小型秸稈壓塊機(jī)設(shè)計(jì)
小型秸稈壓塊機(jī)設(shè)計(jì),小型秸稈壓塊機(jī)設(shè)計(jì),小型,秸稈,壓塊機(jī),設(shè)計(jì)
大連大學(xué)DALINUIVERSTY 2017屆畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題目名稱: 小型秸稈壓塊機(jī) 所在學(xué)院: 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)(班級(jí)): 機(jī)日131班 學(xué)生姓名: 于帥彪指導(dǎo)教師: 鄭雙陽 評(píng)閱人:院 長: 論文題目:小型秸稈壓塊機(jī) 總計(jì):畢業(yè)論文49頁表格 1表 插圖 27幅 指導(dǎo)教師(職稱):鄭雙陽(講師)評(píng)閱人: 完成日期: 2017.5.20 小型秸稈壓塊機(jī) -I- 摘 要 秸稈壓塊技術(shù)是隨著時(shí)代發(fā)展而來的,是適應(yīng)于農(nóng)業(yè)發(fā)展的,這種技術(shù)將秸稈這種廢棄的資源進(jìn)行有利的整合以及再回收的利用,將秸稈這種被閑置的資源進(jìn)行致密壓緊 處理過程之后,形成塊狀的產(chǎn)品之后能夠更好的儲(chǔ)存方便,這種新技術(shù)也越來越受到人們的歡迎,也受到科技人員更多的重視。 本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)壓塊機(jī)這種機(jī)器設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析以及一些必要的計(jì)算過程說明,研究的主題為環(huán)模式的秸稈壓塊機(jī),通過對(duì)環(huán)模的內(nèi)徑以及外徑等眾多因素的分析 整合,從而設(shè)計(jì)出最為合適的尺寸以及一些必要的參數(shù)要求。再者通過solidwrks繪圖軟件,對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行3維立體的構(gòu)圖之后,完成總體 的裝配,與此同時(shí),在這種情況下為了提高輸料的能力,選用的是螺旋式的輸送桿等進(jìn)料裝置。 最后從現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際生產(chǎn)情況來說,將整體的尺寸進(jìn)行合理的優(yōu)化并最終確定一些必要的設(shè)計(jì)要求參數(shù),使秸稈壓塊機(jī)設(shè)備能夠運(yùn)轉(zhuǎn)工作的更高效更能使利益最大 化。說明書從分析秸稈壓塊機(jī)的歷年來的發(fā)展過程以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)入手,進(jìn)而著重對(duì) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的剖析來最終確定設(shè)計(jì)方案,得出最終的設(shè)計(jì)圖紙。關(guān)鍵詞:秸稈資源;機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu);壓塊機(jī)器;環(huán)模結(jié)構(gòu) 小型秸稈壓塊機(jī) -I- ABSTRCStrawbiquetchnolgyisdevlopertim,andisptedothagricultdevlopmn,Tswmakthaslbrneyd,Aftrightprifturuc,Itoecvitsrwthucblk.etchnolgyislobeingrdrpulaihpolfrmtenoyThisdgnisalfrtructalysiofthemcineqintdsecarlcuto,Theubjohesdwtlparstwprs,Byalzigteiimertrdimtrfring,digotuibsonsypaq.Althrougsliworksaisoftare,fthreinsalcpsitnofthedeigc,etnhverlbly.Asamt,ithe,rdprvtabilyfi,tpircnvor. nf,trmsoaculodtelif,ptizetovralsiznfialydetrmithecdeignrqiesartsIaxshbeftomkgsawpsquit.Tfatosrwithlyiofthedvlopmentrcftsrawpesndthevngedavngesac.Tialsueinlyzdtorii,ktfildirwingsKywos:trsourc;Mltureig;Blockigmachie;Teigtuce 小型秸稈壓塊機(jī) -II- 目錄摘要.IABSTRC 引言.11.方案的選擇比較 2 秸稈壓塊機(jī)種類的簡(jiǎn)單介紹及比較.1鑄模式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)2 擠壓式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn).3.3平模式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)14 環(huán)模類型壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn).4.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇. 齒輪傳動(dòng) .1連桿機(jī)構(gòu). 5.23 帶傳動(dòng) .6內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選擇.1. 三輥結(jié)構(gòu) .32雙輥結(jié)構(gòu). 72. 方案的總體設(shè)計(jì) .81壓塊機(jī)結(jié)構(gòu)的主要組成. 主電機(jī)功率P的選擇.23環(huán)模結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算 9.1 環(huán)模和壓輥的結(jié)構(gòu)關(guān)系.壓輥和環(huán)模的受力分析 102.3 環(huán)模的單位功率面積.4壓輥直徑的計(jì)算 2.5 確定環(huán)模的內(nèi)徑和外徑.1236環(huán)模的成型構(gòu)造. 33. 傳動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)的選擇與確定.61選擇設(shè)計(jì)的帶輪. 1. 計(jì)算功率的確定.32選擇帶輪的直徑以及驗(yàn)算帶的速度v 6.1 帶的根數(shù)的確定計(jì)算過程.17 小型秸稈壓塊機(jī) -IV- 3.2設(shè)計(jì)以及計(jì)算主軸的結(jié)構(gòu)尺寸.18設(shè)計(jì)以及計(jì)算中間的傳動(dòng)軸 24. 喂料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.41螺旋式輸送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.2 進(jìn)料斗.265機(jī)架機(jī)構(gòu). 76. 總論 .8參考文獻(xiàn). 29 附錄1外文譯文.30附錄2外文原文 5 致謝.4 小型秸稈壓塊機(jī) 1 引言 中國是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的大國,土地富饒而且十分的廣闊,在廣袤的土地上種植著各種各樣的農(nóng)作物,養(yǎng)育著十幾億的人口,當(dāng)然農(nóng)作物除了作為糧食之外,剩余的部 分也可以成為生物質(zhì)能源,被重復(fù)綜合利用。其中分布最為廣泛的當(dāng)屬秸稈這種生物質(zhì)能源了,以往由于人們環(huán)保意識(shí)的缺乏以及對(duì)于生物質(zhì)能源利用方面認(rèn)識(shí)的不足,這 種能源不是被人們焚燒就是隨意丟棄,這不僅是對(duì)環(huán)境的肆意破壞,也是一種能源的浪費(fèi)。隨著年代的不斷發(fā)展進(jìn)步,對(duì)于農(nóng)村的這種廣泛廢棄的能源的利用開發(fā)變得具有重 大的實(shí)際應(yīng)用前景,同時(shí)給予我們新時(shí)代的科技人員更大的發(fā)展平臺(tái),能夠更好的研發(fā)這種“變廢為寶”,對(duì)生物質(zhì)能源更好的綜合利用的設(shè)備,因此對(duì)于秸稈壓塊機(jī)的研究 具有不可磨滅的實(shí)際價(jià)值,這對(duì)于我們今后科技術(shù)發(fā)展的研究方向有著顯著的指導(dǎo)作用。 