.喂入机构设计喂入机构由喂入槽喂入辊和压紧装置等部件组成。它的作用是将物料以定的速度喂入切碎器，并在喂入的同时，将其夹住压紧无滑动，以保证切碎质量，即切碎颗粒长度均匀切口平整。主要结构简图见图.。上喂入辊的动力由切碎器刀轴传入，下喂入辊由对圆柱齿轮和对链轮传递动力并改变转动方向，从而获得上下喂入辊转速致，但方向不同的运动。由于本切碎机主要是用于切碎硬茎秆，所以采用卷入性能好，并能自动调节喂入口高度的星齿型上下喂入辊图.。压紧装置采用双弹簧式压紧装置，两个弹簧在机架两侧，端固定在机架上，另端固定在喂入辊轴座上。随物料尺寸的改变，使压力随弹簧变形而改变，有利于喂入切割。上喂入辊随着喂入物料的直径变化，靠轴座和弹簧，以为圆心，为半径，在滑槽中浮动，上下喂入辊中心距在之间，适用不同物料喂入并夹紧。.滑槽.上喂入辊.齿轮传动.调节弹簧.链传动.下喂入辊图.喂入机构的结构示意图图.喂入辊结构图.传动系统设计切碎机传动系统简图见图.。电动机的动力先经皮带轮传给动刀轴，再经对圆柱齿轮和对圆锥齿轮减速后传给喂入辊。总传动比为.。.本章小结本章首先对各种切碎方式进行比较分析，选择合适的切碎方式然后从理论上对切碎器等重要工作部件进行运动学分析，确定结构设计所需参数。.带轮传动.动刀.圆柱齿轮传动.喂入装置.圆锥齿轮传动.电机图.传动系统简图第章盘刀式切碎器刀刃曲线对切割能耗的影响.切割过程几何参数的分析根据盘刀式切碎器的切割原理和切割过程中定刀与动刀之间相互作用关系的分析可知,影响切割过程的主要参数是切割时的滑切角挤推角和切割转角。偏心圆弧曲线刀刃直线刀刃和等滑切角曲线刀刃种形式的切碎器在切割过程的几何参数如图.所示。偏心圆弧刃直线刃等滑切角刃图.切碎器几何参数对于偏心圆弧曲线刀刃,切割过程中的几何参数与其结构参数之间的关系为•.式中圆弧刀刃的半径切割点处的回转半径圆弧刀刃的偏心距切割中心线高度切割点与回转中心水平距离对于直线刀刃,切割过程中的几何参数与其结构参数的关系为.式中直线刀刃偏心距切割点处回转半径切割中心线高度对于等滑切角曲线刀刃，在切割过程中的滑切角保持恒定不变而挤推角和切割转角与其结构参数的关系为.•.式中切割中心线高度切割点处的回转半径常数从上面种形式曲线刀刃的切割参数与其结构参数之间的几何关系可以看出滑切角挤推角和切割转角三者之间是密切相关的。在切碎器上,只要其结构参数确定,个角度的大小及其在切割过程中的变化规律也就随之确定。在切碎器的设计过程中,上面的个角度只要有个确定,其他个角度的变化便在定的结构限制下随之确定。无论采何种形状的刀刃曲线,其个角度间的关系皆是如此。.试验设计考虑到直线刃圆弧刃和等滑切角刃种类型切碎器在切割过程中的能量消耗,圆弧刃和等滑切角刃各选择组不同的结构参数,直线刃选择组不同的参数,其参数的取值滑切角挤推角和切割转角的数值见表.。试验在型盘刀式切碎器上进行。试验中为使不同切割刃曲线刀的切割能耗具有可比性,除刀刃曲线外其他试验条件保持相同。试验切割的物料为青贮玉米秸,切割层宽度,切割层厚度,喂入量,切割间隙.,切碎器转速。试验过程中,记录切碎器主轴的扭矩和转速,并对记录的扭矩曲线进行离散化处理。为提高精度和消除干扰因素影响,每号试验重复次,结果见表结果与分析因试验所用种动刀的工作条件致,故除切割以外其他部分能量消耗相同,所以切碎器主轴上的切割扭矩就代表了切割能耗的大小。因此以切割平均扭矩值作为试验评价指标。表.曲线刀刃结构参数圆弧刃等滑切角刃直线刃实验号参数实验号参数实验号参数.χχχχχχχχχχ.对试验结果进行单因素方差分析,结果表明不同刀刃曲线对切割时的平均切割扭矩具有显著的影响显著水平。为了确定哪些曲线刀刃在切割过程中的平均扭矩具有显著差异,对试验结果进行多重比较,结果是号试验的平均扭矩极显著地高于其他号试验,这是由于号试验所用圆弧曲线刃的结构参数导致切割过程中滑切角和挤推角的数值较小而引起。和组试验结果之间不存在显著差异和组试验结果之间也不存在显著差异,但是显著地高于和组试验结果。.结论通过对类不同刀刃曲线组结构参数的动刀切割试验结果进行统计分析,得出如下结论表.平均切割扭矩试验结果重复试验号.均值切割时的滑切角和切割转角是影响切割能耗的主要因素。当滑切角在范围内,切割转角在范围内时,切割的平均扭矩较低,切割能耗较小。刀刃曲线的形状影响切碎器的切割能耗,但是这种影响受结构设计参数的制约。对于不同类型的刀刃曲线,只要结构参数的设计能够保证滑切角和切割转角在适宜的范围内变化,则可保证切碎器具有较低的切割能耗。