玉米秸杆生物燃料螺旋压力机设计毕业

1、-. z太原理工大学毕业设计论文任务书毕业设计论文题目：玉米秸杆生物燃料螺旋压力机设计毕业设计论文是高等学校教学方案的重要组成局部，是学生完成教学方案规定要求学习的全部课程及相关容之后，能够按照指定的课题独立自主完成和解决具体问题的根本训练，是检查与培养学生全面运用所学的理论知识与技能并进展综合性实践检验的教学环节，是对学生在校期间综合素质能力培养与教育效果的全面检验，是检查学校教育质量的综合反映，也是考察学生毕业水平及学位资格认证的重要依据。毕业设计论文要求及原始数据资料：设计参数：根据自己熟悉的专业知识选定适当形式的机型；根据实验数据确定压力机的规格参数；确定实用的压制方式方法；给出压制产

2、品的参数要求；指出螺旋压力机的受力分析及响应精度；标明螺旋压力机的参数比照。根据论点及相应参考数据与实验结果确定。毕业设计论文是通过对论点的提出、论点的意义、围绕论点进展的一系列实验试验或开展的专题设计与研究，使学生通过灵活与深化运用所学的专业理论知识，培养自己独立地认识、分析和解决科学与工程实际问题的能力，以到达科学工作者或高级工程师应当掌握和具备的科学技术知识水平方面根本训练目的。本课题是探索性研究型课题，要求在综述中说明如下问题：自然界能源存在的形式种类及转化利用状况人类社会生存活动与能源的关系生物能源的转化途径生物能源的生产与利用生物能源材料的塑性成型压力加工工艺技术与装备生物能源材料

3、塑性成型压力加工工艺技术应用的展望生物能源转化的相关根底理论玉米秸杆转化为燃料的可能性分析生物能源的加工工艺及可行性分析生物能源生产原料的来源转化工艺及其机械模具工装设备生物能源模制的效果及螺旋压力机构造与受力分析进展课题的研究应提出论点，给出论据，做出必要的实验并取得相关的数据，经过分析比照，选定其中真实的结果给出明确的结论。研究中用到的试验装具要求画出机构图，对主要工模装具要画出相应的构造图，给出相应的图表。毕业设计论文主要容：通过毕业设计要求学生具备：综合运用理论、根本知识、专业技能的能力；调查研究，收集、整理和使用技术资料的能力；制定研究方案，进展分析、比拟、论证、的能力；进展辨析论证

4、的能力；从事科学实验的能力；应用计算机技术、外语和工具书的能力；编辑文献、资料、说明书的能力；绘制工程图表的能力；分析、论证、综述专业知识及课题的能力。毕业设计要求围绕毕业设计所做的毕业设计说明书、工程计算说明书和产品使用说明书容完整、计算准确、论述简洁、文理通顺、装订整齐，文字表达不少于2万字。毕业设计图纸要求能够正确的表达设计意图，图面布局应合理美观，图形文字要准确清晰，符合制图标准要求与有关规定计算机绘图应具有相当量。毕业设计论述局部的相关论述要求立论合理，数据准确，论据充分，层次清晰，引用文献资料要客观准确，并详细注明来源出处。电子文件一律用Word撰写，工程制图建议使用AOTOCAD

5、或其兼容软件制图。在毕业设计过程中要保护公物、设备及工具，正确使用，精心维护，及时归还。要注意保持毕业设计论文场所的环境清洁卫生。学生应交出的设计文件论文：调研资料及立论安排方案：由学生自己拟订理工大学毕业设计资料：理工大学毕业论文统一封面；毕业论文中英文摘要：中文摘要300字左右；英文摘要和中文摘要对应，列出主题词；毕业论文目录；毕业论文含综述报告一份、可行性研究及开题报告一份；论述相关的实验设计计算说明书；论述相关的实验意义及过程说明；致；参考文献；与课题相关的外文参考资料原件及译文原文不少于2万字符；附录；毕业设计资料电子版备份及特殊专用必备的软硬件附以文字说明；毕业实验用具图利用计算机

6、绘制的图纸可与毕业设计资料装订在一起不必另附；研究方案思路方框图；研究方案实验用具简图系列；研究方案试件图片；研究实验示意图；辩论用图；其他论证图表资料及清单；辩论用PPT制件；关于毕业设计的说明单独用Word制一文件主要参考文献资料：材料力学锻压手册工程制图学与计算机绘图机构学机械设计机械设计手册机械原理机械制造技术计算机绘图技术理论力学螺旋压力机模具制造工艺学曲柄压力机生物燃料压力加工与现代先进加工技术关于参考图书文献只给出大类，具体书目应学会利用图书馆、资料室与现代网络技术，查阅后应给出详细目录与出处。上述毕业论文要求可查阅理工大学教务处网公布的本年度有关毕业设计论文相关要求予以补充执行

7、。专业班级材料成型与控制锻压200902班学生王忠浩要求设计论文工作起止日期2013031820130628指导教师签字日期教研室主任审查签字日期系主任批准签字日期-. z玉米秸杆螺杆式压力机设计摘要一直作为人类消耗的主要能源的化石燃料，是不可再生的，但工业的开展，使得能源问题很严重。生物质能是可再生能源之一,开发利用生物质能可以明显缓解环境危机和能源危机。研究生物能转换技术，变废为宝，对保护生态环境有重要意义。通过挤压成型将生物质秸秆挤压成固态燃料是其中方法之一。 成型条件对生物质秸秆燃料成型物的质量影响重大。本文主要通过压制成型实验研究了玉米秸秆在不同含水率、成型温度、成型压力、粒度下的成

