秸秆压块机的设计Word文件下载.docx

1、I went through a lot of design at the beginning of the research literature biomass compression molding technology , for an overview of the development and research status at home and abroad . Reference and analyze the advantages and disadvantages of biomass compression molding equipment , the force

2、of the die roll analysis using a simplified mechanical model based on the calculation of the extrusion pressure , spindle torque and power , the main technical parameters such as production capacity , so as straw briquetting machine design and laid in a solid foundation. The design for the productio

3、n of straw block machines, agricultural machinery and build low consumption, low emission and efficient played a role in boosting.Keywords : low carbon agriculture , straw briquetting machine , biomass compression molding technology, extrusion pressure摘要 I ABSTRACT II第 1 章 绪论 3. .1.1秸秆压块机概述 31.1.1秸秆

4、压块机的工作原理 31.1.2秸秆压块机的工作性能 31.1.3秸秆压块机的工艺流程 41.2秸秆压块机分类及性能比较 41.3生物质压缩成型技术的发展历史及研究现状 51.3.1国外发展历史及研究现状 51.3.2国内发展历史及研究现状 61.4秸杆燃料概述 61.5本课题研究的目的与意义 7第 2 章 秸秆压块机的总体方案及传动装置设计 8.2.1秸秆压块机总体方案的确定 82.2秸秆压块机传动装置的总体设计 8第 3 章 秸秆压块机动力参数的设计及传动比分配 9.3.1电机的选择及确定 93.2传动比的计算及分配 113.2.1传动比的计算 113.2.2传动比的分配 11第 4 章 秸

5、秆压块机主要零部件的设计及校核 1.34.1V 带传动的设计及校核 134.2锥齿轮传动的设计及校核 154.3主轴的设计及校核 174.3.1轴的材料的选择 174.3.2轴的最小直径和长度的估算 174.3.3结构设计的合理性检验 184.3.4确定轴的各段直径和长度 184.3.5轴的受力简图 184.3.6按弯扭合成应力校核轴的强度 194.4平模的设计 204.5压辊的设计 20第 5 章 结论 2.2.致谢 2.3.参考文献 2.4.第 1章 绪论1.1秸秆压块机概述把秸秆等植物原料粉碎压制成效率高、环保燃料或饲料的设备叫做秸秆压块机。它生产制造出来的成品是用来做饲料或者燃料的。通

6、过社会实践和在实践中不断的 改良，现在这款机器功能等各方面都很完善了。它的优点是自动化程度高、生产的 量比较高、价格低、节能、使用方便、环保。因此它可很大范围的运用在各种农作 物秸秆和小树枝等植物原料。秸秆压块机自动化程度高、出产高、价值低、节能、 使用简单。比方说，在没有电力设备的情况下，可以使用柴油机来代替。1.1.1秸秆压块机的工作原理秸秆压块机由以下几个部分组成，分别是上料输送机、压缩机及出料机。压缩 机由机架、电动机、进料口、传动系统、压辊、环模、电加热环、出料口等部分组 成。工作原则：准备切割或研磨丝稻草或草，切到 50mm或者更小的长度，被控制的 水分含量在 10? 25的范围内

7、的材料后在传送带上的入口，通过该主轴的旋转，通 过压辊轮驱动，压辊，从模具孔中成块的挤出，并被迫从出口，等到凉爽以后，直图 1-1 秸秆压块机的工作原理图1.1.2秸秆压块机的工作性能秸秆压块机对被加工的植物的选择面比较广 : 对加工的物质原料的压缩成型适 应性比较大，它的长度区间在于粉状和 50mm，含水量在三成以下，秸秆压块机都能 将物料加工出来。秸秆压块机压轮自动调节功能：利用推力轴承双向旋转的原理自动调节压力角 度，使物料不挤团、不闷机，保证出料成型的稳定。它的使用比较简单：自动化程度很高，不需要太多的人工，可以人工上料，也 可以机器上料。1.1.3秸秆压块机的工艺流程 工艺过程：粉碎

