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STRAW CHOPPER MOUNTING FOR COMBINE
聯(lián)合秸稈粉碎還田器的安裝
This invention relates to an improved means for mounting a straw chopper on a combine
本發(fā)明涉及一種改進的手段，即在聯(lián)合收割機上安裝秸稈粉碎還田機
When the straw or crop residue is thick, a straw chopper is used on a combine harvester to reduce the crop residue before it is spread so that such residue does not later cause tillage problems. However, in some conditions of crops, a straw chopper is not required, nor even desired. Under such circumstances, in the past the way such situation was handled was to remove the straw chopper from the combine. This was a tedious task as straw choppers are heavy and bulky attachments which do not lend themselves to attachment or detachment from a combine by one man.
當玉米或作物殘留物很厚時，用聯(lián)合收割機進行秸稈粉碎還田以減少作物殘留物，然后才鋪散開，這樣這些殘留物以后就不會造成耕作問題。然而，在一些作物條件下，秸稈粉碎還田機是不需要的，甚至也不理想。在這種情況下，在過去這種情況的處理方法是去除聯(lián)合秸稈粉碎還田機。這是一件單調(diào)乏味的工作，因為秸稈粉碎機很重而且一個人并不能使笨重的附件相互依附或分離開。
Accordingly, the present invention contemplates providing means on a combine for mounting a straw chopper in the conventional position on a combine harvester for chopping straw delivered thereto from the chopper will not interfere with the discharge of straw from such straw rack.
因此，本發(fā)明設(shè)想提供在聯(lián)合收割機傳統(tǒng)位置上安裝一個秸稈粉碎還田器的手段，這將不會干擾玉米等秸稈從機架中排出。
A further object of this invention is to provide mounting means for a straw chopper so that such chopper can remain mounted on a combine harvester at all times, but such straw chopper while so mounted can be shifted by one man from an operative straw chopping position to a neutral out of the way position.
本發(fā)明的進一步目標是提供一個安裝秸稈粉碎還田機的手段，使斬波器可以保持在任何時候都可以安裝在聯(lián)合收割機上，但當這樣安裝時，一個人就可以從一個執(zhí)行秸稈粉碎的位置轉(zhuǎn)移到其對立的位置上。
In a combine having a longitudinally extending straw rack, a hood positioned over the end of said straw rack, said hood being provided with longitudinally extending opposed side walls joined by an overhead and end portion, the improvement comprising a longitudinally extending first channel member attached to each of said side walls, a straw chopper having longitudinally extending second