8、型状态，最正确的成型条件，为秸秆挤压成型过程的工艺参数的选择提供了依据。本课题的研究，对生物质秸秆燃料的成型机械设计，成型条件和参数确定有一定的指导意义。主要进展了玉米秸杆螺杆式压力机的设计，压力机主要由电动机、皮带轮、齿轮、螺杆组成。关键词：生物质，秸秆实验，螺杆，挤压机ABSTRACTFossil fuel is the main energy we use all the time, which is non renewable resource. But with the development of industry, the desire of energy is being mo

9、re and more serious. The biomass energy is a kind of renewable source, and to find and use biomass energy can obviously release the environmental crisis and energy crisis. It is very important for protecting environment to study the conversion technology, recycling waste material. E*truding the biom

10、ass (straw) Into solid fuel is one of methods.The forming conditions are very significant for forming biomass (straw) fuel. By suppression e*periment, this article mainly studied the forming state of corn straw at different moisture content, molding temperature, forming degree, molding pressure, for

11、ming power and particle size, and the best forming condition, which provided industry parameter for the process of forming.Mainly for the corn straw screw presses designed presses mainly by electric motors, pulleys, gears, screw ponents.KEY WORDS: biomass，straw e*periment，conical screw，e*trusion mac

12、hine目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc27092 摘要 PAGEREF _Toc27092 1 HYPERLINK l _Toc30848 ABSTRACT PAGEREF _Toc30848 1 HYPERLINK l _Toc11268 1绪论 PAGEREF _Toc11268 4 HYPERLINK l _Toc21094 1.1玉米秸秆的燃烧性能 PAGEREF _Toc21094 4 HYPERLINK l _Toc18964 1.2研究目的与意义 PAGEREF _Toc18964 4 HYPERLINK l _Toc13947 1.3生物能源的

13、转化途径 PAGEREF _Toc13947 4 HYPERLINK l _Toc31517 1.4 玉米秸杆转化为燃料的可能性分析 PAGEREF _Toc31517 5 HYPERLINK l _Toc17190 1.5 存在主要问题及今后看法 PAGEREF _Toc17190 6 HYPERLINK l _Toc20209 2.玉米秸秆的可压缩性 PAGEREF _Toc20209 6 HYPERLINK l _Toc20172 3.玉米秸秆成型机的初步设计设想 PAGEREF _Toc20172 9 HYPERLINK l _Toc14521 3.1玉米秸秆成型机的初步示意图如下 P

14、AGEREF _Toc14521 9 HYPERLINK l _Toc1253 3.2动力传动系统的初步设计 PAGEREF _Toc1253 11 HYPERLINK l _Toc28471 3.3加热套选型 PAGEREF _Toc28471 11 HYPERLINK l _Toc15792 4.螺杆与机筒的配合方案 PAGEREF _Toc15792 11 HYPERLINK l _Toc31786 4.1螺杆与机筒配合 PAGEREF _Toc31786 11 HYPERLINK l _Toc23516 4.2料筒螺杆设计 PAGEREF _Toc23516 12 HYPERLINK

15、l _Toc20316 5.电动机的选择 PAGEREF _Toc20316 20 HYPERLINK l _Toc21894 5.1功率的计算 PAGEREF _Toc21894 20 HYPERLINK l _Toc12501 5.2确定电动机的转速 PAGEREF _Toc12501 20 HYPERLINK l _Toc2797 5.3成型机传动装置 PAGEREF _Toc2797 21 HYPERLINK l _Toc22602 5.3.1传动装置总传动比 PAGEREF _Toc22602 21 HYPERLINK l _Toc16274 5.4V带的计算 PAGEREF _To

16、c16274 22 HYPERLINK l _Toc2707 5.4.1V带型号的选择和带轮直径的计算 PAGEREF _Toc2707 22 HYPERLINK l _Toc20811 6其他零件的选择 PAGEREF _Toc20811 29 HYPERLINK l _Toc7047 7.花键校核 PAGEREF _Toc7047 30 HYPERLINK l _Toc472 8.平键连接的校核 PAGEREF _Toc472 31 HYPERLINK l _Toc23434 9. 螺钉校核 PAGEREF _Toc23434 32 HYPERLINK l _Toc21874 完毕语 PA

17、GEREF _Toc21874 34 HYPERLINK l _Toc3061 参考文献 PAGEREF _Toc3061 34 HYPERLINK l _Toc4140 10外文翻译 PAGEREF _Toc4140 361绪论1.1玉米秸秆的燃烧性能 我国从20世纪80年代中期起开场了成型燃料的开发研究，生物质固体成型燃料具有易运输、易点火、燃烧效率高、燃烧性能好热值高、火力持久、燃烧时几乎不产生SO2 、不会造成环境污染等特点，可作为工业锅炉、住宅区供热、农业暖房、户用炊事和取暖的燃料。根据查阅文献可知，玉米秸秆的燃烧分为三个明显的阶段，第一阶段大致为初始温度为150 为水分的蒸发，第二

