成型品一個(gè)嚴(yán)重的問題，就是成型的零件磨損很厲害，但有一個(gè)大的振動(dòng)載荷，使機(jī)器的穩(wěn)定性差，油污染是響亮，更嚴(yán)重
旋轉(zhuǎn)壓彎式：特別是對于碳棒的制造加工，這些產(chǎn)品中有一部分中間有孔。在壓輥擠壓模具分為三種類型：環(huán)模式、平模式和環(huán)平式。螺桿擠壓機(jī)用螺桿擠出產(chǎn)品，通過外部加熱，以保持從150模具溫度為300℃木質(zhì)素和纖維素，軟擠壓生物質(zhì)成型。為了避免在模制材料模塊水分和破解“輻射”的現(xiàn)象，材料的濕度控制在8-12％，其中成型材料的成型壓力的大小和所要求的典型堆積密度4900?12740Pa之間，通常為直徑50～60mm的空心燃料棒
旋轉(zhuǎn)壓彎式又分為：單個(gè)壓輪旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)和多個(gè)旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)，旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)的模具正常情況下是工字型模塊排列成圓形，方形?？状蠖嗫蓳?jù)客戶要求訂做。
平模壓塊機(jī)都是站立的，主要的是在圓盤上開出多個(gè)圓孔，兩個(gè)至四個(gè)的壓輥都存在。旋轉(zhuǎn)壓彎式其實(shí)就是旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)的軸垂直于地平線，其他具有相同環(huán)形砌塊機(jī)。模具生產(chǎn)批量印刷膠輥擠一小橫截面通常約為30mm* 30MM。
表1-1 設(shè)備性能比較
技術(shù) 類型
原料要求
發(fā)展現(xiàn)狀
主要優(yōu)缺點(diǎn)
發(fā)展趨勢
環(huán)模壓輥成型
要求原料含水率15～20%，粒度小于10mm。
在成型物料行業(yè)已經(jīng)商業(yè)化階段，成型燃料處于半商業(yè)化階段。
生產(chǎn)能力較高，產(chǎn)品質(zhì)量好；模具易損、堵塞，維修成本較高。
降低成本， 實(shí)現(xiàn)商業(yè)化
平模壓輥成型
要求原料含水率15～20%，粒度小于10mm。
技術(shù)比較成熟，進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段。
設(shè)備簡單，制造成本較低；生產(chǎn)能力較低。
適宜小規(guī)模生
產(chǎn)
對輥擠壓成型
要求原料含水率10～35%，粒度小于10mm。
技術(shù)處于研發(fā)階段。
對原料的適應(yīng)性強(qiáng)，能耗、機(jī)器損耗較低；生產(chǎn)能力較低。
提高生產(chǎn)能力，
適宜中小規(guī)模
生產(chǎn)
機(jī)械活塞成型
要求原料含水率在20%以內(nèi)，粒度小于40mm。
技術(shù)處于半商業(yè)化、商業(yè)化階段。
能耗較低，產(chǎn)品耐儲(chǔ)存、密度大；設(shè)備穩(wěn)定性差、振動(dòng)大，有潤滑污染問題。
配套鍋爐， 適宜規(guī)模化發(fā)展。
液壓活塞成型
要求原料含水
率在12%以內(nèi)，度小于40mm。
技術(shù)處于商業(yè)化階
段
成型設(shè)備部件工作方式改變，壽命提高，能耗下降，較之機(jī)械活塞運(yùn)行平穩(wěn)； 生產(chǎn)能力較低，易發(fā)生“ 放炮” 現(xiàn)象，產(chǎn)品易開裂。
提高生產(chǎn)能力，
增強(qiáng)對原料濕
度的適應(yīng)性，適
宜規(guī)?；l(fā)展。
螺旋熱壓成型
要求原料含水
率在8%～12%內(nèi)，粒度小于40mm。
技術(shù)進(jìn)入半商業(yè)化、商業(yè)化階段。
產(chǎn)品耐儲(chǔ)存、密度高，可加工成各種形狀；套筒易磨損，維修成本較高， 對原料適度要求嚴(yán)，易發(fā)生“放炮” 現(xiàn)象。
適宜中小規(guī)模生產(chǎn)
1.3 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