传统切碎器扭矩计算公式是在静态切割条件下以受力分析为基础推导而来的。而在实际的动态切割过程中,由于物料受力状态的改变以及切割过程中动刀惯性力的存在,使得理论计算扭矩值与实际测量值之间具有较大的差异。因此,在应用理论计算公式进行切碎器结构参数设计,要考虑动态切割的影响,对设计参数进行必要的修正。.本章小结以型盘刀式切碎器为基础,研究了圆弧曲线直线和等滑切角曲线刀刃在切割青饲玉米时的切割能耗变化。结果表明切割时的滑切角和切割转角是影响切割能耗的主要因素。当滑切角在范围内,切割转角在范围内时,切割的平均扭矩较低,切割能耗较小。对于不同类型的刀刃曲线,只要结构参数的设计能够保证滑切角和切割转角在适宜的范围内变化,则可保证切碎器具有较低的切割能耗。盘刀式切碎器是畜牧业生产中广泛应用的饲料加工机械,其工作过程中消耗的能量主要用于饲料的切断。长期以来,关于减小切碎器能量消耗的研究主要集中在切碎器动刀刃曲线形状上。从目前应用的切碎器动刀结构看,刀刃的曲线形状有圆弧型直线型折线型和等滑切角种。这种不同形状的动刀刃曲线类型对切碎器的切割能量消耗有较大的影响。因此,在理论分析和试验的基础上,研究不同类型曲线刀刃形状对切碎器能耗的影响,对于改进切碎器的工作性能和减小工作过程中的能量消耗具有重要意义。第章动刀片受力分析.工作原理.型青饲切碎机主要由喂入机构切碎器抛送机构和传送机构等部分组成。切碎器是青饲切碎机的重要工作部件,动刀片和抛送叶片安装在个互呈的刀架上如图.。切碎机工作时,动刀片和抛送叶片在刀架的带动下绕轴旋转如图.,动刀片由饲料喂入口的点开始切割物料,到点完成次切割。个动刀片依次工作实现青饲切碎机的连续切割工作。.定刀片.饲料层.动刀片.抛送叶片.刀架图.切碎器结构简图图.切碎机工作分析图在图.中,可将动刀片点的速度分解为垂直于刃口的速度和沿着刃口方向的速度与之间的夹角称为滑切角,称为滑切系数,它的值可以反映滑切作用的大小动刀片与在附近安装的定刀片之间的夹角称为钳住角或推挤角,该角不能过大,否则物料会被推移,不利于机器切割。.动刀片的受力分析直刃口动刀片的受力分析直刃口动刀片设计尺寸如图.,为了便于分析,其受力情况简化为如图.所示情况假设不考虑物料喂入力的影响。设动刀刃上任意点受力为,它可分解为沿着刀刃方向的滑切力和垂直于刀刃方向的正压力,其中.式中比阻,即单位刃口长的切割阻力参加切割的刃口长度切割的滑动摩擦因数图.直刃口动刀片结构简图图.直刃口动刀片受力简图各种饲料具体的值应由试验确定本研究取用玉米秸秆切割玉米秸秆时关系见表.。与滑切系数的关系见表.。表.切割玉米茎秆时与的关系.表.与的关系正压力矩力对点的力矩为.滑切力矩力对点的力矩为.求解直刃口动刀片在切割玉米秸秆时所受的力和力矩的步骤如下根据已知切碎器的设计参数最大推挤角为,切碎器回转中心距定刀的高度为,回转中心到喂入口的最短距离为,喂入口宽度为,高度为,见图.。图.装参数图过回转中心作垂直于线的直线,垂足为以为圆心,为半径绘圆,量得转角为见图.。图.刃口动刀片运动轨迹图将转角分成若干份,在圆上得出相应点,并过这些点分别作圆的切线,此切线即为刀片在不同转角时的刃口线,各刃口线在喂入口内的长度即为切割刃口长。将不同位置的的中点与回转中心相连,得出滑切角推挤角。由以上图表及式即可求出。数据整理后见表.。表.刃口动刀片数据表序号圆弧刃口动刀片的受力分析圆弧刃口动刀片设计尺寸如图.,它的安装尺寸与直刃口动刀片的安装尺寸相同。为了便于受力分析假设不考虑物料喂入力的影响将其简化为段圆弧见图.。设圆弧上任意点受力为,过作圆弧切线,则,力可分解沿切线方向滑切力和垂直于切线方向正压力图.弧刃口动刀片结构简图图.弧刃口动刀片受力简图求解圆弧刃口动刀片在切割玉米秸秆时所受的力和力矩的基本步骤与直刃中的步骤基本相同,但略有不同之处是直刃步骤中的位于喂入口中的刀刃线在此作为圆弧刃的弦来处理,在此基础上在喂入口中做出圆弧刀刃线图.。为圆弧刃落在喂入口中的圆弧长度取圆弧的中点,将其与回转中心相连,并做出过中点的圆弧切线,可得。将数据整理成表.。图.弧刃动刀片的运动轨迹图动刀片的受力特性曲线综合表做出两种动刀片各个参数随转角变化的综合对比曲线,如图所示。图.动刀片的推挤角滑切角随转角的变化曲线图.刀片的正压力和滑切力随转角变化曲线表.圆弧刃口动刀片数据表序号.分析结果讨论在图.中,.青饲切碎机的动刀片在切割过程中,推挤角和滑切角随着切割转角的增大而急剧减小在转角内,推挤角很大,饲料有被推挤到喂入口右侧的趋势。