9R-28型揉碎機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
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學(xué) 院
20 年 月 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
9R-28型揉碎機(jī)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
1.選題研究意義
目前，用于秸稈加工的機(jī)具和設(shè)備，主要有鍘草機(jī)、粉碎機(jī)、揉碎機(jī)等。其中揉碎機(jī)對(duì)于改善秸稈加工質(zhì)量、提高喂飼效果及秸稈利用率具有明顯作用，是近些年來(lái)使用較多的秸稈加工機(jī)具之一，也是目前大力推廣秸稈養(yǎng)畜的優(yōu)良設(shè)備。揉碎機(jī)可以把秸稈等長(zhǎng)纖維物料加工成具有一定長(zhǎng)度的絲狀段，這樣既可直接喂飼牲畜，又可為后續(xù)處理(如壓餅、壓塊等)創(chuàng)造條件。此外，其生物處理效果也明顯優(yōu)于切碎后的效果
因此，揉碎機(jī)的使用和推廣提高了秸稈的利用率，擴(kuò)大了飼草資源，能夠?yàn)樾竽翗I(yè)發(fā)展解決一些實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)又充分利用了農(nóng)區(qū)現(xiàn)有的秸稈資源，把秸稈資源轉(zhuǎn)化為商品為農(nóng)區(qū)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的9R-28型揉碎機(jī)是一款具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在內(nèi)蒙古自治區(qū)及周邊地區(qū)得到一定量的推廣使用，并受到了用戶的普遍好評(píng)。此外，該機(jī)型得到自治區(qū)成果鑒定，確定為定型產(chǎn)品。
2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅猛，但是飼草料不足則成為制約畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的突出問(wèn)。為保證畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，有必要擴(kuò)大飼草源、增加飼草料的供應(yīng)。
一方面，我國(guó)人口眾多，人均耕地面積有限，人均年占有糧食僅為375kg。且人口數(shù)量逐年遞增而耕地面積卻持續(xù)減少。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)我國(guó)的糧食供應(yīng)總量不會(huì)有過(guò)多的富余，依靠不斷增加飼料用糧來(lái)發(fā)展我國(guó)畜牧業(yè)是不現(xiàn)實(shí)的。
另一方面，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)秸稈資源十分豐富。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量達(dá)7億t。但利用率偏低，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年我國(guó)各類(lèi)秸稈的綜合利用率僅為22．6％池m3。因此，積極發(fā)展秸稈養(yǎng)畜、過(guò)腹還田，實(shí)行農(nóng)牧業(yè)結(jié)合，形成節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)顯得尤為必要。
我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
3.主要參考文獻(xiàn)
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[2] 金清肅．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［M］．華中科技大學(xué)出版社，2007：39-71．
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[5] 崔建云．食品加工機(jī)械與設(shè)備［M］. 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2004：15-25．
[6] 但永紅，何小于．飼料粉碎機(jī)錘片熱處理工藝的進(jìn)展［M］．機(jī)械工程材料，1994：8-12．
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[8] 趙大興．工程制圖[M]．北京：高等教育出版社，2004：198-217．
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[10].楊國(guó)全，井云英，張恒全.粉狀物料振動(dòng)篩選機(jī)[J].哈爾濱：林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2005，（8）：33-36
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研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
1.研究目的
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工。
本文針對(duì)9R-28型揉碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文首先分析了揉碎原理，擬定了9R-28型揉碎機(jī)的傳動(dòng)方案，采用V帶進(jìn)行增速傳動(dòng)。
然后，對(duì)V帶傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定V帶的形式及帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
最后，對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)機(jī)架及轉(zhuǎn)子進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
本文所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求。
2. 所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)機(jī)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面產(chǎn)品要求：
1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計(jì)制造的揉碎機(jī)必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的解決生產(chǎn)問(wèn)題的功能，這是機(jī)器設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn)。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)定實(shí)現(xiàn)的功能不同，設(shè)計(jì)的要求也不同。
2、經(jīng)濟(jì)性要求，機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合指標(biāo)，在切片機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用、銷(xiāo)售、維修、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)。總之，經(jīng)濟(jì)性要求就是在滿足功能要求的前提下使解救人質(zhì)機(jī)的總費(fèi)用最低。
3、安全性要求，在揉碎機(jī)的設(shè)計(jì)階段就必須對(duì)機(jī)器的使用安全予以足夠的重視。特別是生產(chǎn)使用者的安全。因此，要采用各種各樣的防護(hù)措施，使運(yùn)行時(shí)刀具不會(huì)與人體直接接觸
4、可靠性要求，可靠性就是揉碎機(jī)在使用中性能的穩(wěn)定性，它是揉碎機(jī)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁撸f(shuō)明機(jī)器在使用過(guò)程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。
5、操作使用方便的要求，在設(shè)計(jì)揉碎機(jī)時(shí)必須注意操作時(shí)要輕便省力；操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件；切片機(jī)的噪聲要??；防止污染等，提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
起止時(shí)間
主要工作內(nèi)容
2012.12.10前
選題
2012.12.29
下達(dá)任務(wù)書(shū)
2013.1.6
開(kāi)題
2013.1.10-4.11
收集資料分析歸納，確定方案，完成初稿
2013.4.12-4.15
中期考核
2013.4.16-5.10
完善與總結(jié)課題
2013.5.11-5.15
提交正稿與預(yù)審
2013.5.16-5.26
答辯與修改
論證小組意見(jiàn)
組長(zhǎng)簽名：
20 年 月 日
專(zhuān)業(yè)委員會(huì)意見(jiàn)
簽名：
20 年 月 日
學(xué)院指導(dǎo)委員會(huì)審核意見(jiàn)
簽名（公章）：
20 年 月 日
9R-28型揉碎機(jī)設(shè)計(jì)
摘要
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工。
本文針對(duì)9R-28型揉碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文首先分析了揉碎原理，擬定了9R-28型揉碎機(jī)的傳動(dòng)方案，采用V帶進(jìn)行增速傳動(dòng)。
然后，對(duì)V帶傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定V帶的形式及帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
最后，對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)機(jī)架及轉(zhuǎn)子進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
本文所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求。
關(guān)鍵詞：9R-28，揉碎機(jī)，V帶傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子
ABSCTACT
Straw is a kind of potential forage resources, there are hundreds of billions of pounds of crop straw crushed processed into feed every year in our country. Feed industry has become an important basic industry indispensable to the national economy.
9R-28 rubbing machine is mainly used for processing of coarse fodder, it incorporates the merits of rubbing and crushing machine chopped, the crop straw, grass, crops such as rubber vine Stem Silk shaped section, which can be directly fed to livestock, and also can be processed for the silage, ammoniation, alkalization or.
In this paper, based on the type of 9R-28 rubbing machine design, this paper first analyzes the principle of the transmission scheme for rubber, 9R-28 rubber, using V belt transmission.
Then, the calculation of the transmission design of V belt drive, determination of V belt and pulley structure parameters.
Finally, the whole machine structure design, focuses on the design of the frame and the rotor.
Rubbing machine structure is designed in this paper has compact structure, excellent performance, reliable use, stable work, convenient operation, wide application range, can be used to meet the requirements of customers.
