稻麦秸秆铡撕机的设计研究

【摘要】： 农作物秸秆是重要的生物质能源,又是丰富的资源,适当预处理后作为沼气的发酵原料,可以产生很高的能源和环保效益。其中,利用机械对秸秆原料进行物理预处理,是后续化学或者生物预处理的基础,可以促进秸秆产沼气潜能的发挥,并提高产气速率。 在试验测定稻草秸秆的物理力学特性的基础上,根据户用秸秆沼气技术的工艺要求,设计并制造了一种以稻草和麦秸为主要处理对象的新型稻麦秸秆铡撕机,结构紧凑,长0.62m、宽0.4m、高0.83m,额定功率3kW,生产率约400kg/h,操作安全、运行可靠。该机具将铡切和撕裂破节两种功能有效整合,秸秆物料先被铡切成长度均匀的碎段,进而被撕裂破节,为秸秆的沼气利用提供技术支持,对合理利用秸秆资源、缓解目前农村户用沼气池的畜禽粪便原料短缺问题有重要意义。 利用万能材料试验机开展稻草秸秆的物理力学特性试验,测得容重和含水率分别为69kg/m~3和11.39%左右稻草秸秆纵向不同节间的弹性模量和抗拉强度,为机具性能指标和运动参数的确定和分析提供参考。 利用计算机辅助的现代设计方法,将稻麦秸秆铡撕机的工作部件分为喂料、铡切、撕裂三大装置,对直刃斜装滚筒式切碎器、压紧调节机构和基于纵向锯切搓擦原理的撕裂器等主要零部件进行了理论分析和结构设计。三维虚拟装配和干涉检查合格后,绘制装配图和零件图,完成样机的制造,并开展性能试验。 通过正交试验,优化了喂料装置的结构配置。物料含水率对铡撕机工作效果影响的单因素试验结果表明,机具物料适应性强,被加工稻草秸秆的含水率在20%左右时,铡撕机具有最佳工作性能。 【关键词】：稻草 铡撕机 力学特性 设计 性能试验
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S226.8
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-19
• 1.2.1 秸秆沼气的原料预处理研究现状10-12
• 1.2.2 户用秸秆沼气的工艺研究进展12-14
• 1.2.3 秸秆饲料加工机械的研究现状14-17
• 1.2.4 秸秆物理力学特性的研究进展17-19
• 1.3 研究内容19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第2章 稻草物理力学特性试验21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 材料和方法21-25
• 2.2.1 试验材料21-22
• 2.2.2 试验仪器22-23
• 2.2.3 指标和方法23-25
• 2.3 结果与分析25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 稻麦秸秆铡撕机的设计分析28-44
• 3.1 设计方法的选择28-29
• 3.2 总体方案设计29-31
• 3.2.1 设计要求29
• 3.2.2 主要性能指标29
• 3.2.3 基本工艺流程29
• 3.2.4 总体结构设计29-31
• 3.3 关键部件的设计分析31-42
• 3.3.1 切碎器型式的选择31-32
• 3.3.2 切削原理与工作过程分析32-33
• 3.3.3 切碎器相关参数的分析33-39
• 3.3.4 切碎器的参数设计39-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 稻麦秸秆铡撕机主要零部件的设计44-60
• 4.1 传动系统的设计44-49
• 4.1.1 确定传动方案44-45
• 4.1.2 动力的选择与分配45
• 4.1.3 V带传动的设计45-47
• 4.1.4 齿轮传动的设计47-49
• 4.2 喂料装置的设计49-53
• 4.2.1 设计思路49
• 4.2.2 喂料辊的设计49-52
• 4.2.3 轴承座总成的设计52
• 4.2.4 喂料装置的结构52-53
• 4.3 铡切装置的设计53-55
• 4.3.1 设计思路53
• 4.3.2 切刀轴的设计53-54
• 4.3.3 铡切装置的结构54-55
• 4.4 撕裂装置的设计55-58
• 4.4.1 设计思路55
• 4.4.2 撕裂器型式的选择55-56
• 4.4.3 撕刀轴设计56-57
• 4.4.4 撕裂装置的结构57-58
• 4.5 机架和防护壳体的设计58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 稻麦秸秆铡撕机的性能试验60-67
• 5.1 引言60
• 5.2 试验器材与指标60-61
• 5.2.1 试验设备60-61
• 5.2.2 试验材料61
• 5.2.3 性能评价指标61
• 5.3 喂料装置的性能试验61-64
• 5.3.1 方法与指标61-62
• 5.3.2 结果与分析62-64
• 5.4 物料含水率对铡撕机工作效果的影响试验64-66
• 5.4.1 方法与指标64
• 5.4.2 结果与分析64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第6章 结论与建议67-69
• 6.1 主要研究内容与结论67-68
• 6.2 不足与建议68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-76
• 附录76

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