【正文】 ，刀片結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，但能耗高 (藺公振等， 19%。 動刀數(shù) :2。秸稈的物理特性受物種、品種、產(chǎn)區(qū)、成熟度等多種因素的影響。傳統(tǒng)的秸稈利用方式是直接燃燒，因其密度小，灰分多，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 己不再適應(yīng)農(nóng)民生活水平的需要，國內(nèi)現(xiàn)行的秸稈優(yōu)質(zhì)能源利用技術(shù)，除了本文所要研究的秸稈壓縮成型技術(shù)以外，還有秸稈氣化集中供氣技術(shù)、秸稈制取沼氣技術(shù)、秸稈燃料熱風(fēng)烘干技術(shù)等。推動我國目前綜合開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈資源的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用。歷史上，中國有利用秸稈的優(yōu)良傳統(tǒng)，農(nóng)民用秸稈建房蔽日遮雨，用秸稈燒火做飯取暖，用秸稈養(yǎng)畜積肥還田，合理利用秸稈是中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華之一。② 牲畜飼料 。部分氣化爐和配套裝置己經(jīng)批量生產(chǎn)，進(jìn)入實(shí)用推廣階段。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 秸稈的切碎特性 國外對秸稈切碎的研究集中于麥秸、稻秸等軟莖桿，主要分析切碎能耗、切碎度和切斷效率的各種影響因素，如 o’Dogherty(1986)等人分析了切割速度、割刀參數(shù)、受切根數(shù)等因素對切割過程的影響，指出秸稈切割過程中有一臨界速度，在 1530m/s范圍內(nèi)，低于臨界速度，能耗和無效切割快速增加 。 配備動力 : 圖 直刃刀硬莖稈切碎機(jī) 試驗(yàn)材料選用浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場提供的本年度棉花采收后的成熟棉稈，去除根部和霉?fàn)€變質(zhì)莖稈，原料平均含水率為 %(濕基 )。min 1? 錘片切碎 860 1220 1580 螺旋刀切碎 920 1250 1500 直刃刀切碎 900 1230 1450 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 根據(jù)對直刃刀切碎、螺旋刀切碎和錘片切碎 3 種不同切碎方式的比較試驗(yàn) (盛奎川等， 1999)，如圖 所示，在相同轉(zhuǎn)速下，直刃刀切碎的單位質(zhì)量棉桿能耗最低，由表 可知，采用直刃刀切碎細(xì)小顆粒產(chǎn)量較高，在 900~1450r/min 范圍內(nèi)，提高轉(zhuǎn)速對細(xì)小顆粒產(chǎn)量增加不明顯。 從以上分析可以得出，直刃刀刀片的推擠角變化比較 合理，而滑切角和阻力矩變化不夠理想。 切碎長度為 ，理論生產(chǎn)率約為 Q=500kg/h。 偏心圓弧刃 直線刃 等滑切角刃 圖 切碎器幾何參數(shù) 對于偏心圓弧曲線刀刃 ,切割過程中的幾何參數(shù)與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系為 : τ=arcsin[ (R2 + r2 e 2 )/ 2Rr] () x =τ+arcsin( H/r) () θ=arcsin [( Ra R～ 176。 τ= 35176。 τ= 176。 對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析 ,結(jié)果表明 :不同刀刃曲線對切割時的平均切割扭矩具有顯著的影響 (顯著水平 α=0101)。結(jié)果表明 :切割時的滑切角和切割轉(zhuǎn)角是影響切割能耗的主要因素。切碎機(jī)工作時 ,動刀片和拋送葉片在刀架的帶動下繞軸 O旋轉(zhuǎn) (如圖),動刀片 M N 由飼料喂入口的 J 點(diǎn)開始切割物料 , 到 L 點(diǎn)完成一次切割。 (4) 由以上圖表及式 (1)～ (5) 即可求出 q、 f 、 N z、 P、 F、 1T 、 2T 。??? 。 本章小結(jié) 對 PCC204。 由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得使用系數(shù) AK ＝ 1。 ⑸ 計(jì)算大小圓錐齒輪的 ? ?FSF YY? ??. 并加以比較 ? ? SF YY? ?? ＝ ?? ? ? SF YY? ?? ＝ ?? 大齒輪的數(shù)值比較大 2)設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ?3 2212 ..1)( 4 F SFRR YYizKTm ??? ????? m＝3 2225 )( ??????? ＝ mm 將 m圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2 z1=d1/m=24 d1=mz1=48mm 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 d2=mz2=88 mm d)其它基本參數(shù)的計(jì)算 （ 1）節(jié)錐頂距 mmimzR 21 ??? （ 2）節(jié)圓錐角 ???? rc t a n1a rc t a n1 i? ???? ? 