【正文】 ，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 ，保證定刀與動(dòng)刀有足夠小的間隙，以提高切碎質(zhì)量，在切割草料時(shí)應(yīng)盡可能省力，負(fù)荷均勻，自動(dòng)化程度高 。該設(shè)計(jì) 采 用滾刀式切碎器 ， 該類型切碎器具有結(jié)構(gòu)緊湊 、 切割質(zhì)量好 、 負(fù)載比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。 在工作時(shí)與安裝在機(jī)體上的定刀共同作用。 切碎器的 主要 作用 是把秸桿等物料切割為一定長(zhǎng)度的碎段以滿足 的 進(jìn)一步粉碎加工要求 ，但切碎的長(zhǎng)度并不是完全由理論計(jì)算可以得到的，它還 和刀片間隙，刀片銳利程度，飼草種類和喂入時(shí)的狀態(tài)有關(guān)，一般取 20㎜～ 25㎜ 。 該切碎器由厚為 4mm 的 A3 鋼板焊接為圓筒型，高度為 100mm， 其結(jié)構(gòu)形式如圖 ： 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁 圖 切碎器結(jié)構(gòu)圖 切碎器主要由定刀和動(dòng)刀組成， 動(dòng)刀和定刀結(jié)構(gòu)確定 如下： 動(dòng)刀的安裝 動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓柱形 ，但是為了避免從喂入口送來的莖桿端部和刀片背部發(fā)生劇烈的摩擦，降低功耗。應(yīng)使刀片與垂直線成β角安裝， β一般取 3186?！?186。 β角由下式確定： min2 rZLtg ?? ? 式 中 ： Z —— 刀片數(shù)目 2?Z L —— 切割碎段長(zhǎng)度（一般為 20～ 25mm） mmL 25? minr —— 回轉(zhuǎn)中心到喂料口的最小距離，即動(dòng)刀到回轉(zhuǎn)中心距離。mmr 200min ? 所以 ， 取 ?3?? 。 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu) 形狀 根據(jù)粉碎物料特性，選用動(dòng)刀片為折刃口刀片，刀片的折角約為 10186。，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造和磨銳，較直刃口刀片，在切割過程中， 自喂入口內(nèi)側(cè)開始切割時(shí)鉗住角不會(huì)過大，切割終了時(shí)滑切角不致過小，即 切割阻力和阻力矩的變化不太大 ，廣泛應(yīng)用 于 粗莖 桿 的切碎 。 在滾筒上安裝刀片處有一突起部分， 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁 刀片用螺釘與其連接。 由于在設(shè)計(jì)和選用刀片時(shí)應(yīng)滿足下面三個(gè)要求： ⑴ 鉗住物料，保證切割 ： 在切割時(shí)，刀片的鉗住角 ? 必須小于 21 ??? 才能鉗住物料，保證切割平穩(wěn)，即 21 ??? ?? 。 1? —— 定刀對(duì)物料的摩擦角，由實(shí)驗(yàn)求的 ?321?? 2? —— 動(dòng)刀對(duì)物料的摩擦角，由實(shí)驗(yàn)求的 ?182 ?? ?5021 ??? ??? ⑵ 在切碎時(shí)要求產(chǎn)生滑切以降低功耗，而產(chǎn)生滑切角大于摩擦角，即??? ，一般動(dòng)刀與物料的摩擦角 ?18?? ，在切割過程中，不同物料在刀刃參數(shù)和切割范圍一定的條件下 ， 在一定范圍內(nèi)增大滑切角可降低功耗。在切割粗莖桿物料時(shí)，為使其功耗最小，最佳滑切角 ?? 5535 ～?? 。 ⑶ 切割的阻力矩要均勻：隨著刀片切割進(jìn)程的增加，切割阻力逐漸減小。 根據(jù)以上分析可知： 對(duì)切割草料，刃口銳角一般取 m～ ?? 10020? ，m?? 100? ， 在刃口處留 有寬度為 △ 為刃磨區(qū)， ??tgmax?△ ， 所以 △ 取 m?30 。 動(dòng)刀厚度為 mm～ 32 ， 取為 mm3 ，定刀厚度為 mm～ 63 ，取為 mm5 ，動(dòng)定刀間隙mm～Z ?? ， 取 。 磨刃角 ? 對(duì)刀片的使用壽命和功率消耗有很大的影響，隨著 ? 角的增大，切割所需要的功耗增加，若 ? 大與 30186。時(shí)更為顯著，但 ? 太小使得刀片耐磨性降低，故常用的 ? 角為 15186。～ 30186。， 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 ?15?? 。