【正文】 ...............................18 主軸的校核........................................................................................................18 鍵的校核............................................................................................................22 軸承壽命計(jì)算....................................................................................................225 錘片式秸稈粉碎機(jī)的優(yōu)缺陷分析及應(yīng)用前景............................................................23 錘片式秸稈粉碎機(jī)的優(yōu)缺陷分析....................................................................23 秸稈粉碎機(jī)的應(yīng)用前景....................................................................................246 總結(jié)與收獲.....................................................................................................................25參考文獻(xiàn)............................................................................................................................27致謝....................................................................................................................................29華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)論文01 緒論 課題背景 中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)村地區(qū)每年的秸稈量就有 億噸，在 2022 年，已達(dá) 億噸，其所蘊(yùn)藏的能量相當(dāng)于 300 萬(wàn)噸的標(biāo)準(zhǔn)煤（王雅鵬等，2022）。因此，秸稈中蘊(yùn)含的生物質(zhì)能源仍然值得我們?nèi)パ芯亢吞剿鳎@就對(duì)秸稈的加工利用提出了新的要求。所以，想要充分利用秸稈中的能量，首先就要對(duì)秸稈進(jìn)行加工粉碎，使其各方向尺寸減小，易于被生物質(zhì)分解和利用。目前，我國(guó)制造的秸稈粉碎機(jī)也是多種多樣的，生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)比較成熟，但針對(duì)現(xiàn)有的工廠設(shè)施和設(shè)備，從能源消耗、產(chǎn)量、材料的適應(yīng)性、粉碎粒度、工作的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性和模式本身的運(yùn)行安全及壽命和工作性能等多方面考慮，仍有許多不完善的地方，例如噪音大、振動(dòng)大、粉碎效果不理想等，不能很好的滿足各種生物質(zhì)的粉碎要求(朱文德,2022)。本研究主要探討一種錘片式秸稈粉碎機(jī)的工作原理及設(shè)計(jì)過(guò)程。粉碎技術(shù)根據(jù)破碎方式和手段不同分為鍘切，錘切，揉切式和組合式破碎技術(shù)。錘片式破碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片來(lái)?yè)舸蛭锪鲜蛊淦扑榈臋C(jī)械。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)的粉碎機(jī)秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)1型都是采用錘片式粉碎機(jī)。在中國(guó)，經(jīng)過(guò)多年的潛心研究，水平和錘片式粉碎機(jī)性能指標(biāo)基本上能達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。但錘式粉碎機(jī)還存在能耗大，效率低的問(wèn)題。秸稈揉搓機(jī)也是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片和齒板、定刀間的劇烈摩擦來(lái)對(duì)秸稈進(jìn)行揉搓，其只能對(duì)物料進(jìn)行破碎或者細(xì)碎，無(wú)法達(dá)到較高要求的粉碎性能，且生產(chǎn)效率低、能耗大，不適用于含有水分和韌性大的物料。揉碎機(jī)加工的秸稈物料為柔軟蓬松的細(xì)絲狀，且同時(shí)適用于干性物料和含水分的韌性物料，可在一定程度上滿足較高要求的粉碎，但秸稈揉碎機(jī)由于在我國(guó)出現(xiàn)較晚，目前相對(duì)來(lái)說(shuō)技術(shù)還不是非常成熟，況且成本較之錘片式粉碎機(jī)高，所以，還有待于進(jìn)一步研究改進(jìn)，不適合推廣應(yīng)用。 