机械毕业设计(论文)-芒类生物质移动式破碎机设计-农业-化工类(含全套图纸).doc
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1、热热热芒类生物质移动式破碎机设计热热热热摘 要:目前生物燃料开发的重点是燃料乙醇,第一代燃料乙醇是淀粉乙醇(以玉米薯类等为原料);第二代燃料乙醇是纤维素乙醇(作物秸秆草本或者木本纤维植物等为原料)目前普遍认为,种植专用纤维类能源植物如芒草、柳枝稷等比利用农作物秸秆的成本更低,能量产出/投入比例更高。芒属植物作为专用能源作物开发利用的优势。栽培简便,产量高:为多年生C4植物,种植后高产期可维持15-20年,生产成本低,年干物质产量平均可达30-40t/公顷,且耐贮藏;纤维含量高:纤维素和半纤维素占干物质的80%左右;生态环保:矿物质含量低,燃烧充分,CO2净效应为零,无有害气体释放,有利于缓解温
2、室效应,并有助于保持水土;热值高:燃烧时1吨干物质,相当于4桶原油的能量;适应性强:可利用边际土地大规模种植,符合发展生物能源“不与人争粮,不与粮争地”的基本原则。正因为这些原因,芒类生物质移动式破碎机在全国乃至全世界有着广阔的市场前景,芒类生物质移动式破碎机的研制就变的很有价值。热关键词:芒类破碎机;生物燃料;设计热热Design of Mans Class Biomass Mobile Crusher热Author: Zhang Guodao热Tutor: Li Ming热(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural
3、University, Changsha 410128)热热Abstract: The current biofuels development will focus on fuel ethanol. The first generation of fuel ethanol is starchethanol(corn, potato as raw materials); the second generation of fuel ethanol is cellulosic ethanol (herbaceous or woody fiber plants as raw material).It
4、 is generally believed that the cost of planting specific plants , such as Miscanthus energy fiber and switch grass geometric, would be lower than using crop straw .And energys output / input ratio is higher than using crop straw. There are many advantages using Miscanthus as specific energy crops.
5、Firstly, simple cultivation and high output. As the perennial C4 plants, Miscanthus can be maintained high output in15-20 years. The cost is low. Dry matters output could be got to 30 40t / ha every year, and be good at storage; Secondly, high fiber content. Cellulose and hemicellulose accounts for
6、about 80% in all dry matter; Thirdly, being useful for environmental protection. the mineral content is low and full combustion.CO2s net effect is zero and no harmful gas emissions. These all will help to ease the greenhouse effect, and help to maintain soil and water; Fourthly, high calorific value
7、. The energy of combusting 1 ton of dry matter equals to 4 barrels of crude oil; fifthly, strong adaptability .we can use marginal land to cultivate it. And this acting is in line with the basic principle of development of bio-energy Do not compete food with people, and do not compete land with the