18、阶段大致为150400 主要是挥发分的析出燃烧，第三阶段 大致为400600是固定碳的燃烧。其燃烧主要发生在挥发分析出燃烧阶段。玉米秸秆的挥发分含量大，灰分含量较低，易于着火和燃尽。着火温度为261 ，燃尽温度为5351。根据玉米秸秆的燃烧性能可知玉米秸秆压缩成型后适合于做生物燃料。1.2研究目的与意义 能源从柴草时期到煤炭时期，再到现在的石油时期，在人类社会的开展中扮演重要角色。人类消耗的主要能源长期以来一直都是石油、天然气、煤炭等化石燃料，它们为人类经济和社会的进步，及生活水平的提高做出了很大的奉献。人类经济是不断开展的，工业也在迅猛开展，解决能源问题就变得更加的迫切。据 IEA国际能源署

19、发布的IEA-世界能源展望 2007预测，全球 2005 年到 2030 年间的一次能源需求将增加 55%，年均增长率为 1.8%,其中化石燃料占总能源需求增长量的到达 84%。和其他国家一样，能源平安同样是我国的国家战略平安保障根底之一。对我国而言，原油产量增长幅度较小，而石油消耗量增长幅度较大，能源短缺表现的日益明显。由世界能源储藏和消费状况，我们可以清楚的意识作为主要能源的矿物资源是不可再生的，有一天会耗竭。在自然界中不断再生、永续利用的可再生能源，具有取之不尽，用之不竭，循环再生的特点，如太阳能、风能、水能、地热能等。研究、开发、利用各种可再生资源，借此节约规资源，对人类社会的开展有着

20、重大意义。在可再生资源中，生物质能是一种值的珍惜利用的资源。植物可以通过自身的光合作用，把太阳能转化成化学能，并且固定和储藏在其体，即产生了生物质能。生物质能在可再生能源中占有重要地位，是第四大能源，其资源也是很广泛的，比方农业废弃物、林业生物质等。其中因其农作物的品种较多，种植面积大即数量大等特点，农作物秸秆在生物质资源中占很大的比例。对于秸秆，我国一直对其进展了合理的利用，比方秸秆被用于烧火取暖做饭，建房避雨遮日，养畜积肥还田。随着社会、经济的开展，传统农业向现代化农业的转变，农村能源构造的变化，以及农民生活水平的提高，传统的秸秆利用方式已不能适应。一些农业主生产区秸秆资源大量过剩问题日趋

21、突出，这些废弃物密度小、体积膨松、占地面积大，需要一定的人力、物力进展销毁处理，一局部农民采取就地燃烧秸秆的方法处理，这样会造成气体的污染，烟雾使得高速公路被迫关闭，附近机场的飞机不能下降等严重的社会问题。研究、开发、利用各种可再生资源，借此节约常规资源，对人类社会的开展有着重大意义。开发利用生物质能可以明显缓解环境危机和能源危机，因为生物质的燃烧缓解了煤炭等资源的消耗速度，并降低了污染气体的排放量，实现了高效、干净化。作为可再生资源的生物质能值得人们合理地去开发、利用。这样可使能源得到有效利用，改善我国的能源利用和人类的生态环境，实施可持续开展战略。1.3生物能源的转化途径目前生物质作为能源

22、利用主要通过以下五个途径:(1)生物质发酵制取乙醇,利用是甘蔗,小麦,谷类,甜菜,洋,秸秆等为原料,通过不同的催化酶作用将淀粉转化为糖,然后用发酵剂将糖转化为乙醇,再通过蒸馏除去水分和其他一些杂质,得到最后浓缩的乙醉尤其是秸秆乙醇技术最热门,国有很多高校和科研机构正在科技攻关,降低生产本钱省天冠集团已经投入试运行了秸秆乙醇生产线,技术在国处于领先地位.(2)生物质产生沼气,生物质通过细菌作用进展生物质的分解这个过程也是一个发酵过程,产生C践和C02气体混合物在隔绝空气没有污水或者动物废物存在的条件下,生物质通过腐烂而生成的产物称为生物气(沼气)这项技术已根本成熟,在我国的很多农村得到了推广利用

23、(3)生物质气化,是通过生物质在高温(80()900e)下局部氧化生成CO,C执等可燃气体的混合物的过程.产品气可直接用于燃烧或者作为燃气透平的燃料,也可用作化工原料我国秸秆气化领域的领军者,当属中国科学院的能源研究所和能源研究所.上述两个单位在生物质能秸秆气化学科,无论从理论还是技术方面都站在国的前沿尤其是能源所研制的循环流化床技术,已成功进入了实际应用,进而与发电设备配套(4)生物质制油,是在低温及高的气体压力下将生物质转化为稳定的液态碳氢化合物通过直接液化和间接液化将生物质转化成液体燃料生物质液化技术是最具有开展潜力的生物质能利用技术之一目前中国科技大学的科研人员已经成功的从秸秆中制取重

