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文檔簡介
1、<p> 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b> (二零 屆)</b></p><p> 皮革纖維松散機(jī)的設(shè)計</p><p> 所在學(xué)院 </p><p> 專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計制造及自動化 </p><
2、;p> 學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱 </p><p> 完成日期 年 月 </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 在整個皮革的生
3、產(chǎn)和加工過程中,會有大量的邊角余料產(chǎn)生。另外,皮革制品報廢后形成大量了廢棄物,這些都造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,如果能對這些皮革的廢棄物加以利用,實現(xiàn)變廢為寶,既能節(jié)約資源,又能減少危害環(huán)境。</p><p> 本說明書介紹了皮革纖維松散機(jī)的設(shè)計過程。因為皮革是一種組織結(jié)構(gòu)致密的纖維軟體物,所以我設(shè)計了皮革纖維松散機(jī),將皮革廢棄物松散分離后,提取皮革纖維。</p><p> 本說明書較為
4、詳細(xì)的分析討論了該機(jī)器的加工原理,工作原理,并對機(jī)器的主要部件進(jìn)行了較為詳細(xì)的設(shè)計和計算。</p><p> 關(guān)鍵詞:皮革,粉碎,錘擊,松散機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> Design of Kinetic Hammer Leather Smash Machine</p><p><b> ABSTRACT</b></p>
5、<p> With the production of leather,it will cause a lot of the odd bits.After retirement of the leather products,it will also form a great deal of waste. These are resulting in a waste of resources and environmenta
6、l pollution. if these leather waste could to be used again,not only turning waste into wealth,saving a lot of resources,but also reduceing harm to environment.</p><p> This article describes the design proc
7、ess of leather fiber loose machine.As we know leather is a dense structure fiber and soft objects.So I design leather fiber loose machine ,which uses for extracting the leather fibers after the leather waste loosed and s
8、eparated,then made it to be linear fibers is also have many problems to solve.</p><p> This article discusses and analysis of the processing machine principle,working principle,especially the main parts of
9、the machine design and calculation more in detail.</p><p> Key words: Leather,Smash,Hammer,Grinder,Structural Design</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b&
10、gt;</p><p> ABSTRACTII</p><p><b> 第1章 緒論1</b></p><p> 1.1 我國皮革行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p> 1.2 目前我國皮革行業(yè)產(chǎn)生的負(fù)面問題及有效解決方案1</p><p> 1.3 課題研究的目的與意義2<
11、/p><p> 第2章 粉碎皮革的技術(shù)4</p><p> 2.1 松散機(jī)介紹4</p><p> 2.1.1 顎式松散機(jī)4</p><p> 2.1.2 輥式松散機(jī)4</p><p> 2.1.3 錘式松散機(jī)5</p><p> 2.2 錘式松散機(jī)的原理6</p>
12、;<p> 2.2 皮革松散機(jī)設(shè)計的主要難點(diǎn)分析6</p><p> 2.2.1粉碎比6</p><p> 2.2.2 錘頭7</p><p> 2.2.3 進(jìn)料、排料裝置7</p><p> 第3章 機(jī)器原理方案設(shè)計9</p><p> 3.1設(shè)計內(nèi)容及要求9</p>
13、<p> 3.2采取的研究方法9</p><p> 3.3 總體方案設(shè)計10</p><p> 3.4 電動機(jī)的選擇10</p><p> 3.4.1 確定電動機(jī)功率10</p><p> 3.4.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速11</p><p> 第4章 機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計12</p>
14、;<p> 4.1 錘頭的設(shè)計12</p><p> 4.2 傳動裝置分析與計算12</p><p> 4.2.1 滾子鏈型號選擇13</p><p> 4.2.2 鏈輪的設(shè)計與計算13</p><p> 4.3 主軸設(shè)計計算14</p><p> 4.3.1 按軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算
15、15</p><p> 4.3.2 按彎扭合成強(qiáng)度條件校核16</p><p> 4.4軸承的選擇18</p><p> 4.5鍵的設(shè)計及校核19</p><p> 4.5.1主軸上鍵的設(shè)計校核19</p><p> 4.5.2 電動機(jī)上鍵的設(shè)計校核19</p><p>
16、 4.6 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計20</p><p> 第5章 制造、安裝及使用說明21</p><p> 5.1 制造要求21</p><p> 5.2 安裝試車21</p><p> 5.3 使用說明21</p><p> 5.4 機(jī)器的維護(hù)和注意事項21</p><p>
17、;<b> 結(jié)束語23</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)24</b></p><p> 致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p> 1.1 我國皮革行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>
18、 皮革工業(yè)是利用畜產(chǎn)品加工制造產(chǎn)品的工業(yè),主要是以動物生皮為原料進(jìn)行系列加工。一般包括:以生皮為加工為對象的制革業(yè);以皮革為主要原料的皮鞋制造行業(yè)以及其他皮革制品的加工行業(yè),這其中通常還包括了毛皮加工業(yè)和配套材料、專業(yè)設(shè)備等等的制造業(yè)。</p><p> 皮革制品與我們的生活息息相關(guān),幾乎囊括了生活中所有的用品,它是我們大家非常喜愛的生活用品之一。皮革工業(yè)也成為了我國輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),相對于國外,我國的皮革行業(yè)
