毕业设计（论文）开题报告-枝桠材用小型切片机设计.doc

毕业设计开题报告设 计 题 目: 枝桠材小型切片机设计 院 系 名 称: 机电工程学院 专 业 班 级: 机械设计08-13班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2012年3月15日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日21课题研究的目的和意义1.1课题背景、目的及意义我国是一个森林资源缺乏的国家，由于长期的过量采伐,使得原本就有限的可采森林资源急剧减少,尤其现在国家实施天然林保护工程及几大重点林区封山育林,禁伐或限制采伐天然林木。但国家经济建设与人民生活仍需大量的木材和木制品，使得木材供需矛盾成为当前林业所面临的主要问题。要解决好这一矛盾，一方面要加强森林资源建设经营培育与保护；另一方面通过合理有效利用森、林资源，搞好木材综合利用，提高木材的利用率，最大限度地发挥可利用木材资源的作用，从而缓解木材供需矛盾。利用伐区剩余物的一个主要途径是将伐区剩余物中的小径枝丫材进行削片加工，如此不仅可以提高森林资源利用率，还能改善林地卫生状况，防止发生森林病虫害等，加工后的削片可用作制浆造纸和生产人造板材料。然而目前生产的削片机在伐区的削片作业常受到条件和环境的限制，因此开发适于伐区作业的小型削片机显得迫切需要。再有，过去城市树木修剪所产生的枝桠，基本上都作为废弃物处理，并要支出不少运输费用。随着城市绿化的迅速发展，枝桠量越来越大，为减少消纳枝桠废弃物的费用，提高枝桠的综合利用率，变废为宝，近年来城市对枝丫削片机的需求量在不3断上升；在山区，随着林果业的迅速发展，抚育量大幅增加，枝桠削片机的作用更是日益突出。为了适应我国木材资源严重不足且分布不集中的特点，为了满足实际生产的需求，设计了这种体积小、重量轻便于运输、生产能力大且削片合格率高的枝桠材用小型切片机，来满足林区小型工厂的生产或木材家具厂的碎料加工，以节约木材资源，实现木材的综合利用。1.2 选题的设计设想、设计方法和改进削片机是人造板、造纸行业中最基本的设备，用以制备工艺木片。自40年代以来，随着森林资源的日益减少和伐区剩余物利用水平的不断提高，以及全树采伐利用新工艺的出现，工艺木片的原料已从利用原木转向更多地利用枝桠材、小径木、加工剩余物、劣质材或进行全树削片。工艺木片的生产也逐渐从制浆造纸、人造板企业转向伐区、森林采运企业。木片逐渐成为采运企业的一种重要输出商品形态，并形成木片产业。此次设计主要是针对国内外削片机的性能作出改进，并设计出一种能适应现有的木材加工设备。此次设计的主要目的是切削木片的质量要符合规格，木片长度为10-20mm。根据设计要求，进料口和出料口有了改进，刀盘加叶片保证削片的输送。确定了生产能力后选择电机，并计算其切削功率。对飞刀的伸出量进行了精确的调整，保证削片的质量。选用圆锥滚子轴承和主轴配合，利用皮带传动进行加工。 进料槽的结构型式有了很大改进，以使其能适应各种规格原料削片，并可提高生产率和木片质量。带有倾斜进料槽的普通盘式削片机（倾角4552）是一种国内外常用的削片机。加工小径材、枝桠材以料长在2.5 mm-3 mm及剩余物制材时效果最佳。削片机的工作噪声高达110db左右。削片机降低噪声为：加厚机罩（刀罩）体的厚度，以提高隔声效果；缩短主轴二轴承的间距，提高主轴刚度，减小振动。2文献综述2.1国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果几十年来，随着木片产业的发展，国内外已研制和生产了上百种型号的固定式和移动式削片机，其结构和性能已日趋完善，在生产中发挥着重要作用。近年来，国外的削片机的研制有了进一步发展，并研制出多种新型的削片机，主要是改善进出料机构，改进飞刀底刀结构及飞刀的装夹方式，增设控制木片质量的分离装置，降低削片机的振动与噪声。增加辅助进料槽；增加进料槽的截面积；铰接式安装进料槽；侧面出料（木片）；减少飞刀尺寸和角度，并装刀多刀化；飞刀夹装在刀盘上，并呈螺旋线安装；刀盘悬臂式装配；降低削片机噪声；增设第二底刀及其多刃化；可调节生产率的削片机；改进切削机构和进给方式以及适应不同原料的削片的专用、通用、以及削片机组和削片生产线。这些新型的削片机起到了提高生产率和木片质量木片合格率以及降低噪声振动和减少能耗的作用，获得了巨大的经济效益。国内削片机的研制工作始于60年代，70年代中期开始研究伐区木片生产工艺与设备，80年代初，国家设立了“伐区枝丫木片生产设备及工艺的研究”攻关课题，进行了系统研究，取得了可喜的成果。自90年代木片生产得到了较大的发展。目前，国内已有30多家生产削片机的厂家，其中镇江林机厂生产的削片机质量较好。目前已有9种型号的盘式削片机，主要用于制浆造纸林片加工。目前国内现有的设备主要有：福建林机厂生产bx117-4、8451机械厂生产的bx118-4、苏福马生产的bx116a、bx117c盘式削片机、bx1107/4盘式削片机、bx116盘式削片机、bx1108/3盘式削片机等以及极少量的bx1710b盘式削片机和bx1112盘式削片机等。