【正文】 () 考慮到喂入輥的打滑因素，實際切碎長度為 : L= kid )1( ?? ? () 式中 ： k—動刀片數(shù) i— 切碎器主軸 n1 與喂入輥轉(zhuǎn)速 n 傳動比 D— 喂入輥直徑 ? —打滑系數(shù)，一般取 — 切碎器主軸與喂入輥之傳動比 i=（詳見 6 傳動裝置設(shè)計） ，喂入輥直徑D=80mm，動刀片數(shù) k 為 3，打滑系數(shù) ? 取 ，則理論切碎長度 L=12mm。 對壓緊機構(gòu)采用單彈簧中置 式，上喂入輥兩側(cè)軸承座可以在垂直的滑道內(nèi)移動，彈簧的一端與上浮動裝置中的下拉橫架 2 連接 ， 一端與總固定板上 8 上的上拉橫梁3 連接，彈簧給整個浮動裝置一個初始的下拉力 。 上拉橫梁 3和下軸承座 7 用螺栓固定在總固定板 8上，總固定板 8用螺栓固定在機架上，這部分為固定，不可以浮動 4 2 03 4 010012037440601234567891 01 1 2 下拉橫架 10上喂入輥 11浮動 罩殼 . 圖 Figure summarizes the position of the feed roller 上下喂入輥同時反向旋轉(zhuǎn)運動，攫取物料，下喂入輥固定，上喂入輥可浮動，物料被喂入切碎器的同時，被上下喂入輥夾住壓緊，以便飛刀和定刀切割物料，有利于提高切碎效率，切割過程流暢，保證了切割的均勻性。上喂入輥 動力由一對萬向節(jié) 傳入，下喂入輥由一對圓華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 16 柱齒輪傳遞動力并改變轉(zhuǎn)動方向，從而獲得上下喂入輥轉(zhuǎn)速一致，但方向不同的運動。主軸的毛坯應(yīng)為鍛件，不應(yīng)有降低使用性能的缺陷。刀盤的作用就是使刀盤的速率波動不至于太大。刀盤 的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 100100123456 刀盤 結(jié)構(gòu)示意圖（ 主視圖 ） 盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 15 1021351 . 67 刀盤 結(jié)構(gòu)示意圖（ 俯視圖 ） 圖 示意 圖 Figure Schematic cutter 飛刀與刀盤通過刀盤配合面面接觸定位，通過三個沉頭螺釘固定在刀盤上；三個支架上均有拋送葉片，高速旋轉(zhuǎn)下，將秸稈碎屑拋送出；刀盤通 過標準 平 鍵與主軸配合，傳遞扭矩，配合面均有粗糙度要求。若磨損到一定厚度 時，必須磨刀，使之變薄，構(gòu)成銳利刃口 。底刀材料采用碳素工具鋼中的 T5 號鋼 采用方形刃口的定刀，其能耗小，使用時不易磨損，在該區(qū)域刃部淬火硬度為 47～ 56HRC，而非淬火區(qū)為 28HRC（鄧春巖等， 2020） 。—90176。的飛刀楔角。（俞嘉芝等， 2020）時，對切割過程最為有利，既保證了切割過程的流暢，又保證了刀具刃口的強度和耐用性。 查閱相關(guān)文獻得知，盤式粉碎機的飛刀的楔角取 30176。本文設(shè)計的動刀片如圖 1 0 0 1 0 0R9004 0 01 2 3 圖 動刀片結(jié)構(gòu)簡圖 Figure Moving blade structure diagramin 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 14 圓弧刃的刃線為半 徑 900mm 的圓弧，圓弧刃弦長為 400mm，刀身上有三個沉頭孔，用來將刀和刀盤固定?！?5176。通過將動刀架與甩拋輪 葉片 設(shè)計為一體，既可增加刀架的轉(zhuǎn)動慣量，又可改善切碎物料的甩拋 性能。相對比而言，圓弧刃口動刀片在綜合性能上較直刃刀動刀片優(yōu)越，因此本文設(shè)計中選擇圓弧刃動刀。 綜合評判，切割過程中，滑切角相對于推擠角，對切割過程的影響更大，滑切角越大，切割過程越省力，越流暢；對刀具的 沖擊損傷越小，刀具壽命更長久；整個機器的穩(wěn)定性也更好，震動更小，噪音越小；切割時，也相對更節(jié)約能源。它的參數(shù)設(shè)計是否合理，對破碎質(zhì)量，功率消耗，以及機器運轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。 刀片在設(shè)計和選用時應(yīng)滿足下列三個方面的要求，即① 鉗住物料，保證切割；② 切割功率要??；③ 切割阻力矩均勻。但是推擠角同樣也越來越大，不利于物料的鉗住。 圓弧刃的參數(shù)分析 圓弧刃的參數(shù)分析過程與直刃刀的一致， 可以用微分的思想，將圓弧刃看做多段短小直線刃，其分析過程和切割原理與直線刃相同， 將刃線換成一段半徑合理的圓弧即可 。故刀片推擠角隨著切割點外移、回轉(zhuǎn)角的減小而減小。因此，為保證切割穩(wěn)定，不產(chǎn)生滑動切割，滿足如下切割條件 : x 1?? 2?? () 根據(jù)文獻資料，取 1? = ?12 ， ?2? ?38 ，則 x? ?50 。