8、干燥（水分少压块机内容需要在选举的类型没有干燥）输送压制成型成型入库。秸秆压块机的入口，该材料被压入一个块从模具返回之 后进行冷却，装袋包装秸秆压块机，是根据谷物秸秆，树枝，草等生物质材料挤压 成的专用设备的块。茎生物质压块成型，要先用铡草机或揉搓机将其粉碎成长度在 2030 毫米，原材料必须适度含水率，粉碎的物料，然后将长度在压块机加工，挤压 成块， 32 32-80 毫米的块的横截面，长度不一样，便于运输，堆积密度为 0.6 至1.0 克/ 立方厘米，方便保存。1.2秸秆压块机分类及性能比较秸秆压块机设计结构都来源于颗粒机。在国内秸秆压块机有三大类：机械式， 液压式，旋转压弯式。机械式：挤

9、压喷嘴压辊压球机和冲床冲压压块， 压块尺寸直径从 30mm到80毫米， 尤其是在密度为 0.8? 1.3每立方米。济南冲床冲压压块机采用高速高频率的高冲击， 高转速约为每分钟 300次。取决于秸秆的密度， 每小时生产约 0.8至1.2吨，直径为 70mm 或80mm， 1? 1.25 G/CM3的密度。秸秆棒形状多种多样，有圆形，方形，六边形， 什么都可以，并在该中心还可以穿孔。还以根据要求定做。液压式：很多都是尺寸比较大的，小一点的尺寸也在 40cm20cm20cm左右， 密度区间在 0.4到 0.7。液压压花机是通过使用液压缸的驱动，使活塞冲压模量。活塞 冲压成型机通常不用电加热，形成密度

10、较低，容易丢失的产品，用螺杆挤压出的产 品相比，显著提高成型品一个严重的问题，就是成型的零件磨损很厉害，但有一个 大的振动载荷，使机器的稳定性差，油污染是响亮，更严重旋转压弯式：特别是对于碳棒的制造加工，这些产品中有一部分中间有孔。在 压辊挤压模具分为三种类型：环模式、平模式和环平式。螺杆挤压机用螺杆挤出产 品，通过外部加热，以保持从 150模具温度为 300木质素和纤维素，软挤压生物质 成型。为了避免在模制材料模块水分和破解 “辐射”的现象，材料的湿度控制在 8-12， 其中成型材料的成型压力的大小和所要求的典型堆积密度 4900? 12740Pa之间，通常 为直径 5060mm的空心燃料棒

11、旋转压弯式又分为：单个压轮旋转压弯式压块机和多个旋转压弯式压块机，旋 转压弯式压块机的模具正常情况下是工字型模块排列成圆形，方形模孔大多可据客 户要求订做。平模压块机都是站立的，主要的是在圆盘上开出多个圆孔，两个至四个的压辊 都存在。旋转压弯式其实就是旋转压弯式压块机的轴垂直于地平线，其他具有相同 环形砌块机。模具生产批量印刷胶辊挤一小横截面通常约为 30mm* 30MM 。表 1-1 设备性能比较技术原料要求 发展现状 主要优缺点 发展趋势类型1.3生物质压缩成型技术的发展历史及研究现状1.3.1国外发展历史及研究现状 在上世纪三十年代，螺旋式成型机在美国已经有科学家开始研究压缩成型燃料 技

12、术，并且将这些研究投入到开发生产中去。上世纪七十年代，生物质颗粒燃烧装 置被研究出来了。二十世纪七十年代后期，因为能源的紧张，导致原油的价格不断 的上升，欧洲很多国家在面对这种现状，越来越开始重视研究压缩成型燃料技术。 现今，亚洲的日本，欧美一些国家，此项设备的研究已经很成熟，基本定型，在实 际的生产中也形成了很有规模的产业化，在一些领域已经得到广泛的运用，比如在 加热、供暖、干燥、发电等。亚洲国家除了日本有成熟的技术以外，别的国家也陆续开始了研究，如泰国， 印度，菲律宾等，从上世纪八十年代开始，通过自己的研究，生产加工成了加粘结 剂和不加粘结剂的生物质压缩成型机。1.3.2国内发展历史及研究

