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1、工 学 院 毕 业 设 计（ 论 文 ）题 目： 盘刀式切碎机 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 06级5班 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2010-6-3 目录1.概况及现状分析 31.1农业机械在现代化建设中的作用 31.2国内外概况 31.3现状分析 42总体设计 42.1实现原理 52.2方案选择 52.3进给机构 72.4机架设计 83电机选择84传动设计 104.1传动方案选择 104.2 V带设计计算114.3整体传动比的分析 154.4整体传动 175.轴的校核 175.1轴的设计 175.2校核216.刀的设计286.1切割的基本概念 286.2切刀的设计
2、 297.电路控制 34 盘刀式切碎机设计06机械设计制造及其自动化指导教师 摘要：本文介绍了盘刀式切碎机的发展概况及国内外发展现状，通过对原始数据的分析、方案的论证比较和有关数据的分析计算，主要完成了切碎机的总体设计，电动机的选择以及传动方案的分析、比较与选择等内容。在此基础上对切碎机机体的结构尺寸、驱动转轴的结构尺寸、V带传动、控制电路等设计应用价值进行了详细的计算和说明。 关键词：盘刀式切碎机,V带传动, 刀片，设计1概况及现状分析1.1农业机械在现代化建设中的作用农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用
3、的重要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全面建设农村小康社会的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的重要措施。一是通过农业机械，可以代替人工，使大量农村劳动力从繁重的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中，增加农民收入；二是通过实施精量播种、机械施肥、秸秆机械还田等机械化节本增效农业技术，降低农业生产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。1.2国内外概况机械加工是提高秸秆利用率和饲用率以及实现秸秆粗饲料商品化生产的基础保障和重要手段。发达国家饲料作物的生产和应用十分普遍，秸秆加工设备多为适用于大型农场的青
4、贮饲料联合收获机，无法适应我国广大农村不同经济、生产条件和养殖规模的需要。国内生产中广泛使用的秸秆加工设备多为单功能的铡草机和揉搓机。铡草机无论是圆盘式还是滚筒式，多为上世纪50年代定型产品。经铡草机铡切的秸秆长度多为28cm，秸秆茎节未被破碎。大量未被破碎茎节不为牛羊采食，每年因此造成的资源和能源浪费巨大。而经过揉搓机揉搓后的物料被加工成丝状，采食率大大提高，但这种揉搓机主要存在生产率低、耗能高和适应性差的问题。因此，迫切需要研制新型秸秆加工设备。该新型机属于一种多功能的饲料加工机具，特别适于对块茎，块根类物料的切碎和破碎加工，也可作为薯类淀粉加工机具使用。目前的饲料加工机具，一般采用一片或
5、多片刀片，在旋转过程中将饲料切碎；对于块茎类饲料的加工，则用磨齿片将饲料磨碎。前者满足了藤蔓，杆叶状饲料的加工；后者可对块茎块根类饲料的加工。作为一般青饲料的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，浆状体比较多，粒度细小，对块茎类物料的加工，这种情况尤为突出，不利现在推行的青储饲料技术的应用。青储饲料工艺对原料的要求，往往要使切碎或破碎后的饲料保持较好的粒状，特别对含淀粉高的薯类青饲料，要求在加工中尽量减少浆状体，更有利于发挥青储饲料的效益。本实用于新型的目的是提供一种可将块茎，块根类青饲料，一次加工成块粒状的青饲料切碎机；同时具有藤蔓，杆叶类青饲料的切碎机构本实用新型的优点是齿、刀部件，配合作
6、用，减少了对物料的挤压、碰撞的机会，降低了块茎类饲料加工的浆状体；同时在加工藤蔓、杆叶类饲料时采用辊压轮进给，大大提高了送料时的人身安全；加之同破碎机构安装在同一传动轴上的切碎机构。即可完成块茎、块根类青饲料的加工，又可同时加工藤蔓、杆叶类饲料。不但简化了设备，又避免了采用不同的传动轴，共用同一动力，操作使用时的麻烦。因而它有结构简单，适应性强的特点，能充分满足农村，特别是山区农村推广。1.3现状分析对模块化理论和技术在我国农业机械产业的应用方式进行了探讨,并分析了模块化在农业机械产业中的应用前景.结果表明,模块化将有利于促进产业结构调整,提高企业竞争力,并可能激发出一批具有国际竞争力的农机企
7、业;将促进农机产品技术、质量的提升以及成本的下降；将有利于多样化客户需求的满足等.因而积极研究并在产业中实现模块化的应用,对我国农业机械产业具有重要的现实意义； 农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用的重要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全面建设农村小康社会的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的重要措施。一是通过农业机械，可以代替人工，使大量农村劳动力从繁重的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中，增加农民收入；二是通过实施精量播种、机械施