秸稈壓塊技術(shù)不僅能夠把農(nóng)作物飼料秸稈的使用價(jià)值發(fā)揮到極致,也能夠使這種生物質(zhì)能源的利用率得到大幅度的提升,這就使這種技術(shù)的研究具有明顯的經(jīng)濟(jì)效率,優(yōu) 良的社會(huì)以及生態(tài)效益。同時(shí),秸稈壓塊技術(shù)又為我們提供了一條嶄新的途徑去探索秸稈的綜合利用及提升,根據(jù)往年的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)繼續(xù)探索研究“治本”的方法,我們可 以說秸稈壓塊技術(shù)是我們新時(shí)代條件下一項(xiàng)重大的突破,新型的秸稈壓塊的綜合利用具有十分遠(yuǎn)大的廣闊的研究前景,為未來的生物質(zhì)能源的綜合利用研究奠定了廣大的研發(fā) 平臺(tái)??v觀秸稈壓塊機(jī)的發(fā)展歷程,螺旋式的擠壓型壓塊機(jī)、活塞式的沖壓成型機(jī)以及具 有環(huán)模結(jié)構(gòu)的壓塊機(jī)3種型號(hào)的機(jī)器。分析理解過材料物的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),在接下來的設(shè)計(jì)的主要過程中,選用環(huán)模型結(jié)構(gòu)的秸稈壓塊機(jī),采取的設(shè)計(jì),主要是近似于Top-down 這樣的設(shè)計(jì)思路,最后再進(jìn)行總計(jì)裝配。之所以采用環(huán)模式的結(jié)構(gòu),是因?yàn)檫@種形式的結(jié)構(gòu)可以使生產(chǎn)率得到很大程度的提升,能耗大幅度的降低,工作的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)等 等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)如今也得到了廣泛的應(yīng)用,秸稈壓塊的產(chǎn)量也在逐年增加,加上科技人員的不斷改革創(chuàng)新,我們也在一步的與國際頂尖水平接軌。 小型秸稈壓塊機(jī) 2 1.方案的選擇比較 1.1秸稈壓塊機(jī)種類的簡(jiǎn)單介紹及比較對(duì)于我們來說,秸稈壓塊是一項(xiàng)嶄新的科技術(shù),它在世界上最初是出現(xiàn)在五十年 代中期的,而我國開始引進(jìn)這一技術(shù)的起始時(shí)間大約也是在20世紀(jì)的80年代,生物質(zhì)這種能源可以進(jìn)行壓縮的處理方式達(dá)到所需的要求,并且在政府的大力支持下可以得到 快速的研究以及發(fā)展,現(xiàn)如今已經(jīng)可以有一定得成熟程度,在90年代各個(gè)研究所以及各個(gè)省市的生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始研究制造壓塊的設(shè)備機(jī)器,發(fā)展到今天所取得的成就我 們也有目共睹,類型與型號(hào)也更加趨于多樣化。從最初的鑄模壓塊機(jī)到后來的擠壓塊機(jī)再到平模式,再到現(xiàn)在最普遍使用的就是環(huán)模型的秸稈壓塊機(jī)。雖然種類型號(hào)不一, 但環(huán)模式秸稈壓塊機(jī)研究的進(jìn)展確實(shí)為我國的生物質(zhì)能源作出了重大貢獻(xiàn)。1.1.1鑄模式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):鑄模式這種類的壓塊機(jī)的特點(diǎn)十分明顯且具有代表性,內(nèi)部結(jié)構(gòu)中最重要的部分即是壓輥結(jié)構(gòu),而且他們的形狀是完全一致的,在運(yùn)轉(zhuǎn)工作期間,兩個(gè)棍子做類 似于旋轉(zhuǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而且每一個(gè)壓輥上都具有著一個(gè)明顯的特點(diǎn)那就是:半個(gè)球形的凹狀形狀的坑,通過這種設(shè)備顆粒加工出的密度比較低,強(qiáng)度也是比較小的; 缺點(diǎn);因?yàn)橐WC在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,壓輥上的兩個(gè)半球具有比較良好的配合情況,所以這種類型的壓塊機(jī)要求安裝的精度非常高,但與之相對(duì)應(yīng)的是這種設(shè)備的生產(chǎn)率卻很 小并且消耗的功耗非常大等。 圖1.鑄模型壓塊機(jī) 小型秸稈壓塊機(jī) 3 1.1.2擠壓式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):擠壓塊機(jī)的壓輥結(jié)構(gòu)類似于齒輪的形狀,材料物有一個(gè)螺旋型的輸送桿向 前逐漸推進(jìn),最后到達(dá)??滋帞D壓成柱狀的產(chǎn)品,在外緣均勻分布著刀具,在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候?qū)⒅鶢畹某善窌?huì)切成顆粒狀的產(chǎn)品,很顯然這種設(shè)備與之前的機(jī)器設(shè)備相比生 產(chǎn)率得到了較好的提高;缺點(diǎn):由于來回的摩擦擠壓作用造成機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)非常容易受到磨損破壞,由此 造成的后果就是制造的成本相對(duì)較高等。 圖1.2擠壓型壓塊機(jī)1.1.3平模式壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):平模結(jié)構(gòu)的設(shè)備最大的特點(diǎn)就是它的滾輪在中心軸處來回轉(zhuǎn)動(dòng)、模板在水平方向上得到固定,并且模板上會(huì)分布著擠壓的孔,生產(chǎn)率較之前的已有的機(jī)器有了大幅 度提升、機(jī)械的磨損量又有所減少等。缺點(diǎn):但是因?yàn)樵谄侥:椭陛佭\(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)有接觸的地方,在這個(gè)地方運(yùn)動(dòng)的線 速度的徑向的方向會(huì)有所不同,在這種情況下制造生成的成品的質(zhì)量變得比較不均勻,而且模輥也會(huì)由于摩擦的種原因磨損的速率變得較快,這樣造成的后果最具有代表性 的就是模輥表面的表面質(zhì)量會(huì)遭受到一定的破壞。 圖1.平模式壓塊機(jī) 小型秸稈壓塊機(jī) 4 1.1.4環(huán)模類型壓塊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):環(huán)模的結(jié)構(gòu)的擠壓方式屬于開式壓縮,具有不止一個(gè)的壓輥以及表面分布著 許多模孔的環(huán)模,由于這種類型的機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性得到了大幅度的提高,因此發(fā)生故障的概率也會(huì)大降低,并且??壮隽献兊檬志鶆颍玫疆a(chǎn)物的質(zhì)量相對(duì)以前會(huì)有顯 著的變化,反而隨著生產(chǎn)效率變高,消耗的能量卻隨之減少,操作也變得十分簡(jiǎn)單方便。缺點(diǎn);環(huán)模壓塊機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速度較高這樣會(huì)容易導(dǎo)致產(chǎn)料排出時(shí)的破損率可能較高。 圖1.4環(huán)模式壓塊機(jī)綜合上面說的幾種情況,環(huán)模型的秸稈壓塊機(jī)從產(chǎn)品的生產(chǎn)情況,能源的消耗情況, 產(chǎn)品的密度以及質(zhì)量情況等方面考慮,與其他幾種類型的壓塊機(jī)相比較而言都具有較大的明顯優(yōu)勢(shì),因此本次設(shè)計(jì)選用的環(huán)模式的壓塊機(jī)研究的價(jià)值以及應(yīng)用的前景還是十分 廣泛的。1.