1、潍坊学院本科毕业设计目录中文摘要 -I英文摘要 -II引言 -1第 1 章 生物质燃料加工设备发展综述 -21.1 发展生物质燃料的意义 -21.2 我国生物质燃料发展现况 -21.3 发展生物质燃料加工设备的现实意义 -2第 2 章 生物质燃料加工设备的结构及工作原理 -42.1 典型切碎机结构及工作原理 -42.2 现有典型生物质燃料成型设备的结构和工作原理 -8第 3 章 主要设计方案的确定 -103.1 切碎部分方案的确定 -103.2 压块成型部分方案的确定 -103.3 生物质燃料加工设备原理 -11第 4 章 设备各尺寸的设计 -124.1 切碎部分功率参数的确定 -124.2
2、压块部分功率参数的设定 -124.3 传动方案的设计和电机的选择 -154.4 带轮的设计 -164.5 刀架设计和刀具设计 -184.6 喂入辊的设计 -204.7 传动系统的设计 -214.8 曲轴设计 -274.9 其他零件的设计 -29结束语 -31参考文献 -33致谢 -34潍坊学院本科毕业设计I摘要生物质燃料是指包括植物材料和动物废料等有机物质在内的燃料，是人类使用的最古老燃料的新名称。生物质燃料的加工设备主要是切碎机和压块机。该设计以秸秆作为生物质燃料代表。以加工设备的小型化为切入点，以农村家庭或集体作为主要使用人群，将切碎机与压块机设计为一体。农民收获秸秆后加工出秸秆煤，自己留
3、作生活燃料。为了使秸秆煤燃烧方便，最后压块成型的形状为日常使用的蜂窝煤状。根据现有资料的查询，最后秸秆煤密度约为每立方米 535 千克，生产能力为每小时 500 千克。切碎部分采用架式切碎机的原理，刀架上装有两把动刀，为了保持刀架的动平衡，将两把刀的相位错开 90。喂入后的秸秆在旋转的动刀刃和固定在机架上定刀刃的作用下被切碎成一定理论长度（10mm）的碎段。秸秆被切碎后在重力作用下落入压块部分的压缩室内。压块部分方案采用冲头式。被切碎的秸秆在粘结剂的作用下被冲头冲压成型为蜂窝煤形状的秸秆块。为了使压块部分结构尽量简单紧凑，压块部分传动机构采用正弦机构,用电动机作为整个设备的动力源。关键词：蜂窝
4、煤状 架式切碎机 冲头式 正弦机构潍坊学院本科毕业设计IIABSTRACTBiomass fuel is plant material and animal waste and other organic substances, including fuel, is the new name of the oldest human use of fuel.Biomass fuel processing equipment is a shredder and crusher.The design regards straw as a biomass fuel representatives. T
5、he processing equipment into an entry point for small. Rural households or collectively as the main crowd.Straw coal production costs are as low as possible.So the chopper design as one with the briquetting machine.Farmers harvest processing the straw after straw coal, their reserved Fuel for Life.
6、In order to facilitate coal burning straw, forming the shape of the final briquette everyday use honeycomb shape. Query based on available data, the last straw coal density of about 535kg/m3, production capacity of 500kg / h.Chopped part of the principle of using frame chopper, equipped with two kni
7、fe knife, knife in order to maintain dynamic balance, the phase of the two knives staggered 90 . After feeding the straw moving in the rotating blade and fixed blade in the rack under the action set to be chopped into a certain theoretical length (10mm) of the broken section. Straw was chopped into
