开题报告-树枝粉碎机设计

毕业设计（论文）开题报告题目树枝粉碎机的刀盘结构与降噪优化设计学部（院）专业按教务系统中完整名称填写班级姓名学号一、研究目的和意义1.1研究背景在环境整理过程中，城市绿化所产生的枝桠、树叶等垃圾的处理方式基本由填埋和焚烧两种。其中填埋方式需要将枝桠运输到规定的填埋地区，然后进行深坑填埋处理。而枝桠由于其形状大小等各不相同，导致在运输过程中中由于过于蓬松使得其运输效率低下。因此绝大多数枝桠都是就近焚烧处理。而焚烧处理的危害极大：1．直接导致大气污染，影响大气环境质量。在秋天，落叶漫天飞舞的季节，为了尽早完成落叶的处理，环卫工人将大量的落叶直接在大街上焚烧，导致空中总悬浮颗粒数量明显升高，焚烧产生的浓烟中含有大量的一氧化碳二氧化碳二氧化硫等有毒有害气体，对人体健康产生不良影响。2.安全构成威胁露天焚烧落叶带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中产生的浓烟，直接影响公路的正常交通运输，对交通安全构成潜在威胁。机场每逢落叶纷飞季节都深受落叶露天焚烧的危害，有时大马路能见度很低，严重影响人们的正常生活，一旦导致事故，将造成极为不良的社会影响。3.火灾隐患近年来，落叶露天焚烧导致火灾事故频频发生。据相关资料报道，河南省每年因燃烧叶落造成直接经济损失达10亿元。在落叶清扫期间，由焚烧落叶引起的火灾占火灾起数的大部分。据浙江宁波环保部门统计，秋季每个月因垃圾和落叶焚烧的投诉案例占全部投诉案例的10％～20％，落叶焚烧投诉案例明显上升，无论从环境角度还是从安全角度考虑，这一现象都存在潜在危害，应该引起政府和有关部门的高度重视。随着人们环保意识的增加,对环境的保护也越来越重视,城市垃圾树枝的燃烧处理方式逐渐被禁止。采用粉碎机对枝桠垃圾进行粉碎处理后，可以用于制造有机肥料、土壤改良、造纸、木板等。这些都有利于枝桠的二次利用，在做到环保的基础上又节约了国家资源的浪费。如今对木材等材质的原料进行粉碎时大多采用盘式粉碎机。盘式粉碎机的主要构成系统为粉碎系统和传动系统，其中粉碎系统是整个机械的执行机构。粉碎系统的结构设计是否合理直接影响着整个粉碎机的性能，在粉碎机构中，合理的刀盘结构设计是决定此粉碎系统是否合理、高效的重要保证。现今市场上的树枝粉碎机基本可以满足粉碎需要，但是其在粉碎作业过程中会产生严重的噪音干扰，严重影响周围人员的休息和工作，并对操作人员的身体健康产生威胁。1.2研究目的刀盘作为整个盘式粉碎机的重要组成部分，其结构设计的合理性决定着整个粉碎机的整体性能，为了提高盘式粉碎机的工作效率、稳定性和使用寿命，以及解决粉碎机在工作过程中产生的噪声过大，严重扰民的现象，此课题着重对刀盘的结构进行设计，并对其进行整体优化，减少噪声的产生或传出，从而提高周边人员的休息和工作效率。二、国内外研究现状及其发展2.1国外现状及发展目前，锤式粉碎机是国外破碎设备中最常用的破碎设备。北美生产的粉碎机也是世界上较大尺寸的粉碎机之一，其生产的最大直径达到1.9m，筛网面积也达到了世界级的4.5m2，生产加工的转速达到3600r/min，在生产加工中，其物料运行速度能够达到1.7m/s，生产加工功率也达到最大为447kw。[5]其中，它配备了用于气动供应的空气供应系统，粉碎机的发展近年来也出现了更为高效绿色的生产方式，粉碎机的生产也朝着更为精细的生产方向，且更为节能，生产噪音也更低，因此在世界范围内都有较好的生产应用。美国的CPMHM系类的粉碎机采用卧式加工布局，更加高效同时具备两套进料系统及生产系统，可以更好地提升加工效率，增加筛网的使用效率。较少锤片的数量以及较高的锤片质量，减少锤片的消耗，更加节能高效。他们所生产的HM54型的粉碎机其转子有效生产直径也高达1.372m，其中锤片临界的运行速度达到了123.3m/s，生产加工效率范围最高甚至达到了447kw，最低的也有75kw，筛网面积甚至高达4.583m2。