24、油,可进一步经过提炼,作为燃油使用,但由于本钱太高,目前还没有推向市场(5)生物质固化成型,是在一定温度和压力作用下,将各类分散的!没有一定形状的秸秆，农林废弃物等生物质原料千燥!粉碎后压制成规则的!密度较大的棒状!块状或颗粒状等成型燃料,从而提高其运输和贮存能力,改善生物质的燃烧性能,提高利用热利用效率,扩大应用围可以取代煤!燃气等作为民用燃料进展炊事!取暖等,也可用于工业锅炉(生物质燃炉，壁炉，茶水炉，发电炉)的燃料1.4 玉米秸杆转化为燃料的可能性分析秸秆主要由纤维素,半纤维素和木质素组成由于植物生理方面的原因造成秸秆的质地疏松各种农作物秸秆之所以能够在不加粘结剂的情况下热压成型,主要是

25、由于木质素的存在,40/8天然状态的木质素被称为原本木素,是一种白色或接近无色的物质,我们见到的木质素的颜色是在别离!制备过程中造成的其密度在1.35一1.59#cm一,之间木材中木质素的含量为27%一犯%(绝干原料),禾苗类植物木质素含量为14%25%由*射线衍射可知木质素属非晶体,目前认为木质素以本丙烷为主体构造,共有三种根本构造(非缩合型构造),即愈创木基构造!紫丁香基构造和对梭苯基构造十分有意义的是,除了酸木质素和铜氨木质素外,原本木质素和大多数别离木质素为一种热塑性高分子物质,无确定的熔点,但具有玻璃态转化温度,而且较高这种转化温度与其是处于湿态或者是干态关系很大, 资料说明,当温度

26、在70一110e时木质素开场软化,其粘合力开场增加当温度到达200一300e时可以熔融,在此温度下给生物质施加一定的外力,原料颗粒开场重新排列位置关系,并发生机械变形和塑性流变在垂直于最大应力方向上,粒子主要以相互啮合的形式结合,而在垂直于最小应力方向上,粒子主要以相互靠紧的形式结合,从而使生物质的体积大幅度减小,容积密度显著增大,成型棒部咬合外部融合,并具有一定的形状和强度在除去外力和恢复常温后,维持既定的形状1.5 存在主要问题及今后看法 秸秆在农村的传统利用在农村面临很多问题。秸秆燃料成型机本机是指以农村的玉米秸秆、小麦秸秆、棉花杆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、树枝、树叶、锯末等农作物、

27、固体废弃物为原料，经过粉碎后加压、增密成型，生产秸秆燃料的机器。秸秆成型的根本原理是利用压模与螺杆间挤压力和秸秆与模壁摩擦力相互作用原理，使物料获得成型。物料在加工过程中无需参加任何添加剂或粘结剂。秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素，其木质素是物料中的构造单体，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体，在常温下主要局部不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度到达一定值时，木质素软化粘结力增加，并在一定压力作用下，使其纤维素分子团错位、变形、延展，部相邻的生物质颗粒相互进展啮接，重新组合而压制成型。 本文的设计任务是设计一个占地面积不大的秸秆成型机，即制块

28、局部。该设备能够实现对秸秆、牧草等进展压缩挤出，作为燃料使用。我运用计算机绘图软件，进展秸秆饲料成型机的三维设计建模，并对齿轮轴进展应力分析和对齿轮以及轴承进展寿命及强度分析。2.研究玉米秸秆可压缩性经查阅资料，得出如下列图结论： 1粉碎玉米秸秆的可压缩性曲线可表示为指数模型 2在玉米秸秆品种和压缩室形状等都确定的前提下,当到达一样的压缩密度时,揉碎玉米秸秆的可压缩性可以随压缩速度的增大而改善。初始的密度出现出差异,同样的压缩速度且到达一样的压缩密度时,粉碎玉米秸秆的体积模量随初始密度的增大而增大,压缩密度越大,这种变化趋势越明显;且当压缩密度大于230kg / m3时,可压缩性趋于减小的速度

29、明显加快。3在玉米秸秆品种等因素都确定的前提下,随着含水率的增加,可压缩性较好。4)粉碎以后玉米秸秆的最正确压缩密度为230kg / m3左右。3.玉米秸秆成型机的初步设计设想3.1玉米秸秆成型机的初步示意图如下通过螺杆旋转运动，将破碎后的玉米秸秆经加热加压，从矩形截面的喷嘴挤出成型燃料。3.2动力传动系统的初步设计动力传动系统示意图如下：电动机通过皮带传动同时驱动螺杆旋转挤出产品图3.23.3加热套选型 本来设计并没有设计加热料套。虽然转动的螺杆对物料做功产生一定的热，但并缺乏够。为了使物料中的木质素软化熔融，外加热能进展补偿可使挤压更加充分。4.螺杆与机筒的配合方案4.1螺杆与机筒的配合方

30、案 为了使物料在机筒承受逐渐增大的压缩力，常将螺杆与机筒配合为如下三种型式 ：种机筒 呈圆锥形，因此 ,机筒制造困难，很少采用。种螺杆制造较为方便，在单螺杆机上, 应用也较多。c.种构造构造简单，制造方便、这种配合方式， 应用较为广泛。选用c.种4.2料筒和螺杆的设计料筒确实定 料筒的构造形式关系到热量传递的稳定性和均匀性，并影响固体输送效率。同时，料筒的机械加工性能和使用寿命也影响到整个挤出系统的工作性能。料筒必须采用优质的耐高温、耐磨损、耐腐蚀和高强度的材料制成。同时，还应当具备较好的机械加工性能和热处理性能。 常用的材料有45钢、40Cr、38CrMoAl以及铸钢和球墨铸铁。我们选用45

