農作物根莖秸稈物料立式切碎機粉碎機設計農業(yè)機械CAD圖紙設計

- 1 -目 錄摘要 .- 2 -Abstract- 3 -第一章 前言 .- 4 -1.1 引言 .- 4 -第二章 選擇方案 .- 5 -2.1 總體設計 - 5 -2.2 結構及實現原理 - 5 -2.3 方案選擇 - 6 -第三章 設計與計算 .- 7 -3.1 電機選擇 - 7 -3.2 傳動比選擇 .- 8 -3.3 軸的強度條件計算 .- 9 -3.4 精確校核軸的疲勞強度 .- 10 -3.5 軸承的校核 .- 13 -結束語 .- 15 -參考文獻 .- 16 -致謝 .- 17 - 2 -摘要 本研究以馬鈴薯等根莖物料為研究對象，通過對根莖物料特性的分析，確定切碎原理和方法，設計出動力消耗低、力度大小滿足切碎成型要求的根莖切碎機。推動我國目前綜合開發(fā)利用農作物根莖物料資源的技術創(chuàng)新和實際應用。通過對原始數據的分析、方案的論證比較和有關數據的分析計算，主要完成了切碎機的總體設計，電動機的選擇以及傳動方案的分析、比較與選擇等內容。在此基礎上對切碎機機體的結構尺寸、驅動轉軸的結構尺寸、V 帶傳動等設計應用價值進行了詳細的計算和說明。該機主要是由切碎機和喂入機構、喂入槽、甩拋裝置、帶傳動、電動機組成。其原理是根莖物料由喂入槽喂入，在喂入機構作用下將其壓實并卷入機構。被動刀片組成的切碎器切碎，最后由拋送裝置拋出機外。關鍵詞：盤刀，切碎機，根莖物料，喂入槽，拋送機- 3 -AbstractIn this study, potato and other root material for the study, by the material properties of the roots of analysis to determine the principles and methods of shredding designed low power consumption, efforts to meet the size requirements for compression molding roots shredder. Promote the comprehensive development and utilization of Chinas current crop roots material resources of technological innovation and practical application.Through the analysis of raw data, analysis and calculation demonstrate Comparison Programme and the relevant data, mainly to complete the overall design of the shredder, the analysis of the motor and drive program selection, comparison and selection and so on. On this basis, the structure of the shredder body size, the drive shaft structure size, V belt drive, such as design value calculation and detailed description.This machine is mainly composed of a shredder and feeding mechanism, feeding trough, throwing throwing unit, belt drive, motor. The principle is that the material from the feeding trough feeding roots, in effect compacting the feed mechanism and the involvement of institutions. Passive fixed chopper blades consisting of chopped, and finally by throwing device thrown outside.Keywords: disc cutter, shredder, roots materials, feed trough, throwing machine- 4 -第一章 前言1.1 引言近年來，發(fā)達國家中的農業(yè)生產已經高度機械化，通過先進的技術形成了一些列配套的生產體系和配套機具。