【正文】 l—中心距； R—曲柄長度； S—輪槽端點(diǎn)到槽輪中心距離； r—曲柄銷半徑； h—輪槽深度； d—槽輪軸直徑； xd —曲柄軸直徑 ； 設(shè)計(jì)時(shí)，槽輪的實(shí)際外徑要比 2S 稍大些。 國內(nèi)外能源植物資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀 [J ]。 能源植物的開發(fā)和利用 [J ]。福建農(nóng)業(yè)科技 ， 2020 (6)： 16。北京：人民教育出版社 ， 。 機(jī)械原理 [M]。 北京：石油大學(xué)出版社， 。 中國農(nóng)機(jī)化 ， 2020 (2)： 30 – 31。 [ 11 ] 周瓊?cè)A 。 目前國內(nèi)外能源植物研究的狀況 [J ]。 如下圖所示，凸輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)件作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，以此來完成產(chǎn)品的頂出過程。當(dāng) z 確定后，機(jī)構(gòu)的尺寸按比例增大或減小，并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，但對(duì)機(jī)構(gòu)的受力、強(qiáng)度及磨損缺有較大的影響。其工作原理可用下圖來說明。 模具結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)率，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成多工位成型模 ，使原料輸送，壓縮成型，頂出包裝同時(shí)進(jìn)行。 (4) 氧化、脫碳敏感性 高溫加熱時(shí)抗氧化性 能好，脫碳速度慢，對(duì)加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。 第 22 頁 共 44 頁 (5) 耐冷熱疲勞性能 有些 模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓 應(yīng)力的作用，引起表面 龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸 精度，從而導(dǎo)致模具失效。 (2) 強(qiáng)韌性 模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。 至此，曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算已完成。 齒輪在軸端，應(yīng)考慮其軸向定位，軸段長度略小于齒輪輪轂的長度，取為 30mm。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1． 在 傳動(dòng)軸上 KWP ?? min350 rn ?? mNT ?? ? 2． 作用在齒輪上的力 小齒輪的分度圓直徑 mmd 481 ? 圓周力 NNdTF t 41048 311 ????? ? 徑向力 NNFF ntr 20t a o st a n ??????? 3． 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 ， 取 C=112。鍛制的曲軸加工后應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，有時(shí)還要在兩端切割試件進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。 4） 查得尺寸系數(shù) ?XY 。選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 260HB，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HB，二者材料硬度差為 20HBS。 表 1 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果 軸名 功率 P（ KW） 扭矩 T（ N?m） 轉(zhuǎn)速n/min 傳動(dòng)比 i 效率 ? 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 1400 傳動(dòng)軸 350 曲柄軸 50 壓力機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 V 帶輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：電動(dòng)機(jī)額定功率 KWP ?? ， 轉(zhuǎn)速 min/1400 rn ?? ， 傳動(dòng)比40?i ，每天工作 8 小時(shí)。此外，電動(dòng)機(jī)功率只能按其系列選用，機(jī)器實(shí)際采用的電動(dòng)機(jī)功率亦與計(jì)算值存在差異。 