Keywords: 9R-28, rubbing machine, V tape drive, the rotor
目錄
摘要 I
ABSCTACT II
目錄 III
第一章 緒論 1
1.1課題的背景及意義 1
1.2 揉碎機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)研究及產(chǎn)品現(xiàn)狀 2
1.2.2 國(guó)外揉碎機(jī)現(xiàn)狀 5
第二章 傳動(dòng)方案擬定 7
2.1 揉碎機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 7
2.2 方案擬定 8
2.2.1 傳動(dòng)原理方案一 8
2.2.1 傳動(dòng)原理方案二 9
2.3流場(chǎng)作用與物料推移 9
第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 11
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 11
3.1.1 電動(dòng)機(jī)選擇的方法 11
3.1.2揉碎機(jī)功率消耗 13
3.1.3 電動(dòng)機(jī)選擇 13
3.2 傳動(dòng)比的分配 14
3.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
4.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 17
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
4.4 軸承的選擇與校核 24
第五章 結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 29
3
一、選題的依據(jù)及意義：
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工。
本文針對(duì)9R-28型揉碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文首先分析了揉碎原理，擬定了9R-28型揉碎機(jī)的傳動(dòng)方案，采用V帶進(jìn)行增速傳動(dòng)。
然后，對(duì)V帶傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定V帶的形式及帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
最后，對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)機(jī)架及轉(zhuǎn)子進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
本文所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求。
我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅猛，但是飼草料不足則成為制約畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的突出問(wèn)。為保證畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，有必要擴(kuò)大飼草源、增加飼草料的供應(yīng)。
一方面，我國(guó)人口眾多，人均耕地面積有限，人均年占有糧食僅為375kg。且人口數(shù)量逐年遞增而耕地面積卻持續(xù)減少。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)我國(guó)的糧食供應(yīng)總量不會(huì)有過(guò)多的富余，依靠不斷增加飼料用糧來(lái)發(fā)展我國(guó)畜牧業(yè)是不現(xiàn)實(shí)的。
另一方面，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)秸稈資源十分豐富。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量達(dá)7億t。但利用率偏低，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年我國(guó)各類(lèi)秸稈的綜合利用率僅為22．6％池m3。因此，積極發(fā)展秸稈養(yǎng)畜、過(guò)腹還田，實(shí)行農(nóng)牧業(yè)結(jié)合，形成節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)顯得尤為必要。
我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，其干物質(zhì)組成中高達(dá)80％為多聚糖。據(jù)測(cè)定，秸稈飼料的總能接近17MJ／kg，與單位質(zhì)量谷物的總能基本相同甚至更高(大米的總能為14M3／kg、小米為MJ／kg)，只是能量貯存的形式有所不同。谷物以淀粉為主要成分，而秸稈以纖維素、半纖維素、木質(zhì)素為主要成分。對(duì)反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，其腸道內(nèi)的微生物能夠利用酶將纖維素、半纖維素分解為乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，為其提供60％~70％的能量及體內(nèi)合成蛋白質(zhì)。由此可見(jiàn)，秸稈類(lèi)粗飼料在反芻家畜的飼料中占有相當(dāng)重要的地位。
然而，秸稈類(lèi)粗飼料質(zhì)地粗硬、咀嚼費(fèi)力、適口性差、粗蛋白含量少。直接飼喂牲畜，其采食浪費(fèi)量大、消化利用率低。因此，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理加工處理，以提高其利用價(jià)值。在秸稈開(kāi)發(fā)利用方面，有很多種方法，如化學(xué)、生物、物理和復(fù)合處理等。其中應(yīng)用最多的是物理處理方法，并以機(jī)械加工為主。秸稈經(jīng)切斷、粉碎、絲化后，加大了反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)微生物與草的接觸面積，有利于降解發(fā)酵，從而提高秸稈消化利用率。與此同時(shí)，將秸稈物料鍘碎并揉搓成絲狀，提高了飼料的適口性和采食利用率，減少采食能耗和采食的浪費(fèi)，有利于牲畜吸收。
目前，用于秸稈加工的機(jī)具和設(shè)備，主要有鍘草機(jī)、粉碎機(jī)、揉碎機(jī)等。其中揉碎機(jī)對(duì)于改善秸稈加工質(zhì)量、提高喂飼效果及秸稈利用率具有明顯作用，是近些年來(lái)使用較多的秸稈加工機(jī)具之一，也是目前大力推廣秸稈養(yǎng)畜的優(yōu)良設(shè)備。揉碎機(jī)可以把秸稈等長(zhǎng)纖維物料加工成具有一定長(zhǎng)度的絲狀段，這樣既可直接喂飼牲畜，又可為后續(xù)處理(如壓餅、壓塊等)創(chuàng)造條件。此外，其生物處理效果也明顯優(yōu)于切碎后的效果
因此，揉碎機(jī)的使用和推廣提高了秸稈的利用率，擴(kuò)大了飼草資源，能夠?yàn)樾竽翗I(yè)發(fā)展解決一些實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)又充分利用了農(nóng)區(qū)現(xiàn)有的秸稈資源，把秸稈資源轉(zhuǎn)化為商品為農(nóng)區(qū)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的9R-28型揉碎機(jī)是一款具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在內(nèi)蒙古自治區(qū)及周邊地區(qū)得到一定量的推廣使用，并受到了用戶的普遍好評(píng)。此外，該機(jī)型得到自治區(qū)成果鑒定，確定為定型產(chǎn)品。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈(如玉米、高粱、小麥等莖桿)、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工(壓塊、壓餅、壓捆).該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求.
因此，秸稈揉碎機(jī)，對(duì)提高秸稈等農(nóng)作物處理效率、擴(kuò)大秸稈的用途、提高秸稈等農(nóng)作物廢料的利用率、節(jié)約資源、美化環(huán)境具有重要意義。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
揉碎機(jī)是一種新型粗飼料加工機(jī)械，在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間較晚，與其相關(guān)研究比較少，主要有：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的李媛根據(jù)力學(xué)原理對(duì)9LRZ一80型揉切機(jī)工作時(shí)秸稈物料的受力情況進(jìn)行分析，并對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程開(kāi)展了理論分析。這為揉碎機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的于海燕對(duì)9RZ—60型秸稈揉切機(jī)工作室進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并總結(jié)了該機(jī)型的主要技術(shù)特征。此外，還分析了動(dòng)刀安裝中擋塊相對(duì)動(dòng)刀的安裝尺寸對(duì)動(dòng)刀應(yīng)力分布的影響口們。為進(jìn)一步改進(jìn)揉切機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和開(kāi)拓了設(shè)計(jì)思路。
涂建平采用力學(xué)數(shù)學(xué)的方法對(duì)揉碎機(jī)動(dòng)刀片的受力和在刀軸上的排列方式進(jìn)行了理論分析和總結(jié)。并在“均力免震假設(shè)"的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出常用刀片類(lèi)型的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方程；利用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言程序?qū)?yōu)化方程求解，得出了相應(yīng)的刀片優(yōu)化排列方式n酊，為秸稈加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)的理論依據(jù)。
排列方式n酊，為秸稈加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)的理論依據(jù)。
農(nóng)業(yè)大學(xué)的呂小榮利用三維建模及仿真軟件UG對(duì)9LRZ—80型秸稈揉切機(jī)約二百個(gè)零、部件建立了三維實(shí)體模型，并將各零件虛擬裝配，對(duì)關(guān)鍵部件切碎器進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)進(jìn)行間隙檢查。
在我國(guó)黑龍江、吉林：遼寧、山東、、內(nèi)蒙古等省、市、自治區(qū)的相關(guān)單位相繼開(kāi)發(fā)和引進(jìn)揉碎機(jī)并推廣使用。其代表機(jī)型如下：
9R-40型揉碎機(jī)由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制該機(jī)可將玉米秸稈、豆秸、牧草等粗飼料揉碎成絲狀，直接飼喂牛、羊等反芻牲畜。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2700r／min，轉(zhuǎn)子直徑400ram，錘片末端線速度55m／s，度電產(chǎn)量100—1lOkg／kW·h(玉米秸稈)。
9RS-700型莖稈揉碎機(jī)由黑龍江省八五二農(nóng)場(chǎng)研制。該機(jī)是一種粗飼料加工機(jī)械，它能把粗飼料(玉米秸、豆秸、牧草等)加工成柔軟絲狀，直接喂飼牛、羊等家畜，從而提高粗飼料的適口性和消化率。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2350r／min，轉(zhuǎn)子直徑420mm，錘片末端線速度為52m／s，度電產(chǎn)量為80kg／kW·h(玉米秸稈)¨引。
9RFQ-34型揉絲粉碎機(jī)由遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2698r／min，轉(zhuǎn)子直徑340ram，錘片末端線速度66m／s，度電產(chǎn)量115kg／kW·h(玉米秸稈)。
9RSZ-540型秸稈揉碎機(jī)由農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制。該機(jī)型屬于粗孔徑破碎型揉碎機(jī)的一種，將鍘草、揉草加工方式溶為一體，充分利用秸稈的生物力學(xué)特性，先鍘切再揉碎，既提高了生產(chǎn)效率，又使加工后的飼草適口性、采食率有所提高。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2500r／min，轉(zhuǎn)子直徑540mm，錘片末端線速度69m／s，度電產(chǎn)量136kg／kW·h(玉米秸稈)。
93RJ—40型揉搓機(jī)由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2800r／min，轉(zhuǎn)子直徑400mm，錘片末端線速度為59m／s，度電產(chǎn)量為130kg／kW·h(玉米秸稈)拉¨。9RC-400型飼草揉搓機(jī)由山西省長(zhǎng)治市農(nóng)機(jī)研究所開(kāi)發(fā)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1900r／min，轉(zhuǎn)子直徑400mm，錘片末端線速度40m／s，度電產(chǎn)量1lOkg／kW·h(玉米秸稈)。
9RS-6型秸稈揉絲機(jī)由黑龍江畜牧機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)，在揉絲前采用鋸齒形喂入輥先破節(jié)，錘片式擊搓稈與斜形齒板配合揉搓；利用錘片形雙刃甩刀與U形定刀配合切搓，保證揉碎后的物料長(zhǎng)度，從而為揉搓工序降低了功耗，實(shí)現(xiàn)了切斷揉搓雙重功能。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2980r／min，轉(zhuǎn)子直徑600mm，錘片末端線速度78m／s，度電產(chǎn)量120kg／kW·h(玉米秸稈)。