8、briquettes under gravity part of the compression room. Briquetting part of the program using the punch type. Straw was chopped by the action of the binder punch press molding to the shape of the straw honeycomb block. In order to do part of the structure briquetting.KEY WORDS: honeycomb-like; frame
9、shredding machines; punch-type; sinusoidal body潍坊学院本科毕业设计1引言我国是农业大国，据估算，每年可产生农作物秸秆 6 亿多吨，如何开发利用秸秆是件大事，但以往多被露地燃烧或低值利用，不仅污染了环境，还会酿成事故。生物质燃料的出现从根本上遏制了焚烧，并且成为重要的新能源。生物质燃料是一种很好的清洁可再生能源，含硫量低，热值相当于标准煤的50，秸秆煤就是一种生物质燃料，而且生物质燃料燃烧后的草木灰还可以作为钾肥还田。将秸秆切碎后进行压块固化为具有一定密度形状的块状燃料，解决了秸秆不易收集运输的缺点，为现今秸秆的处置提出一种可行性高的方案，应用前景
10、广阔。目前国内生产生物质燃料的机械普遍为大中型机械，粉碎机和压块机并不为一体，成本很高，操作要求高，很难在农村进行推广使用。国内已经有不少秸秆成型固化的生产设备。这些设备的制造是面向大型的生物质燃料加工工厂，粉碎机和压块机不为一体而且都是中大型机械，生产能力高，成本要求很高，操作维修复杂，农民将秸秆卖给这种工厂费时费力不赚钱。目前小型化的生物质燃料加工机械还是空白。秸秆固化成煤为它的使用、储存提供了许多便利，不仅保护了环境，也给秸秆的利用开辟了商业化和产业化的途径。在森林资源匮乏、能源短缺的今天，资源丰富、可再生、进行循环利用的生物质燃料将改变人们的用能结构，也将进一步解决能源短缺、环境保护和
11、农民增收的问题。潍坊学院本科毕业设计2第 1章 生物质燃料加工设备发展综述1.1发展生物质燃料的意义我国是农业大国，每年秸秆产量大，但是利用情况很不理想。国际能源机构的有关研究表明，秸秆是一种很好的清洁可再生能源，其平均含硫量只有千分之三点八，而煤的平均含硫量达千分之十以上。经测定：秸秆热值约为 15000kj/kg，相当于标准煤的 50，相当于民用煤炭的 70。但是秸秆不易收集和运输，制约了秸秆作为燃料的应用。将秸秆切碎后固化为具有一定密度的块状燃料，解决了秸秆不易收集和运输的缺点，为现今秸秆的处置提出一种可行性高的方案，同时解决了秸秆处置问题。生物质燃料秸秆煤是以秸秆类生物质为原料，利用现
12、代科技将其经过热压等加工处理，把松散的秸秆固化成型为具有一定密度的块状“煤” 。秸秆煤可以通过物理和化学的方法得到。将秸秆粉碎后掺入粘土煤粉等添加剂，然后在特殊条件下通过化学的方法使其炭化变煤，技术要求高且普遍不成熟，推广使用难。利用秸秆压块技术得到一定密度的成型燃料，技术相对简单，成本低，易于推广，前景广阔。秸秆固化成煤为它的使用、储存提供了许多便利，不仅保护了环境，也给秸秆的利用开辟了商业化和产业化的途径。在森林资源匮乏、能源短缺的今天，资源丰富、可再生、进行循环利用的生物质燃料将改变人们的用能结构，也将进一步解决能源短缺、环境保护和农民增收的大问题。1.2我国生物质燃料发展现况如上所述，
13、秸秆资源的利用对我国意义重大，秸秆的综合利用受到各级政府的扶植和支持。眼下，一些所谓利用农作物秸秆生产出的“秸秆沼气” 、 “秸秆煤” 、 “秸秆炭”等项目被某些商家宣传的天花乱坠，说是一本万利，前途无量。但是要想用化学的方法使秸秆变成秸秆煤，其技术要求很高，不但要解决焦油、水分、温度等各种难题，而且其他相关技术业十分复杂。有的厂家对外声称拥有该项技术和设备是不可全信的。目前秸秆压块技术比较成熟，技术要求相对较低，受到了国家农业部门的关注。秸秆的成型固化是农业部积极推广的项目，并已在河南试点，取得了很好的效果。1.3发展生物质燃料加工设备的现实意义基于国内生物质燃料生产的现状，以加工设备的小型
14、化为切入点，设备的使用对象为农村家庭或集体，使生物质燃料的生产成本尽量低，为此将切碎机与压块机设计潍坊学院本科毕业设计3为一体。农民收获秸秆后加工出秸秆煤自己留作生活燃料。为使秸秆煤燃烧方便，最后压块成型的形状为现今蜂窝煤的形状（ ） 。根据现有查阅的资料，最后m7510秸秆煤密度约为 535kg/m3，生产能力为 500kg/h。本课题设计的设备成本低，操作简单实用，农户使用该成型的燃料又能大大节约生活燃料开支，大大提高了农民利用秸秆资源的积极性，解决了环境问题，前景广阔。潍坊学院本科毕业设计4第 2章 生物质燃料加工设备的结构及工作原理2.1典型切碎机结构及工作原理现有的各类切碎（粉碎）机