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 1.2.1齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn):齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)所需要的空間比較小,結(jié)構(gòu)也十分的緊湊,相比于其他的傳 動(dòng)方式傳動(dòng)比也比較穩(wěn)定,壽命比較長,工作具有較強(qiáng)的可靠性,效率高,速度和尺寸選擇的范圍比較大; 缺點(diǎn):因?yàn)辇X輪的形狀比較特殊,所以齒輪的制造過程以及對(duì)于安裝精度的要求相對(duì)于鏈傳動(dòng),帶傳動(dòng)或者連桿運(yùn)動(dòng)都高,價(jià)格相對(duì)于以上列舉的其他的方式也貴得多, 并且齒輪對(duì)于適宜工作的場(chǎng)合具有較大的局限性,比如那些對(duì)于傳動(dòng)的距離要求非常大的場(chǎng)合,齒輪傳動(dòng)就會(huì)顯得十分吃力,進(jìn)而并不適合那些場(chǎng)合。 小型秸稈壓塊機(jī) 5 圖1.5齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.2.2連桿機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn):使用這種結(jié)構(gòu)能夠在多種形式之間的運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換,由于連桿運(yùn)動(dòng)上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的運(yùn)動(dòng)曲線有多種對(duì)樣的變化形式,這樣就可以將生產(chǎn)過程中的各 種工作要求應(yīng)用到實(shí)際,另外潤滑較為方便,不容易收到磨損,構(gòu)件成桿狀,制造的過程比較簡(jiǎn)單并且傳遞的路線相比較而言較長; 缺點(diǎn):雖然連桿運(yùn)動(dòng)具有多種多樣的曲線運(yùn)動(dòng)形式,但是因?yàn)闃?gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的數(shù)量很多,如果想要將任何可能的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都盡可能地實(shí)現(xiàn)的話,就會(huì)顯得十分不足,并且 在這種情況下造成的累計(jì)誤差非常大,運(yùn)動(dòng)精度較低且效率不高,在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)比較容易引起動(dòng)載荷的產(chǎn)生,不適宜高速運(yùn)動(dòng)。 圖1.6連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意 小型秸稈壓塊機(jī) 6 1.2.3帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn):對(duì)于兩軸的中心距離要求并不高,也適合于較大的場(chǎng)合,帶傳動(dòng)的帶有十足 的彈性,這樣可以使沖擊造成的破壞力降到最低,起到過載保護(hù)的作用,結(jié)構(gòu)較其他類型的傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單,傳動(dòng)的平穩(wěn)性強(qiáng),設(shè)備需要的造價(jià)低廉而且所需要的維護(hù)費(fèi)用少。 缺點(diǎn):因?yàn)閹鲃?dòng)會(huì)由于相互之間的摩擦而導(dǎo)致彈性滑動(dòng)以及打滑的現(xiàn)象的出現(xiàn),由此會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)比變得不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生,帶傳動(dòng)這樣的方式最大的缺點(diǎn)就是會(huì)使軸以 及軸承上會(huì)有相對(duì)來說很大的力,造成的后果就是會(huì)造成帶的壽命不長。 圖1.7帶傳動(dòng)從經(jīng)濟(jì)方面以及實(shí)際生產(chǎn)過程中的問題的因素綜合考慮,因?yàn)閹鲃?dòng)的優(yōu)勢(shì)十分明 顯,譬如它的機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)來說十分簡(jiǎn)單,制造成本低廉,不像齒輪的傳動(dòng)十分的昂貴,連桿傳動(dòng)使用的局限性有十分的大,所以綜合考慮擬采用帶傳動(dòng)這樣的傳動(dòng)類型最為合 適。1.3內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選擇 1.3.1三輥結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):三輥結(jié)構(gòu)非常適合于具有較高粘度的材料物,對(duì)于這種材料具有最有效的研 磨以及分散效率,性價(jià)比相對(duì)來說也是比較好的,使用的壽命相對(duì)來說比較長,適合于大型工廠: 缺點(diǎn):這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,使用過程中的所需要的維修費(fèi)用比較高,因此造成的使用成本大,所以非常不適合于大批量的生產(chǎn)等。 小型秸稈壓塊機(jī) 7 圖1.8三輥對(duì)稱結(jié)構(gòu)模擬 1.3.2雙輥結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):雙輥結(jié)構(gòu)對(duì)于材料物的成型具有較高的效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的連續(xù)不 斷地生產(chǎn),設(shè)備機(jī)器的平穩(wěn)性良好;缺點(diǎn):因?yàn)槲锪系某尚唾|(zhì)量與壓輥之間的縫隙緊密相關(guān),所以對(duì)于棍子的安裝的精度 要求較其他類型較高等。 圖1.9雙輥結(jié)構(gòu)工作模擬綜合市場(chǎng)上常用的結(jié)構(gòu)類型以及生產(chǎn)的實(shí)際需要,本次設(shè)計(jì)采用雙輥的結(jié)構(gòu)能夠?qū)?現(xiàn)較好的期望,產(chǎn)品的質(zhì)量也有所保證,且耗能少,符合各方的要求。 小型秸稈壓塊機(jī) 8 2. 方案的總體設(shè)計(jì) 2.1壓塊機(jī)結(jié)構(gòu)的主要組成 2.2主電機(jī)功率P的選擇主電機(jī)的功率和制成產(chǎn)品的效率以及環(huán)模的內(nèi)徑都有著密不可分的關(guān)系。當(dāng)做設(shè) 計(jì)時(shí)我們不僅應(yīng)該了解制成產(chǎn)品的產(chǎn)量(根據(jù)國家的標(biāo)準(zhǔn)和直徑為5m的小孔為準(zhǔn)),而且更應(yīng)該清楚地知道制造每噸成品的所消耗的電能指標(biāo),這樣就可以簡(jiǎn)單粗略的計(jì)算 出主電機(jī)的功率P,根據(jù)材料的特質(zhì),可知按照國家標(biāo)準(zhǔn)取制造每噸成品的標(biāo)準(zhǔn)電耗為 thkw /10 ,由此可得主電機(jī)功率的計(jì)算公式為: )(料電耗)產(chǎn)量( KWK Q/ttP (2.1) 小型秸稈壓塊機(jī) 9 考慮到現(xiàn)實(shí)情況,由于如今設(shè)計(jì)的秸稈壓塊機(jī)是小型的,擬設(shè)計(jì)的設(shè)備的產(chǎn)量為1.5t/h,根據(jù)已有的公式可以計(jì)算出主電機(jī)的功率為 15KW101.5K Q/ttP 料電耗)產(chǎn)量(首先通過選擇電機(jī)的額定的轉(zhuǎn)速為 min/960r ,最后可以將電機(jī)的類型確定為YTC型的電磁式的調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。 2.3環(huán)模結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算2.3.1環(huán)模和壓輥的結(jié)構(gòu)關(guān)系 壓輥與環(huán)模兩者之間的縫隙對(duì)秸稈壓塊機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)量和性能有著無法忽略的作用。