8、肥、秸秆机械还田等机械化节本增效农业技术，降低农业生产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。2总体设计原始参数：1）容重1.2吨/米3；2）作业形式：连续；3)物料名称：块茎类物料；4)生产能力：2t/ h。 2.1结构及实现原理该机主要由传动轴和装在其一端的传动系统，装在其中部的切碎刀盘，装在其一端的变速锥齿轮和传动轴上的变速锥齿轮和直齿轮及进给轴、，装在支撑固定它们的机架下部的电动机，主动轮及传动皮带，加之安装在机架上的喂料台，进料斗，机壳等构成，切碎机构由安装在传动轴一端的切碎刀盘及其上的动刀片，加之固定在机架相应位置上，能在刀盘转动过程中，与动片构成剪切动作的定
9、刀片构成。传动轴安装在机架上，动力由机架下部的电动机及其主动轮，驱动传动轴运转使安装在中部的切刀盘工作。机架上靠切碎刀盘一侧，制作了切碎机构喂料台、自动进给辊压轮及刀盘罩；位于传动轴中部装有机壳和进料斗，二者用小螺杆连为一体；主动轮与从动轮间套有皮带防护罩；机架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料台，刀盘罩、机壳、进料斗、皮带防护罩，出料斗均连接固定在机架上。这样，就构成一个盘刀式碎机。使用时，将藤蔓、杆叶类青饲料放在喂料台上，由辊压轮自动将料送入刀盘罩内，动刀片随刀盘的旋转和固定在机架上的定刀片配合，将物料切碎。2.2方案选择通过查阅资料，最后选定了四种参考方案，具体外形如图1、图、
10、图2-3、图2-4所示。 图 2-1 卧式切割机方案一图 2-1所示方案一是最常见的卧室切割机，砍刀片装在电动机的主轴上，通过电动机提供给刀片的旋转运动来切割青饲料，但是缺点是不能切割块茎类饲料，同时刀片为直刃砍刀，消耗功率大，振动也大。 图2-2 立式切割机方案二图 2-2所示方案二是立式切割机，优点是结构紧凑，占用空间小，缺点与方案一一样，对能切割饲料的种类有限。图 2-3 卧式辊筒切碎机方案三图 2-3所示方案三是卧式辊筒破碎机，有点是能很好切割块茎，辊筒上的刀片拆卸也很方便，缺点是不能切割藤蔓类青饲料，所以他的使用也受到了很大的限制。图 2-4 卧式多功能切割机方案四图 2-4所示方案
11、四是卧式多功能切割机，优点是即能切割藤蔓类，又能切割块茎类，缺点是，该设计在为了完成切割块茎的目的是，过多装入转动刀片，在拆卸刀片时，非常不便，并且过多的刀片也增加产品的成本。图2 总体设计效果图1电动机 2. 皮带轮防护罩 3. 防护罩 4. 进料斗 5.进料槽 6.机架 7. 出料槽通过分析以上四种方案，吸收各自优点，得到一个即能切割藤蔓类青饲料，又能切割块茎类青饲料的多功能盘刀式切碎机。并在设计中，增加了藤蔓类物料的自动进给机构，以提高工作安全性。2.3进给机构图2-6进料槽及其进给辊压轮1外钢槽2.辊压轮3.薄壁插槽4.定刀片本设计中参考（ 2 尤嘉陵. 等滑切角曲线刃圆盘式切碎器的研
12、究J . 四川农机，1983 ，(3) :22 27）以及相似机型对进给机构进行以下设计：采用辊压轮对藤蔓类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为，在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由3mm厚的钢板焊成，在槽的两侧用厚钢板加厚，然后镗孔，轴、穿过孔而被支撑，轴、与辊压轮用平键连接。在钢槽内再插一个薄壁进料槽，槽的底面与水平面成10倾斜，便于送料。2.4机架设计在机架设计中，根据原始参数主体采用40403的等边对角钢，均通过用手工电弧焊将其连接。在机架上表面放置一块10mm厚的铁板以便固定各零件，在机架的4个角上各加焊一块404010的厚铁板，以便获得足够的强度来安装运动轮。总观全局对机架进行设计
13、，最后机架整体尺寸为628540437。3电机选择参考以下文献以及原始参数（庞声海. 盘刀式切碎器设计的数学解析法J . 农业机械学报，1981 ，(2) :43 - 51. 2 尤嘉陵. 等滑切角曲线刃圆盘式切碎器的研究J . 四川农机，1983 ，(3) :22 - 27. 3 任露泉. 试验优化技术M . 北京：机械工业出版社，1987 ，45 - 56. 4 刘惟信. 机械最优化设计M . 北京：清华大学出版社，1994 ，64 - 80.(end)）。 取刀盘转速为400800rmin (1)取切割间隙C=01.0mm 得c=0.385mm (2)限定滑切角=41.5（25-45）
14、（3）生产率q=1200kg/h (4)切割力p=2450N (5)力矩 m=54 NM (6)依据以上数据 p=Tn/9550=54600/9550=3.5kw电机效率68%P=3.5/0.68=5.147kw依据以上数据 查表【6】得表1。表1型号功率(kw)转速(r/min)扭矩(nm)质量(kg)效率Y132S1-25.529002.36468Y132S-45.514402.36872YC160M-45.514502.212878综合以上数据：选取Y132S1-2做为此次设计的电动机。电动机外形和安装尺寸如表2。表2：电动机外形和安装尺寸中心高H(mm)外形尺寸L(AC/2+AD) HD悬挂安装尺寸AB安装螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FDG90475(270/2+210)315216178123880103833电动机安装尺寸图
