小型可移動式樹枝粉碎機關鍵部件的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源短缺的現(xiàn)實正逐步在世界發(fā)展的舞臺上浮現(xiàn)，霧霾等環(huán)境污染問題已對我們的健康生活造成威脅，溫室效應已成為全球關注的重點問題之一。在此背景之下，選擇開發(fā)和利用清潔可再生能源將成為發(fā)展的必然，生物質能源是可再生能源中的重點發(fā)展對象之一。然而，大部分林木原料早期都需要進行粉碎才能進行進一步的處理和開發(fā)利用，粉碎技術和設備在生物質利用轉化過程中起決定性的作用。因此，針對山地樹林、果園每年產(chǎn)生大量修剪樹枝和廢棄枝椏無法有效清理和利用，急需進行

2、現(xiàn)場粉碎以便及時運輸出來和方便利用，而山地地形和現(xiàn)實情況等原因限制了現(xiàn)有設備進入山地有效使用等問題，本文設計研制了一種小型可移動式樹枝粉碎機。根據(jù)設定的設計目標和技術路線，以及對木質材料的特性研究和對相關樹枝進行剪切試驗，研究、選擇并確定了整體設計方案，完成了對關鍵部件的詳細設計計算，并對其進行三維建模，對錘片、主軸等進行了有限元分析以及對轉子總成進行虛擬樣機動平衡分析，且成功加工組裝試驗樣機，做了相關粉碎試驗，確定了粉碎機的相關參數(shù)，

3、驗證了粉碎效果。
　　本文主要研究內容和結論如下:
　　1)本文研究的粉碎機粉碎對象為木質類材料，由此，結合現(xiàn)有木質類材料研究理論，研究分析了木質材料的相關組成成分及相關成分對材料特性的影響，并分析了木質材料的相關力學特性和對其造成影響的因素。此外，對柑橘樹枝和欒樹樹枝進行了力學剪切試驗，比較了兩種不同樹枝在不同含水率情況下的剪切強度，并進行了相關分析研究，了解了樹枝剪切強度相關變化趨勢，對粉碎機相關設計和計算提供了理論基礎

4、和現(xiàn)實依據(jù)。
　　2)通過對相關粉碎理論的研究，結合本課題樹枝粉碎機的可粉碎最大直徑為30mm樹枝、粉碎粒度可達到5mm以下、物料適應性好、適用于山地園林、果園等設計目標，研究并確定了本課題粉碎機總體設計方案:采用單通道喂料輥通過喂料口均勻連續(xù)喂料，樹枝進入粉碎室直接由錘片進行剪切，打擊和粉碎，不需要刀盤切削等前處理，樹枝經(jīng)過一次打擊剪切一次粉碎后變成木屑便出料，無需多次重復循環(huán)粉碎。并由此確定各個各部分的具體設計方案。
　

5、　3)結合整體設計方案的研究確定，對轉子總成、喂料裝置、粉碎室等關鍵部分進行詳細設計。對錘片等部件進行詳細研究設計和計算，確定了樹枝粉碎機關鍵部件各個零件的相關參數(shù)和尺寸并進行組裝配合。完成了單通道、厚錘片、非重復式粉碎的詳細、完整的樹枝粉碎機設計方案。
　　4)運用Pro/E軟件，對粉碎機關鍵部件進行了三維建模和虛擬裝配，對關鍵組成部分進行了動畫仿真和體積干涉分析，保證了設計的合理性;運用ANSYSWorkbench軟件對錘片進

6、行靜力學有限元分析證明了其設計滿足工作強度要求，以及對轉子主軸進行了模態(tài)分析，保證了該主軸設計在粉碎機在工作過程中不會發(fā)生共振現(xiàn)象;運用ADAMS軟件對轉子總成進行了動平衡分析，證明了本粉碎機設計的轉子總成在高速平穩(wěn)運行時處于動平衡狀態(tài)。
　　5)成功搭建了滿足試驗條件的試驗樣機平臺，通過相關樹枝粉碎試驗得出了本粉碎機最經(jīng)濟實用主軸轉速范圍為2050～2200r/min，并可確定為2100r/min。并通過在該主軸轉速下的驗證試驗