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攀枝花學(xué)院
Panzhihua University
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
文獻綜述
院 （系）： 117-9R-28型揉碎機設(shè)計
專 業(yè)：
班 級：
學(xué)生姓名： 學(xué) 號:
年 月 日
本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述評價表
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
117-9R-28型揉碎機設(shè)計
綜述名稱
評閱教師姓名
職稱
評 價 項 目
優(yōu)
良
合格
不合格
綜述結(jié)構(gòu)
01
文獻綜述結(jié)構(gòu)完整、符合格式規(guī)范
綜述內(nèi)容
02
能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結(jié)果
03
文字通順、精練、可讀性和實用性強
04
反映題目所在知識領(lǐng)域內(nèi)的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理、新技術(shù)等
參考文獻
05
中、英文參考文獻的類型和數(shù)量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范
06
圍繞所選畢業(yè)設(shè)計（論文）題目搜集文獻
成績
綜合評語：
評閱教師（簽字）：
年 月 日
文獻綜述：
117-9R-28型揉碎機設(shè)計
1 課題背景
近年來，我國畜牧業(yè)發(fā)展迅猛，但是飼草料不足則成為制約畜牧業(yè)進一步發(fā)展的突出問。為保證畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，有必要擴大飼草源、增加飼草料的供應(yīng)。
一方面，我國人口眾多，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)長的時期內(nèi)我國的糧食供應(yīng)總量不會有過多的富余，依靠不斷增加飼料用糧來發(fā)展我國畜牧業(yè)是不現(xiàn)實的。
另一方面，我國作為農(nóng)業(yè)大國秸稈資源十分豐富。根據(jù)資料統(tǒng)計，我國農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量達7億t。但利用率偏低，據(jù)統(tǒng)計2005年我國各類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、過腹還田，實行農(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。
9R-28型揉碎機主要用于粗飼料的加工,它集揉切碎和粉碎等機型的優(yōu)點,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、堿化或進行其它加工(壓塊、壓餅、壓捆).該機結(jié)構(gòu)緊湊,性能優(yōu)良,使用可靠,工作平穩(wěn),操作簡便,適用范圍廣,可廣泛地滿足廣大用戶要求.
2 揉碎機國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
2.1 國內(nèi)揉碎機研究及產(chǎn)品現(xiàn)狀
揉碎機是一種新型粗飼料加工機械，在我國出現(xiàn)的時間較晚，與其相關(guān)研究比較少，主要有：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的李媛根據(jù)力學(xué)原理對9LRZ一80型揉切機工作時秸稈物料的受力情況進行分析，并對整機結(jié)構(gòu)和工作過程開展了理論分析。這為揉碎機的改進設(shè)計提供了一定的參考依據(jù)。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的于海燕對9RZ—60型秸稈揉切機工作室進行改進設(shè)計，并總結(jié)了該機型的主要技術(shù)特征。此外，還分析了動刀安裝中擋塊相對動刀的安裝尺寸對動刀應(yīng)力分布的影響口們。為進一步改進揉切機的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和開拓了設(shè)計思路。
涂建平采用力學(xué)數(shù)學(xué)的方法對揉碎機動刀片的受力和在刀軸上的排列方式進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)出常用刀片類型的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方程；利用計算機高級語言程序?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，為秸稈加工機械的設(shè)計提供了相關(guān)的理論依據(jù)。
排列方式n酊，為秸稈加工機械的設(shè)計提供了相關(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9LRZ—80型秸稈揉切機約二百個零、部件建立了三維實體模型，并將各零件虛擬裝配，對關(guān)鍵部件切碎器進行動態(tài)仿真、動態(tài)分析，同時進行間隙檢查。
在我國黑龍江、吉林：遼寧、山東、、內(nèi)蒙古等省、市、自治區(qū)的相關(guān)單位相繼開發(fā)和引進揉碎機并推廣使用。其代表機型如下：
9R-40型揉碎機由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制該機可將玉米秸稈、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型莖稈揉碎機由黑龍江省八五二農(nóng)場研制。該機是一種粗飼料加工機械，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型揉絲粉碎機由遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所開發(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型秸稈揉碎機由農(nóng)科院農(nóng)機化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制。該機型屬于粗孔徑破碎型揉碎機的一種，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型飼草揉搓機由山西省長治市農(nóng)機研究所開發(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型秸稈揉絲機由黑龍江畜牧機械化研究所開發(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度，從而為揉搓工序降低了功耗，實現(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型揉碎機由遼寧省鞍山市農(nóng)機技術(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，該機項目屬于國家863計劃項目(2001AA514010)。其主要設(shè)計指標如下：生產(chǎn)率為3000kg／d/時，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)。該機的度電產(chǎn)量高出其他同類機型一倍左右。
