木材粉碎机开题报告

吉林建筑大学毕业设计

开题报告

毕业设计题目 木材粉碎机工作装置设计 学院 学号 姓名 一、设计选题的目的和意义

城市园林绿化过程中每年产生大量的废弃树枝，国内传统的主要处理方法是将废弃树枝进行焚烧或填埋。这样做浪费资源且污染环境，由于修剪下来的树枝形状各异、大小不一、粗细不均、枝桠蓬松等问题。在收集整理时遇到了难以经济运输的问题。高成本的运输问题就限制了我国木材粉碎设备的发展。因此，研究和开发出一种能将城市街道园林修剪下来的树枝进行就地粉碎的移动式木材粉碎机具有重要的现实意义和重要经济意义。

将废弃树枝进行就地粉碎处理，不仅可以节省运输成本，减少树枝堆积用地，净化环境，破碎的木片均可再生利用既可以作为林带地面覆盖物，也可以制成有机肥，也可以制成各种燃料，能变废为宝成为再生能源。对提高废弃树枝处理效率、扩大树枝的用途、提高废弃树枝的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义。

二、 国内外关于此课题的研究状况和发展趋势

2.1 国内关于木材粉碎机的研究状况和发展趋势

我国的木材粉碎机的研制工作始于20世纪60年代，70年代中期开始研究伐木生产工艺设备，80年代国家设立“伐区枝桠木片生产设备及工艺的研究”攻关课题，进行了系统研究，取得一定成果。进入90年代，木片生产得到了快速发展，木材削片机制造业也随之得到进一步发展。目前已有9种型号的盘式削片机，主要用于制浆、造纸木片加工；12种鼓式削片机，广泛用于纤维板和刨花板木片的加工；还有移动式削片机8种，用于林区木片生产。我国的伐区木片产业于70年代后期出现，90年代才形成规模。目前年生产能力已达830万m3，年产值达25亿元。目前全世界范围内的人造板、纸和纸板的需求量仍逐年增长，据联合国粮农组织预测，到2010年全世界人造板消费量将从1991年的1.22亿m3增加到3.13亿m3，平均增长率为4.82%；纸板的消费量将从1991年的2.43亿t增加到4.43亿t，年平均增长率为3.07%；我国人造板的消费量将由1991年的331.8万m3增加到1 504.3万m3，年平均增长率为6.0%；纸和纸板的消费量将由1991年的1 853.4万t增加到5 323.9万t，年平均增长率为5.9%。因此，木片需求量仍将不断增长，削片机必将得到进一步发展，其前景是广阔的[4]。着造纸工业的兴盛，我国木材粉碎机于70年代开始崭露头角，直到最近几年才形成了以木材粉碎、木材削片、木材切片为主的一系列产品。 木材粉碎机按机构不同，可分为盘式和鼓式两类，鼓式削片机适于加工木材边角料，如板条、碎单板片等；盘式削片机则常用于粗壮的枝杈、原木等较好的原料；按工作原理可以分为盘式切碎加锤片粉碎和鼓式切碎加锤片粉碎，也有直接由粉碎锤粉碎的三种结构形式[8]。然而我国的木材加工企业所受用的木材粉碎机多数还都是60年代国外所淘汰的的产品，不但出片率低，质量无保证，而且维修困难。例如在早期造纸工业中，广泛采用鼓式削片机，但是后来由于切片质量好，所以日本等国外厂家在70年代基本上已全部采用圆盘削片机，而我国的还是使用老式的鼓式削片机。 国内木材粉碎机主要的问题在于设计不合理、技术落后，而且使用的经验少，只是一味的

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木材粉碎机工作装置设计

仿造，木材粉碎机性能不佳，生产效率低。有幸的是国家研究所也积极的就这一问题展开大量的设备改进和试验研究，寻找影响木片质量的诸因素及影响规律，已经取得了比较好的效果[6]。在国内，现在废旧木料粉碎机器设备还没有得到大范围的普及，现在中国市场还有很大的前景可言。在国内节能和环境保护、废物再利用的呼声到了越来越强烈的时候，建设绿色节约型社会，虽然能够带动木材粉碎机以及相关树枝粉碎、玉米芯粉碎的市场空间提升，但是，从发展趋势上来看，兼备节能环保和高效的粉碎机、木材加工设备无疑是今后粉碎机械研发生产的主导方向。如今粉碎设备生产企业越来越注重对高效、节能粉碎机械的研发和生产[5]。目前我国所用的削片机主要有一下几种型号：BX117C盘式削片机、BX1107/4盘式削片机、BX116盘式削片机、BX1108/3盘式削片机。此外，还有极少量的BX1710B盘式削片机和BX1112盘式削片机等[4]。

