秸秆粉碎机设计任务书.pdf

1、塔 里 木 大 学毕 业 论 文 （ 设 计 ） 开 题 报 告课 题 名 称 秸 秆 粉 碎 机 设 计学 生 姓 名 李 园 园学 号 8011211208所 属 学 院 机 械 电 气 化 工 程 学 院专 业 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化班 级 机 械 15-2指 导 教 师 李 勇起 止 时 间 2014 年 11 月 -2015 年 5 月机 械 电 气 化 工 程 学 院 教 务 办 制1. 研 究 的 目 的 及 意 义秸 秆 通 常 指 小 麦 、 水 稻 、 玉 米 、 薯 类 、 油 料 、 棉 花 、 甘 蔗 和 其 他 农 作 物 在 收 获 籽 实 后

2、剩 余 的 部 分 。 农 作 物 秸 秆 是 粮 食 作 物 和 经 济 作 物 生 产 中 的 副 产 物 ， 除 含 有 丰 富 的 有 机 质 外 ，还 含 有 加 多 的 氮 、 磷 、 钾 和 多 种 微 量 元 素 ， 是 一 种 可 供 开 发 和 综 合 利 用 的 宝 贵 资 源 。 据 统计 ， 我 国 各 种 农 作 物 秸 秆 年 产 量 约 6 亿 吨 ， 占 世 界 作 物 秸 秆 总 产 量 的 20%-30%可 获 得 量为 3.5 亿 3.7 亿 吨 。 农 作 物 秸 秆 往 往 被 焚 烧 或 还 田 ， 会 造 成 资 源 的 浪 费 ,更 会 造 成

3、 环 境 极 大的 破 坏 。 因 此 ， 如 何 做 好 农 作 物 秸 秆 的 转 化 工 作 ， 已 成 为 亟 待 解 决 的 农 业 问 题 3 。我 国 秸 秆 循 环 再 利 用 的 途 径 与 方 法 是 多 年 来 备 受 关 注 的 一 大 技 术 问 题 ， 而 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 ， 只 有 当 生 物 质 的粉 碎 颗 粒 符 合 一 定 的 尺 寸 和 要 求 时 ， 才 能 为 后 续 的 生 物 质 研 究 与 利 用 做 好 充 分 的 准

4、 备 。 粉碎 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 秆 切 碎 等 方 面 ，粉 碎 机 具 种 类 与 粉 碎 方 式 也 多 种 多 样 ， 但 是 现 有 的 粉 碎 设 备 在 产 量 、 能 耗 以 及 机 具 的 寿 命和 操 作 安 全 性 等 方 面 还 有 许 多 不 完 善 的 地 方 ， 不 能 很 好 地 满 足 各 类 生 物 质 粉 碎 作 业 的 要求 。 因 此 ， 对 秸 秆 粉 碎 机 的 研 究 ， 对 我 国 生 物 质 能 源 利 用 的 经 济 化 商 业 化 和

5、 促 进 农 业 的 可持 续 发 展 都 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 为 了 解 决 提 高 生 产 率 、 降 低 能 耗 和 对 多 种 物 料 的 适 应 性等 问 题 ， 确 定 从 揉 切 工 作 部 件 、 机 器 喂 入 方 式 和 尺 寸 等 方 面 进 行 研 究 设 计 一 款 集 成 了 切 碎和 揉 搓 碎 为 一 体 的 秸 秆 粉 碎 机 。2.国 内 （ 外 ） 研 究 现 状 及 分 析粉 碎 机 的 研 制 在 国 内 己 有 几 十 年 的 历 史 ， 其 主 要 集 中 在 饲 料 粉 碎 和 农 作 物 秸 秆 切 碎等 方 面 12 。

6、粉 碎 技 术 根 据 粉 碎 方 式 和 粉 碎 手 段 的 不 同 可 分 为 铡 切 式 、 锤 片 式 、 揉 切 式和 组 合 式 粉 碎 技 术 。 在 我 国 ， 秸 秆 粉 碎 机 普 遍 采 用 的 是 锤 片 式 和 爪 齿 式 粉 碎 。2.1 铡 切 式 粉 碎铡 切 式 粉 碎 的 主 要 设 备 是 铡 草 机 ， 也 称 为 切 碎 机 ， 主 要 用 来 切 断 茎 秆 ， 如 谷 草 、 稻草 、 麦 秸 、 玉 米 、 秸 秆 等 铡 草 机 的 主 要 加 工 原 理 是 切 断 ， 其 结 构 简 单 、 功 耗 低 、 生 产 率 较高 。 20 世