19、雖然起步較晚,但卻取得了巨大的成果。我國的皮革行業(yè)在世界范圍上享有三大美譽(yù):一是資源總量大;二是產(chǎn)量巨大;三是進(jìn)口與出口的貿(mào)易量大。皮革行業(yè)現(xiàn)已成為我國輕工行業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)和重要的出口創(chuàng)匯型行業(yè)。</p><p> 從全球的皮革行業(yè)來看,我國的皮革行業(yè)已經(jīng)走向世界,并且是具有很強(qiáng)的國際競爭力的大行業(yè),正在或許已經(jīng)成為了世界的制革工業(yè)的中心。可是在我們?yōu)閲业钠じ镄袠I(yè)迅速發(fā)展并取得巨大成就而感到欣慰的同時,我們也需
20、要看到我們存在的不足:我國雖然是皮革的生產(chǎn)大國,但卻不是生產(chǎn)強(qiáng)國。主要原因分析如下:我國地大物博,這使得我們擁有豐富的自然資源和勞動力資源,加上悠久的制革發(fā)展史,隨著2001年我國加入世界貿(mào)易組織,我國皮革產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大地改變,這些內(nèi)在和外部的條件,讓我國成為皮革生產(chǎn)大國;但另一方面,因為設(shè)計和技術(shù)開發(fā)等方面起步晚,使得我們在這些方面處在相對落后的地位,加上民眾的生產(chǎn)消費(fèi)觀也相對落后,這一些個不利的因素就導(dǎo)致了我國的皮革制品在整
21、個國際市場上處在弱勢的競爭位置,所以我國并非真正意義上的生產(chǎn)強(qiáng)國。</p><p> 綜上而知,我們?nèi)绻胱屪约旱钠じ锕I(yè)處于世界強(qiáng)勢的地位,我們必須正視我們行業(yè)中存在的缺點(diǎn)和不足,努力改進(jìn),揚(yáng)長避短,才可以真正地實現(xiàn)由皮革生產(chǎn)大國轉(zhuǎn)向皮革生產(chǎn)強(qiáng)國。</p><p> 1.2 目前我國皮革行業(yè)產(chǎn)生的負(fù)面問題及有效解決方案</p><p> 作為一項高投入、低產(chǎn)
22、出的傳統(tǒng)工業(yè),每年大量的廢棄皮革原材料從國產(chǎn)皮革工業(yè)產(chǎn)出,在整個制革生產(chǎn)過程中,只有占到原皮質(zhì)量的50% 左右的量被最終被制成的成品質(zhì)量,剩余的均為大量的固體廢棄物,被直接拋棄排放[1]。</p><p> 如上文所說,我國是一個制革大國,根據(jù)資料顯示,我國每年大約能產(chǎn)生140萬噸以上的皮革邊角廢棄物,這幾乎占到世界皮革邊角廢棄物的二分之一,而且這其中里面還包括含有鉻的皮革廢棄物,這造成了嚴(yán)重的生物質(zhì)資源浪費(fèi)。
23、我們現(xiàn)代社會隨著的資源、環(huán)境等生態(tài)問題的日益嚴(yán)峻,隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,制革生產(chǎn)中所排出的主要含硫和鉻離子的有毒、有害的廢水,日益成為嚴(yán)重的社會公害,影響全人類的生活[2]。</p><p> 如今,資源化利用制革的固體廢物,也密切引起了整個行業(yè)的關(guān)注[3]。如果加以合理地利用,就可以變廢為寶,節(jié)省可用資源;同時減少了對生態(tài)環(huán)境的污染。所以對制革廢棄物加以利用,開發(fā)新的品種,提高它的利用率,將具有非常可觀的社
24、會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。</p><p> 分析得知,皮革是由天然纖維材料交織構(gòu)成的,如果將皮革纖維松散后,可拉制出纖維絲,作為紡織材料,提供給紡織業(yè)。這可以及時回收并且充分利用這些固體廢棄物及廢舊革制品,不僅可以為產(chǎn)業(yè)提供大量的工業(yè)新材料,減少對人為對生態(tài)環(huán)境的破壞,同時也有利于皮革制造業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。</p><p> 但是,相對于皮革行業(yè),中國皮革機(jī)械制造業(yè)起步比較晚,真正談得上
25、發(fā)展也就是近十多年的事,由于皮革機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)差,設(shè)計理論也不夠完善,科研力度不夠,專業(yè)人才十分匱乏,以引進(jìn)和仿造為主,這是中國現(xiàn)階段皮革機(jī)械工業(yè)的真實寫照,同時也是中國皮革機(jī)械水平低的根本原因[4]。</p><p> 針對目前我國皮革行業(yè)現(xiàn)在的問題和皮革機(jī)械的現(xiàn)狀,我認(rèn)為實現(xiàn)皮革纖維的生產(chǎn)機(jī)械化以及其自動化是它未來發(fā)展的根本出路。本課題是針對廢棄皮革進(jìn)行精細(xì)地粉碎和抽絲粉碎等方面技術(shù)的相對落后的現(xiàn)狀,通過多渠
26、道地分析研究尋求一種高效、節(jié)能、環(huán)保、自動化的皮革纖維松散機(jī)的方案,其具有很強(qiáng)的實用性和發(fā)展前景。</p><p> 1.3 課題研究的目的與意義</p><p> 由以上分析知,天然動物外皮經(jīng)過一系列的化學(xué)和物理加工之后成為皮革,皮革是一種結(jié)構(gòu)組織致密的纖維狀軟物體[5],如何將其成功有效地再松散,并且進(jìn)一步拉制成我們所需的線狀纖維,這其中要解決很多問題。</p>&l
27、t;p> 如果采取機(jī)械的方法進(jìn)行分散,那么,需要采取什么樣的加工原理?包括機(jī)器的工作原理、傳動部件以及結(jié)構(gòu)件等又將如何設(shè)計?這些都是本課題亟需解決的關(guān)鍵的問題所在。我們目前市場上的皮革松散機(jī)大多采用錘式松散機(jī),錘式松散機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下:</p><p><b> 錘式松散機(jī)的優(yōu)點(diǎn):</b></p><p> 1. 構(gòu)造相對簡單、尺寸緊湊、自重較小、單位產(chǎn)
28、品的消耗功率少。</p><p> 2. 生產(chǎn)率相對較大,粉碎比大(單轉(zhuǎn)子式的粉碎比可高達(dá))。</p><p> 3. 工作連續(xù)可靠,維護(hù)修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。</p><p><b> 錘式松散機(jī)的缺點(diǎn):</b></p><p> 1. 主要工作部件損較快。</p><p>
29、; 2. 粉碎腔中掉入不易粉碎的物塊時,容易故障。</p><p> 3. 如果物料含水量超過12%或粘土過多時,出料篦條易堵塞造成生產(chǎn)率下降,增加耗能,以至加快零部件的磨損。</p><p> 本課題將密切結(jié)合實際生產(chǎn)的需要。通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)的飛錘擊打皮革的松散機(jī),使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械工藝的基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識,采用現(xiàn)代設(shè)計方法及手段,接受從產(chǎn)品規(guī)劃,到分析計算,再到圖紙設(shè)計等系統(tǒng)化
30、的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的提出問題,分析問題以及解決生產(chǎn)實際中的問題的能力,為今后從事產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計打下結(jié)實的基礎(chǔ)。</p><p> 第2章 粉碎皮革的技術(shù)</p><p> 皮革機(jī)械生產(chǎn)是生產(chǎn)皮革制品的重要手段,也是皮革制品行業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。本課題擬從產(chǎn)用機(jī)械加工的方法對皮革廢料等進(jìn)行粉碎加工,從中提取皮革纖維。那么,需要采用什么樣的加工原理,機(jī)器工作原理,傳動部件以及結(jié)構(gòu)件如何設(shè)計?
