I本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目：秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)院 別 學(xué)科門類 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 2016 年 4 月 1 日II目 錄摘 要 .IAbstract.II第一章 緒論 .11.1 研究背景及意義 .11.2 粉碎理論 .11.3 粉碎過(guò)程的施力方式 .11.3.1 擠壓粉碎 .11.3.2 沖擊粉碎 .21.3.3 摩擦粉碎 .21.3.4 剪切粉碎 .21.3.5 劈裂彎折粉碎 .31.4 粉碎機(jī)工作原理 .31.5 粉碎機(jī)技術(shù) .31.5.1 鍘切式粉碎機(jī) .41.5.2 錘片式粉碎機(jī) .41.5.3 揉切式粉碎機(jī) .51.5.4 爪齒式（齒爪式）粉碎機(jī) .61.5.5 組合式粉碎機(jī) .61.6 粉碎機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 .7第二章 確定方案 .72.1 研究?jī)?nèi)容、研究思路及主要設(shè)計(jì)指標(biāo) .72.1.1 主要研究?jī)?nèi)容 .72.1.2 研究思路 .72.1.3 主要設(shè)計(jì)指標(biāo) .72.2 粉碎機(jī)的類型選擇 .82.3 粉碎室的選擇 .82.3.1 環(huán)流層理論 .82.3.2 早期圓形粉碎室 .82.3.3 水滴型粉碎室 .92.3.4 新型梯形粉碎室 .102.3.5 粉碎室的確定 .102.4 錘片線速度 .102.5 轉(zhuǎn)子速度確定 .112.5.1 轉(zhuǎn)子速度的計(jì)算 .112.5.2 轉(zhuǎn)子速度的校核 .112.6 理論生產(chǎn)率 .122.7 配套功率計(jì)算 .122.8 粉碎室寬度的選擇 .132.9 其他裝置確定 .13第三章 標(biāo)準(zhǔn)件的確定 .13III3.1 電機(jī)的選擇 .133.2 軸承的選擇 .143.3 鍵的選擇 .143.4 螺栓的選擇 .143.5 螺母的選擇 .143.6 墊圈的選擇 .14第四章 帶的設(shè)計(jì)及計(jì)算 .154.1 帶及帶輪的選用 .154.2 V 帶類型的確定 .154.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 .154.3.1 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑 .154.3.2 驗(yàn)算帶速 .154.3.3 確定大帶輪基準(zhǔn)直徑 .154.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld.164.4.1 初定中心距 .164.4.2 計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 .164.4.3 計(jì)算實(shí)際中心距 .164.5 驗(yàn)算小帶輪包角 .164.6 計(jì)算帶的根數(shù) .174.6.1 單根 V 帶的額定功率 .174.6.2 計(jì)算 V 帶的根數(shù) .17第五章 軸的設(shè)計(jì)及校核 .175.1 軸的尺寸設(shè)計(jì)及計(jì)算 .175.1.1 軸的傳遞轉(zhuǎn)矩 .175.1.2 軸的最小直徑 .185.1.3 確定帶輪的輪緣寬度 .185.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .185.2 軸的校核 .19第六章 錘片的設(shè)計(jì)及計(jì)算 .206.1 錘片材料與形狀的選擇 .206.1.1 錘片材料的選擇 .206.1.2 錘片形狀的選擇 .206.2 錘片數(shù)目的確定 .216.3 錘片尺寸的確定 .226.4 錘片的排列方式 .226.5 錘篩間隙與篩孔大小 .226.5.1 錘篩間隙 .226.5.2 篩孔大小 .22第七章 輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .237.1 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 .237.2 風(fēng)機(jī)的輸料管內(nèi)直徑 .237.3 計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失 .247.3.1 純空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力損失 .247.3.2 雙相流運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦壓力損失 .25IV7.3.3 加速壓力損失 .267.3.4 提升壓力損失 .267.3.5 彎管壓力損失 .277.4 確定總壓力損失 .277.5 風(fēng)機(jī)的選擇 .28結(jié) 論 .29參考文獻(xiàn) .30I摘 要近年來(lái)現(xiàn)代化肥的使用，使得農(nóng)業(yè)對(duì)秸稈所制肥料的需求有所減少，秸稈的處理成為一大問(wèn)題。如秸稈不及時(shí)處理，會(huì)影響小麥等秋播作物的播種。以上成為大規(guī)模焚燒秸稈屢禁不止的客觀原因。秸稈焚燒還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，例如：引發(fā)交通事故，影響道路交通和航空安全；引發(fā)火災(zāi)：破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成農(nóng)田質(zhì)量下降；產(chǎn)生大量有毒有害物質(zhì)，威脅人與其他生物體的健康。因此解決焚燒秸稈問(wèn)題刻不容緩。焚燒秸稈問(wèn)題主要為解決其處理問(wèn)題，秸稈可再生利用，是一種具有多用途的可再生的生物資源，可純?nèi)肆μ幚碣M(fèi)時(shí)費(fèi)力、經(jīng)濟(jì)效率極低得不償失，因此田間作業(yè)趨于機(jī)械化是一個(gè)必然的發(fā)展過(guò)程，本文主要介紹了秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案、主要零件設(shè)計(jì)、參數(shù)及工作原理。關(guān)鍵詞：粉碎機(jī)；秸稈粉碎；優(yōu)化設(shè)計(jì)；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 緒論1.1 研究背景及意義21 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)科技水平不管發(fā)展，人民生活水平不斷提高，中國(guó)農(nóng)業(yè)也進(jìn)入新的發(fā)展階段。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，秸稈的處理問(wèn)題日漸尖銳，秸稈本身是一種天然的有機(jī)肥，但是農(nóng)民缺乏處理技術(shù)，使得處理秸稈成為一種性價(jià)比極低、成本極高的行為，但是不處理又會(huì)影響下一季農(nóng)作物播種，同時(shí)秸稈的焚燒可以得到一種名叫草木灰的肥料，因此焚燒秸稈成為一種趨勢(shì)。為了防止焚燒秸稈造成的各種危害，同時(shí)發(fā)揮秸稈的生物化肥作用，機(jī)械化秸稈還田成為中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大突破，而機(jī)械化秸稈還田可以通過(guò)秸稈粉碎機(jī)的面世而實(shí)現(xiàn)。1.2 粉碎理論粉碎是指固體物料在外力作用下，克服了內(nèi)聚力，使之碎裂的過(guò)程。經(jīng)過(guò)近代發(fā)展，不同程度的工藝處理過(guò)程可以得到不同的密度粉體，其根據(jù)粒度大小將粉碎過(guò)程分為多個(gè)不同種類 1 。當(dāng)今，粉碎程度并未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，比較合理且一致認(rèn)同的劃分見(jiàn)表1。表 1 粉碎程度與粉體制品粒度對(duì)照粉碎程度 粗破碎 細(xì)破碎 粗粉碎 細(xì)粉碎 微粉碎 超微粉碎/超細(xì)粉碎粒徑（d 50）25025 251 10.5 0.50.1 10050 501 10.1 1001制品稱謂 大塊 顆粒 普通粉 微細(xì)粉 微細(xì)粉 微米粉 亞微米粉 納米粉英文翻譯 Mass Pllet Powder Fine/Very fine powder Ultra/Super fine powder1.3 粉碎過(guò)程的施力方式物料受到外力作用而粉碎，這些外力主要分為：擠壓粉碎、沖擊粉碎、摩擦粉碎、剪切粉碎、劈裂彎折粉碎等。各種粉碎方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用的場(chǎng)合。