秸秆粉碎机毕业设计

I本科生毕业论文(设计)题目：秸秆粉碎机的设计院 别 学科门类 专 业 学 号 姓 名 指导教师 完成时间 2016 年 4 月 1 日II目 录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 粉碎理论 .11.3 粉碎过程的施力方式 .11.3.1 挤压粉碎 .11.3.2 冲击粉碎 .21.3.3 摩擦粉碎 .21.3.4 剪切粉碎 .21.3.5 劈裂弯折粉碎 .31.4 粉碎机工作原理 .31.5 粉碎机技术 .31.5.1 铡切式粉碎机 .41.5.2 锤片式粉碎机 .41.5.3 揉切式粉碎机 .51.5.4 爪齿式（齿爪式）粉碎机 .61.5.5 组合式粉碎机 .61.6 粉碎机技术发展现状 .7第二章 确定方案 .72.1 研究内容、研究思路及主要设计指标 .72.1.1 主要研究内容 .72.1.2 研究思路 .72.1.3 主要设计指标 .72.2 粉碎机的类型选择 .82.3 粉碎室的选择 .82.3.1 环流层理论 .82.3.2 早期圆形粉碎室 .82.3.3 水滴型粉碎室 .92.3.4 新型梯形粉碎室 .102.3.5 粉碎室的确定 .102.4 锤片线速度 .102.5 转子速度确定 .112.5.1 转子速度的计算 .112.5.2 转子速度的校核 .112.6 理论生产率 .122.7 配套功率计算 .122.8 粉碎室宽度的选择 .132.9 其他装置确定 .13第三章 标准件的确定 .13III3.1 电机的选择 .133.2 轴承的选择 .143.3 键的选择 .143.4 螺栓的选择 .143.5 螺母的选择 .143.6 垫圈的选择 .14第四章 带的设计及计算 .154.1 带及带轮的选用 .154.2 V 带类型的确定 .154.3 确定带轮基准直径并验算带速 .154.3.1 确定小带轮基准直径 .154.3.2 验算带速 .154.3.3 确定大带轮基准直径 .154.4 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld.164.4.1 初定中心距 .164.4.2 计算基准长度 .164.4.3 计算实际中心距 .164.5 验算小带轮包角 .164.6 计算带的根数 .174.6.1 单根 V 带的额定功率 .174.6.2 计算 V 带的根数 .17第五章 轴的设计及校核 .175.1 轴的尺寸设计及计算 .175.1.1 轴的传递转矩 .175.1.2 轴的最小直径 .185.1.3 确定带轮的轮缘宽度 .185.1.4 轴的结构设计 .185.2 轴的校核 .19第六章 锤片的设计及计算 .206.1 锤片材料与形状的选择 .206.1.1 锤片材料的选择 .206.1.2 锤片形状的选择 .206.2 锤片数目的确定 .216.3 锤片尺寸的确定 .226.4 锤片的排列方式 .226.5 锤筛间隙与筛孔大小 .226.5.1 锤筛间隙 .226.5.2 筛孔大小 .22第七章 输送机构的设计 .237.1 风机的风量 .237.2 风机的输料管内直径 .237.3 计算整个系统的压力损失 .247.3.1 纯空气运动产生的压力损失 .247.3.2 双相流运动时产生的摩擦压力损失 .25IV7.3.3 加速压力损失 .267.3.4 提升压力损失 .267.3.5 弯管压力损失 .277.4 确定总压力损失 .277.5 风机的选择 .28结 论 .29参考文献 .30I摘 要近年来现代化肥的使用，使得农业对秸秆所制肥料的需求有所减少，秸秆的处理成为一大问题。如秸秆不及时处理，会影响小麦等秋播作物的播种。以上成为大规模焚烧秸秆屡禁不止的客观原因。秸秆焚烧还会产生严重的危害，例如：引发交通事故，影响道路交通和航空安全；引发火灾：破坏土壤结构，造成农田质量下降；产生大量有毒有害物质，威胁人与其他生物体的健康。因此解决焚烧秸秆问题刻不容缓。焚烧秸秆问题主要为解决其处理问题，秸秆可再生利用，是一种具有多用途的可再生的生物资源，可纯人力处理费时费力、经济效率极低得不偿失，因此田间作业趋于机械化是一个必然的发展过程，本文主要介绍了秸秆粉碎机的设计思路、设计方案、主要零件设计、参数及工作原理。关键词：粉碎机；秸秆粉碎；优化设计；IIAbstractIn recent years beause more use of modern fertilizers, the demands of straw composting in agriculture has decreased,straw processing has become a big problem.If straw can not be treated in time,it will influence sowing of wheat and other autumn crops.The above becomes reasons of large-scale burning of straw. Straw burning will cause serious harm, such as: lead to traffic accidents, influence the road transport and aviation safety,cause fire,destroy the soil structure, decline the quality of farmland,produce large amounts of toxic and hazardous substances,threat to human and other organisms health. Therefore, the problem of burning straw must be solved