7、纪 80 90 年 代 ， 我 国 研 制 了 许 多 机 型 ， 按 规 格 主 要 分 为 小 型 、 中 型 和 大 型 ; 按切 割 方 式 可 分 为 滚 筒 式 和 圆 盘 式 ; 按 作 业 方 式 可 分 为 田 间 直 接 收 获 和 固 定 式 切 碎 机 。 目前 ， 我 国 铡 草 机 的 研 究 技 术 比 较 成 熟 ， 且 种 类 机 型 也 比 较 多 ， 能 基 本 满 足 不 同 生 产 的 需 要 。目 前 ， 我 国 铡 草 机 的 研 究 技 术 比 较 成 熟 ， 且 种 类 机 型 也 比 较 多 ， 能 基 本 满 足 不 同 生 产 的 需要

8、。 如 新 乡 市 兴 田 机 械 制 造 有 限 公 司 研 制 的 93QS- 3 型 铡 草 机 ， 其 动 力 为 5.5 kW， 产 量为 1 t /h ( 干 草 ) 3 t /h( 青 草 ); 山 西 科 惠 农 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 93ZT- 0.8 型 铡 草 机 ， 动力 为 1.5 2.2 kW， 产 量 为 500 800 kg /h 8 莱 阳 农 学 院 研 制 的 9QS- 1 型 玉 米 饲 料 收获 机 ， 与 8.8 11. 0 kW 小 四 轮 拖 拉 机 配 套 ， 直 接 在 田 间 完 成 收 获 切 碎 和 收 集 等 过 程

9、 ， 并且 采 用 了 甩 刀 式 切 抛 器 ， 便 于 抛 送 切 碎 的 物 料 ， 生 产 率 为 500 2 000 kg /h， 适 用 于 小 型农 户 作 业 ；2.2 锤 片 式 粉 碎锤 片 式 粉 碎 机 是 利 用 高 速 旋 转 的 锤 片 击 碎 物 料 的 一 种 机 械 ， 其 具 有 粉 碎 质 量 好 、 维修 方 便 和 生 产 效 率 高 等 优 点 ， 并 且 使 用 非 常 广 泛 。 一 般 情 况 下 ， 大 部 分 粉 碎 秸 秆 的 机 型 都选 用 锤 片 式 粉 碎 机 。 锤 片 式 粉 碎 机 的 粉 碎 原 理 是 : 生 物 质

10、秸 秆 由 进 料 口 喂 入 粉 碎 室 ， 经 过锤 片 的 高 速 旋 转 打 击 ， 从 而 得 到 一 定 程 度 的 粉 碎 ， 同 时 ， 物 料 以 较 高 的 速 度 被 抛 向 固 定 在粉 碎 室 内 部 的 齿 板 和 筛 片 上 ， 并 受 到 齿 板 的 碰 撞 和 筛 片 的 搓 擦 得 到 进 一 步 的 粉 碎 粉 碎 过 程在 粉 碎 室 内 重 复 进 行 ， 直 到 物 料 可 通 过 筛 孔 为 止 。 如 上 海 春 谷 实 业 有 限 公 司 最 新 研 制 开发 的 振 筛 剪 式 锤 片 式 粉 碎 机 ， 经 设 计 试 验 ， 在 筛 板

11、内 侧 的 物 料 运 动 环 内 均 匀 放 置 定 锤 ，使 定 锤 和 动 锤 有 规 律 地 均 匀 错 开 ， 结 果 能 使 筛 板 内 物 料 的 运 动 速 度 降 低 ， 使 锤 片 末 端 与物 料 的 速 度 差 提 高 ， 从 而 达 到 提 高 粉 碎 效 率 的 效 果 。 我 国 经 过 多 年 的 潜 心 研 究 ， 锤 片 式 粉碎 机 的 技 术 水 平 和 性 能 指 标 基 本 上 能 达 到 国 际 同 类 产 品 的 先 进 水 平 ， 我 国 秸 秆 粉 碎 机 企 业生 产 的 产 品 品 种 多 、 规 格 齐 全 ， 基 本 上 能 够 满