1.3.1 擠壓粉碎擠壓粉碎是粉碎設(shè)備的工作部件對(duì)物料施加擠壓作用，作用較緩慢和均勻，物料的2粉碎過(guò)程也較均勻。常多用于粗碎。擠壓粉碎屬于有支承粉碎型式，粉碎效率較高，其中對(duì)輥粉碎機(jī)、輥式碎粒機(jī)中都含有擠壓粉碎作用。具體擠壓粉碎示意圖見(jiàn)圖 1.3.1。圖 1.3.1 擠壓粉碎1.3.2 沖擊粉碎沖擊粉碎為高速運(yùn)動(dòng)的粉碎體對(duì)物料的沖擊和高速運(yùn)動(dòng)的物料向固定壁或靶的沖擊。沖擊作用頻度高，作用時(shí)間短，粉碎體與被粉碎物料的動(dòng)量交換非常迅速。沖擊粉碎的頻度及力度對(duì)制品的粒度影響很大。具體沖擊粉碎示意圖見(jiàn)圖 1.3.2。圖 1.3.2 沖擊粉碎1.3.3 摩擦粉碎摩擦粉碎的主要表現(xiàn)形式是粉碎工件對(duì)物料的磨削、碾磨，包括研磨介質(zhì)對(duì)物料的粉碎、齒板或齒圈對(duì)高速流動(dòng)物料的碾磨以及物料和物料之間的摩擦作用。錘片式粉碎機(jī)齒爪式粉碎機(jī)和立軸式超微粉碎機(jī)都是利用摩擦來(lái)粉碎物料的。摩擦粉碎是一種高效的粉碎型式，但當(dāng)粉碎構(gòu)件變得相對(duì)光滑時(shí)，摩擦作用的效率就會(huì)大幅度降低，產(chǎn)生大量的無(wú)用熱量，導(dǎo)致能耗增加，所以必須保持摩擦面的粗糙。具體摩擦粉碎示意圖見(jiàn)圖1.3.3。3圖 1.3.3 摩擦粉碎1.3.4 剪切粉碎剪切粉碎的主要表現(xiàn)形式是兩面構(gòu)件對(duì)物料形成剪應(yīng)力造成物料粉碎，剪切形成的基礎(chǔ)條件是兩個(gè)構(gòu)件同時(shí)對(duì)物料的作用且互為支承，如同剪刀的兩個(gè)刃口。具體剪切粉碎示意圖見(jiàn)圖 1.3.4。圖 1.3.4 剪切粉碎1.3.5 劈裂彎折粉碎利用楔形工件切入物料，稱為劈裂粉碎，劈裂粉碎需要對(duì)物料進(jìn)行支承才能發(fā)揮高效率。當(dāng)楔形工件不鋒利時(shí)，會(huì)形成彎折作用，此時(shí)材料受到彎應(yīng)力而斷裂。鋒利的楔形物造成的劈裂粉碎是一種介于彎折粉碎和剪切粉碎之間的作用。一般材料的抗彎應(yīng)力低于抗剪應(yīng)力，所以劈裂、 彎折是一種更為高效的有支承粉碎型式。具體劈裂彎折粉碎示意圖見(jiàn)圖 1.3.5。圖 1.3.5 劈裂彎折粉碎1.4 粉碎機(jī)工作原理通過(guò)喂入機(jī)構(gòu)將物料由進(jìn)料口均勻地喂入粉碎室，粉碎室內(nèi)有高速旋轉(zhuǎn)的錘片，上機(jī)體內(nèi)裝有定刀、動(dòng)刀和齒板，加入的物料在錘片的強(qiáng)烈打擊及錘片與齒板之間的撕裂和搓擦等作用下迅速被粉碎成粉狀，由于離心力和粉碎機(jī)下腔負(fù)壓的作用，被初步粉碎的物料通過(guò)篩孔落到下腔，然后風(fēng)機(jī)會(huì)將其吸入，又由風(fēng)機(jī)送到離心卸料器內(nèi)或集料間里集塵，以便分離、卸料、裝袋，余風(fēng)由除塵布袋過(guò)濾并瀉掉。41.5 粉碎機(jī)技術(shù)粉碎技術(shù)在我國(guó)己有多年的歷史，主要應(yīng)用在飼料粉碎及農(nóng)作物秸稈方面。粉碎技術(shù)根據(jù)粉碎方式和粉碎手段的不同可分為鍘切式、錘片式、揉切式、爪齒式（齒爪式） 、組合式粉碎技術(shù) 2 。1.5.1 鍘切式粉碎機(jī)鍘切式粉碎的主要加工方式是切斷，其優(yōu)點(diǎn)尤為突出，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、生產(chǎn)率高。鍘切式粉碎機(jī)如圖 1.5.1 所示。圖 1.5.1 鍘切式粉碎機(jī)1.5.2 錘片式粉碎機(jī)錘片式粉碎機(jī)的粉碎原理為沖擊粉碎，在粉碎過(guò)程中由高速旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)錘片與固定圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使物料在粉碎室內(nèi)發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料進(jìn)行粉碎。而物料受錘片沖擊作用，在粉碎室內(nèi)形成圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生環(huán)流層，人們認(rèn)為類似大顆粒的物料會(huì)因?yàn)殡x心力在外層，小顆粒物料的離心力相對(duì)