13、现状 上世纪八十年代起，我们国家从国外引进了生物质压缩成型机，并且开始研究此项技术。在 “七五”期间，南京林化所开始了对生物质压缩成型机的开发和研究； 我国第一台 ZT-63型生物质压缩成型机由湖南省衡阳市粮食机械厂于 1985年研发生 产；江苏省连云港东海粮食机械厂于 1986年引进了一台 OBM-88棒状燃料成型机； 2002 年中南林学院也研制了相应设备。经过这些年的研发，我们国家关于成型机的研究 和在生产中的应用，已经有了很大程度的提升，关键体现在螺旋挤压成型机上，不 过，即使是这样，仍然有不少的问题存在，比如轴的磨损很严重，使用寿命较短， 耗电量大，故而，我们对于这项技术的研究还有待

14、提高。1.4秸杆燃料概述一、秸秆燃料的概况： 农作物的玉米杆、麦草等固体废弃物称为秸秆燃料，通过不断的压制、加大密 度、成型，进而成为小棒状固体颗粒燃料等，通过压制，成为现代化的清洁燃料， 它同时是而且新兴专用生物质，可直接使用，而不是传统的煤上的城市的传统煤锅 炉。二、秸秆燃料的特点： 通过压制后成型的物料，它的挥发性好，比较容易析出，燃料的活性好，燃点 低，灰又比较少，易着，在燃料上比较节约，很大的降低了成本。压制以后出来的 燃料体积比较小，所占比重比较大，燃烧的时间长，存储和运输都比较方便，它的 体积是原来的三十分之一，相当于同样质量的十五倍左右，密度区间 0.9-1.4g/cm3 ，

15、热值区间在 3500-5500大卡，特别容易挥发的燃料。三、秸秆燃料的应用范围：秸秆燃料广泛的运用于城市中的采暖，供热，也运用于宾馆，饭店等行业，它 可以被用来替代木柴、原煤、液化气等。面对现在越来越高的环境要求，我们使用 燃煤锅炉不符合现在的趋势，在这种情况下，只能采用燃油锅炉，但是现在油价飞 涨，采用燃油的方式，成本高出秸秆燃料很多，所以在行业上面造成了很大的压力。1.5本课题研究的目的与意义在现在的生产中，农业和林业在每年都会有大量的剩余物产生。比如，收割以 后，农田内的秸秆，产品加工后剩下的壳等，林业生产过程中留下的树枝、树叶等。 以上我们提到的这些东西，分散的分布在较大面积的范围内，

16、堆积又比较分散，如 果我们想收集起来运输，或者储存，就比较麻烦。为解决这些状况，提出了生物质固体成型燃料技术，能很好的解决上面提到的 问题，能够集中进行运输和存储，在燃烧的时候，燃烧时间比较长，提高了燃料的 利用率。所谓生物质固体成型燃料技术，就是在特定的温度和压力下，运用木质素 充当粘合剂，将松散的秸秆、树枝和木屑等农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状 的成型燃料。中国的生物质资源非常的多，但作为新能源，容重比较低生物质能资源，具有 能量密度低，体积小和分散不方便储存等缺陷，已经严重阻碍了生物质大规模应用。 因此，高品质的转换技术的研究已成为生物量的生物质利用的焦点。近年来，创新 和改进生物质