當(dāng)環(huán)模與壓輥之間的縫隙較小的時(shí)候,由于材料物在模塊以及壓論之間受到擠壓 作用從而非常容易被切斷,這樣的話不會(huì)有藕斷絲連的現(xiàn)象發(fā)生,避免了功率的浪費(fèi)和消耗。但凡事都有一個(gè)度,如果間隙過小,反而會(huì)造成金屬之間的互相摩擦,這樣造成 的后果就是會(huì)使壓輪的表面和環(huán)模的結(jié)構(gòu)兩者之間的相互磨損的速度會(huì)變得加快,而且在空載工作運(yùn)轉(zhuǎn)的期間,這種現(xiàn)象就會(huì)變得尤為突出,所以磨損這種現(xiàn)象所帶來的負(fù)面 作用也會(huì)變得更加突出明顯。與之相反的情況,如果兩者之間的縫隙變得非常大的時(shí)候,摩擦作用反而變小,但是卻會(huì)對(duì)機(jī)器設(shè)備的效率造成不小的影響。有一種方法可以進(jìn)行 調(diào)整,那就是通過調(diào)節(jié)齒套,使偏心軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),這樣就可以改變環(huán)模和壓輪之間的距離大小,通過這種手段可以將我們對(duì)于產(chǎn)品的需求合格率提升以及機(jī)器設(shè)備的負(fù)面影響 作用降到最低。 圖2.模輥工作示意圖1、壓輥、物料所在層3、已成形顆 粒4、模輥間隙5、粘附層6、壓膜 小型秸稈壓塊機(jī) 10 壓輥和環(huán)模這兩個(gè)部件是秸稈壓塊機(jī)最主要的工作部件,而且環(huán)模的直徑的確定與諸多因素相關(guān)聯(lián),譬如需要根據(jù)與之相匹配的動(dòng)力,成型孔的長度和??椎姆植紨?shù)量, 而且這些原因有會(huì)受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互影響以及相互制約。如果環(huán)模的直徑可以得到確定的值之后,壓輥的直徑也必須與之相配合,另外,確定的壓輥的直徑數(shù)值大小對(duì)于材 料物壓入??椎牧Χ染哂胁豢珊鲆暤挠绊懀瑝狠佉部赡軌蚴共牧衔锇l(fā)生變形,并且由此可以產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象,如果沒有滑動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生時(shí),這種條件下的直徑是最佳的 狀態(tài)。反過來說,飼料的環(huán)模壓縮比有一定的范圍,通常情況下是1:8-:3,除此之外,粗糙度也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)去評(píng)斷壓料機(jī)構(gòu)的成功與否,如果粗糙度很大時(shí),這不僅 會(huì)造成出料的困難,而且也會(huì)對(duì)產(chǎn)物的表面質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響,因此必須有一個(gè)范圍來進(jìn)行約束,最佳的粗糙度值定為0.8-16是最合適的。 2.3.2壓輥和環(huán)模的受力分析秸稈壓塊機(jī)工作的主要部件是環(huán)模和壓輥,采用這兩種結(jié)合使用的主要目的是這種 機(jī)構(gòu)能夠使材料物比較平均的輸送到調(diào)質(zhì)裝置中,這樣原來的材料就會(huì)繼續(xù)進(jìn)入到制粒的裝置中。原來的材料在壓輥和環(huán)模的雙重?cái)D壓下,就會(huì)從??字谐鰜碜兂梢粔K的顆 粒產(chǎn)品。從工作過程的角度深層次考慮,因?yàn)樵诃h(huán)莫壓塊的全過程中,物料在壓制區(qū)的位置會(huì)隨之變動(dòng),那么所受到的壓緊力理所應(yīng)當(dāng)?shù)挠兴煌???傮w來說,我們可以將這 個(gè)過程中的受力區(qū)分為4個(gè),分別為提供材料的區(qū)域、物料受到壓力的區(qū)域、材料擠壓成型的區(qū)域以及最后的成型區(qū)域。 圖2.34個(gè)分區(qū) 在提供物料的區(qū)域,材料物大體上都不會(huì)受到機(jī)械的外力作用,在這個(gè)區(qū)域材料物基本上是處于松散的自然狀態(tài),但是當(dāng)它由于環(huán)模圈的回轉(zhuǎn)作用就會(huì)受到由此產(chǎn)生的離 小型秸稈壓塊機(jī) 1 心力的作用,這樣使物料就會(huì)緊的貼在環(huán)模的內(nèi)圈上,接下來模棍會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這樣材料物就會(huì)被壓迫著進(jìn)入到壓緊的區(qū)域,在這個(gè)區(qū)域里,模棍相互之間的擠壓作用, 就會(huì)使材料物之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的現(xiàn)象,這樣就會(huì)使孔之間的縫隙慢的減小。因?yàn)椴牧衔飼?huì)不斷地向前移動(dòng),在這個(gè)過程中,速度也會(huì)不斷的變大,隨之而來的就是使得物 料收到的擠壓的壓力在不斷地增加,孔與孔之間的間隙也會(huì)隨之變得不斷減小,但是材料物的整體卻大部分不會(huì)產(chǎn)生形變這種現(xiàn)象。接下來在擠壓的區(qū)域,由于模棍之間的縫 隙漸變小,這就會(huì)使得受到的擠壓的壓力快速的增加。在這一區(qū)域,物料會(huì)發(fā)生相應(yīng)的形變,料筒也會(huì)變得緊實(shí)而充滿了整個(gè)???,而且在??變?nèi)部,會(huì)繼續(xù)接受新的粉料 的進(jìn)入,這樣的結(jié)果就是會(huì)使飼料變得不斷地向外側(cè)移動(dòng),從而排出???。在這一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的情況下,受到的擠壓力的大小的最小值也必須要以克服??椎膬?nèi)料柱內(nèi)部的摩擦 力的總和為標(biāo)準(zhǔn)。2.3.3環(huán)模的單位功率面積 單位功率面積的含義是指壓粒所使用的主電機(jī)當(dāng)消耗每千瓦功率時(shí)與之相對(duì)應(yīng)的環(huán)模具有的有效作用的壓帶面積(m),同樣地它也是一個(gè)重要的參考因素去衡量秸 稈壓塊機(jī)性能好壞的與否,也可以作為一個(gè)主要的參數(shù),在設(shè)計(jì)壓塊機(jī)中發(fā)揮著十分重大的作用。但是這個(gè)參數(shù)必須在一定的范圍內(nèi)才能具有最佳的效果,因?yàn)槿绻@個(gè)參數(shù) 太大,就會(huì)引起主電機(jī)發(fā)揮功能作用的功率趨于偏小,進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生載荷過大的后果,與之相反的情況就會(huì)造成能源的大量流失,由此看來單位的功率面積一定存在著一個(gè)最佳 的取值范圍,這樣才能使利用率達(dá)到最高水準(zhǔn)。目前綜合國內(nèi)外的實(shí)際情況來看,功率面積的取值范圍一般是在每千瓦每平方毫米20-4內(nèi)取一最佳,本次的設(shè)計(jì)過程中 取值為250,因?yàn)檫@樣可以使壓塊機(jī)的工作性能具有最高的穩(wěn)定性,并且可靠性十分良好。再由此可得單位功率面積的計(jì)算公式為: p bD P SA (2.) S-有效面積(m2)D-內(nèi)徑(m) b-壓帶寬(m)其中 kDDb )( 0.3-0.2 取25.0k ,所以 mmb 5.8333425.0 小型秸稈壓塊機(jī) 12 2.3.4壓輥直徑的計(jì)算壓輥把材料物擠壓進(jìn)??變?nèi),進(jìn)而會(huì)受到壓力從而能夠達(dá)到成型的目的,但是同時(shí) 為了使材料物能夠順利地進(jìn)入??字?,這兩者之間存在著摩擦力為一個(gè)必要條件,因此可以將把壓輥的表面做成不同程度的粗糙程度,這樣就可以防止壓輥打滑.環(huán)模秸稈壓 塊機(jī)的壓輥一般只取2-3只,特殊情況下可以取到多只。由于所選擇的壓輥的直徑大小會(huì)對(duì)在壓制材料物的過程中物料都進(jìn)入角產(chǎn)生直接較大的影響,因此在條件允許的情況 下,采用的輥的直徑應(yīng)該越大越好,這樣能夠保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。雙壓輥這種類型的環(huán)模結(jié)構(gòu)為主的壓塊機(jī),壓輥的直徑d和環(huán)模的內(nèi)徑D有一定的關(guān)系,表達(dá)式應(yīng)為: D2d ,所以 0.5Dd ,一般的情況下與D的數(shù)量大小關(guān)系常為: Dd )485.04.0( (2.3)取k的值為0.45,根據(jù)前面的計(jì)算過程得到: 334mmD ,所以由此可以計(jì)算得出 150.3mm3340.45d ,取整可以取d的值為150m。 圖2.4壓輥3維立體圖2.3.5確定環(huán)模的內(nèi)徑和外徑 當(dāng)確定設(shè)計(jì)的環(huán)模轉(zhuǎn)速的時(shí)侯要考慮的因素其實(shí)有很多,因?yàn)殡m然制料的產(chǎn)量與環(huán)模的轉(zhuǎn)速并沒有直接的像正反比這樣的比例關(guān)系,但每個(gè)事物都確實(shí)存在著在一個(gè)最佳 小型秸稈壓塊機(jī) 13 范圍,所以環(huán)模轉(zhuǎn)速也在一定的范圍內(nèi)存在最佳的物料產(chǎn)出量,同時(shí)若轉(zhuǎn)速過高反而會(huì)把壓制出來的產(chǎn)物甩斷,影響成型的效率這也就意味著產(chǎn)會(huì)有所下降,在設(shè)計(jì)環(huán)模的內(nèi) 徑尺寸的同時(shí)考慮到環(huán)模這種結(jié)構(gòu)在工作的過程中很容易引起離心力現(xiàn)象的發(fā)生,產(chǎn)生的離心力大小與轉(zhuǎn)速的大小成近似正比的關(guān)系。在充分考慮以上種原因之后以及現(xiàn)有 的對(duì)于制粒機(jī)構(gòu)研究的成果,環(huán)模結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速應(yīng)該與環(huán)模內(nèi)徑的線速度有一定關(guān)系,線速度的值大體上都在 sm/7.5-2.5 這一個(gè)范圍之內(nèi),環(huán)模的轉(zhuǎn)速也應(yīng)該控制在10-4r/min這一最佳的范圍之內(nèi),因此選定轉(zhuǎn)速 min/200rn ,線速度 sm/3.5v ,再根據(jù)有環(huán)模的內(nèi)徑速度計(jì)算公式可以得到 60 D nV (2.4) 可得 nv60D =34m(壓輥內(nèi)徑)環(huán)模厚度與選擇的物料的特性與??椎目讖接嘘P(guān),如果加工的飼料不同,那么選用與之 相對(duì)應(yīng)的最佳直徑比就十分的有必要,這樣獲得的顆粒才是最高質(zhì)量。欲選擇??椎陌霃绞?5,與之相對(duì)應(yīng)的每一個(gè)??椎纳疃葹?0m,這種情況下的??装霃脚c???深度之間的比例關(guān)系如下 23006 H (2.5)由此可的環(huán)模內(nèi)徑為34m,外徑為4。 2.3.6環(huán)模的成型構(gòu)造運(yùn)用繪圖軟件solidwrks對(duì)環(huán)模進(jìn)行3維的整體構(gòu)造,實(shí)體建??梢缘玫饺?.5所示的 立體圖。 小型秸稈壓塊機(jī) 14 圖2.5環(huán)模結(jié)構(gòu)三維 再應(yīng)用solidwrks3維軟件對(duì)于環(huán)模結(jié)構(gòu)進(jìn)行施加載力如圖所示 圖2.6環(huán)模結(jié)構(gòu)施加載荷后的受力再進(jìn)行3維模擬仿真,觀察每一部分對(duì)于壓力的承受能力,對(duì)于比較容易受到破壞的部 分采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟對(duì)其進(jìn)行修正,力求能夠做到受力均勻。使環(huán)模的壽命能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,進(jìn)行分析之后還可以降低材料的更高效的使用,避免不必要的浪費(fèi)。結(jié)果 仿真圖如2.7所示 小型秸稈壓塊機(jī) 15 圖2.7受力結(jié)果示意由受力云圖和計(jì)算結(jié)果顯示設(shè)計(jì)符合要求并不會(huì)產(chǎn)生過大的形變,質(zhì)量有所保證,尺寸 合理,設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo),所以生成二維圖如下所示 圖2.8環(huán)模結(jié)構(gòu)二維圖 小型秸稈壓塊機(jī) 16 3.傳動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)的選擇與確定因?yàn)檩d荷的變更幅度較小,所以帶傳動(dòng)類型選擇普通V帶傳動(dòng),帶輪的減速比初步 選為1:4,選擇兩級(jí)帶輪減速,所以每級(jí)的減速比為1:2.3.1選擇設(shè)計(jì)的帶輪 3.1.1計(jì)算功率的確定根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)所學(xué),首先確定計(jì)算功率Pca。 通過參考資料顯示,可以通過查表8-得到,現(xiàn)在擬選擇的工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的系數(shù)為 1.1KA ,所以有公式: KWPKP Aca 5.16151.1 (3.1)V帶型號(hào)的選擇 初選型帶。3.1.2選擇帶輪的直徑以及驗(yàn)算帶的速度v (1)按照表8-7以及表8-9,初步選定小帶輪的直徑為 mmD 1251 ,(2)帶速v的驗(yàn)算。有速度公式: 100060 nDv 1 (3.2) 將確定的數(shù)據(jù)帶入可得: 6.28m/s100060 9601253.14100060 nDv 1 由于5m/sv30m/s,所以帶的速度是合適的。 (3)大帶輪直徑的計(jì)算 250mm1252iDD 12 (3.3)計(jì)算所需的帶長L和V帶的中心距 1 2m 125 250 187.52 2D DD mm (3.4) (.5) 根據(jù)參考資料可知,有帶傳動(dòng)的中心矩公式: 2 1 250 125 62.52 2D D mm 小型秸稈壓塊機(jī) 17 (3.6) 由此初步選定中心矩a為350m,又有帶長公式: (3.7)(4)小帶輪上包角的驗(yàn)算 120159.53635057.3125-180a57.3D-D-180 12 )( (3.8)中心矩的變化范圍 383mm11000.033500.03Laamax (.9) 333.5mm11000.015-3500.015L-aamin (310)3.1.3帶的根數(shù)的確定計(jì)算過程 單根V帶的額定功率Pr。按照計(jì)算過程以及查資料可以得到 125mmD1 ,額定的轉(zhuǎn)速960r/minn ,最后通過查表可以得到 1.37kwP0 。再根據(jù)轉(zhuǎn)速,傳動(dòng)比,以及選擇的V型帶的種類(A),查表可得 0.12kwP0 。最后可以通過參考資料查表,可以得到 95.0Ka , 91.0KL ,再有公式: 9.391.095.0)12.037.1( 15)( 15PPz 00r ca LKKPP (3.1)取的值為4根。 軸上載荷的計(jì)算過程根據(jù)可以作為參考的資料查表可以得到:A種型號(hào)帶的單位計(jì)長度的質(zhì)量為q=0.15kg/m ,所以再有公式: N Nqvzv 2.491 28.6105.028.6495.0 5.16)95.05.2(500K PK-2.5500F 22ca0 )( (3.12) 750a262.5 DD2aDD0.7 2121 即 )()( m 2 262.52 187.5 2 350 1100 350L D a mma 小型秸稈壓塊機(jī) 18 軸上的壓力計(jì)算公式: 3865NN2159.5sin491422sin2zFF 10p (3.1)由上面的計(jì)算過程,可以得到的主要設(shè)計(jì)結(jié)論如下:選擇使用帶的類型為A型,數(shù)量為4 ,帶的長度計(jì)算為0m。小帶輪的直徑計(jì)算結(jié)果為12m,大帶輪的直徑計(jì)算結(jié)果為250,中心矩計(jì)算結(jié)果為350。 圖3.1帶輪維圖3.2設(shè)計(jì)以及計(jì)算主軸的結(jié)構(gòu)尺寸 由公式 3 3 0min n PAd (3.14) A0取值為12,代入數(shù)據(jù)可以計(jì)算出 42.37mmdmin ,考慮到要有退刀槽的緣故所以初步選定軸的最小直徑是65m。 