12、足 我 国 生 产 发 展 的 需 要 ， 但 是 锤 片 式 粉 碎 机仍 然 存 在 能 耗 高 、 效 率 低 等 问 题2.3 揉 切 式 粉 碎揉 切 式 粉 碎 包 括 揉 搓 机 和 揉 碎 机 。 在 我 国 ， 秸 秆 揉 搓 机 大 都 采 用 螺 旋 排 列 的 锤 片 进行 揉 搓 ， 再 借 助 风 机 抛 送 ， 加 工 的 秸 秆 物 料 只 能 达 到 破 碎 或 细 碎 的 状 态 ， 生 产 率 较 低 、 耗能 高 、 不 适 于 高 湿 或 韧 性 大 的 物 料 粉 碎 加 工 发 展 需 要 。 国 内 揉 搓 机 的 代 表 机 型 有 : 辽 宁

13、 凤城 东 风 机 械 厂 生 产 的 93RC 40 型 秸 秆 揉 搓 机 ， 配 套 动 力 为 7. 5 10. 0 kW， 生 产 率 为1000 kg /h； 揉 碎 机 是 我 国 近 年 来 研 制 生 产 的 一 种 新 型 的 粗 饲 料 加 工 机 械 ， 是 一 种 介 于 铡切 和 粉 碎 两 种 机 械 加 工 方 式 之 间 的 新 型 加 工 方 式 。 揉 碎 机 加 工 的 秸 秆 为 柔 软 、 蓬 松 的 、丝 状 段 ， 具 有 适 宜 的 长 度 和 粗 细 度 ( 85%以 上 长 度 为 4 12mm， 粗 细 度 为 2 6 mm) ， 并被

14、切 成 8 10 cm 的 碎 段 。 揉 碎 加 工 不 仅 适 用 于 新 鲜 的 秸 秆 ， 同 时 对 含 水 率 较 低 的 秸 秆 仍具 有 较 好 的 揉 碎 效 果 揉 碎 机 在 我 国 出 现 的 较 晚 ， 是 20 世 纪 90 年 代 初 提 出 的 一 种 新 型 的粗 加 工 的 方 式 ， 所 以 在 这 方 面 的 研 究 相 对 也 比 较 少 一 些 。 目 前 揉 碎 机 主 要 的 机 型 有 北 京 市林 海 农 牧 机 械 厂 生 产 的 9RC 40 粗 饲 料 揉 碎 机 ， 配 套 动 力 为 7 5 13. 0 kW， 生 产 率 为2 0

15、00 kg /h；2.4 组 合 式 粉 碎组 合 式 粉 碎 技 术 是 将 铡 切 、 粉 碎 和 揉 搓 等 功 能 组 合 为 一 体 的 新 型 粉 碎 技 术 。 如 北 京顺 诚 明 星 机 械 厂 生 产 的 9FZ 700 型 多 功 能 秸 秆 组 合 粉 碎 机 ， 其 粉 碎 室 内 装 有 高 速 旋 转的 锤 片 ， 上 机 体 内 装 有 定 刀 、 动 刀 和 齿 板 ， 加 入 的 物 料 在 锤 片 的 强 烈 打 击 及 锤 片 与 齿 板 之间 的 撕 裂 和 搓 擦 等 作 用 下 迅 速 的 被 粉 碎 成 粉 状 ， 由 于 离 心 力 和 粉 机

16、 下 腔 负 压 的 作 用 ， 被 粉碎 的 物 料 通 过 筛 孔 落 入 出 料 口 12 ; 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 研 制 的 93RZ 40 型 揉 浆 机 集切 断 、 粉 碎 、 揉 搓 功 能 于 一 体 ， 物 料 在 动 刀 、 定 刀 、 锤 片 和 齿 板 的 综 合 作 用 下 被 粉 碎 ， 在离 心 力 和 风 机 作 用 下 排 出 ， 提 高 了 粉 碎 的 质 量 与 效 率 目 前 在 江 西 必 高 生 物 质 能 科 技 有 限 公司 、 清 华 大 学 清 洁 能 源 研 究 与 教 育 中 心 、 北 京 佳 禾 木 科 技 有 限