17、压花技术，为高效利用农业和林业废弃物，秸秆等植物的开发重新提 供了一种方法。第 2 章 秸秆压块机的总体方案及传动装置设计2.1秸秆压块机总体方案的确定上料输送机、压缩机及出料机等部分组成一台完整秸秆压块机。而机架、电动 机、进料口、传动系统、压辊、环模、电加热环、出料口等部分组成了压缩机。它 的工作原理是：切割或研磨丝稻草或草铡在 50mm或更小的长度，控制的水分含量在 10? 25的范围内，将材料送到传送带上的入口，通过该主轴的旋转，通过在压辊 由转动驱动，并且此压力辊的自己的旋转，从模具块孔中材料被成块状的挤出来。总体方案：电动机拉动带传动，带传动拉动减速机构传动，放慢机构带动主光 轴旋

18、转，之后经过主光轴来拉动压辊转动。本方案的特点：结构简单，维修方便。 压辊与模具间径向间隙调节方便。2.2秸秆压块机传动装置的总体设计由于本文设计的秸秆压块机承载能力和速度不是很大，故不需要另外采用减速 器做减速传动，按照工作要求和条件。3 种传动方案如下图所示：其中： a为带传动和直齿轮传动； b为直齿轮传动； c 直齿轮传动和斜齿轮传动。 因为此次冲压的轴受力不大，综合考虑，所以经过比较确定方案（ a）为最终方 案，但需要改善的是我们在本文中采用锥齿轮传动。第 3 章 秸秆压块机动力参数的设计及传动比分配3.1 电机的选择及确定结合本论文的设计要求并查资料，压块和起重用调速变频三相异步电动

19、机是无 极变速电动机的主要类型。具体特点和应用如下：表 3-1名称特点和应用场合YTSZ 冶 炼 及起重运用 变速改变速 度三相异步 电动机起重、冶炼改变速度变速三相异步机是以改变速度变速异 步电机为首要条件， 根据其相关特性而开发出来的成品。 开发 的过程中结合了直流电机、 交流电梯电机优点并对调速交流变 速的分析结果，磁筹划、构成筹划、绝离电源筹划既要综合对 变频供电和宽范围调速的匹配性能， 又要展现上述二者异步电 机过载能力大、强度强之优点。与调速变频很好的相匹配，主 要用于采调速变频、周期运行、起动频繁和场合的制动。电机 相关要求应该和 GB755标准的规定一直， IEC72 是安装尺

20、寸的 标准。YCT电磁调 速三相异步 电动机该电机是机械工业相关部门统筹设计的 Y 性三相异步电 机的生成系列之一。 改变速度电磁发电机由 Y 系列电机的电磁 改变速度发电机、转差离和器、操控器 3 块组成，主要使用在 负载为恒转距的地方， 另外尤其在例如风机和离心式水泵的负 载为递减转矩当中采用、 有显著地节约功效。 另外本栏涉及到 的电机可以在一定的范围内调速，而且均匀不间断无级调速。 而且输出转矩是额定的。 三项异步电机在运行中可通过控制器 自动调节离合器的励磁电流控制速度负反馈系统， 使转速的输 出恒定，前提是拥有变动的负载转矩。 该产品的电机在设计使 用的过程中其技术条件全国唯一，

21、另外安装的外形尺寸， 电机 的拖动及一般可能容易坏的零件在全国范围内是统一的并且 满足互换性的技术要求。 YCT系列电机的特点：1、无失控区2、调速范围广，速度调节平3、转动时候的速度变化率相对较小，同时具备负反馈调 节系统对速度，4、起动力矩大，起动平衡5、结构简单、可靠、使用维护方便 6、操控的电机功率不大，能够完成使用范围内的多方式 操控该调速电磁三项异步电机， 还可以用在流水线的油漆， 传 输带在流水线上的装配，染印机、注塑模采用机、泵、印刷厂 里面采用的印刷机、回转炉等等，应用较多在此不一一例举。YVP变频调 速三相异步 电动机不能电机是出现不久的一种高效率、 电源为交流、 节约能