因此，刀片切割阻力矩隨著切割半徑的增大，滑切角的減小，切割阻力的增大而增大。 心距 4.? 滑切角 6. x推擠角 圖 切碎器的結(jié)構(gòu)圖 Figure Structure diagram chopper 為了保證刀片有滑切，其刃線 AB 至回轉(zhuǎn)中心 O 應(yīng)具有偏心距 e。 盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 11 圖 Figure slip cutting knife 割刀參數(shù)分析 直刃刀的參數(shù)分析 1） 滑切角 ， 農(nóng)業(yè)機械工作部件的滑切角應(yīng)定義為：刃口曲線上任意一點的法線與該點運動速度方向之間的夾角 ?？城兴俣?Vn，方向垂直刃線。由于滑切使刀片斜置切入，實際刃角相應(yīng)變小，刃線變銳，切割阻力減少，因此滑切比砍切省力，且在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。 切碎原理分析 按刀片刃線運動方式，切割可分為砍切和滑切兩種。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 10 直刀刃切碎螺旋刀切碎錘片切碎主動軸轉(zhuǎn)速（ ）能耗（） 圖 切碎機主動軸轉(zhuǎn)速與能耗的關(guān)系 Figure shredder drive shaft speed and energy relations 根據(jù)以上分析，我們選擇 盤 刀 式 切碎作為 秸稈 切碎的設(shè)計方案 。 根 據(jù)對 盤 刀 式 切碎、螺旋刀切碎和錘片切碎 3 種不同切碎方式的比較 研究 ，如圖 ，在相同轉(zhuǎn)速下， 輪刀式切碎中的 直刃刀切碎的單位質(zhì)量棉桿能耗最低 。滾刀式切碎滑切作用強，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。 盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 9 主要技術(shù)參數(shù) 據(jù)工作原理和實際需求，確定主要技術(shù)參數(shù)如下： 刀盤半徑： 500 mm 刀盤轉(zhuǎn)速： 800r/min 最大切削直徑： 60mm 飛刀數(shù)： 3 飛刀長度： 400mm 進料方式：壓輥式喂料鏈板自動水平進料 出料方式：氣 流出料上出料 粉碎機效率： 1500kg/h 喂入輥直徑： 80mm 喂入輥有效長度： 300mm 喂入輥張開間距最大值： 100mm， 張開間距自動調(diào)節(jié) 電 動 機功率： 3 切碎裝置設(shè)計 切碎方式選擇 秸稈切碎方式主要有 盤 刀式切碎、滾刀式 (螺旋刀 )切碎和錘片式切碎等。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 6 1 1 6 01001004 2 04 0 3 4 0123456 圖 盤式秸稈粉碎機結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖） Figure Straw shredder disc structure diagram(front view) 盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 7 10392 5 07 1 2789 圖 盤式秸稈粉碎機結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖） Figure Schematicstraw grinderdisc(top view) 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 8 3881 0 裝置 罩殼 圖 盤式秸稈粉碎機結(jié)構(gòu)示意圖（左視圖） Figure Schematicstraw grinderdisc(left view) 由盤式秸稈粉碎機結(jié)構(gòu)示意圖 、 和 可以看出，該機由幾部分組成，分別是切碎裝置、喂料裝置、傳動裝置、輸送裝置、機架和罩殼等。送料裝置中，下喂入輥的動力傳遞給鏈輪，鏈輪帶動整個鏈板運動，實現(xiàn)送料的功能。傳動裝置中，切碎裝置中的刀盤主軸的一端安裝了小齒輪，將動力繼續(xù)輸出傳遞給傳動裝置，該裝置中，動力經(jīng)減速和傳動變向，變成所需的動力，輸出給喂料裝置。 工作原理 本機通過帶輪傳動將電機的動力分別傳給切碎裝置、傳動裝置、喂料裝置和輸送裝置。整機結(jié)構(gòu)簡單，尺寸合理。 