31、钢或40Cr。机筒的构造形式关系到热量的传递的稳定性和均匀性；机筒的机械加工和使用寿命也影响到整个挤压系统的性能设计机筒，要考虑到机筒构造形式的选择及机筒上加料口的形式，机筒与机机头的联结形式以及对机简机械加工制造的难易问题。机头的联结形式以及对机简机械加工制造的难易问题。螺杆和机筒的两个零件组合质量对物料的塑化，制品的质量和生产效率，都有重要影响。他们的工作质量与制造精度，装配间隙有关。整体式机筒，其特点为长度大，加工要求比拟高，在加工和装配精度上容易得到保证，也可简化装配工作；在机筒上设置外加热器不易受到限制，机筒受热均匀，但机筒的加工设备要求比拟高，机筒外表磨损难以修复。分段式机筒，其特

32、点是机械加工容易，便于改变比，只是对中难，法兰连接处影响机筒的加热均匀性。双金属机筒主要有两种构造形式：一种是衬套式机筒；另一种是在机筒上浇铸一层合金箔层，简称为浇铸式机筒。对于衬套式机筒而言，它可更换合金衬套，衬套可以做成整体、分段式，可节省贵重金属，衬套磨损后可更换，可提高机筒的使用寿命，但是制造设计复杂，设计时应注意到衬套与机筒的配合，过松时易转动，过紧时装配又难，故在二者之间加上一个止动键。综上所述，本机选用整体式机筒。加料段料筒的设计轴向开槽套筒构造具有几种形式，经考虑多种因素选用如下列图的形式：图5-2轴向开槽套筒构造自机筒加料口前端至轴向槽完毕之处套筒的轴向长度L，一般取L=(3

33、5)D。料筒的构造如上图所示,轴向沟槽的数量和螺杆的直径大小有关，一般螺杆直径为120mm，沟槽数目取12，凹槽宽度应大于高聚物颗粒的最长尺寸，同时与螺杆的直径大小有关，取10mm,槽深为4mm。加料段设置有锥形套筒时，物料在该段的螺槽种能提早形成高的压力，螺杆在有进料套筒和无进料套筒的机筒中，在同样速度下，有进料套筒者能提高生产能力。加料口的选择加料口的构造必须与物料的形状相适应，是被参加得物料能从料斗自由流入螺杆而不中断。加料口的形状及其在料铜上的开设位置对加料性能有很大影响。加料口应能使物料自由而高效地参加料筒而不产生架桥，设计时还应考虑到加料口是否是与设置加料装置，是否有利于清理，是否

34、便于在此段设置冷却系统。常见的加料口断面开头很多，如下列图所示：图5-3 加料口断面(a)类主要适用于带状料的加料口，不宜用于粒科和粉料；(c)和(e)类为简易式挤塑机上用得较多；bdf三种类型用得较广泛，其中b类的有口壁倾斜角一般为715，稍大于此值，实践证明(b)和(d)类加料口不管对粉类，科类带粒均能很好的适应。经综合考虑，决定本机采用(b)类加料口。机筒材料的选择机筒在挤塑机挤出时受到高温300以上，高压40M的作用，成型聚乙烯等高温仿腐蚀性气体，这就要求机筒的硬度高，耐腐蚀性及耐磨性好。38CrMoAl氨化钢的综合性能好，被广泛使用，故本机采用它来做机筒材料，其衬套材料用地合金氨化钢

35、。4.2.2螺杆我们选螺杆材料的选择螺杆的工作环境：螺杆在工作时，受高温，高压的作用，同时受机械刮磨，且螺杆受大扭距作用，轴向力很大。使用要求：螺杆与机筒的间隙特别重要，要保证满足要求，因此就要求螺杆在工作中变形小，耐腐蚀，强度高，寿命长。因此选用38CrMoAl型氮化钢，因其综合性能好，使用广泛，外表硬度HRC=60用38CrMoAL氮化钢。螺杆的主要参数的选取与确定 1螺杆直径： 我国挤出机标准所规定的螺杆直径系列有：45、65、90、120、150、200。通常： 大截面的制品所选的螺杆直径要大一些，这对于制品的质量、设备的利用率和操作比拟有利， 我们选90。螺杆长径比 L/D其生产率简

36、化公式为：其中： 螺杆的直径厘米n 螺杆的转速转/秒 Q 生产的能力 第一计量段螺槽深度厘米 第一计量段螺杆的螺旋升角把=9.0cm， n=75.0r/min=1.250r/s， =1.0cm，=代如到以上 公式可得2.轴向力的计算 螺杆的轴向力是挤出机设计的一个重要参数，它是由作用在螺杆上的两个不同局部的力组成的：螺杆头端聚合态料对螺杆的反压力料的静压力作用在螺杆端面上引起的，即由挤出压力引起的轴向力，称为静压轴向力；在螺杆旋转推动聚合料运动时，聚合料对螺杆外表摩擦阻力的轴向分力而引起的，称为动压轴向力。式中： 轴向力，N； 静压轴向力，N； 动压轴向力，N。静压轴向力可以按挤出压力与螺杆的