channel member attached to each side and being complementary to said first channel members so that said straw chopper is supported from said hood by means of a nesting coaction between said first and second channel members, said straw chopper being slidably mounted for longitudinal movement along said first channel members, means for retaining said straw chopper in a first position in receiving relation to straw discharged from said straw rack and for relating said straw chopper in a forward neutral position relative to said discharge end of said straw rack.
在具有縱向延伸秸稈架結(jié)合位置，一個遮光罩定位在秸稈架末端，上述遮光罩由架空和結(jié)束部分加入的縱向延伸反向側(cè)墻提供，這一改進包括一個縱向延伸第一個通道，它與上述側(cè)墻的每一面相連接，秸稈粉碎還田器有縱向延伸的第二通道，它連接到側(cè)墻的每一面并且加以補充與第一個渠道附件連接，這樣秸稈粉碎還田器從上述遮光罩得到支持，而遮光罩通過上述第一和第二渠道附件之間的嵌套合作得以實現(xiàn)，秸稈粉碎還田器的可滑動式安裝使其可沿著第一渠道附件縱向運動，以保留在接受有關(guān)從秸稈架解除第一個位置上的秸稈粉碎還田器和相對于解除秸稈架末端前方對立位置的秸稈粉碎還田器為手段。
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
填寫時間：__2015_年__1__月__23__日
課題名稱
小型秸稈粉碎機的設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)、學(xué)號
機械設(shè)計制造及其自動化 116712159
畢業(yè)設(shè)計基本要求、主要設(shè)計內(nèi)容及需要解決關(guān)鍵問題
基本要求：
查閱相關(guān)的文獻資料，善于思考，勇于創(chuàng)新，能夠理論聯(lián)系實際。獨立完成整機設(shè)計及相關(guān)圖紙。語句通順，布局合理。按照格式要求，統(tǒng)一排版打印。
主要設(shè)計內(nèi)容：
（1）秸稈粉碎機相關(guān)理論基礎(chǔ)知識概述；（2）秸稈粉碎機總體設(shè)計方案；（3)秸稈粉碎機主要機構(gòu)設(shè)計；（4)粉碎參數(shù)選擇；（5）繪制圖紙并完成設(shè)計說明書。
關(guān)鍵問題：
1、總體方案選擇 2、粉碎機構(gòu)設(shè)計 3、粉碎參數(shù)選擇
計劃
進度
安排
2014.11.1-2015.1.23???畢業(yè)設(shè)計選題，查閱相關(guān)文獻，提交開題報告
2015.1.24-2015.3.31???列出畢業(yè)設(shè)計說明書基本框架并完成主要內(nèi)容
2015.4.1-2015.4.10??? 中期檢查
2015.4.11-2015.4.29???完成畢業(yè)設(shè)計說明書初稿
2015.4.30-2015.5.14???補充、完善，完成畢業(yè)設(shè)計說明書終稿
3015.5.15-2015.5.20???提交畢業(yè)設(shè)計說明書
2015.5.21-2015.5.30???畢業(yè)設(shè)計答辯
應(yīng)收集的資料及參考文獻
應(yīng)收集的資料：
1、秸稈粉碎機相關(guān)理論基礎(chǔ)知識2、國內(nèi)外秸稈粉碎機介紹；3、秸稈粉碎機各個內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)與參數(shù)確定 4、秸稈粉碎機的改進及優(yōu)化
參考文獻：
[1]穆曉路，王曉冬.小型秸稈揉搓粉碎機的設(shè)計[D].農(nóng)科院農(nóng)科化所,2004.
[2]王飛，陳義厚.新型秸稈撕裂粉碎機的設(shè)計D].長江大學(xué)機械工程學(xué)院,2007.
[3]姜新波，南亦博. 秸稈鋸切式粉碎機的設(shè)計[D].東北林業(yè)大學(xué),2013.
指導(dǎo)教師（簽名）：__ ______職稱：__ ______
系（教研室）主任（簽名）：
分管院長（簽章）
畢業(yè)設(shè)計開題報告
畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
設(shè) 計 題 目： 小型秸稈粉碎機的設(shè)計
姓 名：
專 業(yè) 年 級： 2011級機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 號：
指 導(dǎo) 教 師：
時 間： 2015 年 1 月 23 日
2
一、本設(shè)計課題的目的意義
現(xiàn)在社會生活中，人類為了節(jié)約能源，更好更完整的利用資源，因為不斷尋找新的能源，用來減少或替代一次性能源的消耗。在各種課再生能源中，生物質(zhì)是儲存太陽能的位移一種可再生的資源，是可持續(xù)再生能源中的重要組成部分，生物質(zhì)資源在全球資源利用中的低位是不可或缺的。它是唯一的一種即可再生又可直接儲存與運輸?shù)哪茉矗莾H次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源資源，約占全球總能耗的14%。這在發(fā)展中國家則更為突出，生物質(zhì)占總能耗的35%。我國是發(fā)展中國家，各種農(nóng)作物秸稈資源相當豐富，據(jù)統(tǒng)計，2003年產(chǎn)量就多達6.4億噸（錢湘群2003），而棉桿在秸稈資源中占著很大一部分比重，現(xiàn)在，隨著農(nóng)業(yè)機械化的進步與發(fā)展，產(chǎn)出量應(yīng)該遠遠超出這個數(shù)目。然而，大量的秸稈資源又沒有得到很好的利用，因此，秸稈資源大量過剩的問題越來越嚴重。目前，利用生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)，將豐富的秸稈資源變廢為寶，轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)燃料，是國內(nèi)解決秸稈浪費問題的一個很好的方法。在轉(zhuǎn)換秸稈之前，需要秸稈粉碎機將秸稈粉碎。
本課題將設(shè)計一種適用于丘陵地帶的小型秸稈粉碎機來解決秸稈粉碎問題，充分利用秸稈資源。
二、本設(shè)計課題的主要設(shè)計內(nèi)容、預(yù)期設(shè)計結(jié)果和擬解決的關(guān)鍵問題
主要設(shè)計內(nèi)容：
（1）秸稈粉碎機相關(guān)理論基礎(chǔ)知識概述；
（2）秸稈粉碎機總體設(shè)計方案；
（3) 秸稈粉碎機主要機構(gòu)設(shè)計；
（4) 粉碎參數(shù)選擇；
（5）繪制圖紙并完成設(shè)計說明書。
預(yù)期設(shè)計結(jié)果：
通過收集相關(guān)秸稈粉碎的資料，確定總體方案設(shè)計和主要機構(gòu)設(shè)計，最終設(shè)計出一種滿足丘陵地帶作業(yè)要求的小型秸稈粉碎機。
關(guān)鍵問題：
1、總體方案選擇
2、粉碎機構(gòu)設(shè)計
3、粉碎參數(shù)選擇
三、設(shè)計方法和步驟
設(shè)計方法：
（1）調(diào)查法：搜集有關(guān)研究對象現(xiàn)實狀況或歷史狀況的材料。
（2）文獻研究法：通過書籍或網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的文獻資料，并進行整理。
（3）定量分析法：通過定量分析法可以使人們對研究對象的認識進一步精確化。
（4）經(jīng)驗總結(jié)法：通過對實踐活動中的具體情況歸納與分析，使之系統(tǒng)化、理
論化，上升為經(jīng)驗的一種方法。
設(shè)計步驟：
（1）閱讀相關(guān)的文章和有關(guān)的文獻，掌握小型秸稈粉碎機理論知識，對粉碎機的設(shè)計原則以及基本構(gòu)造和工作原理熟知，為后期的研究打下堅實的基礎(chǔ)。
（2）總體方案選擇
（3）主要機構(gòu)設(shè)計
（4）粉碎參數(shù)優(yōu)化選擇
（5）繪制圖紙并完成設(shè)計說明書
四、設(shè)計工作的總體安排及進度
2014.11.1-2015.1.23???畢業(yè)設(shè)計選題，查閱相關(guān)文獻，提交開題報告
2015.1.24-2015.3.31???列出畢業(yè)設(shè)計說明書基本框架并完成主要內(nèi)容
2015.4.1-2015.4.10??? 中期檢查
2015.4.11-2015.4.29???完成畢業(yè)設(shè)計說明書初稿
2015.4.30-2015.5.14???補充、完善，完成畢業(yè)設(shè)計說明書終稿
3015.5.15-2015.5.20???提交畢業(yè)設(shè)計說明書
2015.5.21-2015.5.30???畢業(yè)設(shè)計答辯
指導(dǎo)教師審查意見：
簽字：
年 月 日
系(教研室)審查意見：
簽字：
年 月 日
學(xué)院審查意見：
分管院長簽章：
年 月 日
