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玉米秸秆挤丝揉搓机的分析与设计

作　者: 苏宏煜
导　师: 张锋伟
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 玉米秸秆力学性能揉搓压扁挤丝锤片仿真
分类号: S817.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

研究玉米秸秆转换技术，将废弃的玉米秸秆资源转换为优质的玉米秸秆饲料，是保护生态环境，促进我国农牧业可持续发展的重要课题。本文在借鉴传统秸秆揉搓机设计思想的基础上，采用理论分析设计计算与虚拟样机等技术相结合的方法，设计了玉米秸秆挤丝揉搓机。本文主要研究了玉米秸秆的力学性能、玉米秸秆的揉搓机理、关键部件的选型设计计算、零部件的建模及重要机构的运动仿真和关键部件的有限元分析。本文的研究内容及成果如下：（1）以玉米秸秆为研究对象，对玉米秸秆进行了拉伸、压缩和剪切力学性能试验，得出了其载荷—位移曲线。利用数据处理软件得出了玉米秸秆的拉伸、压缩和剪切的弹性模量和强度等弹性参数。结果表明：拉伸时，弹性模量Ej≈5117.9～7800.5MPa，强度σj≈14.00～24.00MPa；压缩时，弹性模量Kg≈350.32～375.80MPa，强度σg≈6.85～8.55MPa；剪切时，弹性模量Gh≈14.06～29.48MPa，强度τh≈1.84～4.86MPa。（2）从运动学、空气动力学出发，对玉米秸秆的揉搓机理进行了分析，得出了揉搓质量和度电产量等参数受揉搓室内有无齿条、锤片数目、转子转速、玉米秸秆物料与内壁的摩擦系数和气流作用等几个因素的影响。（3）根据本文的研究目的，并结合现有设备的一些功能和特征，设计出了一款功耗低、经济适用的、集压扁挤丝和揉搓功能的玉米秸秆挤丝揉搓机。详细设计了机器的零部件，并对其进行了参数优化。玉米秸秆挤丝揉搓机主要技术参数为：配套动力，11kW；生产率，2t/h；整机质量，360kg，外形尺寸，2850×750×900mm。（4）采用三维建模软件，对玉米秸秆挤丝揉搓机的每一零部件进行了建模，并对关键机构进行了运动仿真；对关键部件锤片进行了有限元分析，为其结构优化设计和安全性验证提供数据支撑。

全文目录

摘要  2-3
SUMMARY  3-8
第一章绪论  8-17
  1.1 课题研究背景  8-11
  1.2 揉搓机的应用和研究现状  11-14
    1.2.1 国外揉搓机的应用和研究现状  11-12
    1.2.2 国内揉搓机的应用和研究现状  12-14
  1.3 课题研究的目的和意义  14-15
  1.4 课题研究的内容  15
  1.5 技术路线  15-17
第二章玉米秸秆的特性及力学性能试验研究  17-25
  2.1 玉米秸秆的物理、化学和力学特性  17-18
    2.1.1 玉米秸秆的物理、化学特性  17
    2.1.2 玉米秸秆的力学特性  17-18
  2.2 试验材料和仪器  18-19
    2.2.1 试验材料  18
    2.2.2 试验仪器  18-19
    2.2.3 试验方法  19
  2.3 玉米秸秆拉伸力学性能试验研究  19-21
    2.3.1 试件制作  19-20
    2.3.2 试验结果及分析  20-21
  2.4 玉米秸秆压缩力学性能试验研究  21-23
    2.4.1 试件制作  21-22
    2.4.2 试验结果及分析  22-23
  2.5 玉米秸秆剪切力学性能试验研究  23-24
    2.5.1 试件制作  23
    2.5.2 试验结果及分析  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章秸秆揉搓机揉搓过程力学分析  25-31
  3.1 揉搓机工作过程分析  25
  3.2 揉搓过程能量转化理论分析  25-27
  3.3 玉米秸秆在揉搓室内的运动分析  27-30
    3.3.1 揉搓室内的能量守恒分析  27-29
    3.3.2 玉米秸秆物料在揉搓室内的环流层作用力分析  29-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章玉米秸秆挤丝揉搓机零部件结构及总体设计  31-55
  4.1 设计基本思想  31
  4.2 确定总体方案  31-32
  4.3 玉米秸秆挤丝揉搓机主要参数设计计算  32-54
    4.3.1 玉米秸秆挤丝揉搓机喂入口设计  32-33
    4.3.2 玉米秸秆挤丝揉搓机压扁挤丝机构设计  33-37
    4.3.3 玉米秸秆挤丝揉搓机揉搓机构的设计  37-44
    4.3.4 玉米秸秆挤丝揉搓机传动系统设计  44-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章玉米秸秆挤丝揉搓机关键部件建模仿真  55-63
  5.1 设计基本思想  55-57
    5.1.1 SolidWorks 装配建模  55
    5.1.2 玉米秸秆挤丝揉搓机主要零部件建模及虚拟装配  55-57
  5.2 玉米秸秆挤丝揉搓机关键机构运动仿真  57-60
  5.3 玉米秸秆挤丝揉搓机关键部件有限元分析  60-62
    5.3.1 有限元法概述  60
    5.3.2 关键部件模型的构建  60
    5.3.3 利用 ANSYS 进行静力分析  60-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章结论与展望  63-65
  6.1 结论  63-64
  6.2 展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
作者简介  70-71
导师简介  71-72

玉米秸秆挤丝揉搓机的分析与设计

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