在上世紀(jì)三十年代，螺旋式成型機(jī)在美國已經(jīng)有科學(xué)家開始研究壓縮成型燃料技術(shù)，并且將這些研究投入到開發(fā)生產(chǎn)中去。上世紀(jì)七十年代，生物質(zhì)顆粒燃燒裝置被研究出來了。二十世紀(jì)七十年代后期，因?yàn)槟茉吹木o張，導(dǎo)致原油的價(jià)格不斷的上升，歐洲很多國家在面對這種現(xiàn)狀，越來越開始重視研究壓縮成型燃料技術(shù)?，F(xiàn)今，亞洲的日本，歐美一些國家，此項(xiàng)設(shè)備的研究已經(jīng)很成熟，基本定型，在實(shí)際的生產(chǎn)中也形成了很有規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，在一些領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的運(yùn)用，比如在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等。
亞洲國家除了日本有成熟的技術(shù)以外，別的國家也陸續(xù)開始了研究，如泰國，印度，菲律賓等，從上世紀(jì)八十年代開始，通過自己的研究，生產(chǎn)加工成了加粘結(jié)劑和不加粘結(jié)劑的生物質(zhì)壓縮成型機(jī)。
1.3.2 國內(nèi)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
上世紀(jì)八十年代起，我們國家從國外引進(jìn)了生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，并且開始研究此項(xiàng)技術(shù)。在 “七五”期間，南京林化所開始了對生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的開發(fā)和研究；我國第一臺ZT-63型生物質(zhì)壓縮成型機(jī)由湖南省衡陽市糧食機(jī)械廠于1985年研發(fā)生產(chǎn)；江蘇省連云港東海糧食機(jī)械廠于1986年引進(jìn)了一臺OBM-88棒狀燃料成型機(jī)；2002年中南林學(xué)院也研制了相應(yīng)設(shè)備。經(jīng)過這些年的研發(fā)，我們國家關(guān)于成型機(jī)的研究和在生產(chǎn)中的應(yīng)用，已經(jīng)有了很大程度的提升，關(guān)鍵體現(xiàn)在螺旋擠壓成型機(jī)上，不過，即使是這樣，仍然有不少的問題存在，比如軸的磨損很嚴(yán)重，使用壽命較短，耗電量大，故而，我們對于這項(xiàng)技術(shù)的研究還有待提高。
1.4 秸桿燃料概述
一、秸稈燃料的概況：
農(nóng)作物的玉米桿、麥草等固體廢棄物稱為秸稈燃料，通過不斷的壓制、加大密度、成型，進(jìn)而成為小棒狀固體顆粒燃料等，通過壓制，成為現(xiàn)代化的清潔燃料，它同時(shí)是而且新興專用生物質(zhì)，可直接使用，而不是傳統(tǒng)的煤上的城市的傳統(tǒng)煤鍋爐。
二、秸稈燃料的特點(diǎn)：
通過壓制后成型的物料，它的揮發(fā)性好，比較容易析出，燃料的活性好，燃點(diǎn)低，灰又比較少，易著，在燃料上比較節(jié)約，很大的降低了成本。壓制以后出來的燃料體積比較小，所占比重比較大，燃燒的時(shí)間長，存儲(chǔ)和運(yùn)輸都比較方便，它的體積是原來的三十分之一，相當(dāng)于同樣質(zhì)量的十五倍左右，密度區(qū)間0.9-1.4g/cm3，熱值區(qū)間在3500-5500大卡，特別容易揮發(fā)的燃料。
三、秸稈燃料的應(yīng)用范圍：
秸稈燃料廣泛的運(yùn)用于城市中的采暖，供熱，也運(yùn)用于賓館，飯店等行業(yè)，它可以被用來替代木柴、原煤、液化氣等。面對現(xiàn)在越來越高的環(huán)境要求，我們使用燃煤鍋爐不符合現(xiàn)在的趨勢，在這種情況下，只能采用燃油鍋爐，但是現(xiàn)在油價(jià)飛漲，采用燃油的方式，成本高出秸稈燃料很多，所以在行業(yè)上面造成了很大的壓力。
1.5 本課題研究的目的與意義
在現(xiàn)在的生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)和林業(yè)在每年都會(huì)有大量的剩余物產(chǎn)生。比如，收割以后，農(nóng)田內(nèi)的秸稈，產(chǎn)品加工后剩下的殼等，林業(yè)生產(chǎn)過程中留下的樹枝、樹葉等。以上我們提到的這些東西，分散的分布在較大面積的范圍內(nèi)，堆積又比較分散，如果我們想收集起來運(yùn)輸，或者儲(chǔ)存，就比較麻煩。