37、横截面积来计算，即：式中： 螺杆头端聚合料的挤出压力， 螺杆外径，m.。动压轴向力主要取决于料的性质及其运动状态。动压轴向力要准确计算是困难的，以下的是半经历公式：式中： 料移动时的摩擦阻力，； 螺杆螺纹局部长度，； 螺杆螺纹头数； 螺纹的导程，； 螺杆的轴向宽度，。在上式中，摩擦阻力经国测定：对排气挤出机推荐采用：实验说明：仅为的1/61/3，即：轴向力确定：3.螺杆转速确实定：功率与转速的关系 随着转速的增加，功率也随着增加，但功率随转速增加的速率是逐渐下降的。机头压力与转速的关系 随着转速n的增加，机头压力P略有增加。较大的机头压力可以提高半成品的致密度。但n增加时，P的增加不大，所以转

38、速对提高致密度的效果并不显著。螺杆的临界转速 在无旁压辊的颗粒加料挤出机中，当转速过高时，会使进料困难，甚至加不进料。加不进料时的螺杆转速称为螺杆的临界转速，它可以根据料被螺杆转动所产生的离心力与其重力相等的条件来确定。式中： 螺杆直径，厘米。转速n与传动系统的关系 螺杆转速越低，传动系统的减速比就越大，使传动系统构造复杂。最正确条件下的螺杆转速 最正确条件下的螺杆转速n可以通过下式计算：式中： n 螺杆的最正确转速，； 螺杆直径，mm； c 系数，排气挤出机，胶料流动性差时，c值应相应减少。参考国外同类的挤出压力机的螺杆转速，确定螺杆的 最正确转速，即正常工作时的螺杆转速为，有效 工作的螺杆

39、转速围是。4.螺杆的校核螺杆与机筒的强度计算的主要原始参数有机头中物料最大压力，螺杆的轴向作用力，以及作用在螺杆上的扭矩Mt。1物料在及桶的压力分布物料在机筒由于旋转螺杆对物料的作用而产生了机头压力，一般塑料挤出机的机头压力是在10左右，我国设计的挤出机一般为P=3050;即=50。2螺杆的轴向力确实定螺杆轴向力的大小主要由机头压力，物料的物理性能，螺杆的构造及其转速，机筒的温度等因素影响 (6-1)式中 螺杆的轴向推力，kg物料作用在螺杆端面上的总压力，D螺杆的处直径，cm螺杆端部的物料压力，在螺杆挤出时由于动载荷产生的附加压力的轴向分量，根据实验得出：当机头压力时，；当时，。目前从采用计算

40、轴向力： (6-2)故有3螺杆的强度计算螺杆的连接形式成臂梁，按螺杆与减速箱中的输出轴固定方式的不同，一般可分为紧固式和浮动式两种，前者螺杆与传动轴是一个零件，是配合得严密；后者螺杆与传动轴为两个不同的零件，多为较松的配合连接，在挤出时其螺杆端部在机头浮动，因而其自重引起的弯曲应力可忽略，所以在实际计算时都可近似的视为一端固定的悬臂梁，在螺杆的全长上主要受物料的压力(轴向)，克制物料的压力所需的扭矩Mt和螺杆自重G的作用，因此对螺杆的强度计算可视为在上述复合应力下螺杆根部特别是加料段断面处的强度计算因为在螺杆根径出的承载能力最差。由轴向力 产生的压应力式中 D 螺杆外径，cm 螺杆最小断面的根

41、径，cm 螺杆冷却水孔直径，cm P 料筒中螺杆端部熔料的压力，MPa MPa则有： 由扭矩产生的剪应力：，式中 挤出机传动效率抗扭断面模量，挤出机电机的最大传动功率，KW螺杆的最高转速，螺杆自重G产生的弯应力：，N式中 L螺杆的伸出端长度，cm L=240螺杆材料的比重， W抗弯断面模量螺杆的合应力：式中式中 材料的许用应力螺杆材料的屈服极限 螺杆的平安系数 可知 所以螺杆的强度适宜。机筒校核机筒的强度计算机筒壁厚经查文献8表3-8中D=120mm，可选4050mm。由于机筒外径与径之比大于1：1，所以可按壁厚理论进展计算，按壁厚理论，机筒受物料的压力P作用时，机筒臂上每一点都处于三向应力状

42、态，如图6-2所示，即径向应力，切向应力和轴向应力，则对一只受压力作用的壁厚容器有：图6-1 机筒受力情况a机筒受力分布 b机筒应力分布式中 ，机筒的外径 ， r机筒厚臂任意一点半径由上式可知，当时，径向及切向应力均到达最大值，即：当时，径向切向应力到达最小值，即：由轴向力引起的轴向拉应力在机筒全长上不变，即：按第四强度理论最大变形能量理论计算，其强度条件为：所以有 机筒强度足够。5.电动机的选择5.1功率的计算功率主要与螺杆的压力，螺杆与秸秆之间的摩擦系数，主轴转速等因素有关。考虑螺杆挤压处的面积及成型压力引入公式5公式中挤出孔径 l螺杆与料接触区长度筒头的开孔率 p成型压强螺杆与秸秆之间的