31、是本課題要解決的關(guān)鍵問題。</p><p><b> 2.1 松散機(jī)介紹</b></p><p> 物料的粉碎,根據(jù)粉碎原理的不同,松散機(jī)主要可分為:顎式松散機(jī)、輥式松散機(jī)、錘式松散機(jī)三類。</p><p> 2.1.1 顎式松散機(jī)</p><p> 顎式松散機(jī)[6]如圖2-1所示。它的原理是利用活動板靠攏固定顎
32、板時,物料夾在其間,受到了擠壓而被破碎,活動顎板離開固定顎板增大兩板之間的距離時,破碎的物料就可順勢落下并卸出機(jī)外。有以下優(yōu)點(diǎn)是:機(jī)體堅固,結(jié)構(gòu)簡單,工作安全;操作、制造容易。也存在明顯的不足:破碎比小,工作時有間隙,動顎有空行程做了無用功,且慣性大。而且顎式松散機(jī)等排料口呈長方形,易出片狀的產(chǎn)品,不宜軟質(zhì)的物料,而皮革原料要求脫脂,是軟質(zhì)物料,所以顎式松散機(jī)顯然不是很合適。</p><p> 圖2-1 顎式松
33、散機(jī)</p><p> 2.1.2 輥式松散機(jī) </p><p> 輥式松散機(jī)又可細(xì)分為對輥機(jī),雙輥松散機(jī)兩類[7]。圖2-2示的機(jī)器主要由輥輪、輥輪支撐軸承、壓緊和調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動裝置以及出料粒度調(diào)節(jié)等部分組成。調(diào)節(jié)裝置裝于兩輥輪之間,該裝置的頂端又裝有調(diào)整螺栓。當(dāng)調(diào)整螺栓將楔塊向上拉起時,楔塊將活動輥輪從固定輪頂離,兩輥輪之間的間隙變大,出料粒度也變;當(dāng)楔塊向下運(yùn)動時,兩輪間隙又變小
34、,出料粒度變小。在破碎物料時,物料通過輥輪從進(jìn)料口進(jìn)行被碾壓而破碎,破碎后的成品從底架下排出。有工作可靠、維修簡單、排料粒度大小可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。但該機(jī)主要用于對脆性物料的加工,使用范圍狹窄。</p><p> 圖2-2 輥式松散機(jī)</p><p> 2.1.3 錘式松散機(jī)</p><p> 錘式松散機(jī)可分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種[8]。如圖2-3示,錘式松散機(jī)由電動機(jī)
35、轉(zhuǎn)動時,帶動轉(zhuǎn)子,錘子呈輻射狀向四周伸展,與旋轉(zhuǎn)軸成90°,原料從進(jìn)料斗送入粉碎室,被高速旋轉(zhuǎn)的錘頭打擊而破裂。機(jī)器的工作過程由兩方面組成:一是物料受到飛錘的沖擊作用;二是飛錘和物料、篩片和物料相互間的摩擦作用。多方面的作用使皮革得更充分的打磨。因此,飛錘粉碎原理不失為理想的皮革纖維松散機(jī)的方案選擇。</p><p> 圖2-3 錘式松散機(jī)</p><p> 2.2 錘式松散
36、機(jī)的原理</p><p> 我們可就市面上的單轉(zhuǎn)子式的飛錘皮革松散機(jī)來分析錘式松散機(jī)的結(jié)構(gòu)原理[9]。如圖2-4示:它采用高速飛轉(zhuǎn)的錘子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的沖擊力對塊料進(jìn)行打擊粉碎。在主軸上,安裝了多排掛錘體。而主軸采用裝有彈性柱銷軸節(jié)的直聯(lián)與電動機(jī)相連。主軸的一端裝著飛輪,這可以讓轉(zhuǎn)子平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子的下邊,裝上圓弧狀的卸料篩條,并把篩條間隙裝成里小外大的形式。在靜止的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子受到重力的作用而自然下垂。而在轉(zhuǎn)動
37、時,在離心力的作用下,錘子呈輻射狀向四周張開。進(jìn)入機(jī)體內(nèi)的物料在受到錘子的不斷打擊而破碎分離,已破碎的物料從細(xì)縫里卸出;未被打碎的則留在筒內(nèi)繼續(xù)受到錘子的打擊,直到最終破碎卸出。</p><p> 圖2-4 錘式松散機(jī)的結(jié)構(gòu)原理</p><p> 2.2 皮革松散機(jī)設(shè)計的主要難點(diǎn)分析</p><p><b> 2.2.1粉碎比</b>&l
38、t;/p><p> 粉碎比是檢驗破碎設(shè)備的一個非常重要的性能指標(biāo)。粉碎比是指物料在粉碎前后的顆粒粒徑之比。粉碎比可用公式表示為,指原料中最大顆粒直徑,指產(chǎn)品中最大顆粒直徑。選擇最優(yōu)佳的粉碎比,可以同時達(dá)到粉碎的要求和最大限度的降低能量損耗。</p><p> 松散機(jī)械是一種重負(fù)荷的機(jī)械,有些松散機(jī)的能耗占據(jù)了整個工藝過程能耗的一半之多,所以研究粉碎過程中的能耗這對于節(jié)約動力和改進(jìn)機(jī)器都有著
39、很大的意義。粉碎過程中消耗掉的能量與粉碎比有關(guān)。分析知當(dāng)粉碎比相當(dāng)大時(),粉碎的能耗較符合于雷廷智(Rittinger)提出的“面積假說”,即粉碎所需要的能量耗損與物料的表面積的增大成正比。所以松散機(jī)應(yīng)該避免不必要的過度粉碎,而同時又要使粉碎后的物料盡可能均勻一致。因此可以分別加工不同粒度的物料,這樣每次完成較小的粉碎比,再加以篩分分級,避免粉碎比過大而導(dǎo)致了機(jī)器功率過大,同時可以減少不必要的重復(fù)粉碎,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。提高篩子的篩落能
40、力是提高松散機(jī)的生產(chǎn)效能的其中關(guān)鍵的一環(huán),以此來克服其排粉效率大大低于粉碎效率的缺點(diǎn)。另外,結(jié)構(gòu)上也要盡可能破壞物料的環(huán)流層,使細(xì)粒能及時排出,避免無效地重復(fù)過度粉碎。</p><p><b> 2.2.2 錘頭 </b></p><p> 錘頭是錘式松散機(jī)中最主要的工作部件之一[9],也是最容易損壞的部件。每年我國耗用的錘頭鋼材可達(dá)數(shù)萬噸,因此對錘頭的材料和形式
41、的選用很重要:不僅要能保證對物料充分地粉碎,還要提高錘頭的使用壽命,盡量減少錘頭的損壞。而同時錘頭的形狀、尺寸、線速度等都對粉碎效率有著極大的影響。表2-1例舉的是目前世界上有多種形狀的錘頭和使用性能。</p><p> 表2-1 各種錘頭使用性能比較</p><p> 轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)時,錘頭末端的線速度被稱為錘頭的線速度,它很大程度上著影響粉碎性能。在錘頭線速度的優(yōu)化設(shè)計中,應(yīng)從松散機(jī)的