圖 1 曲柄壓力機(jī)總體傳動(dòng)方案 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置特征，一般分為正置、正偏置、負(fù)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的曲柄壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下 : 1. 公稱壓力 : KNKNPdp g 322 ??????? ??? ， 取 KNPg 100? 2． 滑塊行程 : 100 mm 3． 滑塊每分次數(shù) ： 50r/min 4． 最大裝模高度： 180 mm 5． 裝模高度調(diào)節(jié)量： 50mm 6． 滑塊底面尺寸： 前后 150mm，左右 170mm 7． 工作臺(tái)尺寸： 前后 240mm，左右 360mm 設(shè)計(jì)方案的確定 傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各速比的分配 第 6 頁 共 44 頁 壓力機(jī)的傳動(dòng)級(jí)數(shù)與電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘的行程次數(shù)有關(guān)。連桿上端連在曲軸上 ， 下端與滑塊連接 ， 把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)行之有效的方法是 ， 將秸稈就地加工 ， 固化成型為可以實(shí)現(xiàn)長途運(yùn)輸?shù)慕斩掝w粒 ， 以解決能源化利用的瓶頸問題。 從秸稈資源產(chǎn)量看，我國農(nóng)作物秸稈的年產(chǎn)量達(dá) 7 億噸，且分布范圍廣。大大延長了秸稈燃燒時(shí)間，是同重量秸稈的 10～ 15 倍。 還有就是 通過科技手段，將秸稈制成顆粒狀物質(zhì)，用做燃料或輔助燃料，密度和熱值大幅提高，可用于農(nóng)村能源，為城鄉(xiāng)提供生活和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燃料，是節(jié)省煤、電能源消耗、改善生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義 。 六 是發(fā)展秸稈建材。氨化后的秸稈質(zhì) 地松軟、氣味糊香 ， 改變了秸稈組織結(jié)構(gòu) ， 提高了消化率 ， 改善了適口性 ， 增加了采食量 ， 是牛、羊等反芻家畜良好粗飼 料。面對(duì)能源日漸枯竭和秸稈的不科學(xué)利用，我們應(yīng)該開發(fā)和利用可再生能源研究出科學(xué)利用秸稈的方法，解決能源不足 。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 我國約有 3 萬種維管束植物 。 自 20 世紀(jì) 70 年代初開始 ， 湖南省林科院開始從事油茶、油桐、核桃、光皮樹、油橄欖、霍霍巴等木本油料樹種的研究 。 澳大利亞有一種古巴樹 ， 也稱柴油樹 ， 從成年樹中每棵每年可獲得約 25L燃料油 ， 且這種油可直接用于柴油機(jī) 。 在巴西高原的熱帶雨林中發(fā)現(xiàn)近千種這類 第 2 頁 共 44 頁 植物 ， 可從其所產(chǎn)生的乳液中用簡單的工藝就能得到高品質(zhì)的液態(tài)燃料 。 國內(nèi)外能源植物的開發(fā)利用 國外能源植物的利用 狀況 國外能源植物的開發(fā)利用較早 。 全球石化能源消 耗量在1992年至 1999年間增加了 10%，據(jù)預(yù)測， 能源消費(fèi)在未來 20年 內(nèi)還將以平均 2%的速度增長。 自然界存在的能源一般分為：可再生能源、不可再生能源、新生能源。 曲柄壓力機(jī)是以曲柄傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械，適用于板料的沖孔、落料 、 彎曲、線拉伸及成型等工作。 （ 3） 存在于自然現(xiàn)象，被人們開發(fā)的可利用能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐等。世界能源的日趨枯竭和生態(tài)環(huán)境的日漸惡化 ， 對(duì)人類的生存和國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大的威脅 ， 生物能源的開發(fā)利用越來越成為世界關(guān)注的焦點(diǎn) 。 巴西是世界燃料乙醇發(fā)展的先驅(qū) ， 首先推出了國家乙醇計(jì)劃 ， 充分利用本國甘蔗資源優(yōu)勢 ， 形成了高水平的燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù) 。 加利福尼亞洲生長的黃鼠草 ， 21hm 可提煉 1t 石油 。 在亞洲 ， 日本是發(fā)展生物柴油最早的國家 ， 也是亞洲第一生物柴油生產(chǎn)大國 。 “九五”期間 ， 湖南省林科院完 成了“植物油能源利用技術(shù)”和“能源樹種綠玉樹及其利用技術(shù)的引進(jìn)”項(xiàng)目研究 ， 編寫了《能源植物 (燃料油植物 ) 種類資源量調(diào)查研究》報(bào)告 ， 完成了《中國能源植物 (燃料油植物 ) 特征登記匯總表》的匯編 ， 掌握了我國能源油科植物的種類分布特點(diǎn)及資源量 ， 確定了選擇利用原則 ， 劃分了燃料油植物類型 。 