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芦苇打包机机构设计论文[带图纸].doc

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芦苇打包机机构设计论文[带图纸].doc

毕业设计芦苇打包机机构设计与仿真【摘要】芦苇打包机是用于对芦苇、水稻秸秆进行打包为下一步工序做准备的重要机械,不仅简化了原材料的包装运输问题,也成为当今世界能源危机的新课题。该机是由压缩机构、送出装置和机架构成。压缩机构通过上压板将散碎芦苇杆约束到压缩槽内,到预定位置。再由一级压头对一次预压的芦苇杆进行压缩打包。送出系统采用液压杆运送的方式,这种方式方便、实用、可靠。本机通过液压动力机构很容易得到大压力,能在工作行程的任何位置进行满负荷的挤压工作,芦苇杆变形稳定,挤压出的束块密度高,机构的通用简单,液压元件功率损失小、节省能源、标准化程度高、易更换也增加了机器的可维护性,打包机的成本不高,在农村市场可以很好的推广。本设计收集和了液压机构、运动仿真、有限元分析软件的资料。根据任务要求研究方案,提出可行性机构并加以分析比较,在此基础上通过优化设计分析最终确定方案。对打包机三大系统的各部分设计计算和校核。关键字芦苇打包机液压【ABSTRACT】BALERSAREUSEDFORREED,RICESTRAWPACKINGINPREPARATIONFORTHENEXTMAJORMECHANICALPROCESSES,NOTONLYSIMPLIFIESTHEPROBLEMOFPACKAGINGANDTRANSPORTATIONOFRAWMATERIALS,ENERGYCRISISTHEWORLDHASBECOMEANEWTOPICTHISMACHINEISACOMPRESSIONBODY,SENDINGDEVICESANDRACKCOMPOSITIONCOMPRESSIONMECHANISMONTHEPLATEWILLBESCATTEREDANDFRAGMENTARYBYBINDINGTOTHECOMPRESSIONTANKREEDS,TOTHEINTENDEDLOCATIONANDTHENBYAPRESSUREHEADOFAPRECOMPRESSIONPRESSUREREEDPACKAGEDELIVERYSYSTEMUSESHYDRAULICRODSENTTHEWAY,THISAPPROACHCONVENIENT,PRACTICALANDRELIABLEAGENCIESTHROUGHTHEHYDRAULICPOWERUNITISEASYTOGETGREATPRESSUREANDCANTRAVELANYWHEREINTHEWORKCARRIEDOUTWORKATFULLCAPACITYOFTHEEXTRUSION,DEFORMATIONANDSTABILITYREEDS,SQUEEZINGOUTTHEBEAMBLOCKDENSITY,BODYGENERICSIMPLEPOWERLOSSOFHYDRAULICCOMPONENTSSMALL,ENERGYSAVING,HIGHDEGREEOFSTANDARDIZATION,EASYTOCHANGEALSOINCREASESTHEMAINTAINABILITYOFTHEMACHINE,PACKINGMACHINECOSTISNOTHIGH,INTHERURALMARKETCANBEAGOODPROMOTIONTHEDESIGNOFTHECOLLECTIONANDAHYDRAULICMECHANISM,MOTIONSIMULATION,FINITEELEMENTANALYSISSOFTWAREINFORMATIONRESEARCHPROGRAMBASEDONMISSIONREQUIREMENTS,PROPOSEANDANALYZETHEFEASIBILITYOFCOMPARINGINSTITUTIONS,ONTHEBASISDETERMINEDBYOPTIMIZINGTHEDESIGNOFTHEFINALPROGRAMTHREEOFTHEPACKERSYSTEMDESIGNCALCULATIONSANDCHECKEACHPARTKEYWORDSREEDPACKERHYDRAULIC目录引言101课题内容概述4011设计理念402设计前景分析403设计任务及工作安排5第一章总体方案711打包机机的分类及特点712本芦苇打包机主要技术指标713整机结构及工作原理8第二章主要工作部件设计921二级液压杆与压头连接的设计922活动液压缸连接设计校核1023主框架和侧板出口的设计1524液压系统设计15第三章关键零件设计校核分析1731有限元分析软件ANSYS简介1732一级压板有限元分析校核19321一级压板的受力分析19322一级压板的有限元建模19323一级压板的仿真计算及结果分析2033二级压头有限元分析22331二级压头的受力分析23332二级压头的有限元建模23333二级压头仿真运算结果及其分析2434支撑件有限元分析校核24341支撑件的受力分析24342支撑件的有限元建模24343支撑件的仿真计算及结果分析20第四章机构运动仿真与分析2641SOLIDWORKS简介2642工作装置虚拟样机的建立2843样机模型运动学仿真分析2844分析小结30设计总结31参考文献32致谢3301课题内容概述我国有着丰富的生物质资源,仅农作物秸秆每年产量达9亿多吨,但这些资源不仅没有得到有效利用,在有些地方甚至成为负担。芦苇是广布世界的水生植物,是造纸的主要原料,得率较高,大概在4045,而且在新疆原料资源比较丰富。新疆芦苇主要是普通芦苇,在长期适应干旱环境的过程中,分化形成了不同的生态类型,即水生芦苇水芦或大芦苇、盐化草甸芦苇盐芦或小芦苇、沙丘芦苇沙芦或中芦苇、水生向陆生的过渡芦过渡芦或中芦苇等.是可再生的生物资源,具有较高的经济和社会生态价值.干旱区的新疆芦苇资源丰富,在有水处生长着繁茂的株高3~5M的大芦苇,无水或地下水位一般为2~5M的较高处生长有株高1~2.5M的过渡芦,甚至在沙丘上亦有株高1.5~2M的沙芦生长,即使盐渍化极为严重、地表盐积壳厚达1~5CM的地方,除偶有耐盐碱的柽柳生长外,茫茫盐碱滩生长最多的是成片株高0.2~1M的盐芦.开发利用好这一资源,使这一资源多用化,既能带动新疆的经济腾飞,促进畜牧业发展,又能为产业结构的调整提供新的思路,更有利于生态脆弱的新疆的生态环境建设与生态恢复近几年,随着社会经济的发展和中央惠农政策的实施,农民收入不断增加,生活水平不断提高,已不再愿意从事繁重的体力劳动,而且农村大量青壮年又在外务工,其劳动力不断向城市转移,使从事芦苇生产的劳动力资源日益紧张,芦苇的直接生产成本不断增加。011设计理念打包机是用于对芦苇、水稻秸秆进行打包为下一步工序做准备的重要机械,不仅简化了原材料的包装运输问题,也成为当今世界能源危机的新课题,随着绿色能源的倡导,用农作物秸秆挤压成型作燃料在我国广大农村将会有广阔的应用前景目前,劳动力资源已经成为影响芦苇产业生存与发展的决定性因素,且芦苇生长在水源丰富的湿地,因此芦苇产地都比较偏远,不宜建厂进行生产。芦苇的运输过程是控制生产成本的关键,如果散装运输在运输过程中不安全,而且装载量较少。在产地如果能把芦苇打成方包运输就能解决问题。为此,必须积极寻求对策,发展芦苇机械化,对解放劳动力、减轻劳动强度、降低生产成本具有现实意义。02设计前景分析打包机的使用并没有发展成熟,有很多厂家仍延袭十几年以前传统人力的生产方式进行生产和管理,工厂管理水平相对落后,效率低下。原因就是多数厂家经济效益欠佳,拿不出更多的资金和技术力量用于科研和开发新产品;也有的是由于厂里领导急功近利,对开发新产品的重要性认识不足。然而产品更新换代的越慢,越难占领市场,工厂效益越差,从而使不少企业的生产陷入了恶性循坏。设计一套廉价、高效、节能的打包机有很大的必要,因此我们可以看出打包机目前仍有较大的存在空间,打包机的研制和使用将有很广阔的应用前景。本课题就对打包机进行优化设计,使其价格低廉、工作可靠、性能优良、尽可能降低劳动强度的同时又能节约成本。目前国外已有成熟的大型收获机具,但价格昂贵,不利推广,而国内还属发展时期。为此,研制开发适合我国国情和有自己知识产权的中型牧草收获机,是推动牧草业快速、高效发展的需要,也是农机研究、推广部门为牧草业发展急需解决的问题之一。