接下來對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核的演算過程,詳細(xì)計(jì)算過程如下:假設(shè)取每級(jí)傳動(dòng)效率為0.98,那么 mm382000NmmN36014.409550000nP9550000T 360r/min411440n 4.1498.015P 3 33 3 223 那么 KWP (3.15) 小型秸稈壓塊機(jī) 19 NNFF NNFF NNdTF ta ntr t 763.514tan3056tan 1146.414cos20tan3056costan 3056250103.8222 5 1 3 根據(jù)材料力學(xué)的有關(guān)知識(shí)求解可得: 根據(jù)計(jì)算結(jié)果按照彎矩和扭矩的合成應(yīng)力來驗(yàn)證軸的強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)情況下的要求,在校核的時(shí)候,只需要演算危險(xiǎn)界面的強(qiáng)度是否符合要求,根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出的上 表中的結(jié)果,帶入已有的公式中,可得到計(jì)算應(yīng)力的數(shù)值大小如下: MPaMPaW TMca 7.3871.0 8200036.0420928 3 2222 1 (3.16) 又因?yàn)檩S的材料選擇為45鋼,并且經(jīng)過調(diào)質(zhì)的處理,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)一書中的表15-1可以查到標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)性能 MPa601- ,所計(jì)算出的結(jié)果遠(yuǎn)小于這一值,所以軸的設(shè)計(jì)是安全的。 軸的彎矩扭矩圖如下: 施加載荷水平的面H垂直的面V 支承反力F NF NF NH NH 690 2366 2 1 NF NF NV NV -3439.2 4585.6 2 1 彎矩MmmNMH 82800 mmNM mmNM V V -412704 160496 2 1 總彎矩 mmNM 18059516049682800 221 mmNM 42092841270482800 222扭矩T mmNT 382000 小型秸稈壓塊機(jī) 20圖3.2分析軸的彎矩扭矩圖下面對(duì)于軸的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行比較精準(zhǔn)的驗(yàn)證,同上的方法一樣只需要對(duì)危險(xiǎn)界面左右的強(qiáng)度進(jìn)行校核即可。(1)在危險(xiǎn)面的左側(cè):抵抗彎矩變形的系數(shù) 3333 31443.2681.01.0 mmmmdW 抵抗扭矩變形的系數(shù) 3333 62886.4682.02.0 mmmmdWT 危險(xiǎn)面左側(cè)的彎矩 mmNmmNM 1053476035180595危險(xiǎn)面上的扭矩 mNT 0003823由此可得危險(xiǎn)界面的彎曲應(yīng)力應(yīng)為 MPaMPWM 3.35a31443.2105347b 小型秸稈壓塊機(jī) 21 危險(xiǎn)界面上的扭矩引發(fā)的切應(yīng)力 MPaMPW 6.07a62886.4382000T T T 因?yàn)檩S的材料擬選擇的是5鋼,并且是經(jīng)過調(diào)制過程的處理,最后再有機(jī)械設(shè)計(jì) 一書中的表15-可以查得 MPa2751- , MPa640B , MPa15551- 。因?yàn)椴捎玫碾A梯軸的結(jié)構(gòu)形式,不可避免的就會(huì)有軸肩的緣故,如果要確定截面上 形成的理論應(yīng)力應(yīng)該具有的集中的系數(shù),我們可以依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中的附表3-2查取,在這里取為: 2.1 , 1.70通過附圖3-1可以查的軸的敏感系數(shù)為 0.81q , 0.83q 再有效的應(yīng)力集中的系數(shù)公式 89.111.281.0111 qk (3.17) 1.5811.70.83111 qk (8)再可以通過書中的附圖3-2可以查得尺寸系數(shù),在此取 0.7 ,然后再通過書中的附圖3-可以選擇扭轉(zhuǎn)的尺寸系數(shù),在這里擬取為 780。 。由生產(chǎn)實(shí)踐以及課本中對(duì)于材料的要求,軸的加工方式采用磨削的形式,最后可以通過附圖3-4可以查得到表面的 質(zhì)量系數(shù),在這次的設(shè)計(jì)中取 0.95 ,由于所選的軸的表面并沒有經(jīng)過強(qiáng)化處理,所以1 q ,由綜合系數(shù)的計(jì)算公式: 2.7521-0.9510.71.891-1kK (3.19) 2.0781-0.9510.781.581-1kK (.20) 又因?yàn)樘间摰奶匦韵禂?shù)由一個(gè)范圍即: 0.080.10.05 0.15 0.20.1 ,取 ,取 最后計(jì)算安全系數(shù)caS 的值,再按照公式 小型秸稈壓塊機(jī) 2 1.5S7.63.8.2220.56 8.2220.56SS SSS 8.22 2 17.480.08 2 17.482.078 155 KS 20.5600.154.862.752 275KS 2222ca ma 1- ma 1- (3.21)所以由計(jì)算結(jié)果可以得到軸的設(shè)計(jì)是比較安全的。 (2)在危險(xiǎn)面的右側(cè)計(jì)算過程與相似,最終計(jì)算出的安全系數(shù)值大于.5,所以右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠抵抗彎矩和扭矩所引起的變形。 主軸的具體尺寸為下圖所示 圖3.主軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.3設(shè)計(jì)以及計(jì)算中間的傳動(dòng)軸 由軸的計(jì)算公式: 3 3 0min n PAd (3.2) 在這里A0取得值為12,代入公式可得 33.63mmdmin ,又因?yàn)橐谳S上開鍵槽,所以取整取為40m。 小型秸稈壓塊機(jī) 23 中間傳動(dòng)軸的校核過程與主軸的計(jì)算過程是一樣的,最終計(jì)算的系數(shù)安全值符合要求,所以計(jì)算過程省略。 中間用來進(jìn)行帶傳動(dòng)的軸的設(shè)計(jì)尺寸示意見圖3.4所示: 圖3.4中間傳動(dòng)軸的簡(jiǎn)圖 小型秸稈壓塊機(jī) 24 4.喂料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算喂料機(jī)構(gòu)的主要部分就是進(jìn)料斗以及螺旋式的輸料裝置兩個(gè)部分,這二者之間需 要的是相互間彼此配合,與機(jī)架相固定。本次設(shè)計(jì)擬采用螺旋機(jī)構(gòu)作為喂料裝置的主要部件,它最重要的作用就是把初加工 過后的揉切后的材料物比較均勻的運(yùn)送到壓輥和環(huán)模兩者之間所形成的空腔之中。因?yàn)槭锹菪降妮斎?,所以可以避免發(fā)生堵塞的現(xiàn)象,但同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的,又必須 要確保一定得比例關(guān)系。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中最經(jīng)常用到的就是等螺距式的螺旋機(jī)構(gòu),但在有的情況下,為了使壓塊的效率得到大幅度的改善,也會(huì)采用變 螺距式的螺旋機(jī)構(gòu),這樣可以在輸入材料物之前進(jìn)行與壓縮,增大原始材料的最開始的密度。在這次機(jī)器機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,選取的螺旋式的輸料運(yùn)送裝置是螺旋式的葉片之間的 距離是相等的。4.1螺旋式輸送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ()輸料桿的直徑D以及輸送軸的轉(zhuǎn)速n由公式: )(m5.2 CQKD (4.1)Q-送料的能力,根據(jù)擬定的設(shè)計(jì)要求,值取為1.5t/h;K 材料物的特征系數(shù),k在這里取值0.4;-填充系數(shù),在這取0.35;C 傾角的特征系數(shù),取1;-材料物的松散狀態(tài)的程度系數(shù),取值為0.52t/m3, 將確定好的數(shù)據(jù)代入公式(4-),這樣可以算的 mD 092.0圓整取值為0.1m。 