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小型秸秆压块机设计（含CAD图纸和说明书）,小型,秸秆,压块机,设计,CAD,图纸,说明书
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本科毕业论文(设计)开题报告论 文 题 目：小型秸秆压块机设计 学 院：专 业 、班 级：学 生 姓 名：指导教师（职称）： 毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。一、选题依据1、 研究领域 本题目涉及机械设计、机械原理等多方面的知识。2、 论文（设计）工作的理论意义和应用价值 秸秆压块是指秸秆或牧草经闸侧后进行高密度压缩成块状。秸秆是一种放错地方的资源，在人类的日常生活中，会产生许许多多的剩余物，特别在农业生产中产生大量的秸秆资源，秸秆资源是可再生的生物质能源，包含着大量的营养物质，但由于人们对此资源缺乏认识，利用方式单一、落后，有效利用率低，导致这种资源松散的分布在大面积范围内，给收集应用带来巨大困难。但随着近来农村产业结构的调节，人们对于秸秆的有效利用的需求不断增长，利用工业化手段将这种资源“变废为宝”显得尤为重要，小型秸秆压块机就应运而生，不仅可以解决畜业动物的饲养问题，也可以提高资源的综合利用率。因此设计一台小型秸秆压块机就可通过机械化作业完成秸秆的粉碎、压块过程，提高了生产效率。而且由于国内秸秆压块设备的市场需求逐渐变大，且进口压块机价格比较昂贵、操作及维修想多复杂，不适用于一般中小型农场。针对这种现状，有必要开发成本低廉、易于操作和维修、可调式压头的小型秸秆压块机械。因此本研究具有一定的现实意义及必要性，选题的内容符合机制专业的培养要求，设计方向明确，难易度适中。设计工作在现有的研究基础上展开，具备理论基础和技术可行性。学生已掌握设计所需的相关知识，在软硬件方面及查献等方面有切实保障。同时，指导教师具备相关设计背景，学生有充裕的时间开展工作。3、 目前研究的概况和发展趋势秸秆压块是五十年代中期出现的一种新工艺，秸秆压块设备在欧美等发达国家已研究生产多年，并出口到世界各地，目前我国的秸秆压块机存在自动化程度低、价格昂贵、操作及维修复杂等弊端。针对这种现状，有必要开发自动化程度高、成本低廉、易于操作和维修的小型压块机械。根据物料的结构特点，在设计过程中，采用环模式可移动式秸秆压块机，利用Top-down的设计方法，完成总机设计。本设计共包含四大部分：切碎装置、自动上下料机构、压头（曲柄连杆机构）、行走及驻停机构。结构设计完成后，利用有限元分析软件对关键零部件进行强度校核。1954年美国约翰迪公司研制出世界上第一台移动性秸秆压块机，随后又生产了400型、425型、429型秸秆饲料压块机，后来在美国广泛使用的是环模式压块机。日本时代研制的工厂化加工草块的成套装备，可实现计量、烘干分离、除尘压块及草料的运输、草块的冷却及包装，也可加工稻麦秸秆等，成品含水率在10%到13%。随后前苏联，英国，丹麦以及其他国家都先后的生产了符合自己国家生产实际的秸秆压块机，这种新兴技术被广泛应用开来，大大提高了秸秆资源的可利用率。秸秆压块机的主要类型有环模式、柱塞式、圆锥螺旋推进式以及缠绕式压块机。设备的作业型式主要有两种：一种是田间流动式作业，一种是工厂化作业。其发展趋势为：提高生产率，降低成本，节省能源，实现微机自动化控制等。我国是从90年代各研究所和生产厂家才开始研究压块设备，现在国内使用的主要类型是环模式压块机。虽然随着我国改革开放的伟大进程，综合国力的显著增强，科学技术的不断迅猛发展，现在的设备与以往不可同日而语，有许多企业和科研机构都研发出比较有科技含量的设备并应用于实践，但生产稳定的设备并不多，主要原因是技术并没有完全成熟，生产成本过高，功耗大，并且价格高昂，这给秸秆压块机的普及带来巨大不利。