42、生產(chǎn)效率、能消、產(chǎn)品細(xì)度、噪聲等多方面擇優(yōu)選取錘頭的線速度。另外,在高速工作的情況下,錘頭的端部會受到連續(xù)的沖擊,特別是在處理塊形大而堅硬的物料時,尤為嚴(yán)重。由于皮革原料是較柔軟的,所以不用過于擔(dān)心錘頭的沖擊載荷對銷軸和轉(zhuǎn)盤的影響,可以將錘頭設(shè)計成可以容易拆卸的螺紋形式。這樣能大大地簡化錘頭結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系。我們無論采用哪種聯(lián)接的形式,都要保證在高速旋轉(zhuǎn)下的轉(zhuǎn)子處在較好的平衡狀態(tài),所以在制造錘頭時要充分滿足嚴(yán)格的精度等級,同時也必須注意錘
43、頭處于對稱狀態(tài).</p><p> 2.2.3 進(jìn)料、排料裝置</p><p> 排料裝置也是松散機(jī)中主要的易損部件之一,而且它的尺寸、形狀都對粉碎效果有著影響。如圖2-5所示,排料裝置有底篩,一般安裝在轉(zhuǎn)子下半周位置;環(huán)篩的篩面占到整個機(jī)膛內(nèi)周面積的四分之三以上,能提高排料的能力;側(cè)篩呈平圓形安裝在轉(zhuǎn)子的側(cè)面, 側(cè)篩的使用壽命長,但換篩不方便??紤]到實際加工過程中的多物料多粒度的要求
44、,我應(yīng)采用底篩。底篩的篩片用1~1.5mm厚的優(yōu)質(zhì)鋼板沖孔制成。篩孔的形狀通常是圓孔或長孔。具體的孔徑根據(jù)粒度的要求而設(shè)計。</p><p> 圖2-5 進(jìn)、排料方式</p><p> 根據(jù)實際的生產(chǎn)量的要求,將喂料方式設(shè)計為徑向頂部喂入。這種設(shè)計有以下優(yōu)點(diǎn)是:</p><p> 1. 沒有反料和架空現(xiàn)象;</p><p> 2. 整
45、個機(jī)體左右對稱,轉(zhuǎn)子可以正反轉(zhuǎn)工作,這樣當(dāng)錘頭一側(cè)磨損后,可改變進(jìn)料口的進(jìn)料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以改變物料喂料方向,同時改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向,從而不需停車來調(diào)換錘頭;</p><p> 3. 相對側(cè)面進(jìn)料,頂部喂入的面積更大;</p><p> 4. 進(jìn)出料口可與外界隔絕,進(jìn)料口與自動控制給料器連通,出料口與輸送機(jī)連通,容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。</p><p> 第3章 機(jī)器原理
46、方案設(shè)計</p><p> 3.1設(shè)計內(nèi)容及要求</p><p> 本課題擬設(shè)計一臺皮革纖維松散機(jī),用于將廢棄的皮革松散分離后,提取皮革纖維。本課題密切結(jié)合生產(chǎn)實際需要。通過設(shè)計,使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識,采用現(xiàn)代設(shè)計方法及手段,接受從產(chǎn)品規(guī)劃,分析計算,圖紙設(shè)計等系統(tǒng)化的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生提出問題,分析問題以及解決生產(chǎn)實際問題的能力,為今后從事產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計打下結(jié)實的基礎(chǔ)。&
47、lt;/p><p> 設(shè)計指標(biāo)參數(shù):采用旋轉(zhuǎn)飛錘錘擊原理</p><p> 錘輥設(shè)計參數(shù):錘子外徑500mm</p><p> 輥子工作轉(zhuǎn)速:1200r/min;</p><p> 畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù):</p><p> 完成機(jī)器總體設(shè)計以及部分零件的設(shè)計;</p><p> 繪制總裝配
48、圖和部分零件工作圖(折合零號圖紙3張以上);</p><p> 撰寫設(shè)計說明書1份。</p><p> 3.2采取的研究方法</p><p><b> 技術(shù)路線:</b></p><p> 1. 掌握機(jī)械CAD/CAM基本知識,完成皮革松散機(jī)設(shè)計的造型設(shè)計及其工程圖;</p><p>
49、2. 了解皮革粉碎加工的加工工藝,熟悉機(jī)械設(shè)計制造理論,為皮革松散機(jī)機(jī)的設(shè)計奠定理論基礎(chǔ);</p><p> 3. 實地學(xué)習(xí),了解目前皮革加工的加工工藝,熟悉皮粉碎過程,確定工藝改進(jìn)方案;</p><p> 4. 分析皮革粉碎過程的特點(diǎn),根據(jù)相關(guān)松散機(jī)等優(yōu)缺點(diǎn)確定皮革松散機(jī)的總體設(shè)計方案及總體結(jié)構(gòu);</p><p> 5. 根據(jù)擬定的總體設(shè)計方案,進(jìn)行主要零部
50、件的設(shè)計并根據(jù)工作環(huán)境和受力情況進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核等計算;</p><p> 6. 繪制設(shè)計總圖;</p><p> 7. 繪制設(shè)計的零件圖;</p><p> 8. 編寫設(shè)計計算說明書。</p><p><b> 課題的難點(diǎn):</b></p><p> 1. 如何選擇最優(yōu)的粉碎比,以實
51、現(xiàn)既可達(dá)到粉碎的要求,又可最大限度的降低能耗;</p><p> 2. 如何確定錘頭的材料和形式,既要保證能對物料充分粉碎,又要盡可能減少錘頭的磨損;</p><p> 3. 如何選擇錘頭與轉(zhuǎn)子的聯(lián)接形式,要求保證高速旋轉(zhuǎn)時錘頭和轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài);</p><p> 4. 篩面、喂料方式、傳動方式的選擇等;</p><p> 5. 如