設(shè)計題目： 小型秸稈粉碎機的設(shè)計
學(xué) 院： 金山學(xué)院
專業(yè)年級： 機械設(shè)計制造及其自動化 2011級
學(xué) 號： 116712159
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師、職稱：
2015年 5 月 18 日
目錄
摘要 I
1 引言 1
1.1 秸稈粉碎機設(shè)計的目的與意義 1
1.2 秸稈粉碎機械的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1 國外粉碎機的發(fā)展狀況 1
1.2.2 國內(nèi)粉碎機的現(xiàn)狀 2
1.3 本文研究的主要內(nèi)容 3
2 粉碎結(jié)構(gòu)的選擇 4
2.1 錘片式粉碎機 4
2.2勁錘式粉碎機 4
2.3 齒爪式粉碎機 5
2.4 對堒式粉碎機 6
3 秸稈粉碎裝置方案的確定 7
3.1 粉碎機的工作原理 7
3.2 粉碎室的形狀 7
3.3 錘片速度和轉(zhuǎn)子速度的確定 7
3.4 粉碎室寬度的選擇 8
四 設(shè)計主機參數(shù) 9
4.1 主機動力 9
4.2 軸承的選擇 10
4.3 鍵的選擇 10
4.4 螺栓的選擇 10
3.5 螺母的選用 10
3.6 墊圈的選擇 10
五 帶的設(shè)計計算 11
5.1 帶及帶輪的選用 11
5.2 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速 11
5.3 確定V帶的中心距a和基準長度Ld 12
六 錘片的設(shè)計計算 13
6.1 錘片材料的選擇 13
6.2 錘片的數(shù)目 13
6.3 錘片排列的確定 14
5.4 罩板 15
7 總結(jié) 17
參考文獻 18
致謝 19
摘要
21世紀以來我國大力扶持農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化的實現(xiàn)已初見成效，不僅增加了我國的國際競爭力，而且給國家?guī)砜捎^的經(jīng)濟收入，還能夠提高我國的國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值。秸稈資源作為一種重要的生物質(zhì)能源，在我國產(chǎn)量巨大，但至今一直沒有得到充分的利用，因此設(shè)計出一種對秸稈進行切碎、粉碎處理的機械可以很好地解決此問題。目前，秸稈的處理方法很多，可以直接燃燒、還田堆肥，作工業(yè)原料等等，除了直接燃燒外其他的都需要經(jīng)過切碎粉碎處理。通過這次對秸稈粉碎機整體設(shè)計及其各部件的分布設(shè)計的論述與詮釋，來實現(xiàn)小農(nóng)機具在國內(nèi)的推廣和廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械化；秸稈粉碎；設(shè)計
Abstract
Since twenty-first Century?our country?to support agricultural developmentvigorously,?implementation?has achieved initial success?of agricultural?machinery,not only?to increase?the international competitiveness of our country,?but alsobring?considerable economic income,?but also?can improve?our gross?national production.?Straw resources as an important kind of biomass energy,huge production in our country,but so far has ont been fully untilized,so designed a straw for chopped,crushing processing machinery is a good way to solve this problem.A lot of processing metuod at present,straw,returning can direct combustion,comost,as industrial raw materials,etc,in addition to direct .Through the discussion?and interpretation?of?the straw pulverizerdistribution design?the?overall design?and its components,?to achieve the?farming machine?in the domestic promotion?and application.
