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1、盘式秸秆粉碎机的设计摘要II关键字IIAbstractIII1绪论11.1研究目的及意义11.2国内外研究概况31.3主要设计内容及设计路线41.3.1设计内容41.3.2设计路线42总体方案设计52.1设计原则52.2工作原理52.3主要技术参数83切碎装置设计93.1切碎方式选择93.2切碎原理分析93.3割刀参数分析103.3.1直刃刀的参数分析103.3.2圆弧刃的参数分析123.4刀具及刀盘的设计123.4.1刀具设计123.4.2刀盘设计134压辊式喂料装置设计154.1结构及工作原理设计154.2喂料装置主要技术参数确定164.2.1切碎长度164.2.2粉碎机生产率175输送装
2、置设计175.1结构和工作原理设计175.2链传动的设计计算186传动装置设计196.1电机选择206.2整体传动比的设计216.3 V带传动设计216.4齿轮传动设计267机架设计298主轴的设计计算与校核309主轴轴承的选择与校核329.1主轴轴承的选择329.2轴承的校核3210刀盘固定键的选择及校核33结论33参考文献34致谢36盘式秸秆粉碎机的设计摘要农作物秸秆资源作为一种重要的可再生资源，在我国产量巨大，但至今却一直没有得到充分利用，因此设计出的一种对秸秆进行切碎处理的机械可以很好地解决此问题。目前，农作物秸秆的处理方法很多，可以作为畜牧饲料，还田堆肥，作工业原料和生物质能源等，这
3、些都需要将秸秆进行切碎处理。本文结合我国的实际情况，说明了秸秆的利用价值，详细介绍了盘式秸秆粉碎机的工作原理，根据生产能力要求，对粉碎机的结构进行了设计。文中主要完成了盘式秸秆粉碎机的总体设计，包括切碎装置、喂料装置、输送装置、传动装置和机架等。1） 设计选择了圆弧刃飞刀切碎作为切碎方式；2） 将喂料装置设计为机械浮动式喂料，提高了自动化程度；3） 输送装置设计为链板式送料，送料过程安全可靠，节省劳动力；4） 出料方式设计为气流式上出料，出料快捷方便，不堵料；5） 对传动装置进行了设计计算，包括带传动和齿轮传动。关键字农作物秸秆；切碎；盘式粉碎机；圆弧刃；压辊The Design of the
4、 Disc Straw PulxerizerAbstract Crop straw resources as an important renewable resources, huge production in our country, but so far has not been fully used, so the design of a mechanical to chop the straw is a good way to solve this problem. At present, the processing method are many, crop straw can
5、 be used as livestock feed, returning compost, industrial materials and biomass energy, etc., all of these needs will be chopped straw processing. In this paper, combined with the actual situation of our country, illustrates the utilization value of straw, introduced the working principle of disc st
6、raw crusher, in accordance with the requirements of production capacity, design the structure of mill. This paper mainly completed the overall design of the disc straw crusher including chopped device, feeding device, transmission device, gear and rack, etc.1）Design a circular blade fly knife choppe
7、d as the chopped way;2）Will feed device is designed for mechanical floating feed, improve the degree of automation;3） Conveying equipment design for chain plate feeding, feeding process is safe and reliable, saving labor;4） Discharging mode design for pneumatic discharge, discharge fast and convenie
8、nt, no plugging material;5） The designing calculation of transmission device, including belt transmission and gear transmission.Key wordsCrop straw; Cut up; Disc straw pulxerizer; Arc blade; RollerI1绪论1.1研究目的及意义随着全球化石能源的消耗殆尽、环境问题的日益突出，能源问题越来越受到人们的关注。能源是人类赖以生存发展的物质基础，与社会的发展有着密切的关系。我国作为生物质产出大国，应将对生物质的