8、food,. For these reasons, Mountain Biomass mobile crusher in our country and even in the world has broad market prospects, Mountain Biomass Development of mobile crushers will become very valuable. 热Keywords:miscanthus crusher;biofuels;design热热1 前言热很多专家估测,由于玉米乙醇的生产将占用更多耕地,并与粮食需求相竞争,其发展势必受到限制。纤维素乙醇的吸
9、引力在于其原料包括作物秸秆、野草、废木料和家用废料,将这些又便宜又丰富的东西,转化为乙醇所需要的燃料比较少,因此它比生产玉米乙醇的过程所释放的温室气体要少。此外,一定面积的野 草或其他作物可以比玉米多生产约两倍的乙醇,因为这些植物的秸秆和种子都可以利用,而不是像现在的玉米乙醇一样只能利用玉米粒。美国自然资源保护委员会的一份报告指出,到2050年,纤维素来源的巨大生产力将最终使得其达到5600亿升的乙醇生产量,相当于现在美国汽油消耗量的2/3。我国芒属植物品种多分布广,不占用耕地,使用第二代生物燃料取代粮食燃料,节约大量粮食。芒类生物质破碎机的研制便刻不容缓了。目前在市场上销售的青饲料铡草机,功
10、能得单一,动刀和定刀之间的间隙在0.51mm之间。1.5mm时,能量消耗增加100%,因此每作业48h就将动力刀片磨快一次。因此无法切碎成不同长度(芒类,小麦等桔杆)为了解决以上难点,采取设计一个自动喂入机构并切喂入速度可以需要调整,控制原料的切碎长度保证切碎整齐,要求喂草时草层无相对滑动,并在草层厚度变化时也能夹紧饲草。实现不同的切碎长度调整需要设计一个进给箱来变换不同的过给量控制切碎长度。所以,本人试行研制芒类生物质破碎机。热2 工作部件的选择 热2.1 技术要求热2.1.1 质量要好,碎段长度一致,有良好的工作性能。热2.1.2 切碎段长度可根据饲养要求而调节。热2.1.3 有自动喂料和
11、抛出装置。 热2.1.4 磨刀要方便,刀片有一定的耐磨性。喂入口安全性热2.2 课题预期目标:热2.2.1 调查研究芒类生物质切碎的工艺要求,确定芒类生物质破碎机的切碎工艺。热2.2.2 研究的芒类生物质破碎机最佳机理,确定芒类生物质破碎总体方案。热2.2.3 研究设计各部件工作原理及结构组成,并计算各零件的结构参数,绘制有关的图纸,编写技术文件,为试制生产做前期准备。热2.3 传动方案的分析与拟定:热初步确定的几种工作方式及传动方式。把动力传道齿轮箱在通过齿轮箱的锥齿轮和直齿轮减速得到2种不同转速输出.动力从齿轮箱输出以后靠链轮传动传到上下喂草辊,带动上下喂草辊转动。再通过链轮传动带动自动喂
12、入机构。热2.4 喂入机构:热喂入机构的作用是将草压紧并以一定的速度向切碎器喂入,在切碎时夹持住以免产生长草,为了保证切割整齐,要求喂草时草层无滑动,并在草层厚度变化时也能夹紧草,在大型切碎机上通常设有压草辊及输送链。压草辊的作用是防止喂入量大时喂入轮堵塞。对草预先压紧在输送链板上。防止打滑,提高喂入精度。 . 热图1喂入机构热Fig.1 Feeding institutions热2.5 辊和离合器热时,喂入机构应有离合装置。喂入辊和离合器是铡草机必备的结构,如果随意将之去掉,将会给使用者增加很大的风险。没有喂入辊顺序导入待铡物料,只能靠人用手去推进物料,在喂入不畅时,只有加大力量去推进物料,
13、这时特别容易将手闪入,造成铡切手臂的事故。铡草机的离合器是为了保证安全、正常使用而设计的,在铡草作业时,如发生了物料堵塞、物料中夹杂异物、机械故障突发等现象,可立即分离离合器停止入料,以确保人员和机具的安全。热2.6 接件和防松装置热 联接件必须采用高强度螺栓、螺母。螺栓的机械性能应不低于标准中级的规定,螺母应不低于级的要求,同时还应有可靠的防松装置。铡草机的刀片在铡切物料的过程中,承受着很大的剪切力,如果使用的螺栓、螺母为普通件,容易发生断裂,对操作人员和机具会产生极大的危险。即使使用了高强度螺栓、螺母,也必须有可靠的防松装置,才能保证使用安全可靠。热热图2接件和防松装置热Fig.2 Pic
14、k up pieces and against pine device热上下喂入轮的配置要求:输送链板的速度应略小于喂入轮的之线速度,以免堵塞。热2.7 联轴器的选择热联轴器是机械传动中常用的部件,主要用来联结轴与轴的,以传递运动与转矩,有时也可以用做安全装置。绝大多数联轴器均以标准化和规范化,一般机械设计者的任务是选用,而不是设计。根据传递载荷的大小,轴转速的高低,被连接两部件的安装精度等,参考各类联轴器的特性,选择一种合用的联轴器,需考虑以下几点:联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小,对于高速传动轴,应选用平衡精度的联轴器。传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。两轴相对位移的大小
15、和方向。当安装调整后,难以保证两轴严格精确对中,或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时,应选用挠性联轴器。联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需要润滑的联轴器比较可靠;需要润滑的联轴器,其性能易受润滑完善程度的影响,且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感,而且容易老化。热联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提下,应选用装拆方便,维护简单、成本低的联轴器。一般非金属弹性元件联轴器,由于具有良好的综合性能,广泛适用于一般的中小功率的传动。热计算联轴器的的转矩:由于机器启动时的动载荷和运转中可能出现的过载现象,所以应当按轴上的最大
