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1、青状玉米秸秆粉碎机的设计摘 要饲料是发展畜牧业的物质基础，而饲料的生产加工水平决定着畜牧业发展的规模和速度，直接关系到农业和整个国民经济的发展。要使畜牧业迅速发展，关键是解决饲料问题。饲料来源是当前我国畜牧业生产中的一个突出问题，由于我国人均粮食占有水平低，不可能用大量的粮食作为饲料用粮。从畜牧业对饲料的需求来看，远远还不能满足畜牧业的需求，因此，必须发挥我国情粗饲料丰富的优势，充分合理利用我国的各种饲料资源。我国作为农业大国，实现“农业机械化”一直是我国农业发展的主要目标之一，为此国家还出台了农业机械购置补贴政策，每年中央财政拨出数亿元的补贴专项资金，鼓励和支持农民使用先进适用的农业机械，推
2、进农业机械化进程，提高农业综合生产能力，促进农业增产、增效。研究新型玉米秸秆粉碎机械，解决在工作原理及性能、尺寸参数、材料等方面的问题，以达到对青状玉米秸秆类物料的加工利用，解决成本低与生产率高的矛盾，保证粉粒尺寸满足实际生产的需要，为我国农村，农业的发展提供技术支持。玉米秸秆粉碎机（饲料粉碎机）可有力的促进农牧产业的发展，使农副产品变废为宝。关键词：AbstractKeywords:第一章 前言1.1 青状玉米秸秆粉碎机设计的必要性由于我国人均粮食占有水平低，不可能用大量的粮食作为饲料用粮。从畜牧业对饲料的需求来看，远远还不能满足畜牧业的需求，因此，必须发挥我国情粗饲料丰富的优势，充分合理利
3、用我国的各种饲料资源。而玉米秸秆，在我国多个省份都十分丰富且得不到合理充分的利用，用来做饲料的原料十分合适。 所以，研究设计玉米秸秆粉碎机是市场的需求，是时代发展的产物。1.2 青状玉米秸秆粉碎机的发展现状20 世纪 80 年代后期开始北方地区开发研制了秸秆饲荜揉碎机。这种机械是在锤片式饲料粉碎机基础上发展起来的用齿板代替筛片，在高速旋转的锤片和齿板作用下，可将秸秆揉搓成细丝。1989 年黑龙江省畜牧机械化研究所研制的 9RC-40 型粗饲料揉碎机通过了省级鉴定。上世纪 90 年代初期和中期辽宁省农机研究所研制的 9RFIO 型揉搓粉碎机以及吉林省农机研究所研制的 9RF-40n 型揉碎机均通
4、过鉴定。河北南农县大地农机制造有限公司生产的玉皇牌多功能秸秆揉碎机具有生产能力高、能耗低、价位低、使用寿命长的特点，可把各类秸秆揉成绵软的丝条状饲料，在国内处于领先地位。北京嘉亮林海农牧机械有限责任公司生产的 9RC_40 I 型饲料揉碎机，适用于中小型牧场和饲养专业户。江西省红星机械厂的 93Fc 一 50 型揉碎机、山西省大同农牧机械厂的 9RS-40 型揉碎机等也问世。2002 年山东省淄博三明环保农业有限公司推出的新一代秸秆加工设备1pYJR-3A 型玉米秸秆挤丝揉碎机，适用于含水率 70以下的玉米等秸秆的粗加工压扁、纵切、挤丝和揉碎等复杂工序一次性完成。近两年来国产的削草机、艘草机、
5、捡拾打捆机、青饲收获机、铡草机、揉碎机以显牧草收贮加工设备和牧草干燥、草粉、草颗粒、草块(饼)与叶蛋白提取等饲料加工设备的销量太幅增加。畜牧业、养殖业和种植业的发展同畜牧、饲料加工机械行业的发展密切相关，也为该行业提供了巨大商机。1.3 青状玉米秸秆粉碎机的发展趋势秸秆粉碎机的发展方向(1)小型放牧机械设备农村小规模养殖和小型生态农业的发展需要配备完善的相关设备，特别是适应家庭化和小规模操作的、功能较全面而价格又相对便宜的小型畜牧设备是广大农民迫切需要的。(2)规模化的高技术化设备的制造应满足大型饲料企业向集团化、规模化发展的需要。一是发展热处理加工技术(如以膨化偿胀为代表的热化加工技术正逐步
6、形成一种新的发展潮流)；二是发展液体喷涂加工技术进一步提高饲料的品质，解决热敏营养物曲维生素、氯基酸、酶和搬生物等)的曝加，保证饲料配方不失点使饲料生产符合安全与卫生的更高要求：三是提高单机自动化及成套设备自动控制水平。3)发展行走式联合加工机械饲草(秸秆)加工机械、饲喂机械、环境控制机械、厩肥清理和运输机械、撒肥机械、有机肥制备机械、草地改良机械及牧草收贮机槭等仍有相当需求空问。尽管现在这些单功能的饲草加工机械还有市场。但奥秸秆收获、挤丝揉搓、苗液喷洒、饲草和菌液混合、打捆于一体的行走式联合加工机械，因生产效率高、加工成本低、经济效益显著，将会成为今后市场购买的热点。行走式秸秆联合加工机械的