Keywords:?agricultural mechanization?;straw crushing;?design
1 引言
1.1 秸稈粉碎機設(shè)計的目的與意義
人類為了自身的生存和發(fā)展，不斷尋找新的能源，以減少和替代一次性能源的消耗，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是儲存太陽能的唯一一種可再生的資源。是可持續(xù)再生能源中的重要組成部分。生物質(zhì)資源在全球資源利用中的低位是越來越重要，它又是唯一的一種的可再生又可直接儲存與運輸?shù)哪茉?，是僅次于煤炭、石油和天然氣的全球第四大能源資源，約占全球總耗能的14%，這在發(fā)展中國家則更為突出生物質(zhì)能源占總耗能的35%，我國是發(fā)展中國家，各類農(nóng)作物秸稈資源相當豐富，據(jù)統(tǒng)計，2003年產(chǎn)出量多達6.4億，而棉桿在秸稈資源中占著很大一部分的比重，現(xiàn)在，隨著農(nóng)業(yè)機械化的進步和發(fā)展，產(chǎn)出量應(yīng)該遠遠超出這個數(shù)目，然而，大量的秸稈資源又沒有得到充分的利用，因此，秸稈資源大量過剩的問題越來越嚴重。 目前，利用生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)，將豐富的秸稈資源變廢為寶，轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)燃料，是國內(nèi)解決秸稈浪費問題的一個很好的方法。在轉(zhuǎn)換秸稈之前，需要秸稈粉碎機將秸稈粉碎。因此，棉桿粉碎機對于我國的綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著不可替代的作用。
1.2 秸稈粉碎機械的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國外粉碎機的發(fā)展狀況
美國，加拿大等國家的小麥、玉米秸稈大部分用于還田。國外的莖稈還田機具結(jié)構(gòu)大多為立式結(jié)構(gòu)。具有機具結(jié)構(gòu)簡單，作業(yè)效率高等特點。同時還有對秸稈根部進行處理加工的整株秸稈粉碎還田機具。目前國外莖稈還田機具普遍向?qū)挿c大馬力輪式拖拉機配套的方向發(fā)展，寬幅秸稈粉碎還田機具采用液壓折疊的方式進行運輸。寬幅秸稈粉碎還田機具在小范圍的工作面內(nèi)可以單獨仿形，保證工作面內(nèi)秸稈留茬高度一樣。例如美國的約翰迪爾公司，其莖稈切碎還田機幅寬由1.2m到5.4m，配套動力由50KW到180KW的規(guī)格齊全，其工作幅寬為5.4m的秸稈切碎還田機由三個分體組合，左右兩個分體可以折疊，并可以單獨隨地仿形。日本采用的是半入式聯(lián)合收割機后面安裝切草裝置，一次能完成收獲和秸稈粉碎。在大功率，多功能為主的粗飼料粉碎機占優(yōu)勢的情況下，西歐國家還有重視生產(chǎn)小型粗飼料粉碎機，其特點是體積小，重量輕，動力消耗小。意大利塞克公司生產(chǎn)的小型粗飼料粉碎機的粉碎刀片沿螺旋線分布，機具震動小，粉碎均勻，英國埃里溫公司生產(chǎn)的38MK2型草捆粉碎機，粉碎轉(zhuǎn)自只有6個鉸鏈錘片，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率達2t/h，粉碎室的結(jié)構(gòu)和性能繼續(xù)改進提高。
1.2.2 國內(nèi)粉碎機的現(xiàn)狀
近年來，隨著農(nóng)作物秸稈飼料資源的大力開發(fā)和利用，我國秸稈飼料加工機械發(fā)展迅速。概括起來主要有以下幾種。
秸稈切碎機
該機又稱為鍘草機，主要用來切斷莖稈，如稻谷，稻草，麥稈及玉米秸稈等。較適用于作物乳熟期的青儲，其主要特點是機型簡單，功耗低，生產(chǎn)效率較高，但是，秸稈飼料切碎機在加工過程中一般無法破碎秸稈的莖節(jié)。經(jīng)牲畜消化試驗表明， 秸稈鍘切后可部分程度的提高采食量，但不能提高秸稈消化率，存在較大的浪費。
秸稈飼料粉碎機
粉碎機按結(jié)構(gòu)形式的不同科分為四種類型，主要有錘片式，勁錘式，齒爪式和對堒式。目前，秸稈飼料粉碎多采用錘片式粉碎機。
秸稈飼料揉碎機
揉碎機是我國近年來研制出來的一種新機型，它采用介于鍘切和粉碎兩種機械加工方式之間的一種新型加工方式。作物秸稈經(jīng)過揉碎機被加工成絲狀，完全破壞了莖節(jié)的結(jié)構(gòu)，并被切成8~10cm的碎斷，使牲畜采食的適口性大大提高，其全株采食率也從原來的50%提高到95%以上，根據(jù)加T過程不同，又可分為揉搓機和揉切機兩種。
其他秸稈切碎、粉碎機