9、开发与利用放在重要的位置上。我国是农业大国，秸秆是粮食生产中的主要副产品之一，同时也是工农业生产的重要资源，是极为丰富并能直接利用的可再生资源。作为一种资源，作物秸秆可用作肥料、饲料、燃料及造纸、制炭、建材等的原料（祖宇等，2012）。目前，我国的秸秆开发利用主要从四个方面进行：图1.1中国农作物秸秆的主要用途Figure 1.1 The main purpose of China Straw一是秸秆还田包，括整株还田和粉碎还田两种，秸秆还田是目前秸秆利用的最主要方面，据统计，2000年我国主要粮食作物秸秆粉碎还田的面积占其种植面积的58.6%(韩鲁佳等，2002)。秸秆还田的方法分为整株还田
10、技术、粉碎还田技术、有根茬切碎还田技术和传统沤肥还田技术。配套的秸秆还田设备有粉碎还田机、灭茬机、收获还田机和水田埋草机等。目前，经过对秸秆还田技术和配套操作规程等的研究，秸秆直接还田在我国已有了一定面积的推广应用。在“八五”期间，秸秆直接还田技术规程研究取得了重要突破，已经制定出了包括华北、西南、长江中游区、江苏水早轮作区和浙江三熟制种植区的麦秸、玉米秸、稻草直接翻压还田的技术规程，包括还田方式、秸秆数量、施氮量、土壤水分、粉碎程度、还田时间以及防治病虫害、杂草等方面的技术要求，实践证明适量的秸秆还田能有效增加土壤的有机质含量，改良土壤，培肥地力（胡代泽，2000）。二是生物质秸秆在沼气工程
11、和发电厂等的应用，作为一种能源，生物质秸秆是一种清洁的可再生能源，应用前景大，意义重大。据全国农村可再生资源统计资料显示(2001)，“九五”期间，秸秆能源用量仍占农村生活用能的30%-50%。传统的秸秆利用方式是直接燃烧，因其密度小，灰分多，己不再适应农民生活水平的需要，国内现行的秸秆优质能源利用技术，除了本文所要研究的秸秆压缩成型技术以外，还有秸秆气化集中供气技术、秸秆制取沼气技术、秸秆燃料热风烘干技术等。秸秆热解气化技术把细软、松散的低品位秸秆转换成清洁的高品位气体，热效率可达40%。气相燃料速度快，热量输出可以控制，在烘干木材、茶叶、饲料和代替燃油发电及农村居民炊事等方面己有成功应用。
12、部分气化炉和配套装置己经批量生产，进入实用推广阶段。目前全国己有350余处秸秆气化集中供气示范点，主要集中在山东、河南、江苏、河北、山西、北京、陕西等。仅山东就有170余处(韩鲁佳等，2002)。秸秆制取沼气技术，近年来经攻关研究在技术上有了较大突破，解决了秸秆易结壳、出料困难和发酵不充分的难题。干发酵工艺则有助于节约建池费用，提高池容利用率，目前该技术在北方应用较多。秸秆燃料热风烘干技术是将成捆或经预处理的秸秆加入由两段燃料室组成的高效燃料炉，燃烧产物经过离心除尘可得到洁净的热烟道气，产生的热风温度可以调节(60-800)，含烟尘量小于20mg/m3，尤其适宜于高湿物料，如粮食、木材、饲料、
13、鸡粪、酒糟等的烘干。三是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂秸秆用作饲料，在中国主要是以秸秆养畜、过腹还田的方式进行的。未经任何处理的秸秆，不仅消化率低，粗蛋白和矿物质含量低，而且适口性差。为提高饲料的适口性和营养价值，近年来普遍采用氨化、微生物发酵贮存、热喷、揉搓等技术处理，目前全国的年加工处理量约1000万t，已开发出的加工设备有氨化炉、调质机、青贮收获机、揉搓机、压饼机、热喷设备等。四是作为工相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等秸秆作为工业原料主要用于工业造纸，占秸秆总产出量的2.9%。其它目前正在兴起的研究与应用有:南京林业大学将秸秆压缩成型制作秸秆
14、板材，建筑墙体材料，包装材料等;西北农大开展模压制品的研究，如一次性快餐盒、托盘、家具构件和建筑构件等;辽宁省农科院研制成功秸秆皮镶分离及其综合利用技术;另外一些科研院所采取生物技术的手段发酵生产乙醇、糠醛、苯酚、单细胞蛋白、燃料油气、工业酶制剂等。由于秸秆还田数量有限，作饲料其营养价值不高，因此要真正解决秸秆的合理利用问题，关键在于研究秸秆的能源化和工业化利用技术。这些领域都会涉及到秸秆的粉碎加工，因此，秸秆粉碎机有相当的应用前景。据统计，我国目前秸秆年产量约为6.2亿t，利用率仅为33%（黄忠乾，1999），约为2亿t，大部分秸秆被弃置不用或直接焚烧，造成资源的浪费，还污染了环境。因此，秸
15、秆粉碎机，对提高秸秆等燃烧农作物处理效率、扩大秸秆的用途、提高秸秆等农作物废料的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义，对生物质粉碎机的开发与研究也是必不可少的一部分，其中的盘式秸秆粉碎机十分具有代表性。对于中小型粉碎机而言，由于其削制的原料大多数是各种农作物秸秆和枝桠等，材径较小，采用平面盘式机削片时，削片长度的均匀性较优良，而其制造成本低廉，易于推广。因此，中小型粉碎机采用平面刀盘结构是一个发展方向。1.2国内外研究概况粉碎机的研制在国内己有几十年的历史，其主要集中在饲料粉碎和农作物秸秆切碎等方面。目前, 国内粉碎机具种类与粉碎方式也多种多样，粉碎技术根据粉碎方式和粉碎手段的不同可分为铡切式、锤片式、揉切式和组合式粉碎技术，秸秆切碎机械的切碎器主要有轮刀式(盘刀式)和滚筒式两种。然而，国内秸秆粉碎机在产量、能耗以及机具的寿命和操作安全性等方面还有许多不完善的地方，不能很好地满足各类生物质粉碎作业的要求，仍然摆脱不了一些技术问题的困扰。其问题是机具性能较差、可靠性偏低，结构复杂，造价偏贵，调整使用不便，生产率低，适应性弱等。因此，国内迫切需要进一步提高和完善秸秆粉碎机的性能。本论文着重对盘式秸秆粉碎机进行了研究和设计，希望在秸秆粉碎机领域