二、论文（设计）研究的内容1. 重点解决的问题(1).压块机传动装置的传动方式；(2).设计参数的合适选择； (3).环模结构分析。2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）(1).压块机原理及结构确认；(2).压块机总体结构设计；(3).秸秆切碎装置设计；(4).上下料机构设计；(5).压块机压头机构设计；(6).压块机行走及驻停机构设计。3.本论文（设计）预期取得的成果 结合具体的设计要求，通过学习及查阅相关方面的资料，全面的了解和掌握压块机的工作原理和结构，完成压块机总体结构设计及相关功能部件的设计，对关键部件的强度进行有限元分析。最终完成论文、压块机的3D模型、2D工程图（装配图、零件图）、关键件有限元分析报告、外文文献翻译三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）； 首先采用文献研究法，通过阅读有关论文、图书及相关资料，针对具体的设计要求，着重从理论及结构上对国内外现有秸秆压块机进行全面的了解；第二，采用Top-down设计方法，进行整机功能划分；第三，利用3D设计方法，逐一进行各机构、部件的设计，确定零件尺寸及进行干涉检查；第四，有限元分析法，利用有限元分析模块对关键部件进行强度分析2. 论文（设计）进度计划第1周：查阅相关文献，收集资料，了解设计内容；第2周：翻译外文文献，完成相关工作；第3周：分析归纳文献，撰写文献综述，确定研究方法，撰写开题报告；第4周：整理开题报告、文献综述，开题报告答辩；第5周：小型秸秆压块机总体方案设计；第6周：开展切碎装置设计的工作;第7周：整理已开展的工作，中期检查；第8周：进行上下料机构设计；第9周：；开展压头设计（曲柄滑块机构）的工作；第10周：行走及驻停机构设计；第11周：进行关键部件的有限元分析，校核其强度；第12周：系统整合，进行总装配；第13周：生成、完善2D和3D图纸；第14周：修改完善设计说明书；第15周：完善毕业设计各项内容；第16周：做好答辩PPT，提交论文，准备答辩。四、需要阅读的参考文献1周开勤. 机械零件手册(第四版)M.北京:高等教育出版社,2014. 2孙恒，陈作模.机械原理(第七版)M.北京：高等教育出版社，2006. 3濮良贵,纪明刚.机械设计(第九版)M北京：高等教育出版社，2013. 4美伯尔著,汪一麟等译机械分析与机械设计M. 北京:机械工业出版社，2012. 5 章日晋等编.机械零件的结构设计M.北京: 机械工业出版社，2014.6王守忠, 陈爱荣. 车床自动压印装置的研制J. 机电产品开发与创新, 2012(02)：158-159.7赵润福,魏炯. 秸秆压块机的分类及选用J. 农业机械化,2014（04）：57-59.8岳苓. 链板、刮板复合型压花器J. 制造技术与压花机，2009（05）：140-141.9古今学. 我国产业的现状与发展现状J. 国土资源高等教育研究，2005（10）：60-62.10曾家驹, 王懋荣, 廖德刚. 机械制造技术(现代技术部分)M . 北京: 机械工业出版社, 2014.11 G. J. Goroyias , M. D. Hale. The mechanical and physical properties of strand boards treated with preservatives at different stages of manufactureJ. Wood Sci Tech, 2004(38): 93-107.12刘欣. 玉米秸秆饲料压块机的设计研究J. 