為解決這些狀況，提出了生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，能很好的解決上面提到的問題，能夠集中進(jìn)行運(yùn)輸和存儲(chǔ)，在燃燒的時(shí)候，燃燒時(shí)間比較長，提高了燃料的利用率。所謂生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，就是在特定的溫度和壓力下，運(yùn)用木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹枝和木屑等農(nóng)林生物質(zhì)壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀的成型燃料。
中國的生物質(zhì)資源非常的多，但作為新能源，容重比較低生物質(zhì)能資源，具有能量密度低，體積小和分散不方便儲(chǔ)存等缺陷，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了生物質(zhì)大規(guī)模應(yīng)用。因此，高品質(zhì)的轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究已成為生物量的生物質(zhì)利用的焦點(diǎn)。近年來，創(chuàng)新和改進(jìn)生物質(zhì)壓花技術(shù)，為高效利用農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物，秸稈等植物的開發(fā)重新提供了一種方法。
23
第2章 秸稈壓塊機(jī)的總體方案及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
2.1 秸稈壓塊機(jī)總體方案的確定
上料輸送機(jī)、壓縮機(jī)及出料機(jī)等部分組成一臺完整秸稈壓塊機(jī)。而機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)料口、傳動(dòng)系統(tǒng)、壓輥、環(huán)模、電加熱環(huán)、出料口等部分組成了壓縮機(jī)。它的工作原理是：切割或研磨絲稻草或草鍘在50mm或更小的長度，控制的水分含量在10?25％的范圍內(nèi)，將材料送到傳送帶上的入口，通過該主軸的旋轉(zhuǎn)，通過在壓輥由轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，并且此壓力輥的自己的旋轉(zhuǎn)，從模具塊孔中材料被成塊狀的擠出來。
總體方案：電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)帶傳動(dòng)，帶傳動(dòng)拉動(dòng)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，放慢機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主光軸旋轉(zhuǎn)，之后經(jīng)過主光軸來拉動(dòng)壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)。本方案的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。壓輥與模具間徑向間隙調(diào)節(jié)方便。
2.2 秸稈壓塊機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
由于本文設(shè)計(jì)的秸稈壓塊機(jī)承載能力和速度不是很大，故不需要另外采用減速器做減速傳動(dòng)，按照工作要求和條件。
3種傳動(dòng)方案如下圖所示：
其中：a為帶傳動(dòng)和直齒輪傳動(dòng)；b為直齒輪傳動(dòng)；c直齒輪傳動(dòng)和斜齒輪傳動(dòng)。
因?yàn)榇舜螞_壓的軸受力不大，綜合考慮，所以經(jīng)過比較確定方案（a）為最終方案，但需要改善的是我們在本文中采用錐齒輪傳動(dòng)。
第3章 秸稈壓塊機(jī)動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配
3.1 電機(jī)的選擇及確定
結(jié)合本論文的設(shè)計(jì)要求并查資料，壓塊和起重用調(diào)速變頻三相異步電動(dòng)機(jī)是無極變速電動(dòng)機(jī)的主要類型。具體特點(diǎn)和應(yīng)用如下：
表3-1
名稱
特點(diǎn)和應(yīng)用場合
YTSZ冶煉及起重運(yùn)用變速改變速度三相異步電動(dòng)機(jī)