urgently.To solve the problem of burning straw, the key point is the straw processing. Straw can be recycled, is a kind of multipurpose renewable biological resources. But manuel handling is time-consuming and has low economic efficiency. So field operations with farm machinery is an certain process of development.This article introduces the design ideas,design concept, the main components design,parameter and working principle of the straw shredder.Keywords: schredder; straw crushing; design optimization;1第一章 绪论1.1 研究背景及意义21 世纪以来，我国科技水平不管发展，人民生活水平不断提高，中国农业也进入新的发展阶段。随着农业的发展，秸秆的处理问题日渐尖锐，秸秆本身是一种天然的有机肥，但是农民缺乏处理技术，使得处理秸秆成为一种性价比极低、成本极高的行为，但是不处理又会影响下一季农作物播种，同时秸秆的焚烧可以得到一种名叫草木灰的肥料，因此焚烧秸秆成为一种趋势。为了防止焚烧秸秆造成的各种危害，同时发挥秸秆的生物化肥作用，机械化秸秆还田成为中国农业发展的重大突破，而机械化秸秆还田可以通过秸秆粉碎机的面世而实现。1.2 粉碎理论粉碎是指固体物料在外力作用下，克服了内聚力，使之碎裂的过程。经过近代发展，不同程度的工艺处理过程可以得到不同的密度粉体，其根据粒度大小将粉碎过程分为多个不同种类 1 。当今，粉碎程度并未形成统一认识，比较合理且一致认同的划分见表1。表 1 粉碎程度与粉体制品粒度对照粉碎程度 粗破碎 细破碎 粗粉碎 细粉碎 微粉碎 超微粉碎/超细粉碎粒径（d 50）25025 251 10.5 0.50.1 10050 501 10.1 1001制品称谓 大块 颗粒 普通粉 微细粉 微细粉 微米粉 亚微米粉 纳米粉英文翻译 Mass Pllet Powder Fine/Very fine powder Ultra/Super fine powder1.3 粉碎过程的施力方式物料受到外力作用而粉碎，这些外力主要分为：挤压粉碎、冲击粉碎、摩擦粉碎、剪切粉碎、劈裂弯折粉碎等。各种粉碎方式都有其优缺点及适用的场合。1.3.1 挤压粉碎挤压粉碎是粉碎设备的工作部件对物料施加挤压作用，作用较缓慢和均匀，物料的2粉碎过程也较均匀。常多用于粗碎。挤压粉碎属于有支承粉碎型式，粉碎效率较高，其中对辊粉碎机、辊式碎粒机中都含有挤压粉碎作用。具体挤压粉碎示意图见图 1.3.1。图 1.3.1 挤压粉碎1.3.2 冲击粉碎冲击粉碎为高速运动的粉碎体对物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击。冲击作用频度高，作用时间短，粉碎体与被粉碎物料的动量交换非常迅速。冲击粉碎的频度及力度对制品的粒度影响很大。具体冲击粉碎示意图见图 1.3.2。图 1.3.2 冲击粉碎1.3.3 摩擦粉碎摩擦粉碎的主要表现形式是粉碎工件对物料的磨削、碾磨，包括研磨介质对物料的粉碎、齿板或齿圈对高速流动物料的碾磨以及物料和物料之间的摩擦作用。锤片式粉碎机齿爪式粉碎机和立轴式超微粉碎机都是利用摩擦来粉碎物料的。摩擦粉碎是一种高效的粉碎型式，但当粉碎构件变得相对光滑时，摩擦作用的效率就会大幅度降低，产生大量的无用热量，导致能耗增加，所以必须保持摩擦面的粗糙。具体摩擦粉碎示意图见图1.3.3。3图 1.3.3 摩擦粉碎1.3.4 剪切粉碎剪切粉碎的主要表现形式是两面构件对物料形成剪应力造成物料粉碎，剪切形成的基础条件是两个构件同时对物料的作用且互为支承，如同剪刀的两个刃口。具体剪切粉碎示意图见图 1.3.4。图 1.3.4 剪切粉碎1.3.5 劈裂弯折粉碎利用楔形工件切入物料，称为劈裂粉碎，劈裂粉碎需要对物料进行支承才能发挥高效率。当楔形工件不锋利时，会形成弯折作用，此时材料受到弯应力而断裂。锋利的楔形物造成的劈裂粉碎是一种介于弯折粉碎和剪切粉碎之间的作用。一般材料的抗弯应力低于抗剪应力，所以劈裂、 弯折是一种更为高效的有支承粉碎型式。具体劈裂弯折粉碎示意图见图 1.3.5。图 1.3.5 劈裂弯折粉碎1.4 粉碎机工作原理通过喂入机构将物料由进料口均匀地喂入粉碎室，粉碎室内有高速旋转的锤片，上机体内装有定刀、动刀和齿板，加入的物料在锤片的强烈打击及锤片与齿板之间的撕裂和搓擦等作用下迅速被粉碎成粉状，由于离心力和粉碎机下腔负压的作用，被初步粉碎的物料通过筛孔落到下腔，然后风机会将其吸入，又由风机送到离心卸料器内或集料间里集尘，以便分离、卸料、装袋，余风由除尘布袋过滤并泻掉。41.5 粉碎机技术粉碎技术在我国己有多年的历史，主要应用在饲料粉碎及农作物秸秆方面。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、爪齿式（齿爪式） 、组合式粉碎技术 2 。1.5.1 铡切式粉碎机铡切式粉碎的主要加工方式是切断，其优点尤为突出，结构简单、功耗低、生产率高。铡切式粉碎机如图 1.5.1 所示。图 1.5.1 铡切式粉碎机1.5.2 锤片式粉碎机锤片式粉碎机的粉碎原理为冲击粉碎，在粉碎过程中由高速旋转的活动锤片与固定圈的相对运动，使物料在粉碎室内发生高速旋转，对物料进行粉碎。而物料受锤片冲击作用，在粉碎室内形成圆周运动，产生环流层，人们认为类似大颗粒的物料会因为离心力在外层，小颗粒物料的离心力相对