小型可移動式樹枝粉碎機關(guān)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(yīng)已成為全球關(guān)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(zhì)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(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(shè)備進入山地有效使用等問題，本文設(shè)計研制了一種小型可移動式樹枝粉碎機。根據(jù)設(shè)定的設(shè)計目標和技術(shù)路線，以及對木質(zhì)材料的特性研究和對相關(guān)樹枝進行剪切試驗，研究、選擇并確定了整體設(shè)計方案，完成了對關(guān)鍵部件的詳細設(shè)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(zhuǎn)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(guān)粉碎試驗，確定了粉碎機的相關(guān)參數(shù)，

3、驗證了粉碎效果。
　　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行了力學(xué)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(guān)分析研究，了解了樹枝剪切強度相關(guān)變化趨勢，對粉碎機相關(guān)設(shè)計和計算提供了理論基礎(chǔ)

4、和現(xiàn)實依據(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(yīng)性好、適用于山地園林、果園等設(shè)計目標，研究并確定了本課題粉碎機總體設(shè)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(fù)循環(huán)粉碎。并由此確定各個各部分的具體設(shè)計方案。
　

5、　3)結(jié)合整體設(shè)計方案的研究確定，對轉(zhuǎn)子總成、喂料裝置、粉碎室等關(guān)鍵部分進行詳細設(shè)計。對錘片等部件進行詳細研究設(shè)計和計算，確定了樹枝粉碎機關(guān)鍵部件各個零件的相關(guān)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(fù)式粉碎的詳細、完整的樹枝粉碎機設(shè)計方案。
　　4)運用Pro/E軟件，對粉碎機關(guān)鍵部件進行了三維建模和虛擬裝配，對關(guān)鍵組成部分進行了動畫仿真和體積干涉分析，保證了設(shè)計的合理性;運用ANSYSWorkbench軟件對錘片進

6、行靜力學(xué)有限元分析證明了其設(shè)計滿足工作強度要求，以及對轉(zhuǎn)子主軸進行了模態(tài)分析，保證了該主軸設(shè)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(zhuǎn)子總成進行了動平衡分析，證明了本粉碎機設(shè)計的轉(zhuǎn)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(guān)樹枝粉碎試驗得出了本粉碎機最經(jīng)濟實用主軸轉(zhuǎn)速范圍為2050～2200r/min，并可確定為2100r/min。并通過在該主軸轉(zhuǎn)速下的驗證試驗