16、转矩作为计算转矩Tca。计算转矩按下式计算:Tca=KaT。式中T为公称转矩,单位为NM;Ka为工作情况系数。热确定联轴器的型号:根据计算转矩Tca及选用的联轴器类型,按照Tca=T 的条件由联轴器标准中选定该轴器型号。T为该型号的联轴器的许用转矩。校核最大转速:热被联接轴的转速n不应超过所选联轴器允许的最高转速。即:n=。热协调轴孔直径:热多数情况下,每一型号联轴器适用的轴的直径均有一个范围。标准中或者给出轴直径的最大和最小值,或者给出适用直径的尺寸系列,被连接两轴的直径应当在此范围内。一般情况下被连接两轴的直径是不同的。两个轴端的形状也可能是不同的。如主动轴端为圆柱形,所连接的从动轴轴端为
17、圆锥形。规定部件相应的安装精度。热根据所选连轴器允许轴的相对位移偏差,规定部件相应的安装精度,通常标准中只给出单项位移偏差的允许值,如果有多项位移偏差存在,则必须根据联轴器的尺寸大小计算出相互影响的关系,以此作为规定部件安装精度的依据。热进行必要的校核:热如有必要,应对联轴器的主要传动零件进行强度校核。使用有非金属弹性元件的联轴器。热选择喂入轮尺寸参数:选择联轴器时,还应注意联轴器所在部位的工作温度不要超过该弹性元件材料允许的最高温度。热Tca=1.7*197=334.9NM.热根据农业机械的机械传动中选择:BKM1/400型万向节联轴器。热通过查取农业机械的机械传动,得到标准扭矩为400NM
18、,L3为750mm,为120mm,D为125mm,d为60mm.节叉型号合于OCT2752-81。节叉端面使用A型。万向节接头的活节型号KIII400,扭矩标定值为400,许用值为480,十字轴参数为:H90mm, -23.0mm,-22.0mm,滚子轴承为804704,滚子轴承工作能力系数为13700,z26 mm, -3mm, -14mm热2.8 十字轴式万向联轴器:热由两个叉形接头,一个中间连接件和2轴销组成。2轴销互相垂直配置并分别把两个叉形接头与中间连接件连接起来。这样,就构成了一个可动的连接,这种连接器可以允许两轴间有较大的夹角(交角最大可以达到35-45),而且在机器运转时,夹角
19、发生改变仍可正常传动;但当过大时,传动效率会明显减低。热这种联轴器的缺点是:当主动轴角速度为常数时,从动轴的角速度并不是常数,而是一定范围内变化,因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情,常将十字轴式万向连轴器成对使用,但应注意安装时必须保证夹角相等,并且中间轴的两端的叉形接头应在同一个平面内。 热这类连轴器结构紧凑,维护方便,广泛应用于汽车,多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化,设计时可按标准选用。万向节用来连接2根轴线相交成一定角度的转轴,连接在一起的转轴转动时,轴间夹角允许有变动。农业机械上采用万向节传动的地方较多,使用最广泛的是从拖拉机动力输出轴传动出动力的万
20、向节传动。由一个万向节连接的两转轴,速比i=1是不变的;但两轴的角速度比Wa/Wc是变化的。当主动轴Wz等速转动时(即Wz为一定值时),从动轴的Wa的转动是不均匀的(Wa在Wmin及Wmax的范围中变化),不均匀的程度随两轴间夹角变化。热热3 动部件的设计 热 热 热热图3动部件的设计热Fig.3 Design of the moving parts热3.1 切碎段长度的计算;热喂入轮处喂入口最小宽度和上下喂入轮的间隙构成了喂入口的断面积,它的大小不仅限制切碎机的生产率,而且也影响切碎的质量,切碎机工作质量的主要指标之一是切碎段的长度,此长度可用下公式推算:热热热热热热 热热热3.2 喂入口尺
21、寸的确定热热热热3.3 喂入口位置的配置:热喂入口的配置尺寸h和 c,对切刀的滑切角和钳住角有很大的影响,因此喂入口的配置也影响着切割性能。热热图4 喂入口位置的配置示意图热Fig.4 Fleeding diagram of Position configuration热通常喂入口的三种配置方案,热即使切刀的回转中心位于喂入口下缘水平线之下,热热也就是钳住角大于滑切角,这样刀片采用较大的滑角受到限制如刀片切割时要求,滑切角逐渐加大,到切割终了时通常达到500-600这样钳住角要大于500-600,但由以前分析知,所以采用这种配置方案,往往在切割终了时过大钳制作用不够,将物料推出去,但如采用较小
22、的钳住角滑切角不够大,这种配置的最大滑切角。热. 即切刀回转中心位于喂入口下缘的同一水平线上,此时这种配置仍与第一种情况相同的缺点,虽然情况有所改善,但仍不够理想。切刀的回转中心位于喂入口下缘水平线上的上方,此时最大的滑切角热热 350-550热可见第三种配置方案,在保证的条件下,可采用较大的滑切角,应此对切割是有利的。即切割终了,滑切角达到500-600时钳住角仍小于500,保证有良好的钳住作用。热当切割终了时u=maxi=b+c,将滑切角, 钳住角热 热当切割开始时u=c,滑切角,钳住角xmin热 热热 热为了切割阻力矩变化均匀,要求, 热3.4 切刀的类型和参数热值不应大于草层与切刀刃口
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