從結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)前國內(nèi)揉碎機大致可分為三種形式：
第一種形式是在錘片式粉碎機的基礎(chǔ)上加大篩孔而形成，屬于粗孔徑破碎型揉碎機，其代表機型為農(nóng)科院農(nóng)機化研究所和農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的9RSZ-540型秸稈揉碎機。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，代表機型為黑龍江畜牧機械化研究所開發(fā)的9RS—60型秸稈揉絲機。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，該機型屬于揉搓型揉碎機，代表機型為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的9R—40型揉碎機。揉碎機對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的工作過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，目前國內(nèi)揉碎機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。
2.2 國外揉碎機現(xiàn)狀
德國學(xué)者0．Dogheyrt等對小麥秸稈的力學(xué)特性進行了試驗研究。通過一系列試驗研究得出：麥秸的拉伸強度為21～31．2Mpa，剪切強度為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，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，試驗中對影響秸稈力學(xué)特性的主要因素如生長位置、成熟度、存放條件、有無莖節(jié)等進行了定量的分析，為收獲機械_加工機械的設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。
M．T和M．FFinner開發(fā)了飼草切割試驗裝置，測定不同切割速度切割含水率不同的首稽草時，刀片對切割力的響應(yīng)，建立了刀片在旋轉(zhuǎn)運動情況下對切割力響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，這個模型是一個二階微分方程2‘1。Akritidis試制了玉米秸稈切碎試驗臺，進行玉米秸稈的切割試驗，考察在線性切割條件下刀片切割玉米秸稈時刀片對切割力的響應(yīng)，得到了一個類似的二階微分方程。
M．TgIe和M．FFImIe對于在不同速度下、不同含水率的紫花首蓓的切割力進行了試驗研究，發(fā)現(xiàn)在切割速度較低時，莖稈會沿著切刀刃線方向滑動，而在高速時這種滑動則可以省略。
Renzki把切割飼料層的過程分為兩個階段，壓縮階段和剪切階段。試驗表明，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，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)條件下切割相對于低速的情況，由于壓縮產(chǎn)生的切割阻力可以忽略。
國外對飼草加工機械的發(fā)展方向主要集中在自動化程度高、可靠性強、操作簡便、系列化、模塊化設(shè)計的大型加工機具。
以法國庫恩(KUHN)公司生產(chǎn)的Euromix系列飼草揉碎機為例，該系列機型共有4大類、19種型號的產(chǎn)品。產(chǎn)品有立式、臥式，及牽引式、自行式等類型，能夠滿足多種不同的工作環(huán)境。該機配有一個大型料倉，工作時將整捆的牧草及營養(yǎng)添加劑投入倉內(nèi)，在料倉中完成揉搓、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、進料傳送帶、卸料傳送帶、可編程控制的電子稱重裝置、大屏幕液晶顯示器及觀察口等設(shè)備，該機可實現(xiàn)金自動化的快速取料、卸料：能夠根據(jù)不同種類的牲畜設(shè)定相應(yīng)的飼料配方，輸入飼喂的牲畜數(shù)量能自動計算并顯示所需添加的飼料量，方便而精準的控制飼料投放量：便于觀察料倉中物料加工情況，并具備工作異常的自診斷功能。該系列機型的生產(chǎn)加工能力強大。其最大料倉容積可達27釅，配套動力為125hp，一次裝料最多可滿足215頭奶牛的飼喂量。
西方國家用于加工揉碎秸稈類物料的揉碎機機型較少是由于國內(nèi)外的國情差異所造成的，國外牧草種植產(chǎn)業(yè)發(fā)達，牧草產(chǎn)量高、草畜平衡，對于秸稈養(yǎng)畜沒有迫切需求；此外，國外重視保護性耕作，將秸稈直接還田，因此可用于養(yǎng)畜的秸稈資源不多，這也是國外同類機型較少的原因之一。
3 揉碎機研究的目的及意義
我國每年有數(shù)百億斤飼料糧食和數(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)展成為國民經(jīng)濟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80％為多聚糖。據(jù)測定，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。對反芻動物來說，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，秸稈類粗飼料在反芻家畜的飼料中占有相當(dāng)重要的地位。
然而，秸稈類粗飼料質(zhì)地粗硬、咀嚼費力、適口性差、粗蛋白含量少。直接飼喂牲畜，其采食浪費量大、消化利用率低。因此，應(yīng)對其進行合理加工處理，以提高其利用價值。在秸稈開發(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，并以機械加工為主。秸稈經(jīng)切斷、粉碎、絲化后，加大了反芻動物瘤胃內(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，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，有利于牲畜吸收。
目前，用于秸稈加工的機具和設(shè)備，主要有鍘草機、粉碎機、揉碎機等。其中揉碎機對于改善秸稈加工質(zhì)量、提高喂飼效果及秸稈利用率具有明顯作用，是近些年來使用較多的秸稈加工機具之一，也是目前大力推廣秸稈養(yǎng)畜的優(yōu)良設(shè)備。揉碎機可以把秸稈等長纖維物料加工成具有一定長度的絲狀段，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，揉碎機的使用和推廣提高了秸稈的利用率，擴大了飼草資源，能夠為畜牧業(yè)發(fā)展解決一些實際問題。同時又充分利用了農(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)帶來了一定的經(jīng)濟效益。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的9R一28型揉碎機是一款具有獨立知識產(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。此外，該機型得到自治區(qū)成果鑒定，確定為定型產(chǎn)品。鑒于該型揉碎機具備較強的代表性，本文選定該機型為研究的試驗樣機。
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