【正文】 sign calculation of the size and checking, finally using AutoCAD to draw the parts diagram and the whole machine assembly. Keywords： Hammer mill。 Crushing mechanism。 關(guān)鍵詞 ..................................................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽?？梢?，秸稈中含有豐富的能源，近年來，由于現(xiàn)場(chǎng)焚燒或填埋等措施，大多數(shù)的秸稈被浪費(fèi)，導(dǎo)致不能充分利用秸稈中的能源，而在中國，飼料能源對(duì)秸稈的利用 率還不到 10% [2]，同時(shí)焚燒等措施對(duì) 環(huán)境也造成了極大的損害。 在磨削加工的早期需要開發(fā)和利用相應(yīng)的生物質(zhì)原料，只有當(dāng)生物質(zhì)顆粒達(dá)到一定的尺寸和要求時(shí)，才能為生物質(zhì)的后續(xù)研究和利用作充分的準(zhǔn)備。從而，秸稈粉碎機(jī)的研究和設(shè)計(jì)也就對(duì)生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用有著非常 重要的意義 [3]。綜上所述，秸稈粉碎機(jī)的研究，對(duì)促進(jìn)中國生物質(zhì)能源的開發(fā)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。 文獻(xiàn)綜述 秸稈粉碎機(jī)的分類 中國開發(fā) 研制 的 粉碎機(jī)已 有幾十年的歷史， 但都 主要集中在飼料粉 碎秸稈切碎和其他方面。在我國，廣泛應(yīng)用于秸稈粉碎機(jī) 的是 錘 片 式 和齒爪式粉碎技術(shù) 。它具有良好的 性能 ，維修方便，生產(chǎn)效率高，而且使用非常廣泛。 其進(jìn)料方式可以有切向進(jìn)料和頂部進(jìn)料兩種，就粉碎對(duì)象而言，物料的結(jié)構(gòu)特性和物理性能、粉碎室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、錘片的質(zhì)量及厚度等因素都會(huì)成為影響粉碎機(jī)粉碎 性能的因素 [5]。秸稈粉碎機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，規(guī)格齊全，基本上能滿 足秸稈在 我國的 生產(chǎn) 發(fā)展需要。 揉切式粉碎包括揉搓機(jī)和揉碎機(jī)。 秸稈揉碎機(jī)是近幾年才研制出來的一種新型粗飼料加工機(jī)械，其加工方式介于鍘 切和粉碎之間。 組合式粉碎是把揉搓、 鍘 切和粉碎技術(shù)組合在一起的新型粉碎技術(shù)，雖然其性能較好，生產(chǎn)率高，但同秸稈揉碎機(jī)一樣成本高，技術(shù)不成熟，還有很大提高完善的空間，因此不適于廣泛應(yīng)用。國外 的研制 注重提高大型機(jī)的生產(chǎn)效率， 主要開發(fā) 自動(dòng)化程度高 、 通用性好 的粉碎機(jī) ，其 配套動(dòng)力 大多超過 75kw，如丹麥 朵農(nóng) 機(jī)械廠 生產(chǎn)的 由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng) 的朵農(nóng) 805 型秸稈粉碎設(shè)備， 最 高功率 可達(dá)55kw [6]；丹麥 的 President有限公司，生產(chǎn) 的動(dòng)力為 ，生產(chǎn)率達(dá)到 4—— 5t/h [7]；然而，一些西方公司都專注于小型秸稈粉碎設(shè)備的開發(fā)，如意大利 Sike 公司 研制的小 型 桶式水稻 秸稈粉碎設(shè)備 ，配套功率和機(jī)體尺寸都很小， ， 刀片呈 螺旋狀排列，振動(dòng)小，破碎后 的粒度均勻 [8]。 秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 3 隨著中國 農(nóng)業(yè) 的不斷發(fā)展和資源利用率 的提高，對(duì) 秸稈粉碎機(jī)的創(chuàng)新研究就顯得尤為重要。同時(shí)，根據(jù)不同地區(qū)的特征和農(nóng)民 的 需求， 發(fā)展 功能更全面， 更 實(shí)惠的 粉碎 設(shè)備，從而提高他們的積極性。 秸稈粉碎機(jī)的應(yīng)用前景 秸稈還田機(jī)械的研究應(yīng)在解決秸稈及根茬單項(xiàng)作業(yè)的基礎(chǔ)上 ,開發(fā)新的復(fù)式作業(yè)機(jī)具 ,逐步取代單項(xiàng)作業(yè)機(jī)具； 聯(lián)合 收割機(jī)秸稈切碎裝置，可使農(nóng)作物 收獲與 秸稈 還田 有機(jī)結(jié)合，大大降低運(yùn)營成本，靈活方便，是一種很有前途的秸稈還田的方式；大型 、 小型機(jī)械 相 結(jié)合，提高 在 機(jī)械 還田 的 適應(yīng)性，使機(jī)械 還田 不僅適用于平原地區(qū)，也適合于丘陵地區(qū)； 還田 機(jī)械和農(nóng)藝 設(shè)施相配合 ， 將 機(jī)械 還田、 科學(xué)施肥和 施 藥 相 組合，簡(jiǎn)化流程，加快分解， 降低 秸稈 還田和施肥 的勞動(dòng)成本， 達(dá)到綜合防治 病 蟲害 的目的 [10]。