起重、冶煉改變速度變速三相異步機(jī)是以改變速度變速異步電機(jī)為首要條件，根據(jù)其相關(guān)特性而開發(fā)出來的成品。開發(fā)的過程中結(jié)合了直流電機(jī)、交流電梯電機(jī)優(yōu)點(diǎn)并對調(diào)速交流變速的分析結(jié)果，磁籌劃、構(gòu)成籌劃、絕離電源籌劃既要綜合對變頻供電和寬范圍調(diào)速的匹配性能，又要展現(xiàn)上述二者異步電機(jī)過載能力大、強(qiáng)度強(qiáng)之優(yōu)點(diǎn)。與調(diào)速變頻很好的相匹配，主要用于采調(diào)速變頻、周期運(yùn)行、起動(dòng)頻繁和場合的制動(dòng)。電機(jī)相關(guān)要求應(yīng)該和GB755標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一直，IEC72是安裝尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。
YCT電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)
該電機(jī)是機(jī)械工業(yè)相關(guān)部門統(tǒng)籌設(shè)計(jì)的Y性三相異步電機(jī)的生成系列之一。改變速度電磁發(fā)電機(jī)由Y系列電機(jī)的電磁改變速度發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)差離和器、操控器3塊組成，主要使用在負(fù)載為恒轉(zhuǎn)距的地方，另外尤其在例如風(fēng)機(jī)和離心式水泵的負(fù)載為遞減轉(zhuǎn)矩當(dāng)中采用、有顯著地節(jié)約功效。另外本欄涉及到的電機(jī)可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)速，而且均勻不間斷無級調(diào)速。而且輸出轉(zhuǎn)矩是額定的。三項(xiàng)異步電機(jī)在運(yùn)行中可通過控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的勵(lì)磁電流控制速度負(fù)反饋系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)速的輸出恒定，前提是擁有變動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。該產(chǎn)品的電機(jī)在設(shè)計(jì)使用的過程中其技術(shù)條件全國唯一，另外安裝的外形尺寸，電機(jī)的拖動(dòng)及一般可能容易壞的零件在全國范圍內(nèi)是統(tǒng)一的并且滿足互換性的技術(shù)要求。YCT系列電機(jī)的特點(diǎn)：
1、無失控區(qū)
2、調(diào)速范圍廣，速度調(diào)節(jié)平
3、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的速度變化率相對較小，同時(shí)具備負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)對速度，
4、起動(dòng)力矩大，起動(dòng)平衡
5、結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用維護(hù)方便
6、操控的電機(jī)功率不大，能夠完成使用范圍內(nèi)的多方式操控
該調(diào)速電磁三項(xiàng)異步電機(jī)，還可以用在流水線的油漆，傳輸帶在流水線上的裝配，染印機(jī)、注塑模采用機(jī)、泵、印刷廠里面采用的印刷機(jī)、回轉(zhuǎn)爐等等，應(yīng)用較多在此不一一例舉。
YVP變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)
不能電機(jī)是出現(xiàn)不久的一種高效率、電源為交流、節(jié)約能源的一種調(diào)速三相異步電機(jī)，設(shè)計(jì)和制造是為了滿足變頻調(diào)速，是機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化過程中的可節(jié)能可無極變速的新產(chǎn)品。跟其他改變速度的方法相比較，變速調(diào)速的系統(tǒng)所具備的的特點(diǎn)：
1、 效率高、節(jié)能顯著；
2、 無極調(diào)速能在5HZ到100HZ之間并且變速相對平穩(wěn)；
3、 負(fù)載沖擊不大如果起動(dòng)時(shí)是低頻；
4、 容積不大、分量輕便、設(shè)置大小和Y系列基本一樣；
5、 起加起動(dòng)設(shè)備；