9RC-430型揉碎機(jī)由遼寧省鞍山市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心研發(fā)，一改傳統(tǒng)橫切作物秸稈的加工方法，變?yōu)榭v向拉切、梳理、揉搓軟化秸稈，使之成為柔軟絲狀物。
其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2760r／min，轉(zhuǎn)子直徑430mm，錘片末端線速度62m／s，度電產(chǎn)量54kg／kW．h(玉米秸稈)。
值得一提的是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的RC-11型高效秸稈揉搓機(jī)，該機(jī)項(xiàng)目屬于國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2001AA514010)。其主要設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：生產(chǎn)率為3000kg／d/時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1777r／min，轉(zhuǎn)子直徑430mm，錘片末端線速度40m／s，1度電產(chǎn)量為270kg／kW·h(秸稈)。該機(jī)的度電產(chǎn)量高出其他同類(lèi)機(jī)型一倍左右。
從結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)大致可分為三種形式：
第一種形式是在錘片式粉碎機(jī)的基礎(chǔ)上加大篩孔而形成，屬于粗孔徑破碎型揉碎機(jī)，其代表機(jī)型為農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的9RSZ-540型秸稈揉碎機(jī)。第二種形式是以錘片和齒板為主要工作部件所組成，屬于沖擊破碎型揉碎機(jī)，代表機(jī)型為黑龍江畜牧機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)的9RS—60型秸稈揉絲機(jī)。將第二種形式的齒板更換為具有一定傾斜角度的齒條便構(gòu)成了第三種形式，該機(jī)型屬于揉搓型揉碎機(jī)，代表機(jī)型為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的9R—40型揉碎機(jī)。揉碎機(jī)對(duì)物料的加工作用主要有沖擊和揉搓兩種效果。以上三種形式揉碎機(jī)的工作過(guò)程均包含沖擊和揉搓兩種作用，但兩種作用所占的比重有所不同。
從性能參數(shù)上看，目前國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)的錘片末端線速度大體為40～60m／s，度電產(chǎn)量為80--136kg／kW·h(玉米秸桿)，轉(zhuǎn)子直徑為340--600mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1800--2960r／min。
三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：
德國(guó)學(xué)者0．Dogheyrt等對(duì)小麥秸稈的力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)一系列試驗(yàn)研究得出：麥秸的拉伸強(qiáng)度為21～31．2Mpa，剪切強(qiáng)度為4．9l～7．26MPa，楊氏模量為4．76～6．58GPa，剛性模量為267～547Mpa。并指出小麥秸稈的成熟度、含水率、溫度等都對(duì)這些基本參數(shù)都有不同程度的影響晗。把小麥秸稈的徑向壓縮力、軸向壓縮力和剪切力與變形、含水率、面積、外徑的關(guān)系用線性回歸模型式表示出來(lái)，并指出這些關(guān)系式反映出莖稈在彈性范圍內(nèi)的力學(xué)特性。另外，試驗(yàn)中對(duì)影響秸稈力學(xué)特性的主要因素如生長(zhǎng)位置、成熟度、存放條件、有無(wú)莖節(jié)等進(jìn)行了定量的分析，為收獲機(jī)械_加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。
M．T和M．FFinner開(kāi)發(fā)了飼草切割試驗(yàn)裝置，測(cè)定不同切割速度切割含水率不同的首稽草時(shí)，刀片對(duì)切割力的響應(yīng)，建立了刀片在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況下對(duì)切割力響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型是一個(gè)二階微分方程2‘1。Akritidis試制了玉米秸稈切碎試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行玉米秸稈的切割試驗(yàn)，考察在線性切割條件下刀片切割玉米秸稈時(shí)刀片對(duì)切割力的響應(yīng)，得到了一個(gè)類(lèi)似的二階微分方程。
M．TgIe和M．FFImIe對(duì)于在不同速度下、不同含水率的紫花首蓓的切割力進(jìn)行了試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在切割速度較低時(shí)，莖稈會(huì)沿著切刀刃線方向滑動(dòng)，而在高速時(shí)這種滑動(dòng)則可以省略。
Renzki把切割飼料層的過(guò)程分為兩個(gè)階段，壓縮階段和剪切階段。試驗(yàn)表明，切割前物料被壓縮的深度與切割物料層的厚度成正比，因此切割所需要的總力隨物料層厚度的增加而增大。切割速度較低時(shí)，壓縮階段以及切割阻力隨速度增加略呈線性增加，當(dāng)切割速度大于lOm／s時(shí)物料的壓縮程度大大小于低速下的狀況，從而導(dǎo)致切割需要的力和能量減小。M．Tlge和M．F．Fnnier試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相同條件下，較高的速度(11．2m／s)條件下切割相對(duì)于低速的情況，由于壓縮產(chǎn)生的切割阻力可以忽略。
國(guó)外對(duì)飼草加工機(jī)械的發(fā)展方向主要集中在自動(dòng)化程度高、可靠性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、系列化、模塊化設(shè)計(jì)的大型加工機(jī)具。
以法國(guó)庫(kù)恩(KUHN)公司生產(chǎn)的Euromix系列飼草揉碎機(jī)為例，該系列機(jī)型共有4大類(lèi)、19種型號(hào)的產(chǎn)品。產(chǎn)品有立式、臥式，及牽引式、自行式等類(lèi)型，能夠滿足多種不同的工作環(huán)境。該機(jī)配有一個(gè)大型料倉(cāng)，工作時(shí)將整捆的牧草及營(yíng)養(yǎng)添加劑投入倉(cāng)內(nèi)，在料倉(cāng)中完成揉搓、攪拌、切割等加工最終成為可直接用于飼喂的配合飼料。此外，由于配有自取料切割頭、進(jìn)料傳送帶、卸料傳送帶、可編程控制的電子稱(chēng)重裝置、大屏幕液晶顯示器及觀察口等設(shè)備，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)金自動(dòng)化的快速取料、卸料：能夠根據(jù)不同種類(lèi)的牲畜設(shè)定相應(yīng)的飼料配方，輸入飼喂的牲畜數(shù)量能自動(dòng)計(jì)算并顯示所需添加的飼料量，方便而精準(zhǔn)的控制飼料投放量：便于觀察料倉(cāng)中物料加工情況，并具備工作異常的自診斷功能。該系列機(jī)型的生產(chǎn)加工能力強(qiáng)大。其最大料倉(cāng)容積可達(dá)27釅，配套動(dòng)力為125hp，一次裝料最多可滿足215頭奶牛的飼喂量。
西方國(guó)家用于加工揉碎秸稈類(lèi)物料的揉碎機(jī)機(jī)型較少是由于國(guó)內(nèi)外的國(guó)情差異所造成的，國(guó)外牧草種植產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，牧草產(chǎn)量高、草畜平衡，對(duì)于秸稈養(yǎng)畜沒(méi)有迫切需求；此外，國(guó)外重視保護(hù)性耕作，將秸稈直接還田，因此可用于養(yǎng)畜的秸稈資源不多，這也是國(guó)外同類(lèi)機(jī)型較少的原因之一。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
草料、秸稈類(lèi)物料經(jīng)揉碎機(jī)加工后成為半粗飼料，轉(zhuǎn)子直徑為280mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要求為2600r/min.分析現(xiàn)有破碎機(jī)械，設(shè)計(jì)揉碎機(jī)。
所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)機(jī)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面產(chǎn)品要求：
1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計(jì)制造的揉碎機(jī)必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的解決生產(chǎn)問(wèn)題的功能，這是機(jī)器設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn)。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)定實(shí)現(xiàn)的功能不同，設(shè)計(jì)的要求也不同。
2、經(jīng)濟(jì)性要求，機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合指標(biāo)，在切片機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用、銷(xiāo)售、維修、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)?？傊?jīng)濟(jì)性要求就是在滿足功能要求的前提下使解救人質(zhì)機(jī)的總費(fèi)用最低。
3、安全性要求，在揉碎機(jī)的設(shè)計(jì)階段就必須對(duì)機(jī)器的使用安全予以足夠的重視。特別是生產(chǎn)使用者的安全。因此，要采用各種各樣的防護(hù)措施，使運(yùn)行時(shí)刀具不會(huì)與人體直接接觸
4、可靠性要求，可靠性就是揉碎機(jī)在使用中性能的穩(wěn)定性，它是揉碎機(jī)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁?，說(shuō)明機(jī)器在使用過(guò)程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。
5、操作使用方便的要求，在設(shè)計(jì)揉碎機(jī)時(shí)必須注意操作時(shí)要輕便省力；操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件；切片機(jī)的噪聲要??；防止污染等，提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。
。
1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
第1周—第2周
2. 整體方案設(shè)計(jì) 第3周—第4周
3. 結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 第5周—第8周
4. 繪制裝配圖及其各零件工作圖 第9周—第12周
5. 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第13周
6. 撰寫(xiě)畢業(yè)論文 第14周—第16周
7. 答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 第17周
五、參考文獻(xiàn)
【1】 孫桓等主編.機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2001
【2】濮良貴等主編.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2001
【3】李啟炎主編．Solidworks 2003三維設(shè)計(jì)教程．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
【4】唐敬麟主編．破碎與篩分機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001
【5】廖漢元等編著. 腭式破碎機(jī). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998
【6】徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991
【7】Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.New
York:McGraw-Hill Book Company,1980
9R-28型揉碎機(jī)設(shè)計(jì)
摘要
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工。
本文針對(duì)9R-28型揉碎機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文首先分析了揉碎原理，擬定了9R-28型揉碎機(jī)的傳動(dòng)方案，采用V帶進(jìn)行增速傳動(dòng)。
然后，對(duì)V帶傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定V帶的形式及帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
最后，對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)機(jī)架及轉(zhuǎn)子進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
本文所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求。
關(guān)鍵詞：9R-28，揉碎機(jī)，V帶傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子
ABSCTACT
Straw is a kind of potential forage resources, there are hundreds of billions of pounds of crop straw crushed processed into feed every year in our country. Feed industry has become an important basic industry indispensable to the national economy.