此系列的粉碎机采用交叉式的筛网布局，以及不同形式的筛网孔径的组合生产，生产加工能力也提升了最多15%之多，在磨床转子筛网的调节上可以调节生产的不同尺寸的物料。意大利的一家叫做GBS的集团生产了一中具有全新技术的立式粉碎机，其采用立式结构，在粉碎时增加了物料与粉碎物料的碰撞效率，较少了物料与筛网的碰撞等，从而更加节能环保。2.2国内现状及发展在中国的市场中树枝粉碎机的需求量是很大的，随着中国人民对于环保的意识越来越强，绿色园林占据城市的面积也在一点点的增加，所产生的园林及绿化带垃圾也会越来越多，但总体来看，国产树枝粉碎设备还比较缺乏,特别是能粉碎粗树枝的设备很多都是从国外引进的,不仅价格昂贵而且机器的维修与零件的更换很不方便,并且这些粉碎机在工作过程中总是伴随着太大的噪音。严重扰民，并对周边的工作人员的身心健康产生危害。在上世纪90年代，我国粉碎机的设计生产能力还比较落后，国内发展较好的，具有粉碎机行业领先地位的两大江苏的企业，江苏沐阳和江苏正昌等几家企业正式开启了粉碎机研发制造。沐阳以及正昌等公司在自己设计研发的粉碎机的基础上，不断进行产品升级，并积极学习国外先进设计制造经验，进口国外的先进粉碎机设备，学习国外的先进技术并完成消化吸收转化，逐步开发出于国外技术水平相当的产品，并完成了新品牌的开创，逐步实现了75到350Kw的各式粉碎机的开发与生产，并对独立的产品完成了新品牌的创立。并开创了新的技术指标，及行业标准，填补了我国粉碎机行业标准规范的空白。其中沐阳公司主要研发的产品已“水滴王968”为代表的大型粗磨机床是我国研磨粉碎机的代表，以SWFLP"Beyond"系列磨床为代表的微磨机和以"SuperLe"为特色的SWFLB超细磨床组成。这些是切碎机设备的各种类别，包括代表性的超细粉碎机。沐阳公司所设计生产的968型水滴王粉碎机是我国粉碎机的代表设备，该产品有一系列衍生产品，其工作的功率范围覆盖了75到350千瓦，单机的工作效率甚至达到了70t/h，其加工质量也是国内一流的，最小加工直径为1.2mm；最大能够筛选加工4mm直径的孔径。依照现在的设计生产水平加以生产制造采用直径为3mm的设备区加工物料时，968型系列粉碎机的功耗仅为5.2kw，粉碎效果及粉碎能耗都达到世界领先水平。水滴王型粉碎机具体的几个是首先是在结构上，采用落网式筛分，单步连接式筛分压榨机构，不间断的换网技术，可以调节锤片的之间的距离，从而进一步提升生产效率，可以兼顾破碎以及精细加工等，从而进一步提升机器性能及加工能力，超越系列的粉碎机覆盖功率区间也较为广泛，最高实现200kw，最低能够进行55kw的加工生产。它的筛网也可以实现直接调节，具有更低的精细度加工能力，最低是可以加工6mm的物料，有同事也能生产2mm的物料，在生产加工中同样高效，功耗低，在实现物料加工中，直径1mm的加工1000kg的物料所消耗的电能约为14.5千瓦时，当将加工直径升到0.8mm更为精细的加工时，能量消耗也仅为17.8kw，进入90年代，木片生产得到了快速发展，粉碎机机制造业也随之进一步发展。目前已至少有30多家生产削片机的厂家，生产20多种型号的粉碎机机。我国目前所用的粉碎机机主要有以下几种型号：（1）BX117C盘式机;(2)BX1107/4盘式机;(3)BX116盘式机;(4)BX1108/3盘式机;此外，还有极少量的BX1710B盘式机和BX1112盘式机等.三、主要研究内容（提纲）此次毕业设计主要是针对盘式粉碎机刀盘的机械结构及降噪进行优化设计，通过对功能分析进行刀盘结构的设计，其中主要有切削力大小计算、飞到数量及安装布局、传动系统等。本文的主要研究内容如下:1.方案设计：通过对需要粉碎树枝的直径、硬度等物理因素进行分析来确定粉碎机构的具体方案；⒉结构设计：通过初始参数对刀盘具体结构进行细化设计，其中包括切削力的计算、飞刀的布局、传动方式等；3.主要零部件计算：对粉碎系统设计过程中所用到的主要零部件（如轴、轴承、键等）进行受力分析和强度校核，最后进行标准件的选型；4.工程图绘制及三维建模：采用相应的绘图软件进行树枝粉碎机总体结构和主要零部件工程图的绘制，并通过三维建模软件进行零件的数字化建模和总体装配；5.