6、 適合的領(lǐng)域較多，電流不大不用附一定的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行（小于50HZ以下），恒定功率工作（50HZ以上）；
7、 相比調(diào)速電磁三相電機(jī)操作簡單，安全靠得住，維修保養(yǎng)不難。
該電機(jī)是當(dāng)今社會(huì)調(diào)速交流方案中相對最先進(jìn)的系統(tǒng)之一，還可以保證電機(jī)低、高速運(yùn)行并且時(shí)間還比較長。在主軸傳動(dòng)中的機(jī)床、冶金、塑膠、紡織等制造方面得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然了節(jié)能調(diào)速在恒定功率調(diào)速等地方也適用。
電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：
式中：T為效率，單位kw、M為主光軸扭矩，Nm為單位、n為主光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，rpm為單位。
為算出擠壓力和主光軸扭矩，最初定下以下規(guī)劃底數(shù)：
輥輪直徑R=185mm，寬度W=31mm，輥輪公轉(zhuǎn)半徑L=206mm ，間隙H=0.15mm。根據(jù)研究，取=45MPa，=0.2
根據(jù)公式得到：
通過計(jì)算得知，主軸旋轉(zhuǎn)所需的能量主要由電機(jī)輸出的能量供給，還有一部分的能量用于輥輪對物料的擠壓以及與物料之間的摩擦。主光軸的效率為21KW，因而我們采用三相籠型異步電機(jī)，型號為 ，380V的電壓，30kw的功率，980r/min的轉(zhuǎn)速。
3.2 傳動(dòng)比的計(jì)算及分配
3.2.1 傳動(dòng)比的計(jì)算
初步設(shè)計(jì)的主軸轉(zhuǎn)速為89，又因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速為980r/min
故總傳動(dòng)比
3.2.2 傳動(dòng)比的分配
就如何分配傳動(dòng)比的問題應(yīng)滿足一下5點(diǎn)：
1、在一定合理范圍內(nèi)不應(yīng)該超出允許的峰值，同時(shí)還要根據(jù)傳動(dòng)的工作特性，最終達(dá)到緊湊的結(jié)構(gòu)。
2、客觀靠譜的構(gòu)造設(shè)計(jì)，同時(shí)還要滿足拉動(dòng)件擁有合理的大小。
3、最大限度的保證傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸合理、重量較輕。
4、最大限度的使各個(gè)大牙輪擁有客觀的浸油深淺。在設(shè)計(jì)減速器的過程中，以防止為了保證牙輪都能占到油而使某級大齒輪浸油過度而行成損失。應(yīng)當(dāng)最大限度的使得牙輪分度圓直徑相當(dāng)或接近。
5、我們設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是傳動(dòng)件間不會(huì)干涉碰撞。
在本文中，兩級減速傳動(dòng)。因?yàn)槟０遢伆搴蛙堓侀g隙是很小的，如果硬物，如螺釘，鐵等在模板中下降，這將是一個(gè)大的擠出壓力和轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，使原來的軋輥表面的損害。為了緩解這樣的第一階段選擇V型皮帶減速傳動(dòng)，三角帶打滑超大負(fù)荷的影響。傳動(dòng)比。
因?yàn)殡姍C(jī)為水平格局，而主光軸為垂直方位，所以第二級采用圓錐齒輪減速傳動(dòng)，傳動(dòng)比。
第4章 秸稈壓塊機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)及校核
4.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核
1、確定計(jì)算功率=P
式中：P―轉(zhuǎn)送的測定效率（即電機(jī)的測定效率），單位kw －工作情況系數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況，選定 所以，
2、選擇帶型
依據(jù)算計(jì)效率和小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，選定普通V帶C型
3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑和
