【正文】 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 1 頁 第 1 章 前言 設計的目的和意義 隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展 ， 人民生活質(zhì)量的顯著提高 ,畜產(chǎn)品生產(chǎn)和消費量也相應的增加 ； 同時 ， 國家也愈來愈重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設并加大投入力 度 ， 使得畜牧機械，秸桿利用設備和其他的農(nóng)產(chǎn)品加工機械的需求量也隨之增長 。 近年來 ， 在國家一系列惠農(nóng)政策的驅(qū)動下 ， 當前我國的農(nóng)業(yè)機械 工業(yè)正處在歷史上最好的發(fā)展時期 ， 總體形式看好 ， 已經(jīng)連續(xù)五年保持高速增長 ， 出現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的喜人態(tài)勢 。 同時，在 2022 年，國家將繼續(xù)加大對購買農(nóng)機產(chǎn)品的補貼力度，而且隨著國家及地方政府對農(nóng)業(yè)各項優(yōu)惠政策的落實 ,農(nóng)民 收入將有所增加 ,負擔減輕 ,支出減少。這些因素將使畜牧機械、秸桿利用設備和其他農(nóng)產(chǎn)品加工機械的需求量有較大幅度的增長。 我國是一個以農(nóng)業(yè)著稱的國 家 ， 農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展 是當前我國經(jīng)濟社會發(fā)展和解決 “三農(nóng)”問題的需要 ， 是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。要加快農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展 ， 就要加強農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整 ， 使農(nóng)業(yè)朝著機械化方向發(fā)展 ， 以提高勞動生產(chǎn)率 ， 降低生產(chǎn)成本 ， 減輕農(nóng)民的勞動強度 ,提高資源利用率。同時 ,畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分 ， 如何推廣畜牧業(yè)的發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要問題。與發(fā)達國家相比 ， 我國的畜牧業(yè)生產(chǎn)水平還比較落后 ， 但是近年來 ， 各地 的牧業(yè)經(jīng)濟也得到快速發(fā)展 ， 畜牧業(yè)成為農(nóng)民增收致富的重要途 徑。 要 使 畜牧業(yè)發(fā)展 ，飼料是物質(zhì)基礎 ， 而飼料來源和加工設備是畜牧業(yè)生產(chǎn)中的關鍵問題。由于我國人均糧食占有量少 ， 不可能用大量的糧食作為飼料用糧 ， 因此 ， 必須尋找另外的飼料來 源。 但在一些地方所面臨的現(xiàn)狀有所不 同 ： 一方面是由于生產(chǎn)迅速發(fā)展帶來的飼料供應緊張 ， 飼料資源缺乏 ； 另一方面是缺乏有效的開發(fā)利用 ， 造成大量飼料資源浪費 ， 制約了畜牧業(yè)的發(fā)展 。 牧草等 農(nóng)作物秸桿是農(nóng)作物生產(chǎn)的副產(chǎn)品 ， 占光合作用地上部分的二分之一 ， 含有多種維生素 ， 蛋白質(zhì)及微量元素 ， 是一項巨大的飼料資源。對其進行開發(fā)利用 ， 是實現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合和充分利用資源的有效途徑 ， 是發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的一項重要措施 。 我國的各類農(nóng)作物秸桿資源巨大 ， 但是利用率不到百分之十 ， 造成 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 了秸桿資源的嚴重浪費 ， 科學地開發(fā)農(nóng)作物秸桿資源 ， 發(fā)展畜牧業(yè) ， 已經(jīng)成為提高 生活水平和經(jīng)濟效益的關鍵。開發(fā)農(nóng)作物秸桿資源發(fā)展畜牧業(yè) ， 不但可以使農(nóng)作物秸桿變廢為寶 ， 特別是封山育林 ， 草原禁牧工程的實施 ， 促使牛羊養(yǎng)殖方式的變革 ， 秸桿養(yǎng)畜將成為一個時期的發(fā)展方向 ， 而且對促進飼養(yǎng)業(yè)的牛羊發(fā)展 ，安置農(nóng)村剩余勞動力 、 豐富市場 肉品供應 、 增加農(nóng)民收入 、 減輕草地 壓力 、 促進農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán) 、 增加資金積累 、 促進經(jīng)濟發(fā)展都具有現(xiàn)實意義 。 