目前秸稈飼料加工機械存在的主要問題是無論是性能上還是可靠性均較差，而且秸稈加工工具主要部件制造質(zhì)量低。因此秸稈飼料加工機械的發(fā)展動向可以分為：（1）進一步改進和完善現(xiàn)有機型，改善加工幾的通用性，鍘草機和揉碎機實現(xiàn)系列化，各種機型的主要工作部件，實現(xiàn)標準化，如粉碎機和揉搓機的錘片，揉切機的刀片等；（2）提高機械制造質(zhì)量，延長機械部件的工作壽命；（3）不斷改進粉碎室結(jié)構(gòu)和性能，設(shè)計使用加工質(zhì)量高，能降低的開式粉碎室是發(fā)展的方向；（4）逐步實現(xiàn)機械作業(yè)的自動化和半自動化，進而降低秸稈飼料加工作業(yè)的勞動強度，提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，朝著大功率，大型聯(lián)合作業(yè)方向發(fā)展，；（5）因玉米秸，麥秸，稻草等秸稈形態(tài)，物理機械特性各不相同，因根據(jù)作物秸稈的不同地區(qū)特點而進行加工適應(yīng)性較強的機具，多功能秸稈加工機械以及精加工機械有待于進一步研制和開發(fā)。
然而，國內(nèi)秸稈粉碎機仍然擺脫不了一些技術(shù)問題的困擾。其問題是機具性能較差，可靠性偏低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，調(diào)整使用不便，生產(chǎn)率低，針對性不強等。因此，國內(nèi)迫切需要進一步提高和完善秸稈粉碎機的性能，本文針對秸稈粉碎機的現(xiàn)狀以及優(yōu)缺點展開了一系列的研究與討論，以達到優(yōu)化現(xiàn)有秸稈粉碎機性能的目的。
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
本課題研究主要是通過對小型秸稈式粉碎機的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計，逐步探求出比較合理的粉碎方式等，設(shè)計出一種能順利粉碎秸稈并符合正常工作要求的的機械裝置。
主要設(shè)計內(nèi)容：
確定設(shè)計的總體方案及相關(guān)參數(shù)；
帶的設(shè)計計算；
錘片的選擇及排列方案
2 粉碎結(jié)構(gòu)的選擇
粉碎機構(gòu)是整個設(shè)計中最為重要的一個環(huán)節(jié)，不同的粉碎機構(gòu)有不同的粉碎特性，本文主要選取了四種粉碎機構(gòu)：錘片式、勁錘式、齒爪式，對堒式。在本文中，我們最終采用的是錘片式粉碎結(jié)構(gòu)。
2.1 錘片式粉碎機
錘片式粉碎機是目前使用最廣的一種粉碎機，其結(jié)構(gòu)由喂入機構(gòu)、粉碎室（轉(zhuǎn)子、錘片、罩板）、排料部分三部分組成，錘片式粉碎機是制藥、食品、化工、科研、冶金等工業(yè)部分將含淀粉的物料或礦石；通過高速剪切、錘擊在強氣流的驅(qū)動下，經(jīng)不銹鋼篩網(wǎng)的過濾而得所需的粉劑，該設(shè)備設(shè)有吸塵裝置，無粉末污染。具有溫度低、噪音小、效率高等特點。適宜粉碎化學(xué)物料、中藥材等干燥的脆性物料。
圖2.1 錘片式粉碎機
2.2勁錘式粉碎機
本機主要用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)、工礦企業(yè)、大中小型飼料廠。除加工玉米、高梁、秸桿、花生蔓、飼料外還可以加工酚醛樹脂、鉛、丹、云母、石膏、焦碳、荊子、大黃等礦物質(zhì)和中草藥，也是食品加工廠的必須設(shè)備并備有不銹鋼機型。
圖2.2 勁錘式粉碎機
2.3 齒爪式粉碎機
齒爪式粉碎機齒爪式粉碎機是一種能將物料粉碎的機械設(shè)備。該齒爪式粉碎機，在機座上裝有主機，主機包括有機體以及和機體連接在一起的活門組成粉碎室，機體內(nèi)裝有軸承以及由軸承支承的主軸，主軸伸出機體外部的一端裝有皮帶輪，在粉碎室內(nèi)的一端裝有轉(zhuǎn)子，軸承兩端裝有內(nèi)端蓋和外端蓋，轉(zhuǎn)子上緊固有數(shù)圈鋼齒，與固定在活門里的齒盤交錯配置，活門上端有入料口，入料口上面裝有盛料斗，活門下端有出料口。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、合理，可以用多種動力機械驅(qū)動，可以篩出不同粗細的物料。可以廣泛用于糧食、飼料、化工原料及中草藥的粉碎。
圖2.3 齒爪式粉碎機
2.4 對堒式粉碎機
該種粉碎機可供選礦 、化工、水泥、耐火材料、磨料、建筑材料等工業(yè)部門中細碎各種高 、中等硬度的礦石和巖石之用，尤其在建筑材料工業(yè)中生產(chǎn)瓜米石和綠豆沙等產(chǎn)品 ，有較一般破碎機械更優(yōu)異的效果。
圖2.3對堒式粉碎機
3 秸稈粉碎裝置方案的確定
3.1 粉碎機的工作原理