设计思想和研究解决的关键要点在中型轮式拖拉机配套牧草压扁收获机的研究设计中,关键是要解决好压扁收获机和中型轮式拖拉机的配套设计问题和设计结构紧凑、主机与机械的平衡、功率消耗少、驾驶员操作方便,同时价格还要合理。也就是说牧草压扁收获机整体结构布局在满足牧草压扁收获性能的前提下要合理配套设计。由于牧草收获机要完成收获、压扁和输送集中牧草的多项工作,工序不能缺,相应的工作部件不能少,在不能改变原中型拖拉机结构的前提下进行合理配套,技术上难度非常大,所以要求整体结构设计上在满足性能要求的前提下,尽量简化和紧凑结构布局上的设计,降低重量,减少功率消耗。03设计任务及工作安排设计的技术参数和相关的任务要求如下(1)完成相关外文文献阅读和翻译工作。(2)对打包机的方案进行讨论、论证。(3)设计出打包机的整套机械图纸。(4)对打包机的控制系统进行初步设计。(5)编制计算说明书。该机是由压缩机构、送出装置和机架构成。压缩机构通过上压板将散碎芦苇杆约束到压缩槽内,到预定位置。再由一级压头对一次预压的芦苇杆进行压缩打包。送出系统采用液压杆运送的方式,这种方式方便、实用、可靠。本次毕业设计中,我的主要任务是三大系统的设计,以及整机的设计。三大系统的设计中查阅了大量的资料,整机的应用由于没有实际机械作参考,要通过假设、分析和推理定型三步,最终设计出打包机。具体工作如下(1)查阅文献,了解打包机械国内外发展现状;收集和了解所要求打包机械装置的工作原理、相关技术和资料,了解并选择所设计结构构件的组成形式。完成资料的翻译。(2)收集和了液压机构、运动仿真、有限元分析软件的资料。(3)根据任务要求研究方案,提出可行性机构并加以分析比较,在此基础上通过优化设计分析最终确定方案。(4)对打包机三大系统的各部分设计计算和校核,绘制图纸,完成论文。整理毕业论文、图纸及答辩资料。第一章总体方案11打包机的分类及特点打包机按料箱的封闭方法,有合盖式和组合式。合盖式在料箱的上方有一旋转地机盖,加料后机盖闭合,形成封闭的挤压室,在合盖过程中,利用操纵机盖的推动力,对松散芦苇杆进行一次预压。一次封闭的容量大,适用范围广。只是在加料时间,压头要等待,不能连续打包,在单位时间内的打包数量比较低。组合式就是合盖式与其它形式的封闭料箱的方式结合于一体。在机盖闭合后,带有拖板的第一级压头将物料退压倒挤压式,机盖就开启,在第二级压头挤压工作时,就可进行加料于拖板上。当包块成型推出机外,压头回程,托板上的料立即被挡入料箱内,又可合盖进行新的循环工作。这种类型弥补了无预压作用,又弥补了合盖式的间隙太长的缺点,但还是不能进行完全的连续加料,而且机构复杂,所以不多见。按压头加压的方法,有单压头加压、双压头加压和三压头加压等形式。按传动方式,有丝杆传动打包机和液压传动打包机丝杆传动的功率损耗大、磨损大。体积大、所以一般不用这种传动结构来制造打包机。液压打包机功率损耗小节省能源。12芦苇打包机的基本技术指标芦苇打包机械的目的和重点是保证压包形状的稳定。为了保证压包的稳定性,需要压实的压力足够大,挤压出的束块密度高;分次压实,以实现压好后的物块机构紧密均匀;在压缩过程中自动变速即压头在低压时能快速行动,高压力时慢速行动。使束块压缩均匀,防止束块发生趴窝现象。13芦苇打包机机主要技术指标打包物块体积参数长宽高(750320320)打包机工作效率12包/小时13整机结构及工作原理本打包机选用合盖式液压传动机构,该机是由压缩机构、送出装置和机架构成。压缩机构通过上压板将散碎芦苇杆约束到压缩槽内,到预定位置。再由一级压头对一次预压的芦苇杆进行压缩打包。送出系统采用液压杆运送的方式。(1)很容易得到大压力,能在工作行程的任何位置进行满负荷的挤压工作。压包变形稳定,挤压出的束块密度高。(2)很容易实现自动变速,即压头在低压时能快速行动,高压力时慢速行动。所以节省功率,提高效率,亦有利于物料的变形。(3)工作时传动平稳,噪音小。机器的结构紧凑,体积小,占地面积小。容易实现过载保护。在额定压力下,可随时调节压力的大小,即能保护设备的安全,操作也方便。(4)容易实现自动化,容易实现远程操作,工人劳动强度低。(5)功率损失小,节省能源。标准化程度高,液压元件容易更换。整机结构示意图如下

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