錘片式粉碎機(jī)的現(xiàn)狀分析國(guó)內(nèi)外對(duì)秸稈粉碎機(jī)的研究已經(jīng)有幾十年歷的史，并制造了各種不同類(lèi)型的粉碎機(jī)，但破粉碎原理都比較相似。20 世紀(jì) 80—90 年代，為了滿足不同的生產(chǎn)需求，中國(guó)制造了各種不同類(lèi)型的粉碎機(jī)，粉碎和研磨技術(shù)根據(jù)不同的粉碎方式和手段，可分為鍘切型，錘片式，揉切式和組合式粉碎技術(shù)。因此，需要重視理論研究和秸稈粉碎機(jī)實(shí)踐創(chuàng)新的結(jié)合，優(yōu)化現(xiàn)有的粉碎設(shè)備，進(jìn)一步完善和改進(jìn)現(xiàn)有的機(jī)型，實(shí)現(xiàn)主要工作部件模型的標(biāo)準(zhǔn)化，提高秸稈粉碎機(jī)的質(zhì)量，降低能源消耗，提高機(jī)組的安全性，發(fā)展一體化聯(lián)合加工設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和加工成本，使經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。大力開(kāi)拓秸稈粉碎機(jī)的市場(chǎng)，研發(fā)并增加秸稈粉碎機(jī)的類(lèi)型和型號(hào)，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)一步促進(jìn)秸稈粉碎機(jī)普遍化(呂小榮等，2022)。農(nóng)藝、生物工程和農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合使得農(nóng)業(yè)機(jī)械化和機(jī)械化秸稈還田能夠改變秸稈的物理性能，從而促進(jìn)水稻秸稈的分解。采用相應(yīng)的農(nóng)藝措施進(jìn)行秸稈還田的同時(shí)，開(kāi)發(fā)配套的農(nóng)業(yè)機(jī)械（如水稻插秧機(jī)、拋秧機(jī)）和生物制劑（如快速腐解劑）來(lái)簡(jiǎn)化（如覆蓋栽培等）農(nóng)藝措施的過(guò)程，加快秸稈的腐解（于海燕和劉向陽(yáng)，2022）。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是全球秸稈資源最豐富的一個(gè)國(guó)家。與一些先進(jìn)國(guó)家相比，中國(guó)在設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)的使用上還存在一定的差距.針對(duì)我國(guó)秸稈的特點(diǎn)，推廣開(kāi)發(fā)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的秸稈加工設(shè)備便很有意義。2 錘片式秸稈粉碎機(jī)的工作原理 粉碎機(jī)的工作原理分析 粉碎碰撞機(jī)理分析 固體物料沖擊破碎過(guò)程實(shí)際上是在機(jī)械力作用下，固體材料塊或顆粒發(fā)生變形和破碎。因此，顆粒破碎的能量大小或力的大小，實(shí)際上是錘片和粒子之間、器壁與顆?；蝾w粒和錘片間相對(duì)速度的問(wèn)題。假定物料顆粒相對(duì)錘片的速度為 v ,物料的重量為 G,那么物料的動(dòng)能 E 則為（汪莉萍，2022）: (1)221vgGm?破碎物料顆粒的動(dòng)能并不是所有的動(dòng)能，只有一部分，這部分動(dòng)能為 ,則:E? (2))1(22XgvE??式中,X 為沖擊粉碎后顆粒速度的恢復(fù)系數(shù)(X 1)。 K 為物料的彈性模量。 G 為顆粒的重量（Zhu Xinhua et al,2022）。錘片與物料之間的碰撞速度也就是物料相對(duì)于錘片的速度，顯然，這個(gè)相對(duì)速度越大，可提供的沖量越大，作用在物料上的力也就越大（朱新華，2022）。由于秸稈本身纖維含量多，韌性大，質(zhì)量也輕，所以一般較難做到讓秸稈與錘片相向碰撞，而主要是依靠錘片與齒板間的撕扯力來(lái)粉碎秸稈（徐春塘，1992）。其主要工作部件為粉碎室，粉碎室的核心部件為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由主軸和錘架板、錘片、銷(xiāo)軸組成。當(dāng)物料由進(jìn)料口喂入，在粉碎室負(fù)壓下進(jìn)入粉碎室時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)使得物料只能在粉碎室器壁上的齒板、篩片和錘片之間運(yùn)動(dòng)。達(dá)到粉碎要求的秸稈會(huì)經(jīng)粉碎室底部的魚(yú)鱗篩片孔從出料口排出，尺寸粒徑較大或未達(dá)要求的秸稈會(huì)繼續(xù)留在粉碎室內(nèi)受錘片與齒板的揉搓被粉碎，直到達(dá)到粉碎要求可以從篩孔排出。 了解并分析學(xué)習(xí)現(xiàn)有粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)秸稈粉碎機(jī)的各級(jí)裝置及整體結(jié)構(gòu)，主要包括進(jìn)料口、粉碎機(jī)構(gòu)、機(jī)身動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使桿狀的秸稈成較短的細(xì)絲狀并能夠被牲畜食用或易于用來(lái)進(jìn)行生物質(zhì)能的提取。 ：設(shè)計(jì)合適的錘片粉碎機(jī)構(gòu)； ：設(shè)計(jì)合理的機(jī)身機(jī)架，保證粉碎機(jī)工作時(shí)的穩(wěn)定性和安全可靠性。 。秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)5 。