但中國是從解放后才開始發(fā)展自己的農機化事業(yè)的，經過這些年的發(fā)展，雖取得了進步，但是由于中國領土疆域大，經濟發(fā)展不平衡，農機化水平差別較大，整體數據相當于美國上世紀五十年代后期水平，處于現代農業(yè)的初級階段，農機化事業(yè)任重二道院。而中國是農業(yè)大國，因此農作物是中國重要的一部分。自古以來，中國的糧食總類很多，其中包括塊根莖物料，如馬鈴薯、地瓜、蘿卜、瓜果。中國人飯桌上或多或少都會出現以上塊根莖物料所制作而成的一道菜。所以如何更合理更簡單方便的處理塊根莖物料成為人們需要研究的一個課題。后來就出現了切碎機。切碎機是將大尺寸的固體原料切碎至要求尺寸或形狀的加工機械，它在農品加工、中草藥加工、飼料加工等行業(yè)領域都有廣泛的應用。切碎機按所切物料的形態(tài)不同可分為：莖稈類物料切碎機、塊狀類物料切碎機。依照要求，本課題針對塊狀類物料切碎機進行研究。塊 狀 類 物 料 切 碎 機 按 盤 刀 的 方 式 不 同 可 分 為 立 式 盤 刀 式 切 碎 機 、 水 平 盤 刀式 切 碎 機 和 刀 式 切 碎 機 。 當 前 的 滾 刀 式 切 碎 機 其 最 主 要 的 形 式 就 是 圓 錐 形 滾刀 式 切 碎 機 ， 其 主 要 用 來 切 碎 青 綠 物 料 和 塊 狀 莖 ， 其 動 刀 片 一 般 安 裝 在 圓 錐形 滾 筒 上 。 當 滾 筒 旋 轉 時 ， 料 斗 內 的 物 料 就 被 切 碎 ， 成 品 通 過 動 刀 和 滾 筒 之間 的 空 隙 進 入 圓 錐 滾 筒 內 ， 并 沿 著 圓 錐 斜 面 從 滾 筒 的 大 端 排 出 。 由 于 圓 錐 僅部 分 表 面 和 喂 料 斗 接 觸 ， 所 以 生 產 效 率 較 低 ， 但 工 作 較 可 靠 。立式簡易切碎機由喂入斗和裝有 4 把刀片的圓盤組成.圓盤與地面垂直.工作時,塊根裝在圓盤左的喂入斗內.當圓盤旋轉時,盤上的刀片就將塊根切成薄片,由圓盤下方排出口(出料口)排出.這種型式的切碎機,構造簡單,使用方便,易于保養(yǎng)修理. 按 給 定 的 物 料 和 轉 軸 轉 速 ， 設 計 一 套 切 碎 系 統(tǒng) ， 切 碎 機 工 作 完 畢 后 查 其切 碎 的 情 況 。- 5 -298R14031.53.9 2.5112.824.324+0.2527+0.636.374i0.2A4x5- 6 -第二章 選擇方案2.1 總體設計原 始 參 數 ： （ 1） 容 重 1.2 噸 /m；（ 2） 作 業(yè) 形 式 ： 連 續(xù) ； （ 3） 物 料 名 稱 ： 塊 莖 類 物 料 ；（ 4） 生 產 能 力 ： 2t/h。2.2 結構及實現原理該 機 主 要 有 傳 動 軸 I 和 裝 在 其 一 端 的 傳 動 系 統(tǒng) ， 裝 在 其 中 部 的 切 碎 刀 盤 ， 裝 在其 一 端 的 變 速 錐 齒 輪 和 傳 動 軸 II 上 的 變 速 錐 齒 輪 和 直 齒 輪 及 進 給 軸 III、 IV， 裝 在支 撐 固 定 他 們 的 機 架 下 部 的 電 動 機 。 主 傳 動 輪 及 傳 動 皮 帶 ， 加 之 安 裝 在 機 架 上 的喂 料 臺 ， 進 料 斗 ， 機 殼 等 構 成 ， 切 碎 機 構 由 安 裝 在 傳 動 軸 一 端 的 切 碎 刀 盤 及 上 的動 刀 片 ， 加 之 固 定 在 機 架 相 應 位 置 上 ， 能 在 刀 盤 轉 動 過 程 中 ， 與 動 片 構 成 剪 切 動作 的 定 刀 片 構 成 。 傳 動 軸 安 裝 在 機 架 上 ， 動 力 由 機 架 下 部 的 電 動 機 及 其 主 動 輪 。驅 動 傳 動 軸 運 轉 使 安 裝 在 中 部 的 切 刀 盤 工 作 。 機 架 上 靠 切 碎 刀 盤 一 側 ， 制 作 了切 碎 機 構 喂 料 臺 、 自 動 進 給 輥 壓 輪 及 刀 盤 罩 ； 位 于 傳 動 軸 中 部 裝 有 機 殼 和 進 料 斗 ，二 者 用 小 螺 桿 連 為 一 體 ； 主 動 輪 與 從 動 輪 間 套 有 皮 帶 防 護 罩 ； 機 架 下 部 制 作 了 切碎 ， 破 碎 物 料 的 出 料 斗 。 其 中 ， 喂 料 臺 ， 刀 盤 罩 、 機 殼 、 進 料 斗 、 皮 帶 防 護 罩 、除 掉 都 均 連 接 在 固 定 在 機 架 上 。 這 樣 ， 就 構 成 一 個 圓 盤 刀 式 切 碎 機 。 使 用 時 ， 將馬 鈴 薯 等 塊 根 莖 物 料 放 入 偏 置 的 料 斗 中 ， 動 刀 片 隨 刀 盤 的 旋 轉 和 固 定 在 機 架 上 的定 刀 片 配 合 ， 將 物 料 切 碎 。