分解劑和微生物會(huì)加速秸稈的分解，因此，機(jī)械化秸稈還田和生物技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以有效解決秸稈問題。此外，農(nóng)業(yè)機(jī)械化秸稈還田，支持農(nóng)業(yè)栽培措施的實(shí)施（如覆蓋、投擲、免耕直播等），用化學(xué)劑加速分解，克服了秸稈還田機(jī)只能從水稻秸稈的物理性狀來破壞其結(jié)構(gòu)，不能從根本上迅速腐解水稻秸稈的弱點(diǎn)。秸稈加工機(jī)械的發(fā)展與畜牧業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)程和發(fā)展規(guī)模息息相關(guān)，是畜牧業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。如 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 4 果我們能充分做好中國秸稈資源的開發(fā)利用，草食動(dòng)物養(yǎng)殖的發(fā)展將成為現(xiàn)實(shí)，這對(duì)于富裕農(nóng)民無疑將起到極大的推動(dòng)作用。顯然，只有破碎力足夠大時(shí)，在瞬間產(chǎn)生的應(yīng)力，超過材料的強(qiáng)度極限，材料才可以被打碎。相對(duì)速度大，破碎力大， 破碎材料的強(qiáng)度就高，這個(gè)理論可以用下面的推導(dǎo)證明。 假設(shè) 物 料的顆粒是絕對(duì)脆彈性顆粒， 沖擊 所需的工可以表示為 ： KVGeW 22? (3) 式中 ,e 為顆粒的強(qiáng)度極限 。V為物料的比重 。 不難看出，使得物料破碎的必要條件為： E? W? 將以上 （ 2） 、 （ 3） 兩式帶入即可求得錘片物料相對(duì)速度 v的臨界值： )1( 2XKV gev ?? (4) 需要注意的是， (4)式是在假設(shè)物料顆粒為絕對(duì)脆彈性體的前提下計(jì)算的，但仍能定性地表示大多數(shù)物料，包括一些非絕對(duì)彈性體物料。因此，最 有利的碰撞方式是使物料與錘片相向碰撞。 粉碎機(jī)的工作原理 錘片式秸稈粉碎機(jī)主要由進(jìn)出料口、粉碎室及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 電機(jī)帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由從動(dòng)輪帶動(dòng)粉碎室的主軸（也就是轉(zhuǎn)子主軸）高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而錘片也隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)起來后，錘片末端距粉碎室器壁的距離僅有 10mm左右，這樣，就可以使秸稈受到錘片和齒板之間的揉搓撕扯進(jìn)而被粉碎。 錘片式秸稈粉碎機(jī)的研究內(nèi)容 本研究要求所設(shè)計(jì)的秸稈粉碎機(jī)適用于水稻、小麥、油菜等農(nóng)作物秸稈切段后的粉碎，并采用料斗式進(jìn)料，可以自動(dòng)排料，每小時(shí)的秸稈粉碎量不少于 500kg。 詳細(xì)內(nèi)容： 1， 秸稈粉碎機(jī)進(jìn)料口的設(shè)計(jì)：結(jié)合秸稈特點(diǎn)設(shè)計(jì)合適的進(jìn)料口，并方便進(jìn)行人工進(jìn)料。 3，秸稈粉碎機(jī)機(jī)身的設(shè)計(jì)：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。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 6 5，對(duì)關(guān)鍵的軸類零件、齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核。 7，研究所設(shè)計(jì)秸稈粉碎機(jī)的優(yōu)缺陷及應(yīng)用情況。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。 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） 將功率、轉(zhuǎn)速帶入上式得： mNmNnPT ?????? 9 0 5 5 09 5 5 0 考慮電機(jī)效率 %，求得實(shí)際扭矩： mNmNTT ??????? % ? 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)。 故驗(yàn)算合格 秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 9 （ 8） 確定 V帶根數(shù) z 由式 Lca KKPP Pz?)( 00 ???