17、公 司 、 辽 宁 天 鑫 饲 料 有 限 公司 、 江 苏 鼎 元 科 技 发 展 有 限 公 司 等 企 业 均 有 使 用 该 技 术 设 备 。3.重 点 研 究 的 、 关 键 的 问 题 及 解 决 的 思 路3.1 课 题 研 究 关 键 问 题主 要 内 容 ：设 计 秸 秆 粉 碎 机1） 设 计 喂 入 机 构 ， 保 证 一 定 的 夹 紧 力 。2） 粉 碎 机 的 设 计 ， 选 择 合 适 的 切 碎 刀 型 及 安 装 方 式 ， 确 定 锤 片 的 数 量 及 排 列 。3） 为 了 提 高 生 产 效 率 ， 考 虑 增 加 一 些 辅 助 粉 碎 的 机 构

18、 。4） 筛 片 筛 孔 大 小 形 状 的 确 定 。5） 选 择 合 适 的 传 动 装 置 与 动 力 源6） 总 体 布 置 ， 考 虑 使 用 方 便 、 尺 寸 大 小 、 经 济 性 、 能 耗 等 因 素 。关 键 问 题 ： 粉 碎 机 的 切 碎 刀 型 及 安 装 方 式 的 选 择 、 锤 片 的 数 量 及 排 列 。3.2 关 键 问 题 解 决 思 路（ 1） 根 据 试 验 ， 主 轴 转 速 9001450r/min 时 ， 各 种 类 型 刀 刃 切 碎 物 料 时 的 生 产 率 增加 是 不 同 的 ， 直 刃 刀 增 加 较 快1。 所 以 ， 本 机

19、 切 碎 刀 型 可 考 虑 选 择 直 刃 刀 。（ 2） 锤 片 粉 碎 机 转 子 上 锤 片 的 数 量 与 排 列 方 式 ， 影 响 到 转 子 的 平 衡 、 物 料 在 粉 碎 室 内的 分 布 、 锤 片 磨 损 的 均 匀 程 度 以 及 粉 碎 机 的 工 作 效 率 。 锤 片 的 排 列 方 式 最 好 达 到 下 列 要 求 ： 转子 转 动 时 ， 每 块 锤 片 的 运 动 轨 迹 不 重 复 ； 物 料 不 会 在 锤 片 的 推 移 下 粉 碎 室 内 发 生 向 一 侧 偏 移 的 现 象 ；转 子 受 力 平 衡 ， 高 速 运 转 时 不 产 生 振

20、动 。4.工 作 方 案 及 进 度 计 划4.1 设 计 方 案根 据 现 有 的 粉 碎 理 论 、 粉 碎 机 理 和 粉 碎 方 法 ， 预 定 本 机 构 形 式 和 布 置 方 案 为 以 下 几 方面 ： 1） 本 机 由 进 料 装 置 、 切 碎 装 置 、 揉 碎 装 置 、 出 料 装 置 、 机 体 和 传 动 装 置 等 组 成 ；2） 进 料 口 设 置 上 下 喂 入 棍 ， 能 够 保 证 夹 紧 物 料 无 滑 动 的 卷 入 切 碎 室 ；3） 切 碎 装 置 采 用 动 刀 和 定 刀 板 相 配 合 所 产 生 的 剪 切 作 用 来 将 秸 秆 切 成

21、 碎 段 。4） 揉 碎 装 置 设 计 的 关 键 是 在 矩 形 锤 片 的 一 端 增 加 了 四 片 小 锤 片 ， 增 加 了 锤 片 对 物 料的 打 击 ， 提 高 了 粉 碎 效 率 ， 在 机 体 内 表 面 安 装 齿 板 ， 工 作 时 两 者 相 互 配 合 来 揉 搓 物 料 。5） 为 了 防 止 以 往 筛 孔 容 易 堵 塞 问 题 ， 将 考 虑 设 计 为 轴 向 震 动 式 的 筛 片 。6） 高 速 级 选 择 皮 带 传 动 ， 选 择 合 适 的 风 机 。4.2 课 题 设 计 进 度 计 划 （ 以 周 为 单 位 ）第 1周 第 4周 ： 查