52、何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效,操作方便,便于保養(yǎng)和維修。</p><p> 3.3 總體方案設(shè)計</p><p> 本課題要設(shè)計的皮革纖維松散機(jī)主要的零件結(jié)構(gòu)由動機(jī)、鏈輪、滾子鏈、主軸、錘頭、深溝球軸承、進(jìn)料口、排料口等組成??傮w結(jié)構(gòu)原理圖3-1所示。</p><p> 圖3-1 總體結(jié)構(gòu)圖</p><p> 啟動電動機(jī),機(jī)器開始工作,主軸的轉(zhuǎn)動是
53、經(jīng)鏈傳動帶動。主要的錘打部件錘頭安裝在錘桿上。在主軸上焊有8周的錘桿,兩周之間的距離為75mm;每周6根,兩根之間的角度為60°;這樣48根錘桿的錘打柱形體的區(qū)域占到了整個個筒體內(nèi)體腔的82.3%。皮革廢料就是在高速轉(zhuǎn)動的活動錘頭的沖擊下被粉碎。</p><p> 由前分析知,因為松散機(jī)在工作時,錘頭隨著主軸的高速旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動,受到很大的軸向力與徑向力,因此在制造錘頭時,需要充分考慮精度等級,同時在電焊
54、錘桿及安裝活動錘頭時也必須注意使轉(zhuǎn)子軸線對稱方向上的質(zhì)量相等且處于嚴(yán)格的對稱狀態(tài)。</p><p> 3.4 電動機(jī)的選擇</p><p> 3.4.1 確定電動機(jī)功率</p><p> 按實際的工作情況和條件選用Y系列的電動機(jī),Y系列電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。設(shè)計的皮革松散機(jī)粉碎針對的對象是皮革廢料,是一種韌性大的纖維物料。我將它的
55、工作載荷定為60N,且已知錘子外徑:,輥子工作轉(zhuǎn)速:。</p><p> 工作裝置所需的功率按以下公式計算:</p><p> 在式中,,工作裝置的總工作效率?。?,相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得:</p><p> 因為載荷平穩(wěn),電動機(jī)額定功率只需略大于即可,按參考文獻(xiàn)[17]的表8-169中Y系列電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù),選電動機(jī)的額定功率。</p><p&g
56、t; 3.4.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p> 已知要設(shè)計的松散機(jī)在工作時,其主軸的轉(zhuǎn)速為,并且已經(jīng)確定選用鏈傳動裝置。一般有鏈傳動的傳動比范圍為,考慮到皮革松散機(jī)的總體布局,取傳動比。則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選擇范圍為,將相關(guān)數(shù)據(jù)代入可計算得:</p><p> 為合理規(guī)劃成本,查文獻(xiàn)[17]的表8-169選定電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為:</p><p> 綜上可電
57、動機(jī)的型號為Y100L1-4, 其相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表3-1所示:</p><p> 表3-1 電機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p> 第4章 機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b> 4.1 錘頭的設(shè)計</b></p><p> 錘頭是本次設(shè)計的松散機(jī)主要的工作部件,也是最容易損壞的部件。目前主要在使用的錘頭按形狀分有
58、:矩形錘頭、階梯形錘頭、尖角錘頭,環(huán)形錘頭等等。尖角錘頭主要使用于粉碎纖維物料,效果明顯,但其耐磨性很差,而且制造工藝十分復(fù)雜;而矩形錘頭通用性強(qiáng),形狀簡單,但效果不顯著,所以綜合各自因素,我決定讓本課題的皮革松散機(jī)的錘頭采取階梯形錘頭。錘打效果好,制作工藝相對簡單,成本低。再采用螺紋裝配方式裝配,便于損壞部件的裝卸。</p><p> 因為本課題要設(shè)計的松散機(jī)的粉碎對象為皮革的廢料,在工作過程中,并沒有明顯的
59、強(qiáng)沖擊載荷,所以材料選用45號鋼,經(jīng)過滲碳、淬火、回火后要求硬度達(dá)到50-60HRC。具體形狀及相關(guān)尺寸如圖4-1所示。</p><p><b> 圖4-1 矩形錘頭</b></p><p> 4.2 傳動裝置分析與計算</p><p> 傳動裝置是作為電動機(jī)與松散機(jī)的主軸間的動力傳動。通過對比分析,我選擇鏈傳動。分析如下:</p&
60、gt;<p> 與摩擦型的帶傳動相比,鏈傳動沒有彈性滑動和整體打滑的現(xiàn)象,因而能夠保持準(zhǔn)確的平均傳動比,傳動效率較高;需要的張緊力不像帶傳動那樣張得很緊,所以作用于軸上的徑向壓力也小;因為是金屬材質(zhì),所以在同樣的條件下,鏈傳動整體尺寸較小,結(jié)構(gòu)緊湊;因松散機(jī)的粉碎的對象為皮革廢料,其中難免含有一定的水分,故松散機(jī)工作于潮濕的環(huán)境中,而鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 </p><p> 與齒輪
61、傳動相比,鏈傳動的制造和安裝精度要求較低;中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單;且考慮到松散機(jī)主軸與電動機(jī)的間距較遠(yuǎn),如選用齒輪傳動則不僅制造成本高且也太顯笨重,而選用鏈傳動則要經(jīng)濟(jì),且比鏈傳動輕便的多。 </p><p> 鏈傳動平均傳動比準(zhǔn)確,傳動效率高,軸間距離適應(yīng)范圍較大,能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用;而且鏈傳動一般用于平行軸間傳動。</p><p> 4.2.1 滾子鏈型號選擇&
62、lt;/p><p> 已知本課題活動錘頭皮革松散機(jī)選定的電動機(jī)功率,其額定轉(zhuǎn)速,因為松散機(jī)功率相比較小,根據(jù)所需的傳遞功率的大小,本設(shè)計采用單排鏈即可。再根據(jù)我國鏈條生產(chǎn)的實際情況,參考資料,我選用GB/T 1243-1997的A系列滾子鏈,鏈條型號為:08A-1 GB/T 1243-1997。</p><p> 4.2.2 鏈輪的設(shè)計與計算</p><p> 鏈
