【正文】 ?????? ??? 得 e = 圓 整為 37 mm 壓力機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 第 8 頁 共 44 頁 (1) 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 影響曲柄壓力機(jī)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率的因素較多，因而很難精確計(jì)算。 3）材料選擇。有些中大型壓力機(jī)的曲軸則用合金鋼鍛制，如40Cr， 37SiMn2MoV、 18CrMnNoV，鍛比需要大于 3，對(duì)于小型壓力機(jī)的曲軸，國內(nèi)有些制造廠用球磨鑄鐵 QT60— 2 鑄造。 3)取小齒輪軸段直徑為 24mm，小齒輪的輪轂長度為 32mm。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。 (3) 切削加工性 切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。 圖 9 槽輪機(jī)構(gòu)工作原理示意圖 2. 槽輪機(jī)構(gòu)的鎖弧定位 為了使槽輪在停止時(shí)保持不動(dòng)，常用由圓弧構(gòu)成的鎖弧來定位。 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 頂出裝置設(shè)計(jì)為凸輪機(jī)構(gòu)， 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。 北京 ： 中國農(nóng)業(yè)出版社 ， 2020： 52。 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]。 [17] 邱宣懷 。 福建林業(yè)科技 ， 2020， 32 (02)： 1 51 [ 6 ] ABDERRAHIMB, et al. Pilot plant studies of biodiesel production using Brassica carinata as raw material [J ] . Catalysis Today, 2020, 106 (4):193 1961 [ 7 ] MIECHAEL D. Developing the bioenergy industry [J]. 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Industrial Crops and Products, 2020, 21 (1): 25 311 [ 9 ] 石磊 ， 趙由才 ， 柴曉利 。 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。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)。 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。 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。 第 19 頁 共 44 頁 2）初步選取滾動(dòng)軸承。 ? ? 31 11 ????F SaFa YY ? ? ? 32 22 67 ????F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值比較大。 7410??ii ???? 第 10 頁 共 44 頁 smsmndv d /?? ????? ?? 因?yàn)?20m/s，故而帶速合適。 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。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。 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)。 第 4 頁 共 44 頁 秸稈燃料的特點(diǎn)：一是環(huán)保節(jié)能。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。 其中油脂植物 138 科 1174 種 ， 揮發(fā)性油植物 83 科 449 種 。 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 。 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) 。 （ 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。 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。 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 。 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) 。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 我國約有 3 萬種維管束植物 。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。 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 。 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。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)。 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)。 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)。 4） 查得尺寸系數(shù) ?XY 。 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。 至此，曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算已完成。 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。 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。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。 目前國內(nèi)外能源植物研究的狀況 [J ]。 中國農(nóng)機(jī)化 ， 2020 (2)： 30 – 31。 機(jī)械原理 [M]。福建農(nóng)業(yè)科技 ， 2020 (6)： 16。 國內(nèi)外能源植物資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀 [J ]。隨著曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)， F 點(diǎn)將逐漸滑開凹弧，槽輪也將開始轉(zhuǎn)動(dòng)。 (6) 淬透性 淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。 