依據(jù)V帶種類和最小標(biāo)準(zhǔn)直徑，選定=120mm
計(jì)算V帶的進(jìn)度，V=12.82m/s，，滿足要求
從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑
依據(jù)V帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑體系表，確實(shí)標(biāo)準(zhǔn)直徑如下：，
4、肯定正中距a和帶的標(biāo)準(zhǔn)長短
由，確定
根據(jù)帶的基準(zhǔn)長度計(jì)算公式
從而選取V帶基準(zhǔn)長度
再根據(jù)來計(jì)算實(shí)際中心距
5、驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角
，滿足要求
6、確定帶的根數(shù)z
―包角底數(shù)、―長短底數(shù)、－單根V帶的根本測定效率、－單根V帶測定效率的容量
7、確定帶的預(yù)緊力
－算計(jì)功率、―長短底數(shù)、z－帶的根數(shù)、v—帶的速度
8、盤算帶傳動(dòng)運(yùn)用在軸上的力Q
式中：z－機(jī)器上帶根數(shù)、－每一根帶的抓緊力、－主軸上的包角。
具體結(jié)構(gòu)詳見下圖4-1大皮帶輪、圖4-2小皮帶輪：
圖4-1 大皮帶輪
圖4-2 小皮帶輪
4.2 錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核
錐齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)的過程中，以下2點(diǎn)很重要：
1）要有平穩(wěn)的傳動(dòng)——無論何時(shí)的傳動(dòng)比都是不變，小沖擊、沒有噪聲，振動(dòng)；
2）要有很大的承載能力——在滿足重量不足、尺寸不大的前提下，傳動(dòng)件的承載能力超群，在預(yù)想的使用時(shí)間里面不能夠發(fā)生齒斷等失效。
我們在設(shè)計(jì)和制造齒輪的過程中，相關(guān)傳動(dòng)件曲線的齒廓、剛度、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)制造方法等，一般都要按照上述2點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。
1、選擇材料及精度等級
選用硬齒面齒輪傳動(dòng)，小齒輪用滲碳淬火，。大的牙輪用表面蘸火，，精度上使用八級的，需要表面的粗糙度
上面的計(jì)算中為調(diào)試牙輪的碰觸勞累極限應(yīng)力（），為碰觸勞累力度使用時(shí)間系數(shù)，為碰觸勞累強(qiáng)度最小安全系數(shù)。通過計(jì)算得
2、依據(jù)牙面碰觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
式中K為負(fù)荷底數(shù)，為小一點(diǎn)的牙輪的轉(zhuǎn)矩（），u為齒數(shù)比，為材料的彈性底數(shù)，為齒寬底數(shù)，，為許用接觸應(yīng)力。計(jì)算得
3、大齒輪齒數(shù)
式中：為傳動(dòng)比 為大牙輪的分度圓直徑，當(dāng)兩牙輪的牙面弧度HBS都小于350時(shí)，c=18；，所以， 取，則 ，取
牙數(shù)比 與籌劃需要的百分比差距為2.6%，可以使用。
4、大端模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)
5、大端分度圓直徑
6、節(jié)錐頂距
7、節(jié)圓錐角
8、大端齒頂圓直徑
小齒輪
大齒輪
9、齒寬
10、按照齒根曲折疲勞強(qiáng)度校核
式中為試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力（），為彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，為彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)。通過計(jì)算得
依據(jù)齒根曲折疲勞強(qiáng)度校閱格式
計(jì)算得，因此安全可用。
具體結(jié)構(gòu)詳見下圖4-3大圓錐齒輪、圖4-4小圓錐齒輪：
圖4-3 大圓錐齒輪
圖4-4 小圓錐齒輪
4.3 主軸的設(shè)計(jì)及校核
1、主軸轉(zhuǎn)速
2、主軸功率
3、主軸扭矩
4.3.1 軸的材料的選擇
軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號鋼。本次也采用45鋼