則 切割角 ?18??? ??? 。 動(dòng)刀的刀片形狀尺寸及安裝如圖 ： 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 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁 圖 動(dòng)刀的刀片形狀尺寸及安裝圖 一定要求時(shí)，物料仍然可以被切割為一定程度的碎段，無須用太多的刀片。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把，定刀數(shù)量為 2把。 滾筒上每把刀片 包圍滾筒的弧長(zhǎng)： ??? btgZRR ?? 2 式中 ： R —— 滾筒半徑（ m） mR ? Z —— 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 ?R —— 喂料口寬度（ m） mR ????? ∴ 由于考慮到其結(jié)構(gòu)特性， 取 mmR 60?? 。 定刀的配置及安裝 在滾筒切碎機(jī)中，切碎器配置的好壞對(duì)能否順利地將秸桿喂入和切碎有很大的關(guān)系， 定刀配置在機(jī)體上的適當(dāng)位置 h，若圓周速度大，則 h小些，若 a值小些，則 h小些。 定刀的形狀 及材料 定刀的形狀與其功耗有很大的關(guān)系，銳利的刀片切割功耗小，但是刀片容易 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 磨損，對(duì)飼料的通用性也有一定的影響，現(xiàn)在大多數(shù)都才用方形或頂面下稍有傾斜的定刀。根據(jù)粉碎的要求和切割功耗，同時(shí)考慮到刀片的 耐磨性，選用 方形刀片。其材料用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 65Mn，經(jīng)過淬火處理，刀片的可工作寬度對(duì)滾筒式切刀為 30㎜。 粉碎部分 粉碎部分是由鑿片 、 軸 和圓筒 組成，鑿片用螺栓與圓筒連接，圓筒用鍵與軸連接。 鑿片 ① 鑿片形狀及尺寸 根據(jù)粉碎秸桿為粗纖維物質(zhì) 的特性，鑿片采用階梯形，粉碎效果好，但耐磨性差。為加強(qiáng)粉碎效果，鑿片為 U型，使得鑿片片數(shù)增加，并利于固定在圓筒上。 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，鑿片的厚度一般為 5～ 8 ㎜ ， 故取鑿片厚δ =6㎜。 鑿片形狀及參數(shù) 如圖 ： 圖 鑿片結(jié)構(gòu)尺寸圖 ② 鑿片數(shù)目的確定 鑿片的工作密度不易太高，適當(dāng)減少鑿片的數(shù)目，不僅能提高度電產(chǎn)量，還可節(jié)約材料，降低成本。但飼料的粗細(xì)粒度較大，鑿片磨損加快 。 現(xiàn)有資料表明，較適宜的工作密度：切向粉碎機(jī)為 ～ ，軸向粉碎機(jī)為 ～ 。所 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁 以取鑿片工作密度為 ，由下式可確定鑿片數(shù)量： 最外 端 兩鑿 片間 距離 鑿片 軌 跡數(shù)鑿片 厚 度粉碎 室 有效 工作 寬度鑿片 累 計(jì)工 作厚 度鑿片 工 作密 度 ??? ? 鑿片軌跡數(shù)?? ?鑿片軌跡數(shù)目 ， 取為 32 片，由于每一塊鑿片有兩片，故鑿片數(shù)目為 四組對(duì)稱排列，共 16塊。 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 ～ ㎜，淬火后工作側(cè)面硬度 HRC50～ 70 ，距螺孔 4 ㎜ 范圍內(nèi)的硬度不超過 HRC28。 ④ 鑿片的排列 鑿片的排列要求：鑿片沿粉碎室寬度運(yùn)動(dòng)軌跡分布均勻，物料不推過一側(cè)，有利于轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜平衡。 故鑿片采用對(duì)稱排列，按互差 90 度排列為四列，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)行平穩(wěn)，物料無側(cè)移現(xiàn)象，鑿片磨損比較均勻，在使用 中最為廣泛。 鑿片排列布置如 圖 ： 圖 鑿片排列布置 在粉碎機(jī)的工作過程中，由于鑿片為對(duì)稱排列，機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)， 不需要另外加平衡裝置。鑿片運(yùn)動(dòng)軌跡重復(fù)，但 經(jīng)過分析研究， 鑿片數(shù)目為 32 片，在轉(zhuǎn)子速度一定的 情況下，能夠達(dá)到粉碎要求。