電機(jī)作為動(dòng)力輸入，帶動(dòng)主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將扭矩傳遞至從動(dòng)帶輪，再由從動(dòng)輪帶動(dòng)粉碎室主軸旋轉(zhuǎn)，由于本設(shè)計(jì)中所需的主軸轉(zhuǎn)速較高，所以不需在電機(jī)后接減速器，但也使得帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比很小。出料口豎直向下，接法蘭盤(pán)。粉碎機(jī)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的核心部件，主要由主軸、錘架板、銷(xiāo)軸、錘片組成，在粉碎室內(nèi)，機(jī)架內(nèi)壁裝有篩片和齒板，篩片的包角為 180186。其中，電動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行選型及扭矩計(jì)算；帶傳動(dòng)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)選型；粉碎機(jī)構(gòu)主軸需進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及校核、軸承壽命也需進(jìn)行驗(yàn)算。m）華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)論文6將功率、轉(zhuǎn)速帶入上式得： mNnPT?????考慮電機(jī)效率 %，求得實(shí)際扭矩： ??? %.? 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 錘片式秸稈粉碎機(jī)的帶傳動(dòng)選擇普通 V 帶傳動(dòng)。??..451故驗(yàn)算合格。（9）求初壓力及壓軸力 初壓力 F0： 由式（） 20)(qvKvzPFca????? 查表 知，q=可計(jì)算出： NF ?????）（ 壓軸力 FQ： 由式（） 2sin10?zFQ?可計(jì)算出： NQ ????綜上，帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)如下表 2（程友聯(lián)和楊文堤，2022）：表 Tab. drive design parameter 型號(hào)model根數(shù)radicaldd1(mm)dd2(mm)n1(r/min)n2(r/min)Ld(mm)a(mm)A 4 125 150 2800 2500 1400 （10）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 帶輪結(jié)構(gòu)如圖 1：秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)9圖 belt wheel structure size本設(shè)計(jì)中，大小帶輪結(jié)構(gòu)相同，尺寸不同，上圖中所標(biāo)注尺寸為大帶輪尺寸（11）帶傳動(dòng)的效率 普通 V 帶傳動(dòng)的效率在 ~ 之間，本設(shè)計(jì)中取 。（2）初步確定軸的最小直徑按式 來(lái)估算，32minPAd?其中， A：系數(shù)，可查表 取 125?A P2 ：主軸功率 /kw，P 2=Pη（η 為帶傳動(dòng)效率）P 2== n2：主軸轉(zhuǎn)速（r/min） n 2=2500r/min代入式 中，求得：32miAd? ???據(jù)實(shí)際情況取 dmin=30mm（3）軸的結(jié)構(gòu)及裝配情況確定秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)11（4）軸各段直徑及長(zhǎng)度的確定L1d 12 的確定： 根據(jù)皮帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)確定，可取 L12=76mm d12=30mmL2d 28 的確定： 28 段軸主要用來(lái)裝軸承擋圈，可取 L28=34mm d28=34mmL8d 83 的確定： 83 段軸主要根據(jù)軸承及軸承端蓋來(lái)確定尺寸 選用深溝球軸承 6307 ，其各數(shù)字代表意義： 可取：L 83=22mm d83=35mmL3d 34 的確定： 34 段為軸環(huán)，其寬度應(yīng)≥ 倍的軸肩高，取 L34=30mm d34=39mmL4d 45 的確定： 45 段軸是用來(lái)焊接錘架板的，根據(jù)錘片的排列方式及厚度來(lái)確定， 取 L45=315mm d45=45mmL5d 56 的確定： 與 34 段軸相同，取 L56=30mm d56=39mmL6d 67 的確定： 與 83 段軸相同，取 L67=22mm d67=35mm綜上：軸全長(zhǎng) L=528mm，各軸段長(zhǎng)及直徑見(jiàn)表 3：表 length and diameter 軸段 shaft part 12 28 83 34 45 56 67 17(mm)軸 段L76 34 22 30 315 30 22 528d 軸段 (mm) 30 34 35 39 45 39 35 ______華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)論文12 錘片的設(shè)計(jì)、選材及排列（1）錘片的設(shè)計(jì)及選材錘片是秸稈粉碎機(jī)最主要的工作部件，也是易損件。錘片的形狀、尺寸、排列方式及線速度都對(duì)粉碎效率有很大的影響，目前，已有多種形狀的錘片，各種錘片的使用性能見(jiàn)表 4： 表 （杜小強(qiáng)，2022） of the performances