2.2 国外关于木材粉碎机的研究状况和发展趋势

国外木材粉碎机的生产制造始于60年代，起步较早、技术成熟。例如俄罗斯、美国等发达国家，木工机械已经形成一个独立的体系。这些木料粉碎机已经得到了充分的利用，尤其是现在木材的紧缺，更是促进了废旧木料再利用行业——粉碎机行业的发展。在瑞典、荷兰等国则成为木材加工企业中不可缺少的组成部分。19世纪70年代，北欧、北美的林业发达国家首先生产并使用的削片机仅装有3～4把切刀。20世纪40年代，出现 6把以上切刀的多刀削片机。50年代又出现新型螺旋面刀盘的多刀削片机，进一步改善了木材粉碎机的工作性能。中国林业部林业机械研究所于70年代研制成移动式联合削片机，能同时完成削片、木片筛选和将合格木片风送到装料仓或运输车中的作业，从而大大地提高了木材削片的生产率。德国德累斯顿工业大学机械科学系的S.Firus博士根据树枝粉碎机切削树枝的特点设计了专门的试验台，并进行了大量的树枝切削试验。随后，由朱思洪等人专门针对这个问题进行了树枝切削性能试验研究的出树枝切削力-位移曲线近似于开口向下的抛物线；树枝直径的变化对切削力和切削功的影响最大[10]。目前，国外已研制出的树枝粉碎机主要有一下几种形式：牵引式树枝粉碎机、SFJ-8.0树枝粉碎机、FS型枝条粉碎机、QS-4型系列枝桠粉碎机及KF-150A型树枝条粉碎机等。南京农业大学、美国bearcat公司研制的牵引式树枝粉碎机主要针对园林或城市街道修剪下来的树枝进行粉碎，粉碎后的木屑直接抛撒在园林中，对粉碎的木屑颗粒大小无要求。由于修剪下来的树枝直径相差较大，最粗的可200mm以上，所以采用的是强制进料，无筛网，粉碎机的动力一般都在30kw以上。SFJ-8.0树枝粉碎机、FS型枝条粉碎机和QS-4型系列枝桠粉碎机，适合小直径的枝条粉碎，都是为食用菌培养基制备用的。因不同类型的食用菌对木屑的颗粒粗细有一定的要求，所以都装有筛网，由于树枝不粗，进料方式都采用倾斜自动进料[3]。其中，FS型粉碎机的主要构造包含刀盘、壳体、刀片进料口、筛分板、锤片、轴承、主轴、皮带轮、齿盘、叶板、膛板[9]。美国威猛生物质粉碎机可以粉碎各种大型材料的多功能粉碎设备，采用直接驱动方式、动力强劲，可以将任何生物质高效安全的化为碎屑，传动效率高、粉碎速度极快。根据材质不同、含水量不同及要求尺寸不同等情况而有不同的产量，每小时可粉碎5至175t碎屑，独有专利的抛射物挡板（TOD），可有效控制碎屑飞散[7]。

几十年来，随着木片产业的发展，国内外已研制和生产了上百种固定式和移动式削片机，其结构和性能日趋完善，在生活中发挥着重要作用。近年来国外削片机的研制有了进一步的发展，主要是增加辅助进料槽，增加进料槽的截面积，铰接式安装进料槽，侧面出料（木片），减少飞刀尺寸和角度，并且装刀多刀化，飞刀夹装刀刀盘上，并呈螺旋式安装，刀盘悬臂式装配，降低削片机噪声，增加第二底刀以及使其多刃化，可调

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节生产率的削片机，改进切削机构和进给方式以及适应不同原料的削片的专用、通用、以及削片机组和削片生产线[4]。

参考文献

[1] 张汉月,黄激文,园林树枝切碎机的设计[N].广东农机,2002,(3).

[2] 宗继尧,树枝破碎机设计与结构分析的研究[J].北京交通大学学报,2003.05:22-2.

[3] 涂桥安,高维杰,钱春华等,桑枝削片粉碎机防缠绕装置研究[R].木材加工机械,2011.02.002. [4] 张晓文，顾正平,木材削片机研究进展[J].北京林业大学学报,1999,5:31-3. [5] 百度网页: http://www.86mai.com/sell/hnlixin2/show-2674796.html [6] 百度网页: http://www.hnjljx.net/gongsi/201311178313929.html

[7]姚宗路,田宜水,赵立欣等,木质类生物质粉碎机设计研究[R].2010国际农业工程大会文集. [8]牛晓华,吴兆迁,樊涛,木质无聊粉碎机的设计[Z].林业劳动安全,2008,8:21-3. [9]宋宝昌,程立杰,FS型粉碎机的研制[Z].木材加工机械,1997.04.004.

[10]朱思洪,贺亮,李军芳,树枝切削性能试验研究[R].中国制造业信息化,2006.7:35-13.

[11]朱思洪,付东荔,丁启朔等,树枝粉碎机的研制[J].南京农业大学学报,2004,27（3）：111~113. [12]张晓文,顾正平,沈瑞珍,盘式木材削片机均衡切削的研究[J].北京林业大学学报,1999.9:21-5.

三、设计的主攻方向、主要内容、研究方法及技术路线

3.1主攻方向

查阅关于木材粉碎机的相关资料，了解木材粉碎机的工作原理及工作情况，然后对木材粉碎机的工作装置进行设计。

3.2主要内容

1.提取粉碎机的主要技术参数（生产能力、发动机功率、切削力、切削功率、飞刀伸出量等）

2.传动系统、喂入机构、粉碎机构（刀盘、飞刀、主轴、轴承、键等）进行设计 3.绘制零件图及编写说明书

3.3研究方法

查阅木材粉碎机的相关资料，对其原理工作方式进行分析然后对粉碎机传送系统及关键零部件进行设计，运用Auto CAD、CATIA绘制图形完成设计。

3.4技术路线

木材粉碎机工作装置设计 3

木材粉碎机工作装置设计

提取技术参数 传动系统 喂入机构 粉碎机构 皮带轮、柴油机 喂入滚轮、液压马达 刀盘、飞刀、主轴、轴承、键等 CAD、CATIA

零件图、装配图

完成设计 四、设计的工作进度安排

1.完成开题报 2015.3.9——2015.3.23 2.提取主要技术参数 2015.3.24——2015.4.5 3.柴油机选择及皮带轮设计 2015.4.6——2015.4.12 4.喂入滚筒及液压马达设计 2015.4.13——2015.4.20 5.刀盘和飞刀设计 2015.4.21——2015.4.30 6.主轴设计 2015.5.1——2015.5.10 7.轴承和键的设计 2015.5.11——2015.5.13 8.绘制零件图和装配图 2015.5.14——2015.5.28 9.编写设计说明书 2015.5.29——2015.5.31

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10.论文答辩 2015.6

指导老师签名 年 月

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