农业科技与装备.2012.(07): 32-3313付敏，郭婉丽，梁栋. 生物质压块成型设备研究现状J. 科技创新导报.2015.（17）：137-141.附：文献综述文献综述随着化石能源的日益枯竭，其替代品新能源和可再生能源的开发及利用成为各国研究的重点，而对中国这样人均能源资源占有量很低，且分布极不均匀的发展中国家来说则显得尤为重要。目前，作为能源的生物质主要指农业、林业及其他废弃物，如各种农作物秸秆、油料作物及木材加工废弃物、城市工业有机废弃物以及动物粪便等。据统计， 我国现在每年的秸秆产量约为7亿t，扣除一部分用作饲料和其它原料，作为能源利用的达3.76 亿吨。植物秸秆原料质地松散、体积大、热值低、不便运输和贮存，采用秸秆压块机使秸秆致密成型，便可成为高品位燃料。秸秆成型燃料具有密度高、便于运输和储存、形状和性质均一、燃烧性能好、热值高、适应性强、燃料操作控制方便等优点，可用于锅炉和煤气发生炉，也可用于工业、家庭和农业、园林的暖房取暖。我国作为农业大国，植物秸秆资源丰富，因此，秸秆能源将会成为一种发展前景非常可观的替代能源。目前，秸秆压块机主要分为螺旋挤压式成型机、活塞冲压式成型机和环模式成型机3 种机型。根据物料的结构特点，在设计过程中，采用环模式可移动式秸秆压块机，利用Top-down的设计方法，完成总机设计。本设计共包含四大部分：切碎装置、自动上下料机构、压头（曲柄连杆机构）、行走及驻停机构。结构设计完成后，利用有限元分析软件对关键零部件进行强度校核。秸秆压块机主要由电机、进料机构、进料斗、皮带轮、皮带、保护罩、环模压缩室和底座组成，环模式秸秆压块机工作时的挤压方式属于开式压缩，利用环模、压轮和物料3 者间的摩擦挤压作用使短段散状物料成型。压块机的传动方式采用皮带传动，皮带传动具有过载保护和缓冲吸振的能力。环模是压块机最重要的构件之一， 其性能好坏直接影响压块机性能。由于环模、压轮和物料3者之间挤压摩擦， 尤其是物料在环模孔内受到的高压摩擦和物料本身受力变形， 消耗的能量以热能的方式放出，使环模和物料温度升高，导致环模的磨损加快，使用寿命缩短。一、我国秸秆压块机设计的发展现状 我国从20世纪80年代引进并开始致力于生物质压缩成型技术的研究。南京林化所在“七五”期间开展了对生物质压缩成型机的研制即对生物质成型理论的研究，目前我国成型机的生产和应用已形成了一定规模，热点主要集中在螺旋挤压成型机上，但是仍然存在着很多问题，因此有待于进一步深入研究。中国从20世纪80年代引进螺旋推进式秸秆压块机，生物质压缩技术的研究开发已有二十多年的历史。当时,一些科研单位和生产企业借鉴欧、美发达国家的先进牧草加工技术和设备,结合我国秸秆综合利用的具体国情,开发研制出机械化秸秆压块饲料设备进行试验生产。目前,在国内从事该项技术研究、生产的大专院校、科研院所、国有和民营企业已达数十家。河北省石潜集团研制的9JG-1500型秸秆压块大型成套设备和中国农机院内蒙古分院研制的9YK-0. 4D型小型秸秆压块机是较有代表性的产品,并已小批量投放市场。机械化秸秆压块饲料技术作为新生事物,还刚刚起步,在国内发展速度不一,河北、内蒙古等省份发展较快。如河北省为加快该项技术的推广步伐,实施了“机械化秸秆压块饲料示范项目” 。2011年由省财政拨出150万专项资金,首批选择了条件较好的5个项目县进行示范,生产玉米秸秆压块饲料。2012年省财政又投入200万元建立了10个项目县进行示范推广。有关项目市、县也都投入了相应的配套资金。在示范点的带动下,一些民间资金也被吸引到秸秆压块饲料项目的投入上来。据不完全统计,全省已建成各类秸秆压块饲料生产企业近40多家,年产秸秆压块饲料生产能力已接近10万t ,机械化秸秆压块饲料技术得到了快速发展。