9R-28型揉碎機設計 【含7張CAD圖帶開題報告+文獻綜述】
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本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述院 （系）： 117-9R-28 型揉碎機設計 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 學 號: 年 月 日文獻綜述評價表畢業(yè)設計（論文）題目117-9R-28 型揉碎機設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構 01 文獻綜述結構完整、符合格式規(guī)范02能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結果03 文字通順、精練、可讀性和實用性強綜述內容04反映題目所在知識領域內的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理、新技術等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)范參考文獻06 圍繞所選畢業(yè)設計（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。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，在相當長的時期內我國的糧食供應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，我國作為農業(yè)大國秸稈資源十分豐富。根據(jù)資料統(tǒng)計，我國農作物秸稈總產量達 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，實行農牧業(yè)結合，形成節(jié)糧型的畜牧業(yè)結構顯得尤為必要。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).該機結構緊湊,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 揉碎機國內外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢2.1 國內揉碎機研究及產品現(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，與其相關研究比較少，主要有：中國農業(yè)大學的李媛根據(jù)力學原理對 9LRZ 一 80 型揉切機工作時秸稈物料的受力情況進行分析，并對整機結構和工作過程開展了理論分析。這為揉碎機的改進設計提供了一定的參考依據(jù)。中國農業(yè)大學的于海燕對 9RZ—60 型秸稈揉切機工作室進行改進設計，并總結了該機型的主要技術特征。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力分布的影響口們。為進一步改進揉切機的結構設計提供了理論基礎和開拓了設計思路。涂建平采用力學數(shù)學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。并在“均力免震假設"的基礎上，推導出常用刀片類型的結構參數(shù)優(yōu)化方程；利用計算機高級語言程序對優(yōu)化方程求解，得出了相應的刀片優(yōu)化排列方式 n 酊，為秸稈加工機械的設計提供了相關的理論依據(jù)。排列方式 n 酊，為秸稈加工機械的設計提供了相關的理論依據(jù)。農業(yè)大學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、、內蒙古等省、市、自治區(qū)的相關單位相繼開發(fā)和引進揉碎機并推廣使用。其代表機型如下：9R-40 型揉碎機由內蒙古農業(yè)大學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。其轉子轉速 2700r／min，轉子直徑 400ram，錘片末端線速度 55m／s，度電產量 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。其轉子轉速 2350r／min，轉子直徑 420mm，錘片末端線速度為 52m／s，度電產量為 80kg／kW·h(玉米秸稈)¨引。9RFQ-34 型揉絲粉碎機由遼寧省農業(yè)機械化研究所開發(fā)。其轉子轉速2698r／min，轉子直徑 340ram，錘片末端線速度 66m／s，度電產量115kg／kW·h(玉米秸稈)。9RSZ-540 型秸稈揉碎機由農科院農機化研究所和農業(yè)大學聯(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特性，先鍘切再揉碎，既提高了生產效率，又使加工后的飼草適口性、采食率有所提高。其轉子轉速 2500r／min，轉子直徑540mm，錘片末端線速度 69m／s，度電產量 136kg／kW·h(玉米秸稈)。93RJ—40 型揉搓機由黑龍江八一農墾大學研制。其轉子轉速 2800r／min，轉子直徑 400mm，錘片末端線速度為 59m／s，度電產量為 130kg／kW·h(玉米秸稈)拉¨。9RC-400 型飼草揉搓機由山西省長治市農機研究所開發(fā)。其轉子轉速 1900r／min，轉子直徑 400mm，錘片末端線速度 40m／s，度電產量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。其轉子轉速 2980r／min，轉子直徑 600mm，錘片末端線速度 78m／s，度電產量 120kg／kW·h(玉米秸稈)。9RC-430 型揉碎機由遼寧省鞍山市農機技術推廣中心研發(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。