小型可移動式樹枝粉碎機(jī)關(guān)鍵部件的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源短缺的現(xiàn)實(shí)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(yīng)已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)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(zhì)能源是可再生能源中的重點(diǎn)發(fā)展對象之一。然而，大部分林木原料早期都需要進(jìn)行粉碎才能進(jìn)行進(jìn)一步的處理和開發(fā)利用，粉碎技術(shù)和設(shè)備在生物質(zhì)利用轉(zhuǎn)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(jìn)行

2、現(xiàn)場粉碎以便及時運(yùn)輸出來和方便利用，而山地地形和現(xiàn)實(shí)情況等原因限制了現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)入山地有效使用等問題，本文設(shè)計(jì)研制了一種小型可移動式樹枝粉碎機(jī)。根據(jù)設(shè)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)路線，以及對木質(zhì)材料的特性研究和對相關(guān)樹枝進(jìn)行剪切試驗(yàn)，研究、選擇并確定了整體設(shè)計(jì)方案，完成了對關(guān)鍵部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，并對其進(jìn)行三維建模，對錘片、主軸等進(jìn)行了有限元分析以及對轉(zhuǎn)子總成進(jìn)行虛擬樣機(jī)動平衡分析，且成功加工組裝試驗(yàn)樣機(jī)，做了相關(guān)粉碎試驗(yàn)，確定了粉碎機(jī)的相關(guān)參數(shù)，

3、驗(yàn)證了粉碎效果。
　　本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1)本文研究的粉碎機(jī)粉碎對象為木質(zhì)類材料，由此，結(jié)合現(xiàn)有木質(zhì)類材料研究理論，研究分析了木質(zhì)材料的相關(guān)組成成分及相關(guān)成分對材料特性的影響，并分析了木質(zhì)材料的相關(guān)力學(xué)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(jìn)行了力學(xué)剪切試驗(yàn)，比較了兩種不同樹枝在不同含水率情況下的剪切強(qiáng)度，并進(jìn)行了相關(guān)分析研究，了解了樹枝剪切強(qiáng)度相關(guān)變化趨勢，對粉碎機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)和計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)

4、和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。
　　2)通過對相關(guān)粉碎理論的研究，結(jié)合本課題樹枝粉碎機(jī)的可粉碎最大直徑為30mm樹枝、粉碎粒度可達(dá)到5mm以下、物料適應(yīng)性好、適用于山地園林、果園等設(shè)計(jì)目標(biāo)，研究并確定了本課題粉碎機(jī)總體設(shè)計(jì)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(jìn)入粉碎室直接由錘片進(jìn)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(fù)循環(huán)粉碎。并由此確定各個各部分的具體設(shè)計(jì)方案。
　

5、　3)結(jié)合整體設(shè)計(jì)方案的研究確定，對轉(zhuǎn)子總成、喂料裝置、粉碎室等關(guān)鍵部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。對錘片等部件進(jìn)行詳細(xì)研究設(shè)計(jì)和計(jì)算，確定了樹枝粉碎機(jī)關(guān)鍵部件各個零件的相關(guān)參數(shù)和尺寸并進(jìn)行組裝配合。完成了單通道、厚錘片、非重復(fù)式粉碎的詳細(xì)、完整的樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)方案。
　　4)運(yùn)用Pro/E軟件，對粉碎機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行了三維建模和虛擬裝配，對關(guān)鍵組成部分進(jìn)行了動畫仿真和體積干涉分析，保證了設(shè)計(jì)的合理性;運(yùn)用ANSYSWorkbench軟件對錘片進(jìn)

6、行靜力學(xué)有限元分析證明了其設(shè)計(jì)滿足工作強(qiáng)度要求，以及對轉(zhuǎn)子主軸進(jìn)行了模態(tài)分析，保證了該主軸設(shè)計(jì)在粉碎機(jī)在工作過程中不會發(fā)生共振現(xiàn)象;運(yùn)用ADAMS軟件對轉(zhuǎn)子總成進(jìn)行了動平衡分析，證明了本粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子總成在高速平穩(wěn)運(yùn)行時處于動平衡狀態(tài)。
　　5)成功搭建了滿足試驗(yàn)條件的試驗(yàn)樣機(jī)平臺，通過相關(guān)樹枝粉碎試驗(yàn)得出了本粉碎機(jī)最經(jīng)濟(jì)實(shí)用主軸轉(zhuǎn)速范圍為2050～2200r/min，并可確定為2100r/min。并通過在該主軸轉(zhuǎn)速下的驗(yàn)證試驗(yàn)