22、源的一种调速三相异步电机，设计和制造是为了满足变频调 速，是机械设计及其自动化过程中的可节能可无极变速的新产 品。跟其他改变速度的方法相比较， 变速调速的系统所具备的 的特点：1、效率高、节能显著；2、无极调速能在 5HZ到 100HZ之间并且变速相对平稳；3、负载冲击不大如果起动时是低频；4、容积不大、分量轻便、设置大小和 Y 系列基本一样； 5、起加起动设备；6、适合的领域较多， 电流不大不用附一定的转矩运行 （小 于 50HZ以下），恒定功率工作（ 50HZ 以上）；7、相比调速电磁三相电机操作简单，安全靠得住，维修 保养不难。该电机是当今社会调速交流方案中相对最先进的系统之 一，还可以

23、保证电机低、高速运行并且时间还比较长。在主轴 传动中的机床、冶金、塑胶、纺织等制造方面得到广泛的应用。 当然了节能调速在恒定功率调速等地方也适用。电动机功率计算：MnT9550式中： T为效率，单位 kw、M为主光轴扭矩， Nm为单位、 n 为主光轴的转动的速 度，rpm 为单位。为算出挤压力和主光轴扭矩，最初定下以下规划底数：辊轮直径 R=185m，m宽度 W=31m，m辊轮公转半径 L=206mm H 0 H 0.68mm ，间隙 H=0.15mm。根据研究，取 N 0=45MPa， =0.2 根据公式得到：1Px N0 R W 21 （ cos 0 sin 0） 10940.52 N10

24、Py N0 R W 2 1 （1 cos 0 sin 0） 54782.78N 0M Px L 2253.64Nm通过计算得知，主轴旋转所需的能量主要由电机输出的能量供给，还有一部分的能量用于辊轮对物料的挤压以及与物料之间的摩擦。主光轴的效率为 21KW，因而我们采用三相笼型异步电机， 型号为 Y200L - 4 ，380V 的电压，30kw的功率，980r/min 的转速。3.2传动比的计算及分配3.2.1 传动比的计算初步设计的主轴转速为 89r / min ，又因为电机转速为 980r/min故总传动比 i n电机 n = 980 89 =113.2.2 传动比的分配就如何分配传动比的问

25、题应满足一下 5 点：1、在一定合理范围内不应该超出允许的峰值，同时还要根据传动的工作特性， 最终达到紧凑的结构。2、客观靠谱的构造设计，同时还要满足拉动件拥有合理的大小。3、最大限度的保证传动结构紧凑、外廓尺寸合理、重量较轻。4、最大限度的使各个大牙轮拥有客观的浸油深浅。在设计减速器的过程中，以 防止为了保证牙轮都能占到油而使某级大齿轮浸油过度而行成损失。应当最大限度的使得牙轮分度圆直径相当或接近5、我们设计的终极目标是传动件间不会干涉碰撞。 在本文中，两级减速传动。因为模板辊板和轧辊间隙是很小的，如果硬物，如 螺钉，铁等在模板中下降，这将是一个大的挤出压力和转矩，从而导致发动机的负 荷，使

26、原来的轧辊表面的损害。为了缓解这样的第一阶段选择 V 型皮带减速传动， 三角带打滑超大负荷的影响。传动比 i1 1.75 。因为电机为水平格局，而主光轴为垂直方位，所以第二级采用圆锥齿轮减速传 动，传动比 i2 6.33 。第 4 章 秸秆压块机主要零部件的设计及校核4.1 V 带传动的设计及校核1、确定计算功率 Pca=K AP P转送的测定效率（即电机的测定效率） ，单位 kw K A 工作情况系数， 根据实际情况，选定 KA 1.2 所以， Pca 30* 1.2kw 36kw2、选择带型依据算计效率 Pca和小带轮的转动速度，选定普通 V带 C型3、确定带轮基准直径 D1和 D2依据 V 带种类和最小标准直径 Dmin ，选定 D1=120mm计算 V带的进度， V=12.82m/s，V Vmax 25 - 30m/s ，满