2.3 方案選擇莖 稈 類 物 料 的 切 割 主 要 利 用 動 ， 定 刀 之 間 的 對 切 運 動 ， 宛 如 剪 刀 一 樣 ， 是 根據 剪 切 原 理 工 作 的 。 而 塊 狀 類 物 料 的 切 割 是 利 用 刀 片 的 楔 切 作 用 ， 宛 如 加 工 金 屬的 車 刀 一 樣 ， 是 根 據 切 割 原 理 工 作 的 ， 這 是 因 為 切 割 時 ， 動 刀 刃 對 物 料 通 常 不 產生 滑 移 ， 只 是 按 照 看 砍 切 進 行 切 割 。 馬 鈴 薯 與 動 刀 刃 之 間 的 摩 擦 角 為 35 40，遠 比 莖 稈 類 物 料 與 動 刀 刃 之 間 的 摩 擦 角 （ 18 24） 要 大 得 多 。- 7 -塊 狀 類 物 料 切 碎 機 按 盤 刀 的 方 式 不 同 可 分 為 立 式 盤 刀 式 切 碎 機 、 水 平 盤 刀式 切 碎 機 和 刀 式 切 碎 機 。 當 前 的 滾 刀 式 切 碎 機 其 最 主 要 的 形 式 就 是 圓 錐 形 滾刀 式 切 碎 機 ， 其 主 要 用 來 切 碎 青 綠 物 料 和 塊 狀 莖 ， 其 動 刀 片 一 般 安 裝 在 圓 錐形 滾 筒 上 。 當 滾 筒 旋 轉 時 ， 料 斗 內 的 物 料 就 被 切 碎 ， 成 品 通 過 動 刀 和 滾 筒 之間 的 空 隙 進 入 圓 錐 滾 筒 內 ， 并 沿 著 圓 錐 斜 面 從 滾 筒 的 大 端 排 出 。 由 于 圓 錐 僅部 分 表 面 和 喂 料 斗 接 觸 ， 所 以 生 產 效 率 較 低 ， 但 工 作 較 可 靠 。立式簡易切碎機由喂入斗和裝有 4 把刀片的圓盤組成.圓盤與地面垂直.工作時,塊根裝在圓盤左的喂入斗內.當圓盤旋轉時,盤上的刀片就將塊根切成薄片,由圓盤下方排出口(出料口)排出.這種型式的切碎機,構造簡單,使用方便,易于保養(yǎng)修理. 按 給 定 的 物 料 和 轉 軸 轉 速 ， 設 計 一 套 切 碎 系 統(tǒng) ， 切 碎 機 工 作 完 畢 后 查 其切 碎 的 情 況 。根據課題我們選擇立式盤刀式切碎機。簡易式切碎機 見圖 2-1 圓盤上安裝 4 把動刀，通過電機帶動帶輪和帶使圓盤回轉，物料從偏置的料斗進入，切碎后，從卸料槽排出，這種切碎機結構簡單，使用方便，造價低廉。82.1 B53.123456789101121321.3175.219184.9242-11-進料斗 2-六角螺栓 3-端蓋 4-固定臺 5-六角螺栓 6-彈簧墊圈7-滾動軸承座 8-彈簧墊圈 9-六角螺栓 10-六角螺栓 11-出料口12-支架 13-固定板- 8 -第三章 設計與計算3.1 電機選擇由于立式盤刀式切碎機要求功率較低，所以選擇小功率電動機。小功率電動機也稱為分馬力電動機，指連續(xù)工作定額不超過 1.1KW 的電動機，小功率交流異步電動機分為三相異步電動機和單相異步電動機。其中，YS（JB/T 1009-2007)系列為取代 AO2 系列的三相異步電動機，具有優(yōu)良的起動和運行性能，結構簡單，使用、維修方便，適合于使用三相電源的小型機械；YU(JB/T 1010-2007)系列為取代 BO2 系列的單相電阻起動異步電動機，具有中等起動和過載能力，結構簡單，使用、維修方便，適合于使用單相電源的小型機械；YC（JB/T1 1011-2007）系列為取代 CO2 系列的單相電容起動異步電動機，起動力矩大，起動電流小，適用于滿載起動的機械，如空壓機、磨粉機等；YY（JB/T 1012-2007）系列為取代 DO2 系列的單相電容運轉異步電動機，具有較高的功率因數、效率和過載能力，但是起動力矩小，空載電流大，適用于空載或輕載起動的小型機械，如電影放映機、電扇等；YL（JB/T 7588-2010）系列為單相雙值電容異步電動機，具有高轉矩、高效率、高功率因數的優(yōu)點，適用于要求起動力矩大的空氣壓縮機、木工機械、粉碎機及其他小型機械。假設切割力 F 為 100N n=1400r/min則 T1=F*r=100*0.14=14Nm因為傳動比為 3 所以 T2=T1/3=4.7NmP=（T*n）/9550=(4.7*1400)/9550=0.689KW本課題研究的立式盤刀式切碎機為滿載起動的機械，所以考慮功率轉矩等選擇 YC90L4 電機。 功率 750W，轉速 1400（r/min）。- 9 -3.2 傳動比選擇傳動比為帶輪 1 直徑比去帶輪 2 直徑=60mm/180mm=1:36027.18 2014.737.2860.234243.3.2.218014.729.660.2 40.13423.826.5 3.2323.23.3 軸的強度條件計算通過軸的結構設計,軸的主要結構尺寸,軸上零件的位置,以及外載荷和支反力的作位置均已確定,軸上的載荷(變矩和扭矩)已可以求得,因而可按彎矩合成強度條件對軸進行強度校核計算.