63、輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成,本課程所設(shè)計的鏈輪結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示。</p><p><b> 圖4-2 鏈輪簡圖</b></p><p> 取鏈輪轉(zhuǎn)速,從動鏈輪轉(zhuǎn)速為:。則傳動比為:</p><p> 取主動鏈輪(?。┑凝X數(shù),則從動鏈輪(大)的齒數(shù):</p><p><b> 。</b>
64、</p><p> 初選中心距,結(jié)合活動錘頭皮革松散機(jī)總體結(jié)構(gòu),?。?</p><p> 計算相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)公式為:,代入數(shù)據(jù),得:</p><p><b> 取鏈長節(jié)數(shù)節(jié)。</b></p><p> 根據(jù),查看文獻(xiàn)得到了中心距的計算系數(shù)是:</p><p><b> 則根據(jù)計
65、算公式: </b></p><p> 算出鏈傳動的最大中心距為:</p><p><b> 計算鏈速公式:</b></p><p><b> 代入得:</b></p><p> 根據(jù)速度和鏈號08A-1,查閱文獻(xiàn)[16]表13-10得知,采用油池潤滑或油盤飛濺潤滑。</p&
66、gt;<p> 主動鏈輪分度圓直徑:</p><p><b> 則取值;</b></p><p> 從動鏈輪分度圓直徑:</p><p><b> 。</b></p><p><b> 取值。</b></p><p> 4.3
67、主軸設(shè)計計算</p><p> 主軸是皮革松散機(jī)的主要零件,它在工作中承受著鏈傳動產(chǎn)生的壓軸力和錘頭高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的扭矩。故對軸的要求較高,設(shè)計的軸的簡圖如下4-3所示。</p><p><b> 圖4-3 主軸簡圖</b></p><p> 4.3.1 按軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算</p><p> 取經(jīng)鏈傳動和深溝
68、球軸承傳動的總效率,則主軸上的功率為:</p><p> 根據(jù)工作情況初步選定軸的材料為40Cr。</p><p><b> 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度:</b></p><p> 式中:———扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,;</p><p> ———軸所受的扭矩,;</p><p> ———軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù),;<
69、;/p><p><b> ———軸的轉(zhuǎn)速,;</b></p><p> ———軸傳遞的功率,; </p><p> ———計算軸截面處軸的直徑,;</p><p> ———許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,。</p><p><b> 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入得:</b></p>&
70、lt;p> 鏈傳動時軸受到軸壓力,所以需要適當(dāng)?shù)卦龃筝S直徑。并且對于直徑的軸,軸截面上設(shè)有一個鍵槽時,軸徑需增大5%-7%,再考慮到松散機(jī)的總體布局,將軸徑圓整為。</p><p> 4.3.2 按彎扭合成強(qiáng)度條件校核</p><p> 皮革松散機(jī)在工作時,主軸所受的力有:電動機(jī)傳遞的扭轉(zhuǎn)矩(),鏈傳動產(chǎn)生的軸壓力(),軸承處產(chǎn)生的支撐力(),錘頭粉碎時產(chǎn)生的阻扭轉(zhuǎn)矩,假定8個
71、錘頭產(chǎn)生的工況完全相同,則其受力如圖4-4所示。</p><p> 圖4-4 主軸受力簡圖</p><p> 軸上產(chǎn)生彎矩的受力載荷如圖4-5所示。</p><p> 圖4-5 載荷分布示意圖</p><p> 由,經(jīng)過對力的分析,知,,得:</p><p> , ;<
72、/p><p> , ;</p><p> 剪力圖和彎矩圖如圖4-6所示。</p><p><b> (a)剪力圖</b></p><p><b> ?。╞)彎矩圖</b></p><p> 圖4-6 剪力與彎力簡圖</p>&l
73、t;p> 由公式代人相關(guān)數(shù)據(jù)得:</p><p> 理想工作情況下,8個錘頭的受力相同,所以軸上的扭矩分布如圖4-7所示。</p><p><b> 圖4-7 扭矩簡圖</b></p><p> 綜上所述得知,在主軸上靠近鏈傳動的深溝球軸承的地方的接觸段為危險截面。</p><p> 根據(jù)軸的彎扭合成強(qiáng)度
74、條件公式:</p><p> 其中:,代入相關(guān)數(shù)據(jù)得:</p><p><b> ,</b></p><p> 查文獻(xiàn)[18]的表15-1是關(guān)于軸的采用材料及其主要力學(xué)性能,從中得到其許用彎曲應(yīng)力,易判斷,故該軸的彎曲應(yīng)力滿足彎扭強(qiáng)度條件。</p><p><b> 4.4軸承的選擇</b>
75、</p><p> 由于軸上安裝的零件為活動錘頭及滾子鏈,其所受的力主要為徑向力與扭轉(zhuǎn)力,對軸的軸向力很小,所以選用深溝球軸承,再根據(jù)安裝軸承處的直徑為,所以查文獻(xiàn)[18]表8-140深溝球軸承(GB/T276-1994)選定選深溝球軸承,軸承型號為6414。</p><p> 已知松散機(jī)主軸的額定轉(zhuǎn)速為,而6414號深溝球軸承以油潤滑時的極限轉(zhuǎn)速為n遠(yuǎn)大于,所以極限轉(zhuǎn)速要求符合。根據(jù)
76、前面軸承支撐處理的計算結(jié)果知,靠近鏈傳動處的軸承受力較大,故只需對軸承的載荷進(jìn)行校核。前面已算的軸上的支撐反力為,也遠(yuǎn)小于軸承的額定載荷,故6414型號的深溝球軸承滿足設(shè)計要求。</p><p> 根據(jù)所需,我們假定軸承的預(yù)期壽命為,可根據(jù)進(jìn)行使用壽命校核。其中查[18]表8-140的6414型號的額定動載荷為,已知軸承承受載荷為,球軸承的指數(shù),帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計算得:</p><p>
77、故6414型號深溝球軸承滿足使用壽命要求。</p><p> 4.5鍵的設(shè)計及校核</p><p> 4.5.1主軸上鍵的設(shè)計校核</p><p> 主軸上鍵槽處軸直徑為,查文獻(xiàn)[18]表8-61 得鍵寬;鍵高;取長為。所以可得:</p><p><b> 工作長度:;</b></p><p&