其轉子轉速 2760r／min，轉子直徑 430mm，錘片末端線速度 62m／s，度電產量54kg／kW．h(玉米秸稈)。值得一提的是河南農業(yè)大學研制的 RC-11 型高效秸稈揉搓機，該機項目屬于國家 863 計劃項目(2001AA514010)。其主要設計指標如下：生產率為3000kg／d/時，轉子轉速 1777r／min，轉子直徑 430mm，錘片末端線速度40m／s，1 度電產量為 270kg／kW·h(秸稈)。該機的度電產量高出其他同類機型一倍左右。從結構上看，當前國內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，其代表機型為農科院農機化研究所和農業(yè)大學聯(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成了第三種形式，該機型屬于揉搓型揉碎機，代表機型為內蒙古農業(yè)大學的 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，目前國內揉碎機的錘片末端線速度大體為 40～60m／s，度電產量為 80--136kg／kW·h(玉米秸桿)，轉子直徑為 340--600mm，轉子轉速為1800--2960r／min。2.2 國外揉碎機現(xiàn)狀德國學者 0．Dogheyrt 等對小麥秸稈的力學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、外徑的關系用線性回歸模型式表示出來，并指出這些關系式反映出莖稈在彈性范圍內的力學特性。另外，試驗中對影響秸稈力學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，建立了刀片在旋轉運動情況下對切割力響應的數(shù)學模型，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，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、模塊化設計的大型加工機具。以法國庫恩(KUHN)公司生產的 Euromix 系列飼草揉碎機為例，該系列機型共有 4 大類、19 種型號的產品。產品有立式、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，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)不同種類的牲畜設定相應的飼料配方，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外的國情差異所造成的，國外牧草種植產業(yè)發(fā)達，牧草產量高、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)千億斤農作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經發(fā)展成為國民經濟中不可缺少的重要基礎產業(yè)。秸稈是一種潛在的粗飼料資源，其干物質組成中高達 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、木質素為主要成分。對反芻動物來說，其腸道內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％的能量及體內合成蛋白質。由此可見，秸稈類粗飼料在反芻家畜的飼料中占有相當重要的地位。然而，秸稈類粗飼料質地粗硬、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、生物、物理和復合處理等。其中應用最多的是物理處理方法，并以機械加工為主。秸稈經切斷、粉碎、絲化后，加大了反芻動物瘤胃內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區(qū)現(xiàn)有的秸稈資源，把秸稈資源轉化為商品為農區(qū)帶來了一定的經濟效益。內蒙古農業(yè)大學研制的 9R一 28 型揉碎機是一款具有獨立知識產權的產品，在內蒙古自治區(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。參 考 文 獻[1] 濮良貴，紀名剛．機械設計［M］ ．北京：高等教育出版社，2006：62-116.[2] 金清肅．機械設計課程設計［M］ ．華中科技大學出版社，2007：39-71．[3] 胡繼強．食品機械與設備［M］ ．中國輕工業(yè)出版社，1998：10-22．[4] 鄭水林，祖占良．中國超細粉碎技術與設備現(xiàn)狀［J］ ．中國非金屬礦工業(yè)導 1995， （5）：17．[5] 崔建云．食品加工機械與設備［M］. 中國輕工業(yè)出版社，2004：15-25．[6] 但永紅，何小于．飼料粉碎機錘片熱處理工藝的進展［M］ ．機械工程材料，1994：8-12．[7] 楊華明，王淀佐．超細粉碎技術的進展［J］ ．金屬礦山，1998（9）：20．[8] 趙大興．工程制圖[M]．北京：高等教育出版社，2004：198-217．[9].孫成林，郭惠蘭.中國超細粉碎設備現(xiàn)狀及其問題[J].金屬礦山，2000， （4）：44-50[10].楊國全，井云英，張恒全.粉狀物料振動篩選機[J].哈爾濱：林業(yè)機械與木工設備，2005， （8）：33-36[11].張金海.篩選機的設計[J].湖北：湖北工學院學報，2003， （2）：89-90[12].王杰,李方信,肖素梅.機械制造工程學[M].北京:北京郵電大學出版社，2004[13].邱宣懷.機械設計[M].北京:高等教育出版社，1997[14].廖念釗等.互換性與技術測量[M].北京:中國計量出版社，2000[15].方昆凡.公差與配合使用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006[16].J.Y. 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