43、摩擦系数 介于0.10.2之间 L螺杆有效长度 n主轴转速代入数据分别为带传动，齿轮传动，离合器和轴承的效率5.2确定电动机的转速主轴的转速为n=210r/min，带传动的传动比，一级圆柱齿轮减速器的传动比为，总传动比。符合这一围的同步转速有1500r/min和3000r/min，结合功率选择，可选择的电动机方案如下:方案电动机 型号额定功 率kw满载时启动电流A启动转矩N/m最大转矩N/m电机质量kg转速r/min电流A效率%功率因素141295076.2910.935611.33.015602562960111.4910.937511.33.12210341147085920.915911

44、.33.01470综合考虑方案1较为适宜，因此电动机的型号为。5.3成型机传动装置的总体设计确定传动装置的总传动比和分配传动比电动机型号为，满载转速。1.总传动比 2.分配传动装置的传动比前面传动方案已确定，采用两级传动，一级带传动，一级齿轮传动，传动方案如图1所示。式中分别为带传动和齿轮传动的传动比。查表15常见机械传动的主要性能，表411 ,现有通用压力机传动参数，为使V带传动外廓尺寸不致过大，取，则齿轮传动比为：传动装置的运动和动力参数的计算1各轴转速电动机轴 传动轴 曲柄轴 2各轴输入功率电动机轴输出功率 传动轴 曲柄轴 传动轴、曲柄轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98，例如

45、传 动轴输出功率 3各轴输入转矩电动机轴输出 传动轴 曲柄轴 ：传动轴、曲柄轴输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98，例如传 动轴的输出转矩。 5.4V带的计算V带型号的选择和带轮直径的计算确定V带的基准长度及传动中心距 初定中心距即取 带的基准长度为由文献3中表3.9选取带的基准长度为：。 实际中心距确实定考虑到安装调整和补偿拉力的需要，中心距的变动围为： 主动轮上的包角的验算所以主动轮上的包角适宜。 计算V带的根数Z式中 包角系数长度系数K材质系数单根V带所能传递功率的增量 单根V带所能传递的许用功率由V=25m/s及，查文献1中表10.3-21、10.3-22及文献3中表3.6、

46、3.7可知： 采用橡胶带则有 Z=24.2/(4.80.861.07+0.89)1.0=4.56取 Z=7根。4计算初拉力 (3-4)式中 q普通V带单位长度的质量，kg/m查文献1表10.3-11，得：q=0.17kg/m 则有：5计算轴上的压力Q (3-5)式中 Z 带的根数单根带的初拉力主动轮上的包角则有 Q=25440.1sin(130.8/2)=4281.2N6带轮的构造设计 根据D300时，可采用腹板式构造；D300时，采用辐条式构造。故主动轮采用腹板式构造，从动轮采用辐条式构造。根据查阅具体资料和文献得到的数据得到结果。查文献3表3.1知V带截面尺寸如下：表3-2 普通V带截面尺

47、寸截 型节 宽顶 宽高 度单位长度质量，mmB，mmH，mmq，kg/mB1417110.17由公式可知带轮的各个局部尺寸 (3-6)式中是轴的直径，查文献1表8-12得，。则有查文献3中表3.4知V带带轮轮槽尺寸如下： 表3-3 普通V带带轮轮槽尺寸槽型槽根槽顶高槽间距e槽边宽基准宽度轮缘厚度轮 宽B槽 角B10.83.5147.5101故取 (3-7)带入数据得 (3-8)带入数据得 5.5直齿圆柱齿轮的计算5.5.1.齿面疲劳强度的计算齿轮工作为单班制，使用寿命10年，每年300个工作日，使用期限工作时间占20%。功率P=37.63kw,小齿轮转速。传动齿轮尺寸无严格限制，故小齿轮用45

48、钢直接在轴上加工，调质处理，硬度241HB286HB平均取值为250HB。大齿轮用45钢，调质处理，硬度为229HB286HB平均取为240HB.转矩齿宽系数接触疲劳极限初步计算的许用接触应力值初步计算小齿轮直径初步齿宽圆周速度精度等级齿数Z和模数m使用系数动载系数齿间载荷分配系数齿向载荷分布系数载荷系数弹性系数节点区域系数接触最小平安系数总工作时间应力循环次数接触寿命系数许用接触应力验算由表12.13，取=1.1由图12.17C由表12.16初取齿数由表12.3 取由表12.7由图12.8由表12.11 先求由表12.11因为是非对称支撑由表12.12由图12.22由表12.25由表12.1

49、5 估计则指数 又为稳定载荷由图12.18取取b=120mm选7级精度取结果说明，接触疲劳强度适宜，齿轮无需调整。确定传动主要尺寸实际分度圆直径中心距齿宽因模数取标准值时，齿数已重新确定并圆整则齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数齿间载荷分配系数齿向载荷分布系数载荷系数齿形系数应力修正系数弯曲疲劳极限弯曲最小平安系数弯曲寿命系数尺寸系数许用弯曲应力验算由表12.10 由图12.14由图12.23由图12.24由图12.23c由表12.11由图12.23由图12.26几何尺寸计算外啮合直齿圆柱齿轮传动计算结果(表中) (mm) 名称符号计算公式小齿轮大齿轮模数m4齿数z变位系数*啮合角分度圆直径d节圆