7、配套动力应以太中型拖拉机为主。加工青秸秆每小时 20 吨(约 667 公顷)，能一次完成秸秆收获、挤丝揉搓、菌液喷洒、混合和打捆等工序。1.4 本课题的研究内容和方法主要内容：（1）研究青状玉米秸秆的物理学特性。（2）设计青状玉米秸秆粉碎机1）考虑材料成分、含水量、喂入量等因素,选择适宜的加工方式。2）设计喂入机构，考虑滚动轮与粗切滚刀的间隙。3）粗切滚刀的选择，确定合适的线速度。4）粉碎机构的设计，选择合适的刀型，确定定刀与动刀的间隙，刀的安装方式及排列。5）总体布置，考虑使用方便、尺寸大小、经济性、能耗等因素。关键问题：粉碎机的应用定位和具体参数的确定。思路:（1）分析加工对象的物理特性，
8、加工特性。（2）设计出粉碎的机构和合理布置各部分。（3 设计的系统做到科学合理，能耗低，结构紧凑。1.5 本课题主要设计指标经过查阅资料表明，目前市场上并无此类机械。在经过立足于我国农村的经济条件，交通状况，生产使用条件的分析之后，我认为本机械在设计上应该满足以下条件：1. 结构简单、尺寸紧凑、体积小、操作使用维修方便。2. 应有很好的适应性，适合加工多种类型的物料。3粉碎程度应能够根据要求进行调整，粉碎粒度应尽量均匀，以满足各种成品需求。4生产能力满足要求；（细碎状成品生产率应大于 600kg，粉状成品生产率大于 300kg）.5配套动力合理，功耗小，度电产量高（度电产量62kgkw.h）。
9、6噪音低、粉尘少、以减少环境污染。7机器工作安全可靠，工作部件耐磨性好，使用操作、维修调整方便，价格便宜。第二章 青状玉米秸秆粉碎机的结构形式及总体布置方案2.1 加工对象的特点如题，青状玉米秸秆是粉碎机的加工对象，而青装玉米秸秆的成分主要是纤维素，水，以及糖和一些无机盐。此外，由于玉米秸秆通常较长，在粉碎之前需要先切成一小截一小截。2.2 粉碎理论粉碎的基本理论是使物体碎成粉末。粉碎机械是破碎机械和粉磨机械的总称，是应用机械力对固体物料进行粉碎作业，使之变成小块、细粉或者粉末的机械。考核粉碎的效果通常使用粉碎粒度。目前，人们常根据原料粉碎后粒径不同，将粉碎定义为普通粉碎、微粉碎和超微粉碎。普
10、通粉碎后产品粒度较大，一帮能通过 6-60 目筛孔；微粉碎后的产品粒度较细，一般能通过 80-170 目的筛孔；经过超微粉碎后的产品粒度很细通常通过 200-325 目的筛孔，其粒度甚至可以达到 10-1um。除粒度外，还经常会用到粉碎比，即粉碎前后物料的直径之比，常用 i 表示，由于粉碎前后物料的粒度大小不均，故常用物料的最大直径或平均直径的比来表示，即i=d1/d2d1:粉碎前物料的最大粒径或平均粒径d2：粉碎后物料的最大粒径或平均直径2.3 破碎系统与级数破碎流程一般分为开路和闭路两种。凡在破碎系统中不带任何筛分设备或仅带有预筛分设备的称为开路系统。凡在破碎系统中带有筛分设备的称为闭路系
11、统开路破碎系统的优点是工艺流程简单、设备少、上程投资小、维护管理简单；缺点是产 品粒度不均匀，效率低。闭路破碎系统的优点是产品粒度较均匀，破碎效率高。缺点是工艺流程复杂、设备多、 一次性投资大、维护管理要求高。2.4 粉碎方法及破碎机械的分类2.4.1 粉碎方法粉碎的方法很多，常见的有如下几种。1） 击碎：物料在瞬间受到外来冲击力的作用被破碎。冲击破碎的方法很多，如静止的物料受到外来冲击物体的打击被破碎；高速运动的物料撞击钢板而物料被破碎；行动中的物料相互撞击而破碎等。此法适用于脆性物料的破碎。2）压碎：在两个工作面之问的物料，受到缓慢增长的压力作用而被破碎的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎
12、大块硬质物。3）磨碎：物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各种形状的研磨体之间的摩擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。该法主要适用于研磨小块物料。4）折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用而被破碎的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。5）劈碎： 物料在曲个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的方法。此法多适用于破碎脆性物料。2.4.2、粉碎机械分类1）颚式破碎机：活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动，物料在两颚板之间被压碎。2）圆锥式破碎机：外锥体是固定的，内锥体被安装在偏心轴套里的立轴带动作偏心回转，物料在两锥体之间受到压力和弯曲力的作用而破碎。3）辊式破碎机：物料在两个作
13、相对旋转的辊筒之间被压碎。若两个辊筒的转速不同时，还会起到部分磨碎作用。4）锤式破碎机：物料受到快速回转部件的冲击作用而被破碎。5）轮碾机：物料在旋转的碾盘上被圆柱形碾轮压碎和磨碎。6）反击式破碎机：物料被高速旋转的板锤打击，使物料弹向反击板撞击，是一种利用冲击能来破碎物料的破碎机械 。2.5 结构形式和总体布置方案秸杆类物料是一种含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等物料。具有韧性大、容重小的特点，其粉碎过程与谷物类物料大不相同。农作物秸秆等粗纤维类物料粉碎时，主要粉碎作用是靠搓擦和剪切的共同作用下使之粉碎成细粉。根据现有的粉碎理论、粉碎机理和粉碎方法，确定本机结构形式和布置方案为以下几方面；
14、1采用立式无筛圆筒型粉碎桶；2本机由进料装置、切碎装置、揉搓粉碎装置、磨碎装置、出料装置、机体和传动装置组成3.进料口设置在机体上方，与水平面有一定倾角，物料径向进入机体，进料口设有安全保护装置。4切碎装置在机体顶端，采用动刀和定刀板相配合所产生的剪切作用来将秸杆切成碎段。5揉搓粉碎装置是在转子圆筒上安装凿片，在机体内表面安装齿板，工作时两者相互配合来揉搓粉碎物料，凿片排列的工作密度小，以加强搓碎的效果。6磨碎装置采用定圆锥形磨盘与动圆锥形磨盘相对转动来将物料进一步磨碎而得到粉状成品。7本机设置两个出料口，按实际需要调节排料插门可以得到细碎状和粉状两种成品。8机体和机架采用普通钢材制造，以降低
15、制造成本。9采用电动机作为动力，通过三角皮带传动。本机结构布置 如图 2-1 (加磨碎装置)图 2-1 秸杆切碎揉搓粉碎桶总体结构布置图1带轮 2圆筒 3主轴 4进料装置 5轴承座 6切碎装置 7滚刀 8凿片 9齿板 10转子 11电动机 12带轮 13机体此机结构形式是目前国内新颖机型，结构简单、使用方便、造价低廉，该机主要用来粉碎青状玉米秸秆和牧草等粗纤维类物料。2.6 工作原理及其特点2.6.1 工作原理工作时,秸杆类纤维质物料由进料口从圆筒侧边径向进入机体，首先受到安装在圆筒顶部高速回转的动刀配合定刀板产生的剪切作用切割成820mm 的碎段。碎段随转子高速旋转从而在离心力作用下均匀的进
16、入圆筒型粉碎室的四周，受到在高速旋转安装在转子上凿片的冲击作用，将物料压向齿板，物料与凿片的工作棱角及齿板发生剧烈的搓擦、剪切而逐渐细碎，达到所需要的揉搓粉碎加工要求。此时可以根据需要打开细碎状出料口的调节板将细碎状成品排出机外。成品的粉碎粒度大小可以通过调节板来进行调节。如需要得到粉状成品，将其细碎状出料口关闭，细碎物料继续进入圆锥定、动磨盘之间，定、动磨盘相对回转，刻有齿的磨盘坚硬表面对物料进一步搓擦使之成粉状，从粉状成品出料口排出。其成品粒度可采用定、动磨盘之间的间隙来进行调节。2.6.2 特点该机型具有以下主要特点：1. 采用立式和无筛形式，结构新颖，很大程度提高生产率。2. 采用转子大直径，低转速，在保证工作线速度的要求下，降低了噪音。3. 转子安装凿片，能增强对物料的打击、搓擦作用。凿片的排列为螺旋形排列，可使物料在粉碎过程中呈螺旋线由上向下运动，机器工作平稳。4. 产品