因此 ，開發(fā) 研制 出經(jīng)濟且實用的秸桿加工機械 ， 具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益 。 提出背景 及其存在問題 提出背景 我國畜牧業(yè)生產(chǎn)具有悠久的歷史 ， 但長期以來 ， 飼養(yǎng)方式和技術裝備十分落后 ， 畜牧業(yè)生產(chǎn)水平低下 。 至今 ， 畜牧業(yè)仍是我國生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié) ， 對牧草等農(nóng)作物秸桿的加工 機械 還處于空白階段 ， 當前大多數(shù)是使用傳統(tǒng)的粉碎機對其進行加工；而國外對秸桿的加工機械也只是處于初級階段。雖然 ， 目前市場上已經(jīng)生產(chǎn)出幾種立式和臥式無篩粉碎機 ， 其中立式無篩粉碎機有 ： AMC 型無篩粉碎機、 ZPS型微粉碎機和國產(chǎn)立式粉碎機 ； 而臥式無篩粉碎機有 ： 日本生產(chǎn)的臥式多級微粉碎機、美國生產(chǎn)的臥式單級微粉碎機和臥式無篩雙轉(zhuǎn)子錘片粉碎機。這些粉碎機雖有生產(chǎn)率高、能耗低、調(diào)節(jié)操作方便等優(yōu)點 ， 但由于各類型的粉碎機結(jié)構較為復雜 ， 且采用多級電動機帶動 工作 ， 使得成本較高且為微粉碎 ， 不適合于秸桿飼料的加工。 秸桿利用是一個多年的研究話題 ， 自上個世紀以來 ， 國家投入了大量資金 ，對秸桿利用進行研究 ， 但真正做到可持續(xù)發(fā)展的并不多 ， 其原因是 在 秸桿粉碎機上遇到了一定的技術障礙 ， 現(xiàn)有通用型 粉碎機用來粉碎秸桿 ， 普遍達不到粉碎秸桿的技術要求 ， 這類粉碎機雖可以對秸桿進行粉碎 ， 但必須對秸桿進行粉碎前的加工 ， 如壓 、 鍘加工 ， 并且粉碎起來 存在許多缺點 ： ① 動力浪費大 ， 度電產(chǎn)量不高 ② 粉碎粒度不均勻 ③ 機器部件磨損快 ， 工作穩(wěn)定性差 ④ 生產(chǎn)率低 ⑤ 由于使用篩片磨損快 ， 生產(chǎn)成本增加 。 本課題設計的立式無篩粉碎機是專門把牧草等農(nóng)作物秸桿粉碎的加工機械 ，該設計在設計思想 、 機體結(jié)構和具體零件 等 方面都進行了創(chuàng)新。目前 ， 國內(nèi)無具 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 3 頁 體的樣機 ， 是一種較新穎的產(chǎn)品 。 它 在 結(jié)構設計方面進行 的 創(chuàng)新 ， 適合于畜牧業(yè)的發(fā)展 ， 開發(fā)研制 出該產(chǎn)品 ， 對解決飼料問題 ， 開發(fā)飼料資源 ， 提高經(jīng)濟和社會效益具有重要的意義。因此 應 大力 開 發(fā)使其朝著高效低能耗方向發(fā)展 ， 以適合我國 畜牧業(yè) 的發(fā)展需要。 存在問題 ①制造力量薄弱 ： 我國的畜牧機械行業(yè)在 1988年有定點廠僅 20 多個 ， 職工人數(shù)，固定資產(chǎn)，加工設備僅占農(nóng)業(yè)機械行業(yè)的 1%，雖然現(xiàn)在有所發(fā)展，但是其力量較其他國家等還是有較大的差距 。 ②研究力度不夠 ： 我國的畜牧機械專業(yè)研究人員數(shù)量少，測試設備數(shù)量少，水平低，不能有效的揭示 整機或主要部件的主要參數(shù)對工作過程的影響，致使產(chǎn)品設計工作長期停留在 傳統(tǒng)的“類比法”的基礎上。 設計的基本要求 該粉碎機主要是用于對飼草料的加工 ， 對其具有以下要求 : ① 對加工飼料的適應性廣 ， 能加工各種類型的飼料 ， 對含水量較大 、 纖維較長的粗飼料也應具有較好的適應性 。 ② 粉碎程度應能夠根據(jù)要求進行調(diào)整 ， 以滿足不同的畜禽 ， 粉碎粒度應盡量均勻 ， 以提高其適口性。 ③ 配套動力合理 、 度電產(chǎn)量高 、 提高生產(chǎn)率 、 降低能耗。 ④ 結(jié)構簡單 、 操作方便 、 不需要較大的技術要求。 ⑤ 工作部件耐磨性好 ， 減少更換次數(shù) ， 以降低生產(chǎn)成本 ， 提高經(jīng)濟效益。 ⑥ 噪音低 、 粉塵 少 、 以減少環(huán)境污染。 ⑦ 機型結(jié)構簡單 、 尺寸緊湊 、 體積小 、 占地少 、 成本低 、 以適合廣大農(nóng)戶生產(chǎn)。 設計的指導思想 ① 根據(jù)牧草等農(nóng)作物秸桿主要是粗纖維質(zhì) 物料 的物理特性 ， 采用鑿片和齒板共同作用 ， 依靠他們之間的搓擦和剪切作用將物料 粉碎 。 ② 機器的粉碎能力應達到一定的要求 ， 但不應太大 ， 應適合 于廣大 農(nóng)村個體農(nóng)戶生產(chǎn)需要， 從而符合設計的目的和要求 。 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 4 頁 ③ 在進料口處安裝切割器 ， 以把纖維質(zhì)物料粉碎為 20～ 25mm 的碎段 ， 以便粉碎機能更好的作進一步的加工 ， 出口處安裝一粒度調(diào)節(jié)板以控制物料的粉碎粒度 。 ④ 大力提高設計水平，進行創(chuàng)新設計，且要以提高經(jīng)濟效益為中心 ，提高其市場競爭力。 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 5 頁 第 2 章 粉碎機的 結(jié)構 形 式 設計 由于 牧草等農(nóng)作物秸桿類物料是一種粗纖維物質(zhì)， 含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)， 具有韌性大的特點， 其粉碎主要是在搓擦力和剪切力的共同作用下進行的 ，故在本設計中采用鑿片和齒板共同作用，對秸桿進行搓擦使其細碎 。且 在加工前后的秸桿尺寸差異大 ， 所以在進料口處安裝一定刀 ，使其和機體內(nèi)的滾刀式切碎器共同作用 ， 把秸桿切割為一定長度的碎段（約 20～ 25mm），完成秸 桿的粗粉碎，為進一步的粉碎作好準備。該粉碎機采用無篩形式和自重排料，可提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。 根據(jù)秸桿類物料韌性大的特性 、 目前國內(nèi)外現(xiàn)有技術資料 、 粉碎機理和粉碎理論，確定該粉碎機為圓筒形立式無篩 秸桿 粉碎機。 結(jié)構 方案的確定 該機包括進料部分、切碎部分、粉碎部分、排料部分、傳動部分和機體 六部分。該機 結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)設備，國內(nèi)外先進技術，根據(jù)設計指導思想，確定本機結(jié)構 采用無篩的形式，其結(jié)構和工作原理較其他通用型粉碎機都 大不 相同 ，具有很大的創(chuàng)新 性 。 其具體結(jié)構布置如圖 ： 圖 粉碎機總體結(jié)構布置圖 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 6 頁 1— 帶輪 2— 下機殼 3— 主軸 4— 進料口 5— 軸承 6— 切割器 7— 刀片 8— 鑿片 9— 齒板 10— 轉(zhuǎn)筒 11— 電動機 12— 帶輪 13— 機架 工作原理 當秸桿類纖維質(zhì)物料從側(cè)部的進料口進入機體后，被滾刀式切碎器切割為20～ 25mm 的碎段，碎段隨 著 轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生離心力，在離心力作用下均勻的進入圓筒型粉碎室的四周 。 通過鑿片的作用，將物料壓向齒板， 齒板產(chǎn)生的沖擊力使物料與鑿片的棱角工作處及齒板發(fā)生劇 烈的搓擦、剪切而逐漸細碎，直至 達到所需要的加工要求 。 粉碎粒度的大小可以根據(jù)下料處的粒度調(diào)節(jié)板進行調(diào)節(jié)。 由于鑿片的排列方式采用的是對稱排列，在粉碎過程中，轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)平衡，物料無側(cè)移現(xiàn)象，鑿片的磨損比較均勻 ，不需要另加任何平衡裝置。 特點 根據(jù)所設計的具體結(jié)構和 工作原理，該粉碎機具有以下特點： ① 通過轉(zhuǎn)子和傳動結(jié)構的優(yōu)化配置，它具有結(jié)構緊湊 、 體積小 、 工作平穩(wěn)的特點 。 ② 采用無篩的形式， 進 排料方便，提高了生產(chǎn)率，減少的篩片的使用，降低成本 。 ③ 結(jié)構簡單，操作維護方便，適合有于廣大農(nóng)村 使用 。 ④ 產(chǎn)品粒度調(diào)節(jié)方便，可通過對粒度調(diào)節(jié)板的調(diào)整來實現(xiàn) ，且能適合多種物料的加工，具有廣泛的適應性 。 ⑤ 電機與主軸采用帶連接，傳動裝置簡單，降低了成本 。 貴 州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 7 頁 第 3 章 具體結(jié)構的設計 進料部分 針對 物料 粉碎前后長度比大 的特性 和對現(xiàn)有資料進行分析 ， 粉碎機進料口的設計應具有防止秸桿等喂不進粉碎室和物料向喂入口飛濺等功能 。 在傳統(tǒng)的設計中，喂料口傾角為 90186。時，物料無反料和架空現(xiàn)象，但是該設計僅僅適合顆粒料的加工；喂料口傾角為 65186?！?75186。時，物料不反料，但是喂莖桿 飼料時有 一定程度的 架空現(xiàn)象 ；喂料口傾角為 30186。時，物料無架空現(xiàn)象，粉碎莖桿飼料時其度電產(chǎn)量還略有提高，但是反料相當嚴重；根據(jù)實際現(xiàn)有資料和實際需要， 設計 進料斗與垂直線為 15186。角，選用厚為 3mm 的 A3 鋼板制造， 進料口采用敞開口，斜面下滑的形式 ，采用螺釘與機體連接 。 在進料口一側(cè)裝有定刀，與切碎器配合工作。 排料部分 排 料裝置采用自重排料，出料口安裝在機體下側(cè)。 截面形狀為矩形，采用螺釘與機體連接，出料斗選用厚為 3mm 的 A3 鋼板制造。在出料斗處裝有一粒度調(diào)節(jié)板，可 根據(jù)需要 調(diào)節(jié)粉碎粒度大小。 切碎部分 切碎部分主要是切碎器 。 良好的切碎器應該是切割質(zhì)量高，即成品的切割面光滑整齊，耗用動力小