但从国内总体情况来看,多数省份发展较为缓慢,部分省份还是空白,机械化秸秆压块饲料技术的推广应用尚处于试验、示范的初期。秸秆压块饲料生产设备亦属于产品介绍期,其性能、质量仍存在一些不足,有待进一步改进提高。二、世界秸秆压块机设计的发展现状早在1954 年，美国约翰迪尔( John Deere) 公司就研制成功了世界上第一台移动式压块机，从1965 年起先后生产了400 型田间捡拾压块机和390 型压块机。此外，美国兰代尔( Lundell) ，西德法尔( Fahr) ，威利格尔( Welger) ，丹麦塔鲁普( Taarup) ，法国里维尔( ivierrecasalis) 和日本时代制铁有限公司也生产了多种型式的青、干草压块机。20 世纪60 年代，苏联开始引进和研制饲草压块机，制造了相应的成套设备。国外技术发展有以下几个特点：一是生产技术大部分已经成熟，并达到规模化和商品化；二是已经由过去烧壁炉的生活用能为主转向了生产阶段：设备制造比较规范，耗能较高，成本较贵，同等生产能力的设备是国内的5-6倍，在发达国家中，生物质能研究开发应用主要集中与气化，液化、热解，固化与直接燃烧等方面。美国2014年生物质能供应量72Mtoe，越战美国能源供应总量的3%，计划2030年达到30%。欧盟2003年25国生物质能消费量69Mtoe，约占欧盟能源总消费量的4%。国外生物质致密固化成型产品的发展分为三个阶段，从20世纪30-50年代为研究、示范、交叉引进阶段，研究的着眼点以代替化石能源为目标，20世纪30年代，螺旋式成型机在美国开始设计生产，同时现代化的活塞式成型机也在瑞典、德国得到推广。20世纪70-90年代为第二阶段，各国普遍重视化石能源对环境的影响，同时由于出现了能源危机，生物质压缩固化成型燃料发展很快，西欧及日本等国家已成为一种产业，1984年日本已有172家工厂生产秸秆压块机进行生物质压缩固化成型燃料。第三阶段为90年代后，首先以丹麦为首开展了规模化利用研究工作，随后瑞典、德国、奥地利等国都相后开展相关研究，联合国也将此作为重点研究开发研究项目。三、我国与世界强国的差距 虽然我国近年来发展速度较快并取得重大进展，但于世界强国相比还有一定差距，主要表现在从国内总体情况来看,多数省份发展较为缓慢,部分省份还是空白,机械化秸秆压块饲料技术的推广应用尚处于试验、示范的初期。秸秆压块饲料生产设备亦属于产品介绍期,其性能、质量仍存在一些不足,有待进一步改进提高。四、未来1015年中国秸秆压块机的发展趋势秸秆压块机技术能充分发挥农作物秸秆的价值,提高利用率,具有显著的经济效益,良好的社会效益和生态效益。在秸秆综合利用方面又探索出一条新的有效途径,在总结经验的基础上继续研究治本的措施”的指示精神,是一个具有广阔发展前景的新型秸秆综合利用技术。1、符合产业发展政策,保护生态环境,发展方向正确在农业产业结构调整过程中,许多地方已把畜牧业作为发展重点,并逐步发展成为大农业的第一主导产业牧区禁牧和小区集中饲养将使饲料供应成为发展畜牧业的关键问题,秸秆压块饲料的出现有效解决了饲料问题,顺应了畜牧业发展的需要。农作物秸秆用于饲料,既可变“废”为宝,又可杜绝焚烧秸秆现象,减少环境污染,而且秸秆过腹还田还充分提高了肥效,顺应了“绿色、环保、高效”农业的发展方向。 2、经济效益显著,市场需求量大,发展动力强劲玉米秸秆饲料市场价格在300 400元/ t之间,高时可达450元/ t。生产成本一般在200 250元/t之间,利润率30% 以上,生产企业2年左右即可收回成本。畜牧养殖场每年需要大量的饲料,以养牛为例,一头牛平均每年就要消耗4 5 t饲料,一个养几十头牛的小型养殖场就需上百吨的饲料。每年冬、春两季更是
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