9R-28 rubbing machine is mainly used for processing of coarse fodder, it incorporates the merits of rubbing and crushing machine chopped, the crop straw, grass, crops such as rubber vine Stem Silk shaped section, which can be directly fed to livestock, and also can be processed for the silage, ammoniation, alkalization or.
In this paper, based on the type of 9R-28 rubbing machine design, this paper first analyzes the principle of the transmission scheme for rubber, 9R-28 rubber, using V belt transmission.
Then, the calculation of the transmission design of V belt drive, determination of V belt and pulley structure parameters.
Finally, the whole machine structure design, focuses on the design of the frame and the rotor.
Rubbing machine structure is designed in this paper has compact structure, excellent performance, reliable use, stable work, convenient operation, wide application range, can be used to meet the requirements of customers.
Keywords: 9R-28, rubbing machine, V tape drive, the rotor
目錄
摘要 I
ABSCTACT II
目錄 III
第一章 緒論 1
1.1課題的背景及意義 1
1.2 揉碎機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)研究及產(chǎn)品現(xiàn)狀 2
1.2.2 國(guó)外揉碎機(jī)現(xiàn)狀 5
第二章 傳動(dòng)方案擬定 7
2.1 揉碎機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 7
2.2 方案擬定 8
2.2.1 傳動(dòng)原理方案一 8
2.2.1 傳動(dòng)原理方案二 9
2.3流場(chǎng)作用與物料推移 9
第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 11
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 11
3.1.1 電動(dòng)機(jī)選擇的方法 11
3.1.2揉碎機(jī)功率消耗 13
3.1.3 電動(dòng)機(jī)選擇 13
3.2 傳動(dòng)比的分配 14
3.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
4.1 機(jī)架設(shè)計(jì) 17
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
4.4 軸承的選擇與校核 24
第五章 結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 29
29
第一章 緒論
1.1課題的背景及意義
我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅猛，但是飼草料不足則成為制約畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的突出問(wèn)。為保證畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，有必要擴(kuò)大飼草源、增加飼草料的供應(yīng)。
一方面，我國(guó)人口眾多，人均耕地面積有限，人均年占有糧食僅為375kg。且人口數(shù)量逐年遞增而耕地面積卻持續(xù)減少。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)我國(guó)的糧食供應(yīng)總量不會(huì)有過(guò)多的富余，依靠不斷增加飼料用糧來(lái)發(fā)展我國(guó)畜牧業(yè)是不現(xiàn)實(shí)的。
另一方面，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)秸稈資源十分豐富。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量達(dá)7億t。但利用率偏低，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年我國(guó)各類(lèi)秸稈的綜合利用率僅為22．6％池m3。因此，積極發(fā)展秸稈養(yǎng)畜、過(guò)腹還田，實(shí)行農(nóng)牧業(yè)結(jié)合，形成節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)顯得尤為必要。
我國(guó)每年有數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
秸稈是一種潛在的粗飼料資源，其干物質(zhì)組成中高達(dá)80％為多聚糖。據(jù)測(cè)定，秸稈飼料的總能接近17MJ／kg，與單位質(zhì)量谷物的總能基本相同甚至更高(大米的總能為14M3／kg、小米為MJ／kg)，只是能量貯存的形式有所不同。谷物以淀粉為主要成分，而秸稈以纖維素、半纖維素、木質(zhì)素為主要成分。對(duì)反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，其腸道內(nèi)的微生物能夠利用酶將纖維素、半纖維素分解為乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，為其提供60％~70％的能量及體內(nèi)合成蛋白質(zhì)。由此可見(jiàn)，秸稈類(lèi)粗飼料在反芻家畜的飼料中占有相當(dāng)重要的地位。
然而，秸稈類(lèi)粗飼料質(zhì)地粗硬、咀嚼費(fèi)力、適口性差、粗蛋白含量少。直接飼喂牲畜，其采食浪費(fèi)量大、消化利用率低。因此，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理加工處理，以提高其利用價(jià)值。在秸稈開(kāi)發(fā)利用方面，有很多種方法，如化學(xué)、生物、物理和復(fù)合處理等。其中應(yīng)用最多的是物理處理方法，并以機(jī)械加工為主。秸稈經(jīng)切斷、粉碎、絲化后，加大了反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)微生物與草的接觸面積，有利于降解發(fā)酵，從而提高秸稈消化利用率。與此同時(shí)，將秸稈物料鍘碎并揉搓成絲狀，提高了飼料的適口性和采食利用率，減少采食能耗和采食的浪費(fèi)，有利于牲畜吸收。
目前，用于秸稈加工的機(jī)具和設(shè)備，主要有鍘草機(jī)、粉碎機(jī)、揉碎機(jī)等。其中揉碎機(jī)對(duì)于改善秸稈加工質(zhì)量、提高喂飼效果及秸稈利用率具有明顯作用，是近些年來(lái)使用較多的秸稈加工機(jī)具之一，也是目前大力推廣秸稈養(yǎng)畜的優(yōu)良設(shè)備。揉碎機(jī)可以把秸稈等長(zhǎng)纖維物料加工成具有一定長(zhǎng)度的絲狀段，這樣既可直接喂飼牲畜，又可為后續(xù)處理(如壓餅、壓塊等)創(chuàng)造條件。此外，其生物處理效果也明顯優(yōu)于切碎后的效果
因此，揉碎機(jī)的使用和推廣提高了秸稈的利用率，擴(kuò)大了飼草資源，能夠?yàn)樾竽翗I(yè)發(fā)展解決一些實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)又充分利用了農(nóng)區(qū)現(xiàn)有的秸稈資源，把秸稈資源轉(zhuǎn)化為商品為農(nóng)區(qū)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的9R-28型揉碎機(jī)是一款具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在內(nèi)蒙古自治區(qū)及周邊地區(qū)得到一定量的推廣使用，并受到了用戶的普遍好評(píng)。此外，該機(jī)型得到自治區(qū)成果鑒定，確定為定型產(chǎn)品。
9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈(如玉米、高粱、小麥等莖桿)、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工(壓塊、壓餅、壓捆).該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求.