其中油脂植物 138 科 1174 種 ， 揮發(fā)性油植物 83 科 449 種 。所以秸稈還田常因翻壓量過大，土壤水分不適，施氮肥不夠，翻壓質(zhì)量不好等原因，出現(xiàn)妨礙耕作，影響出苗，燒苗，病蟲害增加等現(xiàn)象，有的甚至造成減產(chǎn)。利用農(nóng)作物秸稈直接制備沼氣 ， 或者利用秸稈飼喂畜禽 ， 然后利用畜禽糞污制備沼氣 ， 可以緩解一些農(nóng)村地區(qū)的能源緊張狀況。而且秸稈在生產(chǎn)過程中無需進(jìn)行堿介質(zhì)軟化和熱磨處理 ， 與傳統(tǒng)工藝木質(zhì)人造板相比 ， 節(jié)能效果好 ， 因此廣受用戶歡迎。 第 4 頁 共 44 頁 秸稈燃料的特點(diǎn)：一是環(huán)保節(jié)能。四是體積縮小便于燃燒、貯存和運(yùn)輸。 我國秸稈能源化利用瓶 頸及原因 目前秸稈的能源化利用 ， 無論是液化 ， 氣化還是固化成型 ， 基本上都是工廠化的生產(chǎn)。 3) 操作系統(tǒng) ， 如離合器、制動(dòng)器。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短 ， 也就是說 ， 有負(fù)荷的工作時(shí)間很短 ， 大部分時(shí)間為無負(fù)荷的空程時(shí)間。 各傳動(dòng)級(jí)數(shù)的速比分配要恰當(dāng)。 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)確定及運(yùn)動(dòng)分析 如下圖所示， O 點(diǎn)表示曲軸的旋轉(zhuǎn)中心， A 點(diǎn)表示連桿與曲柄的連接點(diǎn)， B點(diǎn)表示連桿與滑塊的連接點(diǎn)， OA 表示曲柄半徑 R， AB 表示連桿長度 L。 由此，查閱《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》，選擇的 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90S—4， 額定功率 ， 滿載轉(zhuǎn)速 ?mn 1400r/min。 7410??ii ???? 第 10 頁 共 44 頁 smsmndv d /?? ????? ?? 因?yàn)?20m/s，故而帶速合適。 第 12 頁 共 44 頁 mmNT ??? 41 107 3) 小齒輪做懸臂布置，選取齒寬系數(shù) ?d? 。 ? ? 31 11 ????F SaFa YY ? ? ? 32 22 67 ????F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值比較大。 第 17 頁 共 44 頁 對(duì)支承的簡化：兩支承也是在距離曲柄臂 2r 處，簡化成簡支梁。 第 19 頁 共 44 頁 2）初步選取滾動(dòng)軸承。從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C是軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 的 MH、 MV及 M 的值列于下表。 1. 模具滿足工作條件要求 (1) 耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時(shí) ，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。 (3) 疲勞斷裂 性能 模具工作過程中，在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。 2. 模具滿足工藝性能要求 模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。 (7) 淬火變形開裂傾向 常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。如下圖所示，端部裝有圓銷 第 23 頁 共 44 頁 的主動(dòng)曲柄作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓銷便進(jìn)入槽輪的徑向槽中 ，槽輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)。圖 (b)是圓銷開始離開槽輪時(shí)的位置，而這時(shí)圓弧的起點(diǎn) E 恰好轉(zhuǎn)到 槽輪凹弧的中間。 4. 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 圖 11 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 第 25 頁 共 44 頁 如上圖所示，模具上布置有 3 個(gè)料筒，分別完成送料、壓縮成型和產(chǎn)品頂出3 個(gè)步驟，料筒直徑 d=100mm。 四川林業(yè)科技 ， 2020， 26 (03)： 20 261 [ 2 ] 李軍 ， 吳平治 ， 李美茹等 。 福建林業(yè)科技 ， 2020， 32 (02)： 1 51 [ 6 ] ABDERRAHIMB, et al. 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