另外根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)有公式 min)/(rDAn (4.2)公式中的A-材料物的綜合系數(shù),根據(jù)參考資料查值,取值為75最為合適,由此代入公 式(42),可得 min/234rn根據(jù)參考資料又有公式15- 小型秸稈壓塊機(jī) 25 CsnDQ 247 (4.3)把上方確定的數(shù)值代入到公式(-3)中,可計(jì)算出 min/175.43rn同樣經(jīng)過圓整之后,取為 min/175rn 。將D和n經(jīng)過取整處理之后的值代入公式,對(duì)系數(shù)再進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算比較: 0.35047 2 CsnD Q符合所取的值,所以和的值是合適的。 (2)計(jì)算輸料桿送料的軸向之間的速度有公式: 60 nSV (4.)V- 軸向的向前推進(jìn)速度(m/s);S螺距(m);n- 轉(zhuǎn)速(r/in);由此可得推進(jìn)速度 /s0.29mV 。 圖4.1螺旋式結(jié)構(gòu) 小型秸稈壓塊機(jī) 26 4.2進(jìn)料料斗進(jìn)料斗的總高為745m,進(jìn)料口的尺寸為630m*865m,它的作用不僅是輸送物 料那么簡(jiǎn)單,而且還是整個(gè)設(shè)備散熱以此來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。 圖4.2進(jìn)料斗的3維模型 小型秸稈壓塊機(jī) 27 5.機(jī)架機(jī)構(gòu)機(jī)架是秸稈壓塊機(jī)必不可失的一個(gè)部分,它不僅起著保護(hù)設(shè)備受到外部環(huán)境的腐蝕 從而能夠增加壽命的作用,同時(shí)對(duì)于使用這種設(shè)備的工作人員也起到了一定的安全保護(hù)作用,防止運(yùn)動(dòng)過程中速度的過快由此造成物料的四處飛散,從另一程度來說也減少了 材料的浪費(fèi)。機(jī)架的三維圖如下 圖5.1機(jī)架的三維圖其中將壓塊機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)部分作為基礎(chǔ)載體的機(jī)架的大體尺寸設(shè)計(jì)為高度820m, 長度為60m,考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)工作的環(huán)境以及使用條件,壽命等諸多因素的綜合考慮,材料選用鑄鐵為最佳選擇,這樣能保證機(jī)架的強(qiáng)度要求,對(duì)于壽命也有一定的保障,機(jī) 架是由螺栓與壓塊機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作的臺(tái)面固定,各個(gè)零件之間的相互擬合如下所示 圖5.裝配的擬合圖 小型秸稈壓塊機(jī) 28 6.總論綜合以上的計(jì)算說明以及各個(gè)零件的設(shè)計(jì)選型,將各個(gè)零件進(jìn)行三維構(gòu)造及裝配,得到設(shè)計(jì)的秸稈壓塊機(jī)如下:設(shè)計(jì)的秸稈壓塊機(jī)總體尺寸為1940*65,生產(chǎn)效率為0.98 ,總體質(zhì)量為60kg,各個(gè)裝配的零件按照設(shè)計(jì)的要求以及國際標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格選擇,達(dá)到所需的效果。 得到最終的三維整體效果圖見圖6.1 圖6.1壓塊機(jī)3維效果圖生成的二維平面圖見圖.2 圖6.壓塊機(jī)裝配圖 小型秸稈壓塊機(jī) 29 參考文獻(xiàn)1周開勤.機(jī)械零件手冊(cè)(第四版)M.北京:高等教育出版社,2014. 2孫恒,陳作模.機(jī)械原理(第七版)M.北京:高等教育出版社,206.3濮良貴,紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版)M北京:高等教育出版社,2013. 4美伯爾著,汪一麟等譯機(jī)械分析與機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.5章日晉等編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014. 6王守忠,陳愛榮.車床自動(dòng)壓印裝置的研制J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2012(02):158-159. 7趙潤福,魏炯.秸稈壓塊機(jī)的分類及選用J.農(nóng)業(yè)機(jī)械化,2014(04):57-59.8岳苓.鏈板、刮板復(fù)合型壓花器J.制造技術(shù)與壓花機(jī),209(05):140-141. 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增加壓力溫度對(duì)于噴霧板的機(jī)械性能有顯著的提高,但制造前的真空處理將會(huì)造成板的內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度巨大的破壞。 簡(jiǎn)介;定向結(jié)構(gòu)刨花板(的OSB)是一種結(jié)構(gòu)板,廣泛地應(yīng)用于房屋建筑或者其他應(yīng)用,主 要是內(nèi)部使用或者短期的外部接觸,在高濕度條件下,使用的OSB在外部條件限制由于其低耐久性對(duì)衰變真菌,腫脹,合成導(dǎo)致減少內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度(格里亞斯和黑爾200)。 防腐處理很容易適用于實(shí)木,也可以應(yīng)用于提高產(chǎn)品的面板屬性。由于這種原因在制造之后出于商業(yè)目的也可應(yīng)用于膠合板,一種這種類型的產(chǎn)品,經(jīng)過一種合適的防 腐劑處理后,對(duì)地面接觸的使用展現(xiàn)出充分的耐腐蝕性(AWPAC9199)。但是,相對(duì)于膠合板和 實(shí)木,定向結(jié)構(gòu)刨花板產(chǎn)品的低消耗提供了一個(gè)成本競(jìng)爭(zhēng)力的動(dòng)機(jī)去開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)以此提高OSB的耐腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性。在制造之后的OSB的液防腐處理會(huì)導(dǎo)致高腫脹,所 以在生產(chǎn)周期中需要開發(fā)可替代的應(yīng)用程序。因此,一系列的因素,包括處理的時(shí)間常數(shù),防腐劑的添加階段,處理板的物理和力學(xué)性能,復(fù)合防腐劑的抗浸出,耐腐性(有 或沒有浸出)需要考慮。腐劑和膠粘劑類型的混合以及添加的階段在成功的生產(chǎn)出一個(gè)防腐處理板的過程中扮演著極其重要的角色。 格里亞斯和黑爾(199、200、200b)最近回顧了一些與防腐劑對(duì)于板的力學(xué)性能影響的相關(guān)文獻(xiàn),已經(jīng)證明防腐劑添加對(duì)板材產(chǎn)品的物理和機(jī)械性能會(huì)產(chǎn)生巨大的 破壞(阿和史蒂文斯193;巴恩斯.196年)。 小型秸稈壓塊機(jī) 31 許多防腐劑被應(yīng)用于各種各樣的研究之中用來去阻止板材產(chǎn)品的腐蝕程度,這些防腐劑包括包括五氯苯酚、二甲基氯化銨(DAC),癸酯DAC與銅、DAC與氨基甲酸酯、氟 化鈉、氫氟化氫銨、氨的砷酸銅鋅(ACZA)硼酸防腐劑,環(huán)烷酸銅(村),銅辛酸酯,毒死蜱,環(huán)烷酸鋅。但是卻可能發(fā)生許多問題,有毒防腐劑的大量蒸汽蒸發(fā)也許會(huì)產(chǎn)生緊急情況, 防腐劑也許會(huì)干擾膠粘劑的合成,板的機(jī)械性能的大量損失會(huì)造成商業(yè)應(yīng)用的廣泛限制。但是無酸性防腐劑(如DAC-based)和乳化性CuN對(duì)于板的機(jī)械性能顯示了較少的負(fù) 面影響(施密特維克190)。氧環(huán)唑,應(yīng)用作為阿斯彭的粉晶片后樹脂的應(yīng)用,對(duì)于板的性能測(cè)試并沒有顯著的作用(施密特198)。 復(fù)合板可以在生產(chǎn)過程中或者之后的各種各樣的點(diǎn)被保存,使用幾種防腐劑配方(即擴(kuò)散處理。