因此，秸稈揉碎機(jī)，對(duì)提高秸稈等農(nóng)作物處理效率、擴(kuò)大秸稈的用途、提高秸稈等農(nóng)作物廢料的利用率、節(jié)約資源、美化環(huán)境具有重要意義。
1.2 揉碎機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)研究及產(chǎn)品現(xiàn)狀
揉碎機(jī)是一種新型粗飼料加工機(jī)械，在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間較晚，與其相關(guān)研究比較少，主要有：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的李媛根據(jù)力學(xué)原理對(duì)9LRZ一80型揉切機(jī)工作時(shí)秸稈物料的受力情況進(jìn)行分析，并對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程開(kāi)展了理論分析。這為揉碎機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的于海燕對(duì)9RZ—60型秸稈揉切機(jī)工作室進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并總結(jié)了該機(jī)型的主要技術(shù)特征。此外，還分析了動(dòng)刀安裝中擋塊相對(duì)動(dòng)刀的安裝尺寸對(duì)動(dòng)刀應(yīng)力分布的影響口們。為進(jìn)一步改進(jìn)揉切機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和開(kāi)拓了設(shè)計(jì)思路。
涂建平采用力學(xué)數(shù)學(xué)的方法對(duì)揉碎機(jī)動(dòng)刀片的受力和在刀軸上的排列方式進(jìn)行了理論分析和總結(jié)。并在“均力免震假設(shè)"的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出常用刀片類(lèi)型的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方程；利用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言程序?qū)?yōu)化方程求解，得出了相應(yīng)的刀片優(yōu)化排列方式n酊，為秸稈加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)的理論依據(jù)。
排列方式n酊，為秸稈加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)的理論依據(jù)。
農(nóng)業(yè)大學(xué)的呂小榮利用三維建模及仿真軟件UG對(duì)9LRZ—80型秸稈揉切機(jī)約二百個(gè)零、部件建立了三維實(shí)體模型，并將各零件虛擬裝配，對(duì)關(guān)鍵部件切碎器進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)進(jìn)行間隙檢查。
在我國(guó)黑龍江、吉林：遼寧、山東、、內(nèi)蒙古等省、市、自治區(qū)的相關(guān)單位相繼開(kāi)發(fā)和引進(jìn)揉碎機(jī)并推廣使用。其代表機(jī)型如下：
9R-40型揉碎機(jī)由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制該機(jī)可將玉米秸稈、豆秸、牧草等粗飼料揉碎成絲狀，直接飼喂牛、羊等反芻牲畜。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2700r／min，轉(zhuǎn)子直徑400ram，錘片末端線速度55m／s，度電產(chǎn)量100—1lOkg／kW·h(玉米秸稈)。
9RS-700型莖稈揉碎機(jī)由黑龍江省八五二農(nóng)場(chǎng)研制。該機(jī)是一種粗飼料加工機(jī)械，它能把粗飼料(玉米秸、豆秸、牧草等)加工成柔軟絲狀，直接喂飼牛、羊等家畜，從而提高粗飼料的適口性和消化率。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2350r／min，轉(zhuǎn)子直徑420mm，錘片末端線速度為52m／s，度電產(chǎn)量為80kg／kW·h(玉米秸稈)¨引。
9RFQ-34型揉絲粉碎機(jī)由遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2698r／min，轉(zhuǎn)子直徑340ram，錘片末端線速度66m／s，度電產(chǎn)量115kg／kW·h(玉米秸稈)。
9RSZ-540型秸稈揉碎機(jī)由農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制。該機(jī)型屬于粗孔徑破碎型揉碎機(jī)的一種，將鍘草、揉草加工方式溶為一體，充分利用秸稈的生物力學(xué)特性，先鍘切再揉碎，既提高了生產(chǎn)效率，又使加工后的飼草適口性、采食率有所提高。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2500r／min，轉(zhuǎn)子直徑540mm，錘片末端線速度69m／s，度電產(chǎn)量136kg／kW·h(玉米秸稈)。
93RJ—40型揉搓機(jī)由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2800r／min，轉(zhuǎn)子直徑400mm，錘片末端線速度為59m／s，度電產(chǎn)量為130kg／kW·h(玉米秸稈)拉¨。9RC-400型飼草揉搓機(jī)由山西省長(zhǎng)治市農(nóng)機(jī)研究所開(kāi)發(fā)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1900r／min，轉(zhuǎn)子直徑400mm，錘片末端線速度40m／s，度電產(chǎn)量1lOkg／kW·h(玉米秸稈)。
9RS-6型秸稈揉絲機(jī)由黑龍江畜牧機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)，在揉絲前采用鋸齒形喂入輥先破節(jié)，錘片式擊搓稈與斜形齒板配合揉搓；利用錘片形雙刃甩刀與U形定刀配合切搓，保證揉碎后的物料長(zhǎng)度，從而為揉搓工序降低了功耗，實(shí)現(xiàn)了切斷揉搓雙重功能。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2980r／min，轉(zhuǎn)子直徑600mm，錘片末端線速度78m／s，度電產(chǎn)量120kg／kW·h(玉米秸稈)。
9RC-430型揉碎機(jī)由遼寧省鞍山市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心研發(fā)，一改傳統(tǒng)橫切作物秸稈的加工方法，變?yōu)榭v向拉切、梳理、揉搓軟化秸稈，使之成為柔軟絲狀物。
其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2760r／min，轉(zhuǎn)子直徑430mm，錘片末端線速度62m／s，度電產(chǎn)量54kg／kW．h(玉米秸稈)。
值得一提的是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的RC-11型高效秸稈揉搓機(jī)，該機(jī)項(xiàng)目屬于國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2001AA514010)。其主要設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：生產(chǎn)率為3000kg／d/時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1777r／min，轉(zhuǎn)子直徑430mm，錘片末端線速度40m／s，1度電產(chǎn)量為270kg／kW·h(秸稈)。該機(jī)的度電產(chǎn)量高出其他同類(lèi)機(jī)型一倍左右。
從結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)大致可分為三種形式：
第一種形式是在錘片式粉碎機(jī)的基礎(chǔ)上加大篩孔而形成，屬于粗孔徑破碎型揉碎機(jī)，其代表機(jī)型為農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的9RSZ-540型秸稈揉碎機(jī)。第二種形式是以錘片和齒板為主要工作部件所組成，屬于沖擊破碎型揉碎機(jī)，代表機(jī)型為黑龍江畜牧機(jī)械化研究所開(kāi)發(fā)的9RS—60型秸稈揉絲機(jī)。將第二種形式的齒板更換為具有一定傾斜角度的齒條便構(gòu)成了第三種形式，該機(jī)型屬于揉搓型揉碎機(jī)，代表機(jī)型為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的9R—40型揉碎機(jī)。揉碎機(jī)對(duì)物料的加工作用主要有沖擊和揉搓兩種效果。以上三種形式揉碎機(jī)的工作過(guò)程均包含沖擊和揉搓兩種作用，但兩種作用所占的比重有所不同。
從性能參數(shù)上看，目前國(guó)內(nèi)揉碎機(jī)的錘片末端線速度大體為40～60m／s，度電產(chǎn)量為80--136kg／kW·h(玉米秸桿)，轉(zhuǎn)子直徑為340--600mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1800--2960r／min。
1.2.2 國(guó)外揉碎機(jī)現(xiàn)狀
德國(guó)學(xué)者0．Dogheyrt等對(duì)小麥秸稈的力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)一系列試驗(yàn)研究得出：麥秸的拉伸強(qiáng)度為21～31．2Mpa，剪切強(qiáng)度為4．9l～7．26MPa，楊氏模量為4．76～6．58GPa，剛性模量為267～547Mpa。并指出小麥秸稈的成熟度、含水率、溫度等都對(duì)這些基本參數(shù)都有不同程度的影響晗。把小麥秸稈的徑向壓縮力、軸向壓縮力和剪切力與變形、含水率、面積、外徑的關(guān)系用線性回歸模型式表示出來(lái)，并指出這些關(guān)系式反映出莖稈在彈性范圍內(nèi)的力學(xué)特性。另外，試驗(yàn)中對(duì)影響秸稈力學(xué)特性的主要因素如生長(zhǎng)位置、成熟度、存放條件、有無(wú)莖節(jié)等進(jìn)行了定量的分析，為收獲機(jī)械_加工機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。
M．T和M．FFinner開(kāi)發(fā)了飼草切割試驗(yàn)裝置，測(cè)定不同切割速度切割含水率不同的首稽草時(shí)，刀片對(duì)切割力的響應(yīng)，建立了刀片在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況下對(duì)切割力響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型是一個(gè)二階微分方程2‘1。Akritidis試制了玉米秸稈切碎試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行玉米秸稈的切割試驗(yàn)，考察在線性切割條件下刀片切割玉米秸稈時(shí)刀片對(duì)切割力的響應(yīng)，得到了一個(gè)類(lèi)似的二階微分方程。
M．TgIe和M．FFImIe對(duì)于在不同速度下、不同含水率的紫花首蓓的切割力進(jìn)行了試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在切割速度較低時(shí)，莖稈會(huì)沿著切刀刃線方向滑動(dòng)，而在高速時(shí)這種滑動(dòng)則可以省略。