又由于物料在粉碎室上部停留的時(shí)間少，37 125 113 95 102 85 60 118 105 20 430 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁 多集中在下部粉碎，故鑿片的排列從上到下由稀到密，以增強(qiáng)粉碎效果。 圓筒 圓筒采用厚為 4 ㎜的 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 A3 鋼板制成，為空心圓柱體，在圓筒內(nèi)有加強(qiáng)肋板支撐，以保證其強(qiáng)度和剛度。加強(qiáng)肋板的的布置應(yīng)力求使圓筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的 離心力平衡。 圓筒上下部分均用材料相同的鋼板制造的，用螺栓將這兩部分連接在起來，其上端與切割器焊接在一起。 傳動(dòng)部分 該機(jī)采用帶傳動(dòng)，通過轉(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。 機(jī)體部分 機(jī)體包括外壁和機(jī)架兩部分 ： 圓筒外壁 外壁采用 4 ㎜厚的普通熱軋鋼板 Q235 卷壓焊接而成圓筒形。外壁有加強(qiáng)肋板支撐，肋板上開有螺栓孔用以固定內(nèi)壁的齒板，在粉碎筒體的外側(cè)有一合頁式門，內(nèi)附一齒板，以便 清理和維護(hù) ，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命，維修使用方便。 機(jī)架 機(jī)架選用型號(hào)為 的熱軋等邊角鋼（ GB9787— 1988）其表示為└ 40 40 5，通過焊接而成，在機(jī)架的一端上有一塊鋼板，用螺釘將其與角鋼連接，用于支撐電動(dòng)機(jī)。 齒板 齒板選用耐磨性好的灰鑄鐵 HT200制造。表面激冷成白口，以增強(qiáng)耐磨性。齒板采用直齒形。在該機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，齒板分為六塊對(duì)稱地安裝在機(jī)壁上，齒板的安裝方式一般根據(jù)軸向、徑向和切向進(jìn)料方式配置。該機(jī)采用螺栓將其上下端固定，力求安裝使用方便。 齒板的作用主要是阻礙物料在 鑿片與轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn)下所產(chǎn)生的環(huán)流層 ， 加強(qiáng)對(duì)物料的碰撞，搓擦和剪切作用，對(duì)纖維多 、 韌性大 、 水分高的秸桿類物料 ，粉碎作用比較明顯。 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁 根據(jù)現(xiàn)有資料，齒板的基本尺寸為： 齒板厚度 ： 12 ㎜ 齒距 ： ㎜ 齒形 ： 直齒形 貴 州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁 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)類型在國內(nèi)尚無資料可查，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是通過對(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 國內(nèi)外資料來 合理 確定的。 鑿片的末端線速度 V 目前，國內(nèi)粉碎秸桿的線速度一般為 sm～ /8565 ， 蘇聯(lián)的 度范圍是 sm～ /8565 ，但是常用的是 sm～ /3718 。 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)平衡問題，故取 smV /28? 。 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： BDNK ?? 其中 ： K —— 系數(shù) 一般 K=9～ 23 之間 較為適宜 N —— 配套動(dòng)力（千瓦） kwN 4? D —— 轉(zhuǎn)子工作直徑（㎜） B —— 粉碎室寬度（㎜） 轉(zhuǎn)子工作直徑 D 當(dāng)配套動(dòng)力一定時(shí)，轉(zhuǎn)子直徑過大則機(jī)器龐大，材料消耗多，成本增加，若轉(zhuǎn)子直徑過小， 當(dāng)線速度 V 一定時(shí)，則會(huì)造成主軸轉(zhuǎn)速過高，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)際生產(chǎn)需要、轉(zhuǎn)子速 度和鑿片線速度，確定轉(zhuǎn)