22、阅 与 课 题 相 关 的 国 内 外 文 献 ， 了 解 国 内 外 秸 秆 粉 碎 机 的 原 理 、 优缺 点 ；第 5周 第 6周 ： 自 行 构 思 一 款 秸 秆 粉 碎 机 ， 分 析 机 构 设 置 的 合 理 性 ， 制 定 秸 秆 粉 碎机 的 设 计 方 案 ；第 7周 第 8周 ： 合 理 选 配 秸 秆 粉 碎 机 动 力 源 和 切 屑 刀 具 ， 设 计 喂 料 夹 紧 卷 入 机 构 ，配 置 动 力 、 传 动 装 置 ， 对 关 键 零 部 件 进 行 强 度 与 刚 度 校 核 ；第 8周 第 11周 ： 绘 制 试 验 机 装 配 图 、 零 件 图 、

23、 3D图 ；第 12-14周 ： 编 写 设 计 说 书 。5.参 考 文 献1汪 莉 萍 ,王 述 洋 ,景 果 仙 ,李 燕 东 ,李 政 .9FR-66型 秸 秆 粉 碎 机 设 计 J. 机 电 产 品 开 发 与 创 新 .2009(03)2 姜 新 波 ,南 亦 博 .秸 秆 锯 切 式 粉 碎 机 的 设 计 研 究 J. 林 业 科 技 . 2013(06)3 柴 民 杰 ,李 磊 ,李 金 民 .我 国 秸 秆 的 利 用 现 状 及 发 展 趋 势 分 析 J. 硅 谷 . 2009(19)4 陈 海 霞 ,董 德 军 ,张 凤 菊 .大 型 秸 秆 揉 搓 机 的 研 究

24、 设 计 J. 农 机 化 研 究 . 2005(01)5 朱 德 文 ,陈 永 生 ,肖 宏 儒 ,任 彩 红 .我 国 生 物 质 粉 碎 加 工 技 术 的 研 究 进 展 J.现 代 农 业 装 备 .2007(07)6 黄 宏 伟 ,张 超 凡 ,陈 松 涛 ,陈 壬 辰 ,王 先 霞 .麦 草 秸 秆 粉 碎 特 性 的 试 验 研 究 J.农 机 化 研 究 .2007(07)7 唐 军 ,秦 永 林 ,刘 培 生 .浅 析 影 响 锤 片 式 粉 碎 机 效 率 的 因 素 J. 饲 料 工 业 .2007(15)8 朱 洪 林 ,李 媛 ,陶 丹 丹 ,李 爱 华 .JLJ6

25、2-100 型 秸 秆 加 工 机 组 揉 、 粉 部 件 的 设 计 与 研 究 J. 吉 林 畜牧 兽 医 . 2004(02)9 陈 文 .秸 秆 粉 碎 机 安 全 使 用 要 点 J. 吉 林 农 业 . 2000(03)10 俞 佳 芝 ,余 泳 昌 ,朱 星 贤 ,冯 春 丽 .4Q-1.5 型 秸 秆 粉 碎 机 主 要 工 作 部 件 参 数 确 定 与 校 核 J.农 机化 研 究 . 2006(09)11 贾 松 华 .复 合 式 秸 秆 粉 碎 机 转 子 虚 拟 设 计 研 究 J. 中 国 农 机 化 学 报 . 2014(02)12 祖 宇 ， 郝 玲 ， 董 良

26、 杰 .我 国 秸 秆 粉 碎 机 的 研 究 现 状 与 展 望 J.安 徽 农 业 科 学 .2012(3).13 刘 辉 ,曹 成 茂 ,孙 燕 ,缪 鹏 程 ,洪 翎 .基 于 Pro/E 生 物 质 粉 碎 机 虚 拟 设 计 与 研 究 J.包 装 与 食 品 机械 . 2009(04)14 祖 宇 .一 种 高 效 节 能 秸 秆 粉 碎 机 的 研 制 D. 吉 林 农 业 大 学 201215 付 敏 ， 李 锐 ， 马 雷 .轴 向 振 筛 式 秸 秆 粉 碎 机 研 制 与 试 验 D.农 林 工 程 学 报 .2012（ 11）学 生 签 名 李 园 园 2015 年 11 月 28 日指 导 教 师 审 阅 意 见指 导 教 师 签 名 年 月 日