Renzki把切割飼料層的過(guò)程分為兩個(gè)階段，壓縮階段和剪切階段。試驗(yàn)表明，切割前物料被壓縮的深度與切割物料層的厚度成正比，因此切割所需要的總力隨物料層厚度的增加而增大。切割速度較低時(shí)，壓縮階段以及切割阻力隨速度增加略呈線性增加，當(dāng)切割速度大于lOm／s時(shí)物料的壓縮程度大大小于低速下的狀況，從而導(dǎo)致切割需要的力和能量減小。M．Tlge和M．F．Fnnier試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相同條件下，較高的速度(11．2m／s)條件下切割相對(duì)于低速的情況，由于壓縮產(chǎn)生的切割阻力可以忽略。
國(guó)外對(duì)飼草加工機(jī)械的發(fā)展方向主要集中在自動(dòng)化程度高、可靠性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、系列化、模塊化設(shè)計(jì)的大型加工機(jī)具。
以法國(guó)庫(kù)恩(KUHN)公司生產(chǎn)的Euromix系列飼草揉碎機(jī)為例，該系列機(jī)型共有4大類(lèi)、19種型號(hào)的產(chǎn)品。產(chǎn)品有立式、臥式，及牽引式、自行式等類(lèi)型，能夠滿足多種不同的工作環(huán)境。該機(jī)配有一個(gè)大型料倉(cāng)，工作時(shí)將整捆的牧草及營(yíng)養(yǎng)添加劑投入倉(cāng)內(nèi)，在料倉(cāng)中完成揉搓、攪拌、切割等加工最終成為可直接用于飼喂的配合飼料。此外，由于配有自取料切割頭、進(jìn)料傳送帶、卸料傳送帶、可編程控制的電子稱(chēng)重裝置、大屏幕液晶顯示器及觀察口等設(shè)備，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)金自動(dòng)化的快速取料、卸料：能夠根據(jù)不同種類(lèi)的牲畜設(shè)定相應(yīng)的飼料配方，輸入飼喂的牲畜數(shù)量能自動(dòng)計(jì)算并顯示所需添加的飼料量，方便而精準(zhǔn)的控制飼料投放量：便于觀察料倉(cāng)中物料加工情況，并具備工作異常的自診斷功能。該系列機(jī)型的生產(chǎn)加工能力強(qiáng)大。其最大料倉(cāng)容積可達(dá)27釅，配套動(dòng)力為125hp，一次裝料最多可滿足215頭奶牛的飼喂量。
西方國(guó)家用于加工揉碎秸稈類(lèi)物料的揉碎機(jī)機(jī)型較少是由于國(guó)內(nèi)外的國(guó)情差異所造成的，國(guó)外牧草種植產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，牧草產(chǎn)量高、草畜平衡，對(duì)于秸稈養(yǎng)畜沒(méi)有迫切需求；此外，國(guó)外重視保護(hù)性耕作，將秸稈直接還田，因此可用于養(yǎng)畜的秸稈資源不多，這也是國(guó)外同類(lèi)機(jī)型較少的原因之一。
第二章 傳動(dòng)方案擬定
2.1 揉碎機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)要求
草料、秸稈類(lèi)物料經(jīng)揉碎機(jī)加工后成為半粗飼料，轉(zhuǎn)子直徑為280mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要求為2600r/min.分析現(xiàn)有破碎機(jī)械，設(shè)計(jì)揉碎機(jī)。
所設(shè)計(jì)的揉碎機(jī)機(jī)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面產(chǎn)品要求：
1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計(jì)制造的揉碎機(jī)必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的解決生產(chǎn)問(wèn)題的功能，這是機(jī)器設(shè)計(jì)的最基本出發(fā)點(diǎn)。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)定實(shí)現(xiàn)的功能不同，設(shè)計(jì)的要求也不同。
2、經(jīng)濟(jì)性要求，機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合指標(biāo)，在切片機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用、銷(xiāo)售、維修、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)?？傊?，經(jīng)濟(jì)性要求就是在滿足功能要求的前提下使解救人質(zhì)機(jī)的總費(fèi)用最低。
3、安全性要求，在揉碎機(jī)的設(shè)計(jì)階段就必須對(duì)機(jī)器的使用安全予以足夠的重視。特別是生產(chǎn)使用者的安全。因此，要采用各種各樣的防護(hù)措施，使運(yùn)行時(shí)刀具不會(huì)與人體直接接觸
4、可靠性要求，可靠性就是揉碎機(jī)在使用中性能的穩(wěn)定性，它是揉碎機(jī)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁?，說(shuō)明機(jī)器在使用過(guò)程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。
5、操作使用方便的要求，在設(shè)計(jì)揉碎機(jī)時(shí)必須注意操作時(shí)要輕便省力；操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件；切片機(jī)的噪聲要小；防止污染等，提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。
2.2 方案擬定
2.2.1 傳動(dòng)原理方案一
圖2-1 傳動(dòng)方案一
該方案通過(guò)齒輪及V帶傳動(dòng)減速，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
在功能上看成三個(gè)區(qū)，即喂入段、揉碎段、排出段。秸稈進(jìn)入喂入口后，受到喂入口處錘片打擊，秸稈被打斷或打折。被打斷打折的秸稈受到氣流和錘片抓取的雙重作用，被帶入揉碎室。進(jìn)入揉碎室的物料被加工成絲狀，并被推送到拋料口處，最終被拋出機(jī)體。
2.2.1 傳動(dòng)原理方案二
圖2-1 傳動(dòng)方案二
該方案通過(guò)V帶傳動(dòng)增速速，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
在功能上看成三個(gè)區(qū)，即喂入段、揉碎段、排出段。秸稈進(jìn)入喂入口后，受到喂入口處錘片打擊，秸稈被打斷或打折。被打斷打折的秸稈受到氣流和錘片抓取的雙重作用，被帶入揉碎室。進(jìn)入揉碎室的物料被加工成絲狀，并被推送到拋料口處，最終被拋出機(jī)體。
綜上兩種方案，方案一由V帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)減速帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，方案二由V帶傳動(dòng)增速帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要求是2600/min，如果采用方案一等減速機(jī)構(gòu)，則所選電機(jī)轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)以上，這樣，可選電機(jī)品類(lèi)少，所以采用帶傳動(dòng)增速更合理，要求電機(jī)處帶輪大，轉(zhuǎn)子處帶輪小。
而且采用方案二，結(jié)構(gòu)更緊湊簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，使用維修方便，因此，選擇方案二作為本次揉碎機(jī)的傳動(dòng)方案。
2.3流場(chǎng)作用與物料推移
揉碎機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)錘片高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)中的錘片攪動(dòng)揉碎室內(nèi)的空氣產(chǎn)生流場(chǎng)。錘片對(duì)空氣的攪動(dòng)作用類(lèi)似與軸流風(fēng)機(jī)。根據(jù)風(fēng)機(jī)原理和錘片式粉碎機(jī)的研究結(jié)論，該流場(chǎng)應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)式的，方向與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀察，流場(chǎng)中存在著沿主軸自喂入口至拋送口方向的分量。
因此，揉碎室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式流場(chǎng)有帶動(dòng)物料作環(huán)流運(yùn)動(dòng)的效果(與粉碎機(jī)的物料環(huán)流層類(lèi)似)。另外，流場(chǎng)存在著沿主軸方向上的分量，其方向是自喂入口至拋送口。
該方向與物料在揉碎室內(nèi)的移動(dòng)方向一致，所以流場(chǎng)對(duì)物料的軸向推移有幫助作用，能夠加強(qiáng)物料的軸向推移能力。
另外，錘片設(shè)計(jì)成契形，錘片高速旋轉(zhuǎn)，契形錘片會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生一個(gè)軸向的分力，從頁(yè)推動(dòng)物料向拋料口移動(dòng)。
最后，被破碎的物料在流場(chǎng)和契形錘片產(chǎn)生的分力的共同作用下，將物料推移動(dòng)拋送口，最后被拋送出。
第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
3.1.1 電動(dòng)機(jī)選擇的方法
選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，除了正確的選擇功率外，還要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求及工作環(huán)境等，正確的選擇電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、型式、電壓和轉(zhuǎn)速。
A 電動(dòng)機(jī)種類(lèi)的選擇：
電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)分為直流和交流電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。直流電動(dòng)機(jī)又分為他勵(lì)、并勵(lì)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)等。交流電動(dòng)機(jī)又分為籠型、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)種類(lèi)的選擇主要是從生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)性能的要求來(lái)考慮，例如，對(duì)于調(diào)速范圍、調(diào)速精度、調(diào)速平滑性、低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等性能來(lái)考慮。
凡是不需要調(diào)速的拖動(dòng)系統(tǒng)，總是考慮采用交流拖動(dòng)，特別是采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。長(zhǎng)期工作、不需要調(diào)速、且容量相當(dāng)大的生產(chǎn)機(jī)械，如空氣壓縮機(jī)、球磨機(jī)等，往往采用同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，因?yàn)樗芨纳齐娋W(wǎng)的功率因數(shù)。