其作圖分析和計算步驟如下:已知 h=68mm L1=130.6mm L2=67mm- 10 -計算：Fr1+Fr2=GFr1*L1-G(L1+L2)+Fa*h=0 Fa2=Fa1=1/2Fa=2.7NMc=Fr2*L1由以上式子得 Fa2=Fa1=2.7N Fa=5.4N Fr1=107.64N Fr2=-34.64N Mc=-34.64*130.6=-4523.98N*mm=0.6ca=WTM221)( MPaC5.1740*1.)8.6(322前面已選項定軸為 45 鋼/正火, -1=60MPa/55MPa caP2, 所以按軸承 1 的受力大小驗算hPCnLh 6310616 10*7.25).4(*50)( 年3)*8/(6- 16 -結束語經過一學期的準備，從到圖書館搜集資料，整理資料我的畢業(yè)設計生活就要結束了?；厥走@段期間的設計過程，有很多感受很多收獲，這是對我大學知識的一個整體的檢驗，很嚴格，但是對我今后走向社會有很大的幫助，這這使我非常清楚的認識到一項設計從開始到結束所經歷的過程，也對這個過程有了很深刻的了解。這對我們今后的各類設計提供了一個最基本的設計基礎，也使我認識到到做一件事應該堅持不懈，遇到困難應該用于面對，并且認真尋找解決的方法。這就是一個成長的過程，培養(yǎng)一種人生的態(tài)度。通過對盤刀式立體切碎機的設計，我了解到切碎機的種類、工作原理以及工作過程，還了解到了各種切碎機的區(qū)別。在設計過程中，對以前學過的知識有了更深刻的理解，也罷學的不扎實的知識重新鞏固了一邊，發(fā)現以前不曾注意過的知識都十分有用，令我感受很深。結束了這段畢業(yè)設計后，我覺得自己方面的能力都有所提高。通過本課題的設計，使自己學會綜合運用所學的機械設計、機械制圖等基礎知識解決實際問題。在課題進行過程中，學會了掌握資料收集及整理的方法。獨立完成系統(tǒng)方案改造與設計工作，提高了綜合運用所學過的各科知識和培養(yǎng)分析問題的能力。使自己具有了一定的理論聯系實際的正確設計思想。更熟悉運用和查閱各種設計資料。掌握從事設計工作的具體步驟和方法。- 17 -參考文獻1 高志,李威主編,機械設計課程設計手冊 第 4 版 高等教育出版社,20122 毛謙德，李振清主編，袖珍機械設計師手冊.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2000 3 成大先主編，機械設計手冊.第三版.第二冊.北京：化學工業(yè)出版社，1999 4 唐增寶，何永然，劉安俊主編，機械設計課程設計.第二版.武漢：華中理中大學出版社，1999 5 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研組編.孫桓，陳作模主編，機械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2001 6 羅迎社主編，材料力學.武漢：武漢理工大學出版社，2001 7 肖旭霖主編，食品機械與設備.北京：科學出版社，2006 8 石一兵主編，食品機械與設備.北京：中國商業(yè)出版社，1990 9 周良德,朱泗芳主編,現代工程圖學.長沙: 湖南科學技術出版社,2000- 18 -致謝畢業(yè)設計是對我們知識運用能力的一次全面的考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)我們綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學論文和工作打下良好的基礎。本次設計能夠順利完成，首先我要感謝我的母校農林大學金山許愿，是她為我們提供了學習知識的土壤，使我們在這里茁壯成長；其次我要感謝機械專業(yè)的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)方面的知識，而且教會我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設計中給與我大力支持和幫助的朱亨銀老師，每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設計中去；還要感謝我的同學們，他們熱心的幫助，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼；最后還要感謝相關資料的編著者和給予我們支持的社會各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設計圓滿完成。