計(jì)算 傳動(dòng)比 25002900 ??i 由表 查得 kwP ? ， 由表 查得 kwP ?? 由表 查得 ?（包角修正系數(shù)） ?K 由表 查得 ?（長度修正系數(shù)） LK 可求得 )( )( 00 ???????? Lca KKPP Pz ? 取 z=4 根。 （ 2）初步確定軸的最小直徑 按式322min nPAd ? 來估算， 其中， A：系數(shù)，可查表 取 125?A P2 ：主軸功率 /kw， P2=Pη（ η為帶傳動(dòng)效率） P2== n2：主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） n2=2500r/min 代入式322min nPAd ? 中，求得： mmmmnPAd 182 5 0 2 5 33 22m i n ???? 據(jù)實(shí)際情況取 dmin=30mm （ 3） 軸的結(jié)構(gòu)及裝配情況確定 （ 4） 軸各段直 徑及長度的確定 L1 d12 的確定： 根據(jù)皮帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來確定，可取 L12=76mm d12=30mm 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 12 L2 d28 的確定： 28 段軸主要用來裝軸承擋圈，可取 L28=62mm d28=34mm L8 d83 的確定： 83 段軸主要根據(jù)軸承及軸承端蓋來確定尺寸 選用深溝球軸承 6307 ，其各數(shù)字代表意義： 可?。?L83=22mm d83=35mm L3 d34 的確定： 34 段為軸環(huán)，其寬度應(yīng)≥ 倍的軸肩高，取 L34=30mm d34=39mm L4 d45 的確定： 45 段軸是用來焊接錘架板的，根據(jù)錘片的排列方式及厚度來確定， 取 L45=315mm d45=45mm L5 d56 的確定： 與 34 段軸相同，取 L56=30mm d56=39mm L6 d67 的確定： 與 83 段軸相同，取 L67=22mm d67=35mm 綜上：軸全長 L=557mm，各軸段長及直徑見表 3： 表 3：各軸段長及直徑 Table3:Axial length and diameter 軸段 shaft part 12 28 83 34 45 56 67 17 軸段L (mm) 76 62 22 30 315 30 22 557 d 軸段 (mm) 30 34 35 39 45 39 35 ______ 秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 13 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表 4： 表 4：各種錘片使用性 能的比 較 [19] Table4:Comparison of the performances of various hammer pieces 根據(jù)本次設(shè)計(jì)需求，選用 Ⅲ型錘片，具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 2： 圖 2：錘片的結(jié)構(gòu)尺寸 Fig2:Hammer piece structure size 錘片類型 使用性能 Ⅰ型：矩形錘片 通用性好，形狀簡(jiǎn)單，易制造 Ⅱ型：焊耐磨合金 延長使用壽命，制造成本較高 Ⅲ型：鋸齒型錘片 工作棱角多，粉碎效果好，但耐磨性差 Ⅳ型：尖角錘片 適于粉碎纖維質(zhì)物料，但耐磨性差 Ⅴ型：環(huán)形錘片 只有一個(gè)銷孔，工作中自動(dòng)變換工作角，因此磨損均勻，使用壽命較長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 14 錘片具體參數(shù)： 長度 a： 120mm 寬度 b： 60mm 厚度 e： 5mm 孔徑 d： 25mm 錘片式秸稈粉碎機(jī)的核心部件，要求表硬心韌且耐磨性高，因此加工要求較高。其中，淬火區(qū)與非淬火區(qū)如圖 3： 圖 3：錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Fig3:Structure design of hammer piece （ 2） 錘片的排列方式 錘片是粉碎機(jī)執(zhí)行粉碎工作的主要部件，懸掛在均布于轉(zhuǎn)子錘架板上的銷軸上且可以繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)?？偟脑瓌t是，關(guān)于主軸中心對(duì)稱的兩銷軸上裝配的錘片 數(shù)量相同 [21]。所以，錘架板用來支撐銷軸和錘片，設(shè)計(jì)中，錘架板直徑 400mm，厚度 5mm。 錘架板的具體形狀如圖 4： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 16 圖 4：錘架板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Fig4:Structure design of hammer frame 銷軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 銷軸的設(shè)計(jì) 銷軸主要貫穿于