如果拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速范圍不廣，調(diào)速級(jí)數(shù)少，且不需要在低速下長(zhǎng)期工作，可以考慮采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)或變級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)。因?yàn)槟壳皯?yīng)用的交流調(diào)速范圍拖動(dòng)，大部分由于低速運(yùn)行時(shí)能量損耗大，鼓一般均不宜在低速下長(zhǎng)期運(yùn)行。
對(duì)于調(diào)速范圍寬、調(diào)速平滑性要求較高的場(chǎng)合，通常采用支流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，或者采用近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。
B電動(dòng)機(jī)型式的選擇：
各種生產(chǎn)機(jī)械的工作環(huán)境差異很大，電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)械也有各種不同的連接方式，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的生產(chǎn)機(jī)械類(lèi)型、工作環(huán)境等特點(diǎn)，來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，如直立式、臥式、開(kāi)啟式、封閉式、防滴式、防暴式等各種型式。
C 電動(dòng)機(jī)容量的選擇：
（1）等效電流法
等效電流法的基本的基本思想是用一個(gè)不變的電流Icq來(lái)等效實(shí)際上變化的負(fù)載帶暖流，要求在同一個(gè)周期內(nèi)，等效電流Icq與實(shí)際變化的負(fù)載電流所產(chǎn)生的損耗等。假定電動(dòng)機(jī)的鐵損耗與繞組電阻不變，損耗只與電流的平方成正比，由此可得等效電流為
Icq = I12t1+I22t2+…+In2tn
t1+t2+…+tn
式中，tn為對(duì)應(yīng)負(fù)載電流In時(shí)的工作時(shí)間。求出Icq后，則選用電動(dòng)機(jī)的額定電流In應(yīng)大雨或等于Icq。采用等效電流法時(shí)，必須先求出用電流表示的負(fù)載圖。
（2） 等效轉(zhuǎn)矩法
如果電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)矩與電流成正比（如他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁保持不變，異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和氣隙磁通保持不變時(shí)），則式（9.3.1）可以改寫(xiě)成等效轉(zhuǎn)矩公式。
Teq= T12t1+T22t2+…+Tn2tn
t1+t2+…+tn
此時(shí)，選用電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩T應(yīng)大于或等于T，當(dāng)然，這時(shí)應(yīng)先求出用轉(zhuǎn)矩表示的負(fù)載。
（3）等效功率法
如果電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速保持不變，則功率與轉(zhuǎn)局成正比，于是由式可得等效功率為
Peq= P12t1+P22t2+…+Pn2tn
t1+t2+…+tn
此時(shí)，選用電動(dòng)機(jī)的功率P大于或等于P即可。
必須注意的是用等效法選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，要根據(jù)最大負(fù)載來(lái)校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力是否要求，如果過(guò)載能力不能滿足，應(yīng)當(dāng)按過(guò)載能力來(lái)選擇較大容量的電動(dòng)機(jī)。
電動(dòng)機(jī)的選擇要根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，首先要滿足的就是所需功率要求。根據(jù)設(shè)計(jì)目的，本電機(jī)主要是帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖桿張合，需要克服彈簧力。
3.1.2揉碎機(jī)功率消耗
1功率消耗的構(gòu)成
首先揉碎機(jī)揉碎室部分的功率消耗N可分為兩部分，一部分是空轉(zhuǎn)時(shí)的功率消耗N1，另一部分是由于揉碎過(guò)程做功消耗的功率N2。表達(dá)式如下：
N=N1+N2
式中：N——揉碎室總的功率消耗(kW)
N1——空轉(zhuǎn)時(shí)的功率消耗(kW)
N2——揉碎過(guò)程做功消耗的功率(kW)
其中空轉(zhuǎn)時(shí)的功率消耗Nf包括轉(zhuǎn)子的軸承摩擦和錘片攪動(dòng)空氣產(chǎn)生流場(chǎng)所消耗的功率。由于軸承摩擦力矩與轉(zhuǎn)速成正比，而攪動(dòng)空氣產(chǎn)生流場(chǎng)的力矩與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。所以空轉(zhuǎn)時(shí)的功率消耗可以用以下等式表達(dá)：
N1=A+B
式中：A、B——系數(shù)
——主軸轉(zhuǎn)速(r／min)
揉碎過(guò)程做功消耗的功率包括兩個(gè)部分，分別對(duì)應(yīng)著揉碎過(guò)程的沖擊、揉搓兩
種作用?？捎孟率絹?lái)表示。
N=N+N
式中：N——沖擊作用所消耗的功率(kW)
N——揉搓作用所消耗的功率(kW)
3.1.3 電動(dòng)機(jī)選擇
(1)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型：
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)；
電動(dòng)機(jī)功率選擇：
工作機(jī)所需轉(zhuǎn)速：
工作機(jī)所需輸入功率：;
電機(jī)所需功率：;
其中，為滾筒工作效率，0.92
為皮帶輪效率，0.97
為軸承效率，0.995
所以 ＝2.14KW
（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇
輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速
電機(jī)同步轉(zhuǎn)速選：1420；
（3）電機(jī)型號(hào)確定
所以查表選電機(jī)型號(hào)為：Y100L1-6
電機(jī)參數(shù)：
額定功率：2.2Kw
滿載轉(zhuǎn)速：＝1420
3.2 傳動(dòng)比的分配
（1）總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配：
其中：為V帶傳動(dòng)比
（2）轉(zhuǎn)子軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
；
；
；
3.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）確定計(jì)算功率
由書(shū)【1】表8-7得： 故
（2）選V帶帶型
根據(jù)，
由[1]圖8-11得：選擇SPA型帶
（3） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v
1）由【1】表8-6 8-8 取大帶輪基準(zhǔn)直徑
2）驗(yàn)算帶速v：
3）根據(jù)【1】8-15a得：
【1】表8-8 ，確定為100mm
（4） 確定V帶中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度
據(jù)【1】式8-20
取
由[1]式8-22，計(jì)算所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度
選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度
按8-23，計(jì)算實(shí)際中心距
變動(dòng)范圍
（5）驗(yàn)算小帶輪的包角
(6)計(jì)算帶的根數(shù)
1）計(jì)算單根
由根據(jù)[1]表8-4a得
根據(jù)，，SPA型帶，[1]表8-4b得
[1]表8-5得：，表8-2得：
2） V帶根數(shù) 根，考慮到?jīng)_擊過(guò)程中的未可預(yù)知因素，取Z＝2
（7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值
根據(jù)【1】表8-3 SPZ型帶取
所以
（8） 計(jì)算壓軸力
第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 機(jī)架設(shè)計(jì)
機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
底座、機(jī)架、箱體、基板等零件都屬于機(jī)架零件。
機(jī)架零件可劃分為四大類(lèi)：即機(jī)座類(lèi)、機(jī)架類(lèi)、基板類(lèi)和箱殼類(lèi)，對(duì)機(jī)架零件一般可提出下列要求:
(1)工況要求：即任何機(jī)架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。例如，保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過(guò)的突起,設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。
(2)剛度要求：在必須保證特定的外形條件下，對(duì)機(jī)架的主要要求是剛度。如果基礎(chǔ)部件的剛性不足，則在工作的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等的作用下，就會(huì)產(chǎn)生變形，振動(dòng)或爬行，而影響產(chǎn)品定位精度、加工精度及其它性能。例如機(jī)床的零部件中，床身的剛度則決定了機(jī)床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度。
(3)強(qiáng)度要求：對(duì)于一般設(shè)備的機(jī)架，剛度達(dá)到要求，同時(shí)也能滿足強(qiáng)度的要求
(4)穩(wěn)定性要求：對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的或薄壁的受壓結(jié)構(gòu)及受彎-壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問(wèn)題，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在失穩(wěn)問(wèn)題或局部失穩(wěn)問(wèn)題。失穩(wěn)對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大的破壞，設(shè)計(jì)時(shí)必須校核。
(5)美觀：目前對(duì)機(jī)器的要求不僅要能完成特定的工作，還要使外形美觀。
(6)其它：如散熱的要求，防腐蝕及特定環(huán)境的要求。
在滿足機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的前提下，必須根據(jù)機(jī)架的不同用途和所處環(huán)境，考慮下列各項(xiàng)要求，并有所偏重。
(1)機(jī)架的重量輕，材料選擇合適，成本低。
(2)結(jié)構(gòu)合理，便于制造。