粉碎機的工作原理主要是采用擊碎原理，將秸稈從下入口送入粉碎室內(nèi)，帶動粉碎室內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸組的高速旋轉(zhuǎn)，通過活動錘片對物料的錘擊將其粉碎，物料由于在被擊碎的過程中隨著轉(zhuǎn)子軸組的高速旋轉(zhuǎn)近一步的被細化粉碎。
1—粉碎室， 2—V型帶， 3—銷
圖3.1 粉碎機
3.2 粉碎室的形狀
粉碎室形狀為長方體型。
3.3 錘片速度和轉(zhuǎn)子速度的確定
錘片撞擊力的大小與其工作速度有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗，一般粉碎精飼料為50～65m/s，粗飼料及各種麥類為70～100m/s?？紤]到本機為小型粉碎機選錘片速度為50m/s。
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：
式中 D——轉(zhuǎn)子直徑
r/min
3.4 粉碎室寬度的選擇
粉碎室的寬度決定了粉碎物料的多少以及粉碎的效率，因此粉碎室的寬度同樣是粉碎機的一個重要的參數(shù)。
本機的粉碎室寬度為刀罩寬850mm。
四 設(shè)計主機參數(shù)
4.1 主機動力
本次設(shè)計使用給定的主機，參數(shù)如下：
表4.1 主發(fā)動機參數(shù)
汽油機功率、轉(zhuǎn)速
7.5kW
1800r/min
行走輪直徑（mm）
400
小皮帶輪直徑（mm）
87
大皮帶輪直徑（mm）
231
主機變速箱動力輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）
678
表4.2 主機變速箱參數(shù)
行走檔位
主機變速箱行走輸出軸轉(zhuǎn)速r/min
前進1
15.60
前進2
29.25
前進3
38.56
前進4
72.30
前進5
49.93
前進6
93.62
前進7
64.94
前進8
121.75
倒退1
23.16
倒退2
43.42
4.2 軸承的選擇
根據(jù)對該粉碎機的結(jié)構(gòu)和對軸的受力分析可知，由于鑿片為對稱排列，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中鑿片所產(chǎn)生的離心力相互抵消，軸承受到鑿片產(chǎn)生的徑向力為零，但是由于轉(zhuǎn)子本身會產(chǎn)生一定的離心力，同時轉(zhuǎn)子自身的重力，會使軸承受到軸向力。因此，在工作過程中軸承同時受到軸向和徑向載荷的作用，故選擇深溝球軸承。
4.3 鍵的選擇
轉(zhuǎn)子主軸上與帶輪的連接鍵。選用GB1096——79。
4.4 螺栓的選擇
用來連接支承汽油機鋼板與支架、支承粉碎機鋼板與支架用螺，選用GB5783——86。
3.5 螺母的選用
主要根據(jù)螺栓規(guī)格進行選擇： GB6170——86。
3.6 墊圈的選擇
根據(jù)需要選用普通平墊圈：GB848——85。
五 帶的設(shè)計計算
5.1 帶及帶輪的選用
本機選用V帶傳動。如下圖
圖5.1
5.2 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速
1）初選小帶輪的基準直徑dd1。根據(jù)測量，取小帶輪的基準直徑dd1 =45mm。
2)驗算帶速V。
=4.239m/s
3）計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)《機械設(shè)計》式（8—15a），計算大帶輪的基準直徑dd2
5.3 確定V帶的中心距a和基準長度Ld
1）根據(jù)《機械設(shè)計》式（8—20），初定中心距a0=300mm。
2）由《機械設(shè)計》式（8—22）計算帶所需的基準長度
1030.65
由《機械設(shè)計》表8—2選帶的基準長度Ld=900mm。
3）按《機械設(shè)計》式（8—23）計算實際中心距a。
六 錘片的設(shè)計計算
6.1 錘片材料的選擇
錘片是粉碎機的主要工作零件，用來擊碎物料。錘片大多數(shù)鉸接在轉(zhuǎn)子上，也可以避免碰到硬物時損壞機件，由于受其工作環(huán)境條件的約束，其磨損程度也是很快的，由此考慮到制造成本和使用壽命這里選用材料是65鋼，兩端工作區(qū)熱處理后硬度為HBC220—250，這樣可以提高錘片的使用壽命，達到一個即經(jīng)濟且實用的目的。
錘片的形狀有很多種，常用的有矩形錘片，階梯形錘片，尖銳菱形及環(huán)行錘片等。本機選用的是階梯型錘片，如圖6.1所示。
圖6.1錘片的選擇
6.2 錘片的數(shù)目
錘片的數(shù)量對粉碎機的工作性能和效率有很大影響。錘片數(shù)目過多，產(chǎn)生環(huán)流，形成氣流較大，使秸稈殘渣多集中在環(huán)流上，不僅減小了打擊機會，降低了粉碎效率，同時還會使其功耗增加。但錘片過少，沒有錘片打擊空間增加，打擊機會減少，也會使生產(chǎn)率下降。目前，國內(nèi)外錘片式粉碎機的錘片密度（錘片累計厚度與粉碎室有效寬度之比）多在1:2—1:4范圍內(nèi)。