設(shè)計路線 查閱資料 外文翻譯、開題報告、文獻綜述 設(shè)計方案，確定工作原理和大體框架 繪制草圖 總體設(shè)計 各部分裝置的設(shè)計，繪制零件圖 各部分校正、修改 繪制總裝圖，撰寫論文 盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 5 2 總體方案設(shè)計 設(shè)計原則 整個設(shè)計的關(guān)鍵之處就在于總體設(shè)計，其原則： （ 1）系統(tǒng)性 ， 即所設(shè)計的是一個系統(tǒng) ， 應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的特性 ； （ 2） 布局的合理性 ， 其對后續(xù)設(shè)計存有重大的影響 ， 應(yīng)要求達到便于充分發(fā)揮功能 ， 整體結(jié)構(gòu)緊湊 ， 層次分明。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 4 主要設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計路線 設(shè)計內(nèi)容 本文設(shè)計的盤式粉碎機，主要用于各種農(nóng)作物秸稈的粉碎，比如水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈和棉花秸稈等，要求切碎性能好，經(jīng)久耐用；切碎效率高，耗能較低；粉碎長度可調(diào)，粉碎均勻性好；自動進料等。日本采用的是在半入式聯(lián)合收割機后面安裝切草裝置，一次能完成 收獲和秸稈粉碎。國外的莖稈還田機具結(jié)構(gòu)大多為立式結(jié)構(gòu)，具有機具結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)效率高等特點。大于臨界速度，能耗基本不變，實際切割長度接近于理論長度。粉碎機具種類與粉碎方式也多種多樣，但是現(xiàn)有的粉碎設(shè)備在產(chǎn)量、能耗以及機具的壽命和操作安全性等方面還有許多不完善的地方，不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎作業(yè)的要求。因此，國內(nèi)迫切需要進一步提高和完善秸稈粉碎機的性能。然而，國內(nèi)秸稈粉碎機在產(chǎn)量、能耗以及機具的壽命和操作安全性等方面還有許多不完善的地方，不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎作業(yè)的要求，仍然擺脫不了一些技術(shù)問題的困擾。 國內(nèi)外研究概況 粉碎機的研制在國內(nèi)己有幾十年的歷史，其主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎等方面。 對于中小型粉碎機而言，由于其削制的原料大多數(shù)是各種農(nóng)作物秸稈和枝椏等，材徑較小，采用平面盤式機削片時，削片長度的均勻性較優(yōu)良，而其制造成本低廉，易于推廣。據(jù)統(tǒng)計，我國目前秸稈年產(chǎn)量約為 億 t，利用率僅為 33%（黃忠乾， 1999） ，約盤式秸稈 粉碎機的設(shè)計 3 為 2 億 t，大部分秸稈被棄置不用或直接焚燒，造成資源的浪費，還污染了環(huán)境。由于秸稈還田數(shù)量有限，作飼料其營養(yǎng)價值不高，因此要真正解決秸稈的合理利用問題，關(guān)鍵在于研究秸稈的能源化和工業(yè)化利用技術(shù)。遼寧省農(nóng)科院研制成功秸稈皮鑲分離及其綜合利用技術(shù) 。其它目前正在興起的研究與應(yīng)用有 :南京林業(yè)大學(xué)將秸稈壓縮成型制作秸稈板材，建筑墻體材料，包裝材料等 。為提高飼料的適口性和營養(yǎng)價值，近年來普遍采用氨化、微生物發(fā)酵貯存、熱噴、揉搓等技術(shù)處理，目前全國的年加工處理量約 1000 萬 t，已開發(fā)出的加工設(shè)備有氨化爐、調(diào)質(zhì)機、青貯收獲機、揉搓機、壓餅機、熱噴設(shè)備等。 三是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉 碎飼喂及氨化、青貯、微貯等處理后飼喂 秸稈用作飼料，在中國主要是以秸稈養(yǎng)畜、過腹還田的方式進行的。干發(fā)酵工藝則有助于節(jié)約建池費用，提高池容利用率，目前該技術(shù)在北方應(yīng)用較多。僅山東就有 170 余處 (韓魯佳等，2020)。部分氣化爐和配套裝置己經(jīng)批量生產(chǎn)，進入實用推廣階段。秸稈熱解氣化技術(shù)把細軟、松散的低品位秸稈轉(zhuǎn)換成清潔的高品位氣體，熱效率可達40%。 據(jù)全國農(nóng)村可再生資源統(tǒng)計資料顯示 (2020)， ―九五 ‖期間，秸稈能源用量仍占農(nóng)村生活用能的 30%50%。在 ―八五 ‖期間，秸稈直接還田技術(shù)規(guī)程研究取得了重要突破，已經(jīng)制定出了包括華北、西南、長江中游區(qū)、江蘇水早輪作 區(qū)和浙江三熟制種植區(qū)的麥秸、玉米秸、稻草直接翻壓還田的技術(shù)規(guī)程，包括還田方式、秸