(3)結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝、調(diào)整、修理和更換都方便。
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好，還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小，由溫度變化引起的變形應(yīng)力小。
(5)抗振性能好。
圖4-1 機(jī)架
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1．V帶輪設(shè)計(jì)要求
對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小。
2．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱(chēng)為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定）。裝在軸上的筒形部分稱(chēng)為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱(chēng)為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。
帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)考慮加工、裝配、強(qiáng)度、回用等多項(xiàng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，通過(guò)對(duì)輪輻、輪轂的形狀、尺寸進(jìn)行變換，設(shè)計(jì)出符合要求的帶輪結(jié)構(gòu)。帶輪的直徑大小是影響輪輻、輪轂形狀尺寸的主要因素，通常是先根據(jù)帶輪直徑確定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再考慮其他因素對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善。
帶輪結(jié)構(gòu)可分成三種基本形式：
1、實(shí)心式帶輪
當(dāng)輪輻的寬度與齒寬相等時(shí)得到實(shí)心式帶輪結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。
適用條件：
(a)帶輪頂圓直徑da≤200mm；(b)對(duì)可靠性有特殊要求；(c)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)降低噪聲。
2、腹板式帶輪
當(dāng)頂圓直徑da>200mm 時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，以節(jié)省材料、減輕重量。考慮到加工時(shí)夾緊及搬運(yùn)的需要，腹板上常對(duì)稱(chēng)的開(kāi)出4～6個(gè)孔。直徑較小時(shí)，腹板式齒輪的毛坯常用可鍛材料通過(guò)鍛造得到，批量小時(shí)采用自由鍛，批量大時(shí)采用模鍛。直徑較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，毛坯通常用鑄鐵、鑄鋼等材料鑄造而成。對(duì)于模鍛和鑄造齒輪，為便于起模，應(yīng)設(shè)計(jì)必要的拔模斜度和較大的過(guò)渡圓角。)＞200～500
3、輪輻式帶輪
當(dāng)頂圓直徑da＞400～1000 mm時(shí)，為減輕重量，可做成輪輻式鑄造帶輪，輪輻剖面常為"+"字形。
圖4-2 帶輪的幾種形式
由上分析可知，本文中所設(shè)計(jì)的大帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，小帶輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，大帶輪采用板孔式結(jié)構(gòu)。
圖4-3 小帶輪結(jié)構(gòu)
圖4-4 大帶輪
4.3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、錘片形狀與質(zhì)量
1）揉碎機(jī)錘片的形狀與破碎物料性質(zhì)和粒度有關(guān)，即與被破碎物料硬度、脆性、 粒度等因素有關(guān)。
2)錘片形狀與質(zhì)量形；一是加大打擊力度；二是延長(zhǎng)錘片的使用壽命。
3）錘片設(shè)計(jì)成契形，契形對(duì)破碎物料產(chǎn)生軸承推力，推動(dòng)物料往出料口推移。
2、錘片聯(lián)接孔位置的確定
揉碎機(jī)轉(zhuǎn)子雖然達(dá)到了轉(zhuǎn)子平衡的要求，但由于錘片懸掛得不正確，即聯(lián)接孔位置不對(duì)也會(huì)隨錘片對(duì)物料沖擊，對(duì)主軸和軸承產(chǎn)生沖擊反力。
為了使揉碎機(jī)工作時(shí)，在錘片銷(xiāo)軸上不產(chǎn)生反作用力，必須使錘片處于沖擊下平衡狀態(tài)。所謂平衡狀態(tài)，就是錘頭沖擊物料后，懸掛聯(lián)接螺釘上不產(chǎn)生沖擊反力。實(shí)際上，就是正確選擇孔位置
3、錘片質(zhì)量的確定
錘片是錘式破碎機(jī)最關(guān)鍵的零件，而錘片的質(zhì)量大小直接影響破碎效果。若錘片質(zhì)量過(guò)小，不能滿足一次將物料打碎的要求；若錘片質(zhì)量過(guò)大，則無(wú)用功消耗過(guò)大，也不經(jīng)濟(jì)。 整個(gè)轉(zhuǎn)子的零件都由主軸來(lái)支撐，主軸又裝在機(jī)架側(cè)壁流動(dòng)軸承中。破碎板工作時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力也由主軸承受，因此，要求主軸的材料具有較高的強(qiáng)度和韌性。
圖4-5 錘片
4、轉(zhuǎn)盤(pán)
錘架的作用是通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)與螺釘將主軸與錘片連接起來(lái)。錘架是由多個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)和壓緊轉(zhuǎn)盤(pán)等組成。錘片就裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上。轉(zhuǎn)盤(pán)有三角形、圓形和十字形幾種。不論哪種形式，在強(qiáng)度、剛度允許條件 下，盡量減輕質(zhì)量，因?yàn)槿嗨闄C(jī)是靠錘片的動(dòng)能來(lái) 完成對(duì)物料破碎。
圖4-6 轉(zhuǎn)子
4.4 軸承的選擇與校核
本揉碎機(jī)中主軸軸承選擇30308軸承，其結(jié)構(gòu)圖如下：
圖4-7 軸承30308
校核該軸承
由于主軸受力主要為沖擊反力，轉(zhuǎn)速很高，
求兩軸承受到的徑向載荷
徑向力，
查[1]表15-1，得Y=1.7，e=0.35，
派生力，
軸向力，左側(cè)軸承壓緊
由于，
所以軸向力為，
當(dāng)量載荷
由于，，
所以，，，。
由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為
，
軸承壽命的校核
故軸承壽命滿足要求。
第五章 結(jié)論
漫長(zhǎng)而又倍感充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段即將結(jié)束，通過(guò)這幾十天的學(xué)習(xí)，我覺(jué)得自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事專(zhuān)業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)在談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
首先，我感觸最深的就是：實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)中我做了許多重復(fù)性的工作，耽誤了很多的時(shí)間，但是這些重復(fù)性的工作卻增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也得到一條經(jīng)驗(yàn)，搞設(shè)計(jì)不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu)，必須動(dòng)手，即使你想的很完美，但是到實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)，會(huì)遇到許多意不到的問(wèn)題。
其次，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。當(dāng)開(kāi)始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，心里真的是一點(diǎn)頭緒也沒(méi)有，根本不知道從那里下手。在劉老師的指導(dǎo)下，我開(kāi)始查閱相關(guān)書(shū)籍，借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能，，深入了解了機(jī)械傳動(dòng)原理及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。把設(shè)計(jì)意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、修改、完善的過(guò)程，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)，發(fā)揮自己的想象力來(lái)搞好自己的設(shè)計(jì)，這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。這是一個(gè)艱辛的過(guò)程，很幸運(yùn)能在老師的指導(dǎo)下，邊學(xué)邊用，才能按時(shí)按量完成規(guī)定的任務(wù)。
設(shè)計(jì)的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能完成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程我更深切的體會(huì)到：獨(dú)立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。
本文所設(shè)計(jì)的9R-28型揉碎機(jī)主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),可將農(nóng)作物秸稈、牧草、藤蔓等作物莖桿揉碎成絲狀段、既可直接飼喂牲畜,也可將其青貯、氨化、堿化或進(jìn)行其它加工。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡(jiǎn)便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求。
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致謝
本次設(shè)計(jì)是在尊敬的 老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她一直細(xì)心的指導(dǎo)我們，當(dāng)我們遇到問(wèn)題的時(shí)候，無(wú)論她們多么繁忙，她們都會(huì)盡力抽空來(lái)幫我們解決問(wèn)題，讓我們非常的感動(dòng)，她還給我們的設(shè)計(jì)提出了很多寶貴的修改意見(jiàn)，在這里衷心的感謝我們的指導(dǎo)老師，老師，您們辛苦了！
感謝圖書(shū)館給我們提供大量的書(shū)籍資料供參考；感謝給予我們幫助的其他老師和同學(xué)們。
最后，臨畢業(yè)之際，我借此機(jī)會(huì)，對(duì)四年來(lái)關(guān)心我們學(xué)習(xí)和生活的各位學(xué)院的老師們表示深深的感謝。
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