由于我国是一个缺少木材的国家，所以每年都要从外国进口许多木材，尤其是近几年，随着木材工业和家具业在我国的迅猛发展，木材资源的缺乏日益严重，满足不了木材需求量。木片是造纸、生产人造板的原材料，在国际市场上需求量很大，每年日本和南韩要从国外买进大量的木片，木片的制备显得尤为重要。2.2切片机原理 图2.1木材削片机总体布置草图此盘式削片机主要由电机、刀盘、进料槽、出料筒、传动装置和机壳等部分组成。刀盘套装在主轴上，主轴由两个装在轴承座中的轴承支承，由电动机通过三角皮带减速传动。刀盘除作为切削机构切削木料外，还起飞轮作用，使飞刀在间断切削时，速度波动不大，因此要求刀盘有较大质量。图2.2原木分裂成木片原木在削片机中受到飞刀与底刀的剪切作用，在切下一个木饼的同时，由于木饼受到飞刀给予的沿纤维方向的挤压力，圆饼受剪而被分裂成木块，进而分裂成木片。如（图2.2）所示。通过观察和研究证明，盘式削片机在削片过程中，木料的被切削面紧贴在飞刀的后面，并沿着飞刀后面滑动，直到与刀盘平面相遇。当木料的上端与刀盘表面接触后，被切平面则由斜面变成平行于刀盘表面的直面， 图2.3切削机构示意图最后被切表面形成了一个折面。因此，盘式削片机的削片过程并不是过去人们认为的那样，原料的被切平面始终平行于刀盘平面。在削片时，木料沿着进料槽的移动，主要是由于飞刀对木料的作用力在进给方向的分力（牵引力）的作用而致。理论上可以证明：若原木靠自重移向刀盘，那么在相邻两把飞刀切削原木的时间间隔内，原木只能移动一段很短的距离，然而实际上原木移动的距离（即木片的长度）要比靠自重移动的距离大得多。很显然原木在切削过程中除了受重力作用外，还受到飞刀给予原木的作用力，飞刀把原木拉向刀盘的作用力称为牵引力。牵引力的大小虽与木料的树种、含水率等因素有关，但其大小足以带动木料克服摩擦阻力向刀盘方向进给。因此大多数盘式削片机不采用强制进给机构，并且适宜加工厚度和径级较大的木料。3基本内容、拟解决的主要问题3.1基本内容： (1) 根据削片机基本技术参数，给出微型盘式削片机总体结构初步设计方案。(2) 对盘式削片机刀盘、进料口、出料口、左右上盖、主轴、皮带传动等关键结构进行分析，改进进料口结构和机罩体结构的设计。3.2 拟解决问题：(1) 根据工件的所要加工的部位及尺寸要求，进行总体设计。(2) 刀盘、主轴、轴承的设计及校核。(3) 生产能力、切削力、切削功率和飞刀伸出量的计算。(4) 总装配图中各零部件的安装问题，及零件的定位问题。(5) 降低削片机噪声。4技术路线或研究方法(1) 参阅相关产品的技术资料，如削片机的设计方法等，拟确定各结构设计方案，从而能安全的实现木片加工的功能。(2) 要从各种方案中选择合适的方案，分析出各方案的优缺点，综合优化各种 设计方案，从而确定出本次设计的盘式削片机的最后设计方案。(3) 要完成主轴的设计与校核，刀盘的设计与校核，轴承的设计与校核，以及该盘式削片机所使用的皮带传动的选择。(4) 完成总装配图，零件图，刀盘部件图和说明书的撰写。5进度安排2012年03月17日03月30日调研及收集相关资料；2012年03月31日04月13日方案设计、审查和确定，撰写开题报告；2012年04月14日05月31日绘制图纸和撰写设计说明书；2012年06月01日06月08日提交图纸，说明书，审图及修改；2012年06月09日06月20日毕业答辩。6主要参考文献1刘灏主编.机械设计手册s北京：机械工业出版社,2002.2朱龙根主编.简明机械零件设计手册s.北京：机械工业出版社,2004.3南京林业大学主编.木材切削原理与刀具m.北京：中国林业出版社,1997.4庞庆海主编.人造板机械设备m.哈尔滨：东北林业大学出版社,1997.5邱宣怀，郭可谦主编机械设计m北京：高等教育出版社,1997.6吴宗泽，罗圣国主编机械设计课程设计手册s北京：高等教育出版社,1992.7吴宗泽主编机械结构设计m北京：机械工业出版社,1988.8郭爱莲主编新编机械工程技术手册s北京：经济日报出版社,1991.9刘品，刘丽华主编互换性与测量技术基础m哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2001.10王正本主编木工机床设计m哈尔滨：东北林业大学出版社,1991.11王国才,花军主编木制品加工机床m哈尔滨：东北林业大学出版社,1995.12刘鸿文主编材料力学m北京：高等教育出版社,1992.13哈尔滨工业大学理论力学教研组编理论力学m北京：高等教育出版社,1997.14王知行，刘廷荣主编机械原理m北京：高等教育出版社,2000.15陈宝德主编木材加工工艺学m哈尔滨：东北林业大学出版社,1997.16林石著盘式削片机设计计算方法（一）、（二）j南京：南京林业大学,1986.17洪德纯,于志宏,祝悦红著国外削片机的新进展j吉林：吉林林学院,1994（5）：37-4218李春虹著对盘式削片机设计的几点看法j辽宁：沈阳大学学报,1994（2）：69-7119洪德纯著新型盘式削片机j吉林：吉林林学院,1994（3）：39-41.20张晓文.盘工木材削片机动态载荷特性及均衡切削的