氨的砷酸銅(ACA)、coper-chromium-arsenic(CA)混合可以產(chǎn)生一個(gè) 前面板,具有良好的性質(zhì),高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,但與未經(jīng)處理的板相比,反而具有較弱的性能。防腐劑作為液體(例如ACA,CA)通過噴霧或者作為粉末在樹脂混合之前,或之后進(jìn) 行的表面添加已經(jīng)證明會(huì)對(duì)鏈板的性能產(chǎn)生巨大的衰減作用,(黑爾1979;施密特198)。影響的程度取決于具有膠合劑的防腐劑的兼容程度,并且已經(jīng)研究出多種防腐劑的配方 不干擾UF樹脂。然而,脲甲醛樹脂并不適合外部規(guī)范板,當(dāng)受潮的時(shí)候脲甲醛樹脂板就會(huì)大量的失效(貝克爾1969;1987;)。幾種類型的防腐劑配方粉在板的制造前就已經(jīng)和 樹脂得到了廣泛的應(yīng)用(施密特198)。這種方法只有當(dāng)防腐劑是熱穩(wěn)定和兼容的膠粘劑時(shí)才能給出良好的機(jī)械性能。 制造前液體也許可以通過浸漬、噴涂、刷,或真空或真空壓力得到應(yīng)用,但由于干燥,特許情況以及這種方法的機(jī)械強(qiáng)度局限性,與蒸汽處理方法以及超臨界流體已經(jīng)得 到了研究。這些新方法給于了我們一些有前景的結(jié)果,在板的物理和機(jī)械性能方面沒有任何的改變。刷、滴、噴霧經(jīng)常處理不令人滿意的滲透率,用這些方法處理的產(chǎn)品也只 適用于不與地面接觸的環(huán)境,因?yàn)榉栏瘎﹥H對(duì)于板的表面區(qū)域有限制作用。可以從文獻(xiàn)中得出結(jié)論各種各樣的獨(dú)立的研究已經(jīng)聚焦于不同類型面板產(chǎn)品的防 腐劑,那些研究涉及各種防腐劑,各種配方類型(如粉,油,或水性),在生產(chǎn)過程中不同階段防腐劑的應(yīng)用以及不同的木材種類、樹脂、和緊迫的條件。這些研究不能直接的相 互比較去得出最好的防腐劑的應(yīng)用方法,因?yàn)樗麄冊(cè)O(shè)計(jì)太多的不相關(guān)的變量。然而他們卻真實(shí)的表明一些防腐劑不適合。這篇文章是對(duì)于大量鏈板的物理和機(jī)械性能的綜 合研究,在制造的不同階段用一種新型的防腐劑得到保存,不同的壓力條件已經(jīng)用來實(shí)現(xiàn)板的成功生產(chǎn),包括類似的控制在內(nèi)。那些板的過濾和耐腐蝕性在以后的出版中會(huì)有 報(bào)道。 小型秸稈壓塊機(jī) 32 實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室條件下用防腐劑處理得到的一種無向鏈板會(huì)實(shí)現(xiàn)五種不同的防腐劑保留 (0、1.5、3、6和12公斤米)3)。然后評(píng)估內(nèi)部粘結(jié)強(qiáng)度(IB),彈性模量(MOE),斷裂模量(鐵道部)、厚度膨脹(天水圍),吸水(Wabs),抗剪強(qiáng)度和板的密度。 板的處理評(píng)估五種不同的處理方法:綠色鏈的真空處理,干燥板的真空處理,樹脂攪拌機(jī)干 燥板的噴霧處理,制造板的熱和冷處理以及制造前的真空處理。Goroyiasand黑爾(199,200a,200b)在這份研究報(bào)告中細(xì)致詳細(xì)的描述了防腐劑添加的處理方法。 板的制造板的生產(chǎn)目標(biāo)是厚度15毫米以及650公斤米的目標(biāo)密度,板的制造變量在表1中 有所展現(xiàn),制造四種不同類型的控制板(表1)板的測(cè)試 大型板的采樣和切割是基于標(biāo)準(zhǔn)EN326-1:193。當(dāng)這種情況不可能發(fā)生時(shí),由于板的較小尺寸,采樣和切割是基于一個(gè)特定的模式,這種模式取決于方差分析的結(jié)果 (一維方差分析和圖基是兩比較)。出于這種目的,小的未經(jīng)處理的板(40m)得到生產(chǎn)和檢驗(yàn)。每個(gè)已檢驗(yàn)屬性的樣本方差會(huì)使用方差分析方法得到分析(p=0.05)以及 圖基復(fù)制板之間的兩比較。結(jié)果表明在符合小型板之間的性質(zhì)沒有顯著的差異。為了得到不同的物理和機(jī)械性能樣本后來會(huì)得到檢驗(yàn),然后進(jìn)行板之間的每一種屬 性的方差分析(方差分析,p=0.05,圖基是兩比較)。板的密度輪廓使用ATR密度輪廓機(jī)(軟件v2.09)進(jìn)行測(cè)量,平均密度則用根據(jù)EN 310:193317:193319:193,的MOE,MOR,IB,TSw,和Wabs進(jìn)行計(jì)算。另外,用50*25*15-m的方塊進(jìn)行修改,非標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試(圖1)。在特制的鋼夾具沿著樣本的長度 平行的施加負(fù)載,圖二所示的是載荷與位移曲線。結(jié)果的評(píng)估是基于經(jīng)過防腐劑處理過的板的高保留的性質(zhì)之間的比較得到的。每一 個(gè)性質(zhì)都經(jīng)過15次的復(fù)合測(cè)試,除了使用真空壓力處理得到的鏈板需要經(jīng)過30次的測(cè)試。 小型秸稈壓塊機(jī) 3 表1測(cè)試板的制造過程變量處理方法 樹脂WaxBlendigTmp.Pres尺寸b板的數(shù)量百分比百分比時(shí)間(LC)周期a(%)() 擴(kuò)散 31.2302136015熱和冷處理控制(擴(kuò)散) 2真空壓力 . .43 控制(真空) 8噴1霧231.230250.噴控制 161制造錢的真空處理3,46032c 為了檢驗(yàn)增加防腐劑保留對(duì)于鏈板的性能的影響,進(jìn)行一項(xiàng)防腐劑保留和執(zhí)行每個(gè)屬性之間的關(guān)系的相關(guān)測(cè)試(皮爾遜相關(guān)性,一款統(tǒng)計(jì)軟件版本1) 圖1塊剪切試驗(yàn) 圖二負(fù)載位移曲線 結(jié)果;樹脂對(duì)于在制造前真空處理的板的剪切強(qiáng)度的影響的結(jié)果在表2中有所顯示。在每一個(gè) 防腐劑水平上使用不同的處理方法對(duì)于物理和機(jī)械性能的影響的結(jié)果在表3中顯示。 小型秸稈壓塊機(jī) 34 表三 小型秸稈壓塊機(jī) 35 附錄二外文原文 小型秸稈壓塊機(jī) 36 小型秸稈壓塊機(jī) 37 小型秸稈壓塊機(jī) 38 小型秸稈壓塊機(jī) 39 小型秸稈壓塊機(jī) 40 小型秸稈壓塊機(jī) 41 小型秸稈壓塊機(jī) 42 小型秸稈壓塊機(jī) 43 致謝 此次秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)是在鄭雙陽老師的認(rèn)真幫助的情況下完成的,鄭雙陽老師在我的設(shè)計(jì)過程中給予了許多具有關(guān)鍵作用的意見,不僅為我指明了研究所需要定的大方 向,也為我推薦了許多具有專業(yè)指導(dǎo)性的參考資料,讓我在設(shè)計(jì)的過程中有了許多依據(jù)可循,老師對(duì)待工作十分的認(rèn)真,對(duì)于我們的問題也是盡可能的解答詳細(xì),在學(xué)習(xí)的過 程中老師身上的那種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及對(duì)待自己的專業(yè)那種精益求精的面貌都給予了我許多學(xué)習(xí)的榜樣,這不僅是在這一次的論文中有所體現(xiàn),也是我在日后的工作學(xué) 習(xí)中所要盡自己最大的努力所要做成的樣子,十分感謝鄭老師給了我這樣一個(gè)機(jī)會(huì)去使自己得專業(yè)素養(yǎng)得到更高層次的提升。 感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)以及學(xué)院的各位老師對(duì)于我四年來的幫助和關(guān)懷,感謝機(jī)械學(xué)院給了我一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓我得以在大學(xué)生活中過的十分充實(shí)并且富有營養(yǎng),也十分感 謝我的各位同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中給予我的無私幫助讓我在專業(yè)的知識(shí)里有了奮力飛翔的翅膀,這是一筆十分偉大的財(cái)富。
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