78、gt; 鍵與軸的接觸長度:;</p><p> 又因上面已算得,故根據(jù)文獻(xiàn)[16]第106頁的公式6-1,校核公式:</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p> 查[16]表6-2可知鑄鐵在輕微沖擊下的許用壓擠應(yīng)力,顯然:</p><p><b> 故鍵符合要求。</b&g
79、t;</p><p> 4.5.2 電動機(jī)上鍵的設(shè)計校核</p><p> 電動機(jī)上鍵槽處軸直徑為,查文獻(xiàn)[18]得鍵寬;鍵高;取鍵長為。</p><p><b> 所以可得:</b></p><p><b> 工作長度:;</b></p><p> 鍵與軸的接觸長
80、度:;</p><p> 又因上面已算得,故根據(jù)文獻(xiàn)[16]第106頁的公式6-1,校核公式:</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p> 查[16]表6-2可知鑄鐵在輕微沖擊下的許用壓擠應(yīng)力,顯然:</p><p><b> 故鍵符合要求。</b></p>
81、<p> 4.6 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> 一臺機(jī)器的總重量當(dāng)中,機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。箱體是支撐并包容各種傳動零件,如齒輪、軸、軸承等,使它們能夠保持正常的運(yùn)動關(guān)系和運(yùn)動精度。箱體還可以儲存潤滑劑,實現(xiàn)各種運(yùn)動零件的潤滑。箱體具有安全保護(hù)和密封作用,使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響,又保護(hù)機(jī)器操作者的人生安全,并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。</p><
82、;p> 同時箱體在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度以及抗振性能。所以,正確合理的選擇機(jī)座和箱體的材料,并且正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸,是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料,提高工作精度等的重要途徑。</p><p> 箱體設(shè)計首先要考慮箱體內(nèi)零件的布置及與箱體外部零件的關(guān)系,根據(jù)工況將箱體分為上、下兩個筒體。上箱體安裝有入料口,下筒體開有排料口,與支架焊接成一體,并設(shè)有橫擋板,用于固定電動機(jī)。</p&g
83、t;<p> 選用焊接箱體,是因為焊接箱體,由鋼板、型鋼或鑄鋼件焊接而成,結(jié)構(gòu)要求較簡單,生產(chǎn)周期較短。適用于單件小批量生產(chǎn),尤其是大件箱體,采用焊接件可大大降低成本其一般比鑄造箱體輕。</p><p> 第5章 制造、安裝及使用說明</p><p><b> 5.1 制造要求</b></p><p> 活動皮革纖維松散
84、機(jī)的每個零部件都應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)制造。</p><p> 在安裝時需先將錘桿在主軸上焊接好,焊接時,應(yīng)保證同一圓周上的錘桿間的角度為60°,每周錘桿的間距為75mm,且焊縫平整性,以保證焊接完成后工作時整體的穩(wěn)定性。</p><p> 鏈輪對整個機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大影響,因此必須嚴(yán)格按照圖紙的制造精度進(jìn)行加工。</p><p
85、> 軸支撐著其它轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩,同時又通過軸承與機(jī)器的機(jī)架連接。軸類零件要嚴(yán)格按照圖紙的要求保證其加工精度。</p><p> 在安裝機(jī)殼時,要保證機(jī)器整體的美觀性。</p><p><b> 5.2 安裝試車</b></p><p> 1. 安裝時應(yīng)注意主機(jī)體與水平的垂直。</p><p> 2
86、.在安裝時需先將錘桿在主軸上焊接好,然后,安裝好活動錘頭,接著將深溝球軸承安裝于軸上,蓋上上筒體,并用軸承蓋進(jìn)行固定。然后在將電機(jī)固定在電機(jī)固定板上后,再安裝鏈輪,用鏈條進(jìn)行連接傳動。</p><p> 3. 安裝后檢查各部位螺栓有無松動及主機(jī)倉門是否緊固,如有請進(jìn)行緊固。</p><p> 4. 按設(shè)備的動力配置電源線和控制開關(guān)。</p><p> 5. 檢
87、查完畢,進(jìn)行空負(fù)荷試車,試車正常即可進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p><b> 5.3 使用說明</b></p><p> 1. 開機(jī)前先檢查設(shè)備總體情況;</p><p> 2. 啟動電動機(jī),在空載條件下等主軸平穩(wěn),無震動、異常聲響時方可入料;</p><p> 3. 在加工前,必須對機(jī)器先進(jìn)行試運(yùn)行2~3分鐘,無
88、異樣方可連續(xù)工作;</p><p> 4. 在皮革粉碎過程中需對鏈條、鏈輪進(jìn)行及時的潤滑;</p><p> 5. 物料經(jīng)松散機(jī)粉碎后,在排料前需先關(guān)掉電動機(jī),待電動機(jī)完全停轉(zhuǎn)后方可打開排料口進(jìn)行排料;</p><p> 6. 在加工完成后需及時關(guān)閉電源,及時對設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)。</p><p> 5.4 機(jī)器的維護(hù)和注意事項&l
89、t;/p><p> 機(jī)器的維護(hù)保養(yǎng)是一項極其重要的經(jīng)常性的工作,它應(yīng)與極其的操作和檢修等密切配合,應(yīng)有專職人員進(jìn)行值班檢查。</p><p> 1. 軸承擔(dān)負(fù)機(jī)器的全部負(fù)荷,所以良好的潤滑對軸承壽命有很大的關(guān)系,它直接影響到機(jī)器的使用壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)率,因而要求注入的潤滑油必須清潔,密封必須良好,本機(jī)器的主要注油處:1)滾動軸承;2)所有齒輪。</p><p> 2.