50、直径中心距a实际中心距中心距变动系数y齿顶高降低系数齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径齿轮宽度B6零件的选择1键的选择本设计选用的键有键A2260GB1096-80,键A25100 GB1096-80,2.轴承的选择本设计选用的轴承有轴承GB297-64 7210，轴承GB297-64 7214，轴承GB297-64 7216。3.螺钉的选择本设计选用的螺钉有螺钉GB70-85-M320,螺钉GB70-85-M420。7.花键校核花键的主要失效形式是工作面被压溃静联接或工作面过度磨损动联接。因此，静联接按工作面的挤压应力进展强度计算，动联接按照工作面上的压力进展条件性的强度计算。动联接花键强度条

51、件： 6.9 6.10 查表，则计算转距为： 6.11 8.平键连接的校核平键校核以电机轴上的平键为例，键A1060由文献1平键联接的强度校核公式可知： (6-4)式中 T 传递的转矩，D轴的直径，mL键的长度，mm L=60许用应力，=40则有 =20.9MPa所以 =40MPa，所用平键合格。9. 螺钉校核45号钢的 (6.14) (6.15)(6.16) (6.17) 因为,所以强度合格结论经过三个月的毕业设计，现在顺利完成了毕业设计的全部容。通过此次毕业设计的训练深刻体会到工程技术人员的艰辛，同时领会到将理论知识运用到实践中，是大学四年来知识的全面升华。通过前期的查阅，了解挤出机相关的

52、知识，最终筛选出与单螺杆相关的挤出机文献资料。之后在参考相关文献和教师的指导下，完成了初步方案的初步设计。在确定方案后的设计过程中，尽可能将所设计的构造和参数最优化。随着一次次的改图和方案的更改，我对螺旋压力机有了越加深刻的认识，最后完成的排气挤出机的设计可以实现预定的目的。在这次设计过程中，我认为螺杆的设计是重中之重，关键就是螺杆的区别，通过对排气螺杆的进一步改良，螺旋压力机在技术方面还会有更大的开展，而且对排气螺杆的改良还可以使整台机器的污染量下降，对提高环境质量有很大的提高。毕业设计在最大程度上综合了大学所学的知识。根底课是为专业知识的铺垫，为整个的理论计算提供了依据，是整个设计的根底。

53、我认为毕业设计是将根底知识应用到专业知识，将专业知识应用到具体工程实践的过程。完毕语此次毕业设计是继课程设计之后，最重要的一次设计。花费将近半个学期的时间，终于完成了此次设计所要完成的任务。在此期间，碰到的问题不计其数，花了大量时间阅读外文资料和期刊，还有在网上搜索资料，将设计中的问题逐渐减小。这次毕业设计对我们大学期间所学的知识，也是一次彻底的考察。将以前学的机械根底知识应用到我们的毕业设计，再一次稳固了专业知识，锻炼了我们独立思考问题，解决问题和团队合作的能力，同时也使我们根本掌握了设计的流程。经历了从查阅资料到设计计算再到构造设计和软件分析，对于我们学机械的是必须要掌握的，尤其是想从事科

54、学研发方面的工作的更加重要。还有毕业设计使我们根本熟练掌握了OFFICE办公软件，AUTOCAD制图软件，等，这些为即将走上工作岗位的我们，提前做好了铺垫。参考文献材料力学锻压手册工程制图学与计算机绘图机构学机械设计机械设计手册机械原理机械制造技术计算机绘图技术理论力学螺旋压力机模具制造工艺学曲柄压力机生物燃料15 压力加工与现代先进加工技术10外文翻译英文原文：Biofuel use and its emission of no*ious gases in rural ChinaWang *iaohua , Feng ZhenminCollege of Engineering, Nanjin

55、g Agricultural University, Nanjing 210031, Peoples Republic of ChinaReceived 11 August 2003; accepted 30 September 2003AbstractThis article discusses biomass resources and its consumption in Chinas farming area. In 2000, the annual yield of crop-straw was about 6900 Mt, of which 54% could be used as

56、 a source of energy. The reasonable supply of firewood was about 150 Mt. The total consump-tion of biofuel in Chinas rural area was 219 Mtce, among which crop-straw and firewood accounted for 44 and 56%, respectively. The proportion of the available heat from mer-cial energy over the total available

57、 heat consumed in the countryside was 0.513, and biofuel consumption decreases 3.8% annually. China is at a transition point from a period of non-mercial energy to a period of mercial energy being the main source of energy. This article discusses the eect of the discharge of no*ious gases caused by

58、the consumption of biofuel.Keywords: Biofuel; Biomass resource; No*ious gases; Rural development; Rural environment; China1. IntroductionDuring the course of global economic sustainable development, human beings are confronted with immense pressures in population, resources and the environ-ment. The

59、 e*ploitation and utilization of energy is concerned with several factors: Developing countries are faced with the challenge of economic development, especially in the rural area. The energy problem in the rural area is mon in most developing countries. The core of the problem is how to coordinate d

60、evelop-ment energy, society, economy and the environment. Biofuel has been a source of energy which human beings have used since ancient times. It has played an impor-tant role during the historical development of human society, and has accounted for more than 15% of Chinas energy consumption in rec