15、绝大多数都是用作生产牲畜饲料。可将干草、秸秆和谷物籽粒等打击粉碎用的机械，统称粉碎机。目前我国生产的粉碎机，可分为爪式、锤片式和劲锤式三种。其中劲锤是粉碎机不仅用得很少，从发展看，其结构业逐渐接近于爪式，故不再阐述。将干草、秸秆等切成一定长度的碎段的机械，统称为切碎机。按切碎机切碎器的形式，可将切碎机分为滚刀式，圆盘式等几种。2.1.1锤片式粉碎机以 9F-55 型锤片式饲料粉碎机为例，它由转子、粉碎室、料斗、输送装置、机架和传动装置等部分组成，如图 2.1 所示：图 2.1 9F-55 型饲料粉碎机工作示意图1. 电动机 2. 机壳 3. 环筛 4.锤片 5.初切刀 6.输料管 7.集料筒粉
16、碎机工作时，原料由喂入斗进入粉碎机内，先被初切刀切成碎段，落入粉碎室后，被高速回转的锤片打击，此时饲料稍有破裂，并获得更高的速度，并以此速度运动撞击在筛片上，得到进一步粉碎。随后，饲料又受到高速锤片的再次打击而更细碎，以后又重复上述粉碎过程，直至饲料颗粒可通过环筛筛孔，被排出粉碎室为止。饲料在粉碎室内被击碎的过程中，实际上还兼有碰撞、搓擦作用，加强了粉碎效果。饲料潍坊学院本科毕业设计5成品由出料嘴被风机吸入，经风机吹送至输料管，进入集料筒。气体与粉料的混合物一旦进入直径突然增大的集料筒，速度骤然下降，因而较轻的空气从集料筒顶部的管道中排出，较重的饲料粉料沉落在下面，从排料斗排出。2.1.2滚刀
17、式切碎机滚刀式切碎机的刀片，安装在一个回转的滚筒上。滚刀式切碎机的主要工作部件是上、下喂入辊、定刀以及安装在切碎滚筒上的动刀片，如图 2.2 所示。工作时，上、下喂入辊作方向相反的转动，抓取秸秆或饲草夹紧着向由定刀和动刀构成的切割副送进。滚筒回转时，安装在其上的动刀片就把支承在定刀片上的秸秆或饲草切断。饲草不断送进，滚筒不停回转，饲草就被切成一定长度的碎段。显然，饲草切碎短的长度与喂入速度有关，当滚筒转速、动刀片数目一定是，加大喂入速度将使切碎段变长，反之，则变短。图 2.2 爪式粉碎机vtBAn图 2.3 滑切角示意图图（2.3）中，AB 为动刀刃， 为动刀速度，可将 分为垂直与刃口的速度砍
18、切vv速度 和平行于刃口的速度滑切速度 ，两者的夹角成为滑切角 ，滑切角的正切nv t 潍坊学院本科毕业设计6成为滑切系数：tan = （2-1）ntv/当 =0，称砍切。当 0，称为滑切。实验证明，切割比阻（ kg/cm）随滑切角在一定范围内的增大而降低。滑切省力的原因，一是刀刃在微观状态下为锯齿状，砍切时秸秆仅受压应力，滑切时却同时受到压应力与张应力。二是滑切时刀刃斜置，故单位长度刃口的切割阻力减小了。此为，滑切时实际作用的动刀片磨刃角（成为动态刃磨角）变小，也导致切割阻力的降低。按动刀及其刃口的形状，常用的滚刀式切碎器可分为螺旋线刀刃，直刀曲刃和直刀直刃三类，工作示意图如图 2.4 所示
19、。图 2.4 滚刀式切碎机工作示意图1.饲草 2.上喂入辊 3.下喂入辊 4.定刀 5.切碎滚筒 6.动刀片2.1.3圆盘式切碎机圆盘式切碎器上安装有二、四或六片动刀片，这些刀片的刃线，都被安装在一个旋转平面上。按其旋转体的形式，可将它分为盘式、板式和架式三种。盘式切碎器常用在中小型切碎机上，适用于刀片数较少的情况。圆盘上装有两把凹曲线刃的动刀片，每把动刀片用三个螺栓固定，另用三个螺钉靠顶的方法调整刀片与底刃间的间隙，刀片间隙为 0.51mm，另有 6 片抛送叶片，固定在圆周上，借以将切碎段抛向高处。1）盘式切碎机图 2.5 是一种盘式切碎器的铸造圆盘及固定在上面的凹曲线刃刀片、抛送叶片。圆盘
20、用灰铸铁制成，转动惯量比较大，因此可兼有飞轮的作用。这种铸造圆盘式切碎器的刚度好，故可较好的保证在高速和受冲击的作用下变形效，刀片间隙可以调整的较小而不碰刀。潍坊学院本科毕业设计7图 2.5 盘式切碎机1.固定 2.螺栓 3.动刀片 4.圆盘 5.抛送叶片 6.间隙2）板式切碎机板式切碎器圆盘组装有 4 把直线刃刀片及其支架，4 片抛送叶片以及转轴都固定的安装在一块方形的钢板上。钢板也可以做成圆形的或多角形的，视需要而定。这种形式的圆盘刚度较差，但批量生产是制造简便，用在多到的大型切碎机上。3）架式切碎机架式切碎器有一个烛照或焊接的双翼刀架，刀架上铆有两片抛送叶片，各有 4 各螺栓固定了两把圆弧线刃刀片。刀片间隙的调整也是用调节螺钉。架式圆盘刚度尚好，但只使用于刀片数少的情况。由于刀片少，刀架质量不均匀，一次工作时不够平稳。多用在中小型切碎机上,如图 2.6 所示。图 2.6 架式切碎机a.刀架组装 b.刀片间隙的调整 c.圆弧刃刀片1.动刀片 2.抛送叶片 3.固定螺栓 4.固定调节螺钉 5.刀架 6.底刃板（定刀片）