4.3.2 軸的最小直徑和長度的估算
軸上面各個(gè)部位的長度的長短和直徑確定，是通過確定軸上面零件確定制造，裝置，和拆卸的，這樣他們的尺寸就出來了。同時(shí)對于主軸來講，我們一般的安裝步驟是：第一步、最中間的轉(zhuǎn)動(dòng)的地方，第二步、將軸安放在箱體上面；第三步、進(jìn)行端蓋的安裝（軸承），第四步，安裝軸承以及軸承座安裝。
一般情況下我們在設(shè)計(jì)的過程中不能按軸上所承受載荷來決定軸上各段的直徑數(shù)值。軸上各直徑要的軸段直徑以及軸上承受力的大小是密不可分的。我們在初定各段直徑的時(shí)候一般不曉得支反力點(diǎn)作用在哪里，因此我們也就很難認(rèn)定彎曲距的數(shù)值和具體位置。我們在從事設(shè)計(jì)工作之前，在設(shè)計(jì)各軸段結(jié)構(gòu)的時(shí)候，一般還是能夠計(jì)算的出來軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)距的。故，初定軸徑。
其中 功率p（單位為kW）轉(zhuǎn)動(dòng)速度n（單位為r/min）
由表查得A=200：
還考慮到其它的因素取
4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn)
對于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足：
1、各軸段在進(jìn)行安裝各種零部件的時(shí)候其位置要具有唯一性；
2、在軸上面安裝零部件，對它的要求是要容易生產(chǎn)，容易裝配，修理方便。
3、加工的軸要具很好的加工工藝性能。
軸上零件的安放順序如下：
錐齒輪、軸承、圓盤、軸套、軸承、套筒、端蓋
本次設(shè)計(jì)的軸從其結(jié)構(gòu)上看是階梯軸，由其特性同時(shí)各軸段上安裝的零部件精度不高，一次上面所講的第二點(diǎn)是不難做到的。
現(xiàn)在我們來分析第3點(diǎn)：本軸在加工和生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該要保證其加工的簡單、裝配的簡易、拆卸的快捷。同時(shí)還要在短時(shí)間里面生產(chǎn)出來又不要花費(fèi)很多的費(fèi)用?？偠灾?，簡單的結(jié)構(gòu)，良好的制造性。因此要最大限度的簡化其結(jié)構(gòu)。最后從其安全和安裝的角度來看，只要是軸段的尖角都應(yīng)該將其進(jìn)行倒角處理。
綜上所述：本次設(shè)計(jì)的軸有鍵槽的是2個(gè)軸段，為提高身材效率減低裝夾時(shí)間，我們應(yīng)該講鍵槽開設(shè)在同一條直線上面。此外，為了減少換刀的時(shí)間，各軸段上面相似直徑的地方，其圓倒角、鍵槽尺寸應(yīng)該基本一致。
4.3.4 確定軸的各段直徑和長度
1、軸段的最下邊裝錐齒輪，選取,下邊用端蓋，上邊套筒定位。
2、根據(jù)工作狀況分析選用滾動(dòng)軸承。因其受徑向和軸向兩個(gè)力，因?yàn)楸据S不短，容易產(chǎn)生彎曲距，所以采用滾刀軸承就會(huì)出現(xiàn)卡死的狀況，所以我們應(yīng)該選用調(diào)心軸承。,軸承型號22215C/W33。22215C/W33型軸承高度為h=3mm,故取。選取，。
3、選取軸段直徑；
4、考慮到軸承座在安裝時(shí)應(yīng)該保持一定的空間，選取 。
4.3.5 軸的受力簡圖
軸上零件各部分會(huì)產(chǎn)生各個(gè)力，各個(gè)力的組合就組成了下面的受力圖：
根據(jù)上面的圖形我們可以看到c點(diǎn)受的力是最大的，所以這個(gè)地方也是比較危險(xiǎn)的：
式中 彎矩（單位為N.m） ；
—總質(zhì)量，N；
—作用在主軸上的扭矩；
由質(zhì)量屬性計(jì)算得質(zhì)量=10.9×N；
所以 ===1.36×N.m。
由公式
得： 955×N.m。
作用在主軸上的相當(dāng)彎矩：
=1.5×N.m
4.3.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
我們在進(jìn)行強(qiáng)度校核的時(shí)候最主要的就是校核最大彎矩、扭矩。
。故安全。
具體結(jié)構(gòu)詳見下圖4-5主軸：
圖4-5 主軸
4.4 平模的設(shè)計(jì)
為了防止我們生產(chǎn)加工出來的秸稈壓塊的開裂，所以我們需要在?？咨祥_孔，具體尺寸為平模直徑為502mm，厚度為70mm，在平模上開有32個(gè)模孔，模孔的孔徑為32mm。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖4-6平模：