錘片數(shù)目依照錘片工作密度等要求計算如下
式中 —粉碎室的有效寬度，
—錘片工作密度系數(shù)， =0.27—0.47
將參數(shù)數(shù)值代入公式有
取Z=30
6.3 錘片排列的確定
我們采用交錯平衡排列方式，這樣可以顯著的提高粉碎效率。交錯排列平衡性好，錘片在粉碎室的寬度上分布均勻，但錘片的安裝較為復(fù)雜，目前這種排列形式應(yīng)用較多。交錯排列錘片數(shù)目少，制造配件比較方便，轉(zhuǎn)子平衡性能好，機器振動小，物料在粉碎室內(nèi)分布均勻。
錘片的排列應(yīng)該滿足下列要求：
（1）錘片應(yīng)該均勻分布在整個粉碎室寬度上
（2）錘片的排列應(yīng)該有利于轉(zhuǎn)子的動靜平衡
（3）錘片應(yīng)該能使物料均勻分布在粉碎室內(nèi)，不應(yīng)使其向一側(cè)堆積
根據(jù)前面對錘片排列方式的研究，且由錘片數(shù)量的確定，可以確定排列方式如圖6.2所示。
圖6.2 錘片排列示意圖
錘片末端線速度是影響粉碎機工作性能的重要因素之一，物料的粉碎程度和粉碎機的生產(chǎn)率隨錘片末端線速度的增高而增大。線速度越大，沖擊粉碎能力越強，越能提高生產(chǎn)率和粉碎細度，但線速度過高，則阻尼增大，空載功率消耗增加，空氣還流也增強，排料機會減少，反而會降低生產(chǎn)率，同時轉(zhuǎn)子的不平衡所產(chǎn)生的振動和噪音也隨之增大。因此要選擇恰當?shù)腻N片末端線速度。
6.4 罩板
齒板的作用主要是阻礙物料在鑿片與轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的環(huán)流層，加強對物料的揉搓、磨擦和剪切作用，齒板對纖維質(zhì)多、韌性大、水分高的秸桿類物料，粉碎作用比較明顯。
采用螺栓將齒板上、下端固定，使其穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。
（1）罩板材料：罩板材料采用Q235制造，其齒尖表面激冷成白口以增強耐磨性，灰鑄鐵具有優(yōu)良的減振性，耐磨性好，缺口敏感性小，成本低。
（2）罩板形狀尺寸：基本尺寸由粉碎室寬度而定，罩板齒形采用直齒形，罩板厚度為5mm。如圖6.3所示
圖6.3罩板的設(shè)計
7 總結(jié)
在本次設(shè)計當中，首先了解了粉碎機的設(shè)計意義和目前國內(nèi)外粉碎機的發(fā)展現(xiàn)狀以及優(yōu)點和不足之處，之后通過了解秸稈粉碎機的基本概念以及工作原理，從錘片式、勁錘式、齒爪式，對堒式當中最終選取了錘片式作為本次粉碎機機構(gòu)的選擇，并了解到錘片式粉碎機的工作原理以及構(gòu)造，其主要構(gòu)造包括：粉碎室、齒輪V型帶、錘片以及軸承、鍵、螺栓、螺母，墊圈的選擇，再然后對主機參數(shù)、V型帶、錘片轉(zhuǎn)速等進行了一系列的計算并獲得最終結(jié)果，滿足基本要求。通過本次對小型秸稈式粉碎機的研究，我們最終發(fā)現(xiàn)，選取錘片式粉碎機是最優(yōu)選擇，可以達到更好的粉碎效果，獲得更大的效率。
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[12]成大先主編. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
致謝
通過本次設(shè)計，使我們對大學(xué)四年所學(xué)的知識有了更清晰的認識和深刻的理解，特別是對本專業(yè)課程的認識更加系統(tǒng)化了，真正做到了學(xué)以致用?；叵胍郧俺鯇W(xué)時，很多概念、理論只是膚淺的掌握，現(xiàn)在則由抽象到具體，從理論到實踐，完成了認識上的飛躍。
不可否認，在設(shè)計過程中，我們遇到了很多困難，但是無論什么困難，通過不懈的努力，我們都克服了。這個過程，解決了以往在學(xué)習(xí)過程中某些疑難問題，糾正了一些認識上的錯誤，更主要的是增強了將理論應(yīng)用到實踐中的能力，為將來獻身祖國的機械事業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。
設(shè)計期間有苦，有累，但是看到自己的設(shè)計成果躍然紙上時，心中有無限的喜悅和成就感。
論文的工作是在鄭文鑫老師悉心指導(dǎo)下完成的，論文的每一點成績無不凝聚著老師的心血和汗水。在我做畢業(yè)設(shè)計期間，鄭老師在工作上給予了精心指導(dǎo)。老師淵博的學(xué)識、敏銳的觀察力、強烈的創(chuàng)新意識、教書育人的作風(fēng)以及嚴謹治學(xué)的態(tài)度都給我以深刻的教育和影響，這將使作者受益終生。至此論文完成之際，謹向鄭老師表示最衷心的感謝和崇高的敬意。
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