模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。 考慮到大小齒輪的嚙合，并結(jié)合曲軸尺寸，軸的實(shí)際尺寸如下： 圖 7 軸的尺寸分布圖 5． 求軸上載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，化成作用在軸段的中點(diǎn)，因此作為簡支軸的支撐跨距為 175mm，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 1. 曲軸尺寸參數(shù)的確定 圖 4 曲軸示意圖 表 4 曲軸有關(guān)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式及計(jì)算結(jié)果 (單位： mm ； 公稱壓力 100KN) 曲柄各部分名稱 代號(hào) 經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)據(jù) 支承勁直徑 0d ? ? gpd ~ ? 取 510?d 支承頸長度 0L ? ? 00 ~ dL ? 取 940?L 曲柄頸直徑 Ad ? ? ~ dd A ? 取 64?Ad 曲柄頸長度 aL ? ? ~ dL a ? 取 76?aL 曲柄兩臂外側(cè)間長度 qL ? ? ~ dLq ? 取 140?qL 曲柄 臂 的寬度 a ? ? ~ da ? 取 79?a 圓角半徑 r ? ? ~ dr ? 取 ?r 2． 曲軸的強(qiáng)度校核 對(duì)載荷的簡化： 1）齒輪對(duì)曲軸的作用力比連桿對(duì)它的作用力小得多，可忽略不計(jì)； 2）連桿對(duì)曲軸的作用力近似看成等于公稱壓力 ， 并分 別作用在距離曲柄臂 2r 處。 2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 gPKN 1? 式中 1K — 系數(shù)，取其值為 根據(jù)上式，曲柄壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為： KWKWPKN g ???? 因?yàn)閮杉?jí)或兩級(jí)以上的傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為 1500 或 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)，單級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)。行程次數(shù)在 70 次 /min 以上的用單級(jí)傳動(dòng)， 70～ 30 次 /min 的用兩級(jí)傳動(dòng)， 30～10 次 /min 的用三級(jí)傳動(dòng)， 10 次 /min 以 下的用四級(jí)傳動(dòng) 。 2) 傳動(dòng)系統(tǒng) ， 包括齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。秸稈 燃料是在高溫?cái)D壓下，不完全碳化的過程中成型的， 成型產(chǎn)品比原秸稈的熱值提高500～ 1000 卡。這些裝飾板成本低、重量輕、美觀大方。秸稈作為肥料的一般利用方式是直接還田 ， 由于中國人均占有耕地少，復(fù)種指數(shù)高，倒茬間隔時(shí)間短，加之秸稈碳氮比高，不 易腐爛。 “八五”期間 ， 中國科學(xué)院開展了“燃料油植物的研究與應(yīng)用技術(shù)”項(xiàng)目研究 ， 湖南省林科院完成了光皮樹油制取甲脂燃料油的工藝及其燃燒特性研究 。 此外 ， 美國還大力發(fā)展其他能源植物 ， 如美國的美洲香槐 ， 從這種大戟科植物中能得到約1600L(合 10 桶 )燃料油 。 21世紀(jì) ， 我國將逐步進(jìn)入中等發(fā)達(dá)國家行列 ， 能源形勢不容樂觀。第 i 頁 玉米秸稈生物燃料機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 本文 主 要涉及玉米秸稈的轉(zhuǎn)化利用，通過分析國內(nèi)外目前對(duì)這一課題的研究狀況 ，比較玉米秸稈轉(zhuǎn)化為能源的各種途徑方法，及其 前景和目前投入生產(chǎn)的主要瓶頸，進(jìn)而 結(jié)合本專業(yè) 所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)械壓力機(jī)，以期完成玉米秸稈的能源化利用。隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 我國對(duì)能源的需求將會(huì)不斷增加 ， 2020年能源消費(fèi)總量達(dá) 1218億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 ， 比 1990年增長 30%。 美國是世界上最大的以谷物為原料生產(chǎn)生物燃料乙醇的國家 。 “七五”期間 ， 四川省計(jì)劃委員會(huì)開展了“野生植物油作柴油代用燃料的開發(fā)應(yīng)用示范”項(xiàng)目研究 ， 四川省林業(yè)科學(xué)研究院等單位對(duì)攀西地區(qū)野生小桐子 (麻瘋樹 ) 的適生立地環(huán)境、栽培技術(shù)、生物柴油提取與應(yīng)用等進(jìn)行了較為深入的研究 。 農(nóng)作物秸稈的利用方法很多 :一是發(fā)展秸稈肥料。 將粉碎后的秸稈按一定比例加入粘合劑、阻燃劑和其他配料 ， 進(jìn)行機(jī)械攪拌、擠壓成型、恒溫固化 ， 再在其表面化學(xué)處理，可用于制作裝飾板材和一次性成型家具。三是熱值高。 第 5 頁 共 44 頁 2. 曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 曲柄壓力機(jī)的工作原理及主要參數(shù) 曲柄壓力機(jī)的 構(gòu)成 1) 工作機(jī)構(gòu) ， 一般為曲柄滑 塊機(jī)構(gòu) ， 由曲柄、連桿、滑塊等零件組 成。行程次數(shù)越低，總速比大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)就應(yīng)多些否則每級(jí)的速比過大，結(jié)構(gòu)不緊湊；行程次數(shù)高，總速比小，傳動(dòng)級(jí)數(shù)可少些，現(xiàn)有壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)一般不超過四級(jí)。因此，在工程計(jì)算中可以采用更為簡便的近似計(jì)算方法。 4）選小齒輪齒數(shù) 131?z ，則大齒輪齒數(shù) 91713112 ????? izz 2． 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 3211 12 ???????????HHEdt ZZZuuTKd ?? ? 確定公式類各計(jì)算數(shù)字 1) 試選載荷系數(shù) 2?tK 。對(duì)于大型曲軸，有時(shí)在支承頸和曲柄頸中心處鉆深孔，以改善淬透性，提高機(jī)械性能，曲軸支承頸和曲柄頸（或曲拐頸）需加以精車或磨光，為了延長曲軸壽命，在各軸頸特別是圓 角處，最好用滾子碾壓強(qiáng)化。 （ 3）軸上零件的周向定位 大帶