12 ?? （ 3）大端齒頂圓直徑 小圓錐齒輪 mmmdd a os2248c os2 111 ???????? ?? 大圓錐齒輪 mmmdd a os2288c os2 222 ???????? ?? （ 4）齒寬 mmRb R 0 1 . ???? ? mmbb 1521 ?? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：齒形角 ??20? ，齒頂高系數(shù) 1*?h ，頂隙系數(shù) *?c ， 1?em ，, 21 ??? xx ， mmhmmmxhh aaa ,)( 21*1 ???? ，mmhmmh ff , 21 ?? ，全齒高 3?h ， mmhdA aK in2 121 ??? ? 鏈輪傳動 1 傳動鏈的參數(shù)確定 1).選擇鏈輪齒數(shù) 21,zz 假定鏈速 smv /1? ，由表 選取小鏈輪齒數(shù) 151?z ；從動鏈輪齒數(shù) 1512 ??izz . 2).計(jì)算 功率 caP 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得工作情況系數(shù) KWK A ???? 3).確定鏈條鏈節(jié)數(shù) pL 初定中心距 pa 180 ? ，則鏈節(jié)數(shù)為 節(jié)])2 2121(402 2121402[)2(22 22120210 ?? ??????????? ppp pzza pzzpaL p =53 節(jié) 4).確定鏈條的節(jié)距 p 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線定點(diǎn)右側(cè)時，可能出現(xiàn)滾子、套筒疲勞破壞。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 根據(jù)由 參考文獻(xiàn) [25]式（ ）及上表中的數(shù)值，并取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P aW TMca )()152137( 3 22)( 2322 ?? ???? ? ?? 此前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得MPa60][ 1 ??? 。由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得平鍵截面bh=5mm5mm， 鍵槽用鍵槽銑刀加工，由喂入輥的輪轂寬度鍵在軸 4 段的長度選為63mm。安裝尺寸 da (min): 、 Da (max): 56。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距?L 。 齒向載荷分配系數(shù) ?HK = ?FK = beHK? 。 V 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） V 帶輪的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì) V 帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi) 應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表 面粗糙度一般應(yīng)為 ）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度， 以使載荷分布較為均勻等。Nz , 此時直刃動刀比圓弧刃動刀利于滑切 。轉(zhuǎn)角內(nèi) , 推擠角很大 , 飼料有被推擠到喂入口右側(cè)的趨勢。 以 O 為圓心 ,OG 為半徑繪圓 , 量得轉(zhuǎn)角 R為 63176。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 第 5 章 動刀片受力分析 工作原理 PCC204。 3) 傳統(tǒng)切碎器扭矩計(jì)算公式是在靜態(tài)切割條件下以受力分析為基礎(chǔ)推 導(dǎo)而來的。~176。 3D R=409 。 θ= 176。為提高精度和消除干擾因素影響 ,每號試驗(yàn)重復(fù) 10 次 ,結(jié)果見表 結(jié)果與分析 因試驗(yàn)所用 10 種動刀的工作條件一 致 ,故除切割以外其他部分能量消耗相同 ,所以切碎器主軸上的切割扭矩就代表了切割能耗的大小。 本章小結(jié) 本章首先對各種 切碎方式進(jìn)行比較分析，選擇合適的切碎方式 。 L—理論切碎長度， m。 圖 中，動刀刃線 AB 與定刀刃線 CM間 的夾角為推擠角 過大，秸稈受刀片作用，會先沿刃線一側(cè)滑移，逐漸集中在最后階段切割，結(jié)果造成刀片負(fù)荷不均，刃線末端磨損嚴(yán)重，碎段變長，切碎質(zhì)量變壞。滾刀式切碎滑切作用強(qiáng)，切割阻力小，但切碎體不能自動拋出，刀片剛度差，不適合硬莖稈切碎。 總速比 :。 秸稈的特性： 秸稈的物理特性 秸稈本身的物理特性是影響秸稈切碎和壓縮成型的主要因素之一。 (3)替代能源 據(jù)全國農(nóng)村可再生資源統(tǒng)計(jì)資料顯示 (2021)， “九五 ”期間，秸稈能源用量仍占農(nóng)村生活用能的 30%50%。 