圖4-6 平模
4.5 壓輥的設(shè)計(jì)
壓輥的直徑為185mm，因?yàn)槠侥Ｉ峡讖綖?2mm，為減小摩擦力，將與平模接觸部分的壓輥寬度設(shè)計(jì)為31mm，輥輪腹寬度為70mm。為增強(qiáng)壓輥對物料的碾壓，將輥輪設(shè)計(jì)為帶齒槽的圓柱體，在壓輥的圓周表面上拉有與軸線平行的條形齒，條形齒個(gè)數(shù)為29個(gè)，每個(gè)條形齒的寬度為13mm，深度為10mm，相鄰齒之間的距離為7mm。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖4-7壓輥：
圖4-7 壓輥
第5章 結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束大學(xué)生涯、測試知識和學(xué)習(xí)能力，每一個(gè)合格的學(xué)生要經(jīng)過的過程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)。本次設(shè)計(jì)的目的是不僅要樹立我們正確的設(shè)計(jì)思路理念，也讓我們對工程設(shè)計(jì)程序和方法有一個(gè)大致的了解。本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是對壓塊機(jī)總體方案的分析、設(shè)計(jì)及確定，第二階段是對各個(gè)主要零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核。第一階段我首先查閱了大量的國內(nèi)外資料，運(yùn)用大學(xué)4年學(xué)到的知識對總體方案進(jìn)行了比較設(shè)計(jì)。第二階段我根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊以及相關(guān)資料對主軸等進(jìn)行了詳細(xì)的分析和校核。最后，該設(shè)計(jì)圖的過程中，使用AutoCAD繪圖軟件，它使我們能夠不同程度地學(xué)到更多軟件的知識，進(jìn)一步提高我們識別圖、繪制圖的能力。
在這次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了很多理論知識，通過這次設(shè)計(jì)，使我溫習(xí)了我所學(xué)過的知識，為了更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將之前學(xué)習(xí)的書本知識認(rèn)真的溫習(xí)了一遍，慢慢的理解并通透的明白了這次的設(shè)計(jì)課題，也慢慢的進(jìn)入其中。為完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查詢了很多相關(guān)的知識書籍，對這些有用的知識進(jìn)行總結(jié)，并且將有用的知識運(yùn)用到自己的論文中。進(jìn)而提高了我自己對知識的運(yùn)用能力。
在這次的設(shè)計(jì)過程中，我體會(huì)到同學(xué)之間相互幫助的好處，明白一個(gè)人的力量比不上團(tuán)隊(duì)的力量，在與大家的學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。通過這些途徑，改善了我論文的質(zhì)量，提高了我的能力，也更加增強(qiáng)了我的集體榮譽(yù)感。
致謝
設(shè)計(jì)的過程中得到了老師耐心的指導(dǎo)。老師非常關(guān)注我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，為我細(xì)心的講解，幫助我理順設(shè)計(jì)的思路，熱忱鼓勵(lì)和精心點(diǎn)撥，老師學(xué)識淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、高度的責(zé)任感使我受益非淺。請?jiān)试S我對您表達(dá)我最衷心的感謝！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助，他們的建議使我的論文更加嚴(yán)謹(jǐn)。在此也一并表示感謝！
感謝各位幫助過我的人，老師和同學(xué)們。祝你們?nèi)f事如意！同時(shí)也祝愿我的母校越來越好。
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