模拟分析：对树枝粉碎机的总体结构三维模型进行运动仿真，通过运动模拟仿真对整体结构的合理性再次进行验证；四、拟解决的关键问题此次设计中的关键问题：1.树枝粉碎机刀盘结构的合理设计及传动方式如何确定；2.在满足工作要求的前提下如何对噪声过大问题进行优化；3.对结构中主要零件的受力分析计算以及强度校核，确定所设计零件可以满足工作需求；4.保证工程图纸的标准性以及建模的正确性，同时进行流畅的运动仿真；五、研究思路和方法5.1研究方法（1）通过使用计算机、图书馆等资源对粉碎机的现状进行了解，以及着重掌握盘式粉碎机的内部结构，为后面设计打下基础；（2）通过分析确定此次树枝粉碎机的总体结构，并对其进行逐步设计计算；（3）对设计中所需要用到的软件等工具进行详细学习，做到熟练掌握；（4）在设计过程中遇到无法解决的问题等，寻找导师进行咨询学习。5.2研究思路1)利用中国知网、维普、万方等数据库完成与毕业论文相关内容的论文的检索;利用图书馆的图书资源查阅相关的理论内容:充分的利用互联网进行资料的检索收集；2）查阅资料，掌握盘式粉碎机设计的一般规程和主要传动方式，；3）整体方案的设计:根据要求对破碎方案和传动方案进行确定；4）主要零部件设计：对主要零部件进行受力分析、结构设计、强度校核等；5)标准件选型:对设计中所用到的主要机械标准件进行选型:6）绘制工程图纸:通过绘图软件对系统总体结构及主要零部件进行工程图绘制；7）三维建模及运动仿真:通过三维软件对系统中各零件进行数学模型的建立，并在完成装配后进行运动仿真，用以验证结构的合理性;8)设计说明书:撰写设计说明书。六、进度安排序号各阶段安排起止日期备注1完成开题报告(按×月×日—×月×日填写)2完善设计方案、绘制图纸、说明书的撰写(按×月×日—×月×日填写)3提交毕业设计初稿，指导老师审核(按×月×日—×月×日填写)4完成毕业设计中期检查，教务处组织论文检测(按×月×日—×月×日填写)5评审教师审核，获取答辩资格(按×月×日—×月×日填写)6毕业答辩(按×月×日—×月×日填写)七、参考文献[1]李兴正．\t"/kns8/defaultresult/_blank"机械设计基础[M]．重庆大学出版社，2016.01.[2]朱双霞，张红钢．机械设计机床[M]．重庆大学出版社，2016.08.[3]魏春梅;魏兵;左惟炜;汤亮;赵迪．机械设计基础[M]．中国邮电出版社，2016.06.[4]黄佳木;李玉刚;刘守平．工程设计基础[M]．重庆大学出版社，2015.08.[5]孙文君;高微;路维;石盘;王克宏.AutoCAD基础教程[M].人民邮电出版社，2015.10.[6]杜雪松;陈霞;伍驭美.机械设计课程设计图册.重庆大学出版社，2015.04.[7]覃德友;李良雄．机械CAD[M]．重庆大学出版社，2015.01.[8]金江;袁继峰;葛文璇;金春花;钱声源;徐小丽;许薇:张正维．理论力学[M]．南京东南大学出版社，2019.01.[9]任述光;刘保华;魏刚．结构力学[M]．重庆大学出版社,2018.08.[10]张涛然;晁晓洁;郭丽红等;．材料力学[M].重庆大学出版社，2018.06.[11]胥明;付广龙;黄跃平．工程力学试验[M．南京东南大学出版社，2017.06.[12]傅小明;杨在志;孙虎．材料制备技术与分析方法[M]．南京大学出版社,2020.07.[13]尹显明;．机械制造工程训练教程[M].武汉理工大学出版社，2017.08.[14]练勇;姜自莲;雷芳;丁义超;伏思静．机械工程材料与成形工艺[M]．重庆大学出版社，2015.09.[15]庞顶邻;李敏;韩伟;白军;郭琼．机械加工技术基础[M]．重庆大学出版社,2015.06.[16]白娟;江峰;侯玮．常用选矿设备的故障原因分析与增效措施[J].现代矿业，2021.04.[17]马跃杰;康杰;张福成;杨志南;吴大勇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