本研究以棉稈等硬莖稈為研究對象，通過對秸稈原料特性的分析，確定切碎原理和方法，設(shè)計(jì)出動力消耗低、粒度大小滿足壓縮成型要求的秸稈切碎機(jī)。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段，秸稈資源主要是不經(jīng)任何處理直接用于肥料、燃料和飼料。③ 替代能源 。目前全國己有 350 余處秸稈氣化集中供氣示范點(diǎn)，主要集中在山東、河南、江蘇、河北、山西、北京、陜西等。大于臨界速度 ，能耗基本不變，實(shí)際切割長度接近于理論長度。每次試驗(yàn)物料 15kg，共進(jìn)行 5次測試，取平均值，對切碎物料進(jìn)行粒度篩分分析，測試結(jié)果見表 。 直刀刃切碎螺旋刀切碎錘片切碎主動軸轉(zhuǎn)速（ ）能耗（） 圖 切碎機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速與能耗的關(guān)系 根據(jù)以上分析，我們選擇直刃刀切碎作為棉稈等硬莖稈切碎的設(shè)計(jì)方案，動刀片數(shù)為 3，均布于動刀架上，其動刀架結(jié)構(gòu)見圖 。因此，為了改善其切碎性能，本設(shè)計(jì)采用提高切碎器轉(zhuǎn)速和增大其本身轉(zhuǎn)動慣量 (即刀架質(zhì)量 )的方法，來補(bǔ)償由于阻力矩變化所引起的運(yùn)轉(zhuǎn)不均的缺點(diǎn)。 喂入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 喂入機(jī)構(gòu)由喂入槽、喂入輥和壓緊裝置等部件組成。sin x)/e] () 式中 : R —圓弧刀刃的半徑 r—切割點(diǎn)處的回轉(zhuǎn)半徑 e —圓弧刀刃的偏心距 H—切割中心線高度 Ra —切割點(diǎn)與回轉(zhuǎn)中心水平距離 對于直線刀刃 ,切割過程中的幾何參數(shù)與其結(jié)構(gòu)參數(shù) 的關(guān)系為 : τ=arcsin(e/r) () x =τ+arcsin( H/r) () θ= (π/2) x () 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 式中 ： e —直線刀刃偏心距 。 τ= 25176。 τ=176。~176。為了確定哪些曲線刀刃在切割過程中的平均扭矩具有顯著差異 ,對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多重比較 ,結(jié)果是 :D1 號試驗(yàn)的平均扭矩極顯著地高于其他 9號試驗(yàn) ,這是由于 D1號試驗(yàn)所用圓弧曲線刃的結(jié)構(gòu)參數(shù)導(dǎo)致切割過程中滑切角和擠推角的數(shù)值較小而引起。當(dāng)滑切角在 35176。 3個動刀片依次工作實(shí)現(xiàn)青飼切碎機(jī)的連續(xù)切割工作。數(shù)據(jù)整理后見表 。 直刃口動刀較圓弧刃口動刀對飼料的推擠趨勢要大 。 15. 0S 型青飼切碎機(jī)的兩種動刀片進(jìn)行受力分析 , 深入探討 了動刀片在切碎物料過程中各種參數(shù)的變化規(guī)律 , 從而得出圓弧刃口動刀片在綜合切碎性能上較直刃口動刀片優(yōu)越。 假設(shè) KAFt/b100N／ mm。由 參考文獻(xiàn) [25] 表 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。因此 ][ 1????ca ，故安全。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 由 參考文獻(xiàn) [25]表 ，取軸端倒角為 ?452? ，取軸肩處的圓角半徑 R2。參照工作要求并根據(jù) mmd 451 ? ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的深溝球軸承 61909，其基本尺寸為 BDd ?? =456812。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，由 參考文獻(xiàn)[25]表 查得對于 6010 型深溝球軸承。 齒間載荷分配系數(shù) ?HK = ?FK =1。 計(jì)算總傳動比及分配各級傳動比 總傳動比 21 iii ?? : 855501 ＝＝喂nni ? 展開式二級錐齒輪傳動，高速軸 ? ? 21 ~ ii ? ，則： ~~ ?? ii 取 ?i ，則 ??? iii。時 , 直刃刀正壓力 N z 小于圓弧刃刀正壓力 39。～ 20176。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 裝參數(shù)圖 (2) 過回轉(zhuǎn)中心 O 作垂直于 M N 線的直線 OG,垂足為 G。因此 ,在理論分析和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上 ,研究不同類型曲線刀刃形狀對 切碎器能耗的影響 ,對于改進(jìn)切碎器的工作性能和減小工作過程中的能量消耗具有重要意義。對于不同類型的刀刃曲線 ,只要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)能夠保證滑切角和