90、軸承油溫升高,應(yīng)立即停車檢查原因加以消除。</p><p> 3. 注意機(jī)器各部位的工作是否正常:轉(zhuǎn)動齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時若有沖擊聲應(yīng)立即停車檢查,并消除注意;檢查易磨損件的磨損程度,隨時注意更換被磨損的零件。</p><p> 4. 遇到不能破碎的物料時活動軸承不能在底架上移動,以致發(fā)生嚴(yán)重事故。</p><p><b> 結(jié)束語</b><
91、;/p><p> 1. 皮革廢棄物既浪費(fèi)可利用的資源又污染環(huán)境,通過皮革纖維松散機(jī)使其分離,得到新的纖維既可節(jié)約資源,又減輕環(huán)境的危害。</p><p> 2.本設(shè)計的皮革纖維松散機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,安全可靠。維護(hù)方便,使用壽命較長。</p><p> 3.本次設(shè)計在某些方面還考慮得不夠全面,在設(shè)計過程中有遺漏和不足之處,機(jī)器在整體結(jié)構(gòu)方面還存在著進(jìn)一步改進(jìn)完善
92、的地方。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 錢程.制革下腳料提取超短真皮纖維的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].產(chǎn)業(yè)用紡 織品,2010(1).</p><p> 董貴平,蘭云軍,鮑利紅.皮革的綠色化工藝之路———鉻鞣廢棄物的回收利用[J].西部皮革,2006,28(4):12-17.</p><
93、p> 潘志娟,王坤余.鉻革屑的資源化處理技術(shù)[J].皮革科學(xué)與工程,2001,11(3):7-11.</p><p> 張義文.振興皮革工業(yè),發(fā)展皮機(jī)要先行[J].中國皮革,1997(2)</p><p> 劉京龍.皮膠原纖維的結(jié)構(gòu)與耐干熱性能研究[D].河南:鄭州大學(xué),2005.</p><p> 阿蘭斯基.顎式物料擊碎機(jī)的動力學(xué)分析[M].農(nóng)業(yè)機(jī)械
94、譯報,1987</p><p> 劉社福.輾式粉碎機(jī)性能分析[J].飼料工業(yè),l991.l2(10).</p><p> 金紹文.皮革制品機(jī)械[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.</p><p> 鄧潔紅,曹樂平.錘式松散機(jī)的優(yōu)化設(shè)計[J].糧油食品科技,2005,13(3).</p><p> 李思益,程鳳俠.中國皮革機(jī)械工業(yè)技
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96、.</p><p> 李豐田、李 忠:高效錘式松散機(jī)使用效果分析[J].磚瓦,2005.4.</p><p> 孫靖民.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2008.</p><p> 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2001.</p><p> 張展.機(jī)械設(shè)計通用手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2
97、008.</p><p> 陳秀寧,施高義.械設(shè)計課程設(shè)計(第二版)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005.</p><p><b> 文獻(xiàn)綜述</b></p><p> 皮革纖維松散機(jī)的設(shè)計</p><p> 1前言部分(闡明課題的研究背景和意義)</p><p> 皮革制品是我們大家
98、喜愛的生活用品之一,它幾乎囊括了生活中所有的用品。皮革工業(yè)也成為了我國輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。作為一項高投入、低產(chǎn)出的傳統(tǒng)工業(yè),每年大量的廢棄皮膠原材料從國產(chǎn)皮革工業(yè)產(chǎn)出,在整個制革生產(chǎn)過程中,只有占到原皮質(zhì)量的50% 左右的量被最終被制成的成品質(zhì)量,剩余的均為大量的固體廢棄物,被直接拋棄排放[1]。</p><p> 而我國作為一個制革大國,每年大約能產(chǎn)生140萬t以上的皮革邊角廢棄物,里面其中包括含鉻皮革廢棄物,
99、這幾乎占到世界皮革邊角廢棄物的二分之一[2]。而廢棄物中的膠原蛋白和三氧化二鉻也隨著廢料的拋棄而大量流失,造成了嚴(yán)重的生物質(zhì)資源浪費(fèi)。我們現(xiàn)代社會隨著的資源、環(huán)境等生態(tài)問題的日益嚴(yán)峻,隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,制革生產(chǎn)中所排出的主要含硫和鉻離子的有毒、有害的廢水,日趨成為嚴(yán)重的社會公害,影響全人類的生活。</p><p> 如今,資源化利用制革的固體廢物,也密切引起了整個行業(yè)的關(guān)注[4]。如果加以合理地利用,就可
100、以變廢為寶,節(jié)省可用資源;同時減少了對生態(tài)環(huán)境的污染。所以,對制革廢棄物加以利用,開發(fā)新的品種,提高它的利用率,將具有非常可觀的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。</p><p> 分析得知,皮革是由天然纖維材料交織構(gòu)成的,如果將皮革纖維松散后,可拉制出纖維絲,作為紡織材料,提供給紡織業(yè)。這樣,可以及時回收,并且充分利用這些固體廢棄物及廢舊革制品,不僅可以為產(chǎn)業(yè)提供大量的工業(yè)新材料,減少對人為對生態(tài)環(huán)境的破壞,同時也有利于
101、皮革制造業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。</p><p> 但是相對于皮革行業(yè),中國皮革機(jī)械制造業(yè)起步比較晚,真正談得上發(fā)展也就是近十多年的事,由于皮革機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)差,設(shè)計理論也不夠完善,科研力度不夠,專業(yè)人才十分匱乏,以引進(jìn)和仿造為主,這是中國現(xiàn)階段皮革機(jī)械工業(yè)的真實寫照,同時也是中國皮革機(jī)械水平低的根本原因[3]。</p><p> 針對目前我國皮革機(jī)械的現(xiàn)狀,我認(rèn)為實現(xiàn)皮革纖維的生產(chǎn)機(jī)械化以
102、及自動化是它發(fā)展的根本出路。本課題是針對廢棄皮革進(jìn)行精細(xì)粉碎和抽絲粉碎方面技術(shù)相對落后的現(xiàn)狀,通過分析研究尋求一種高效、節(jié)能、環(huán)保、自動化的皮革纖維松散機(jī)的方案,其具有委強(qiáng)的實用性和發(fā)展前景。</p><p> 2主題部分(闡明課題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向,以及對這些問題的評述)</p><p> 天然皮革具有非常高的強(qiáng)力,一方面是因為膠原纖維緊密結(jié)合在一起以波紋形的束狀存在,纖維束
103、合而分、分而合編織成一種立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);另一方面是動物生皮在處理過程中,經(jīng)鉻鞣后性狀發(fā)生了很大變化,由于鞣劑分子必須與膠原結(jié)構(gòu)中兩個以上的反應(yīng)點(diǎn)作用,生成新的交聯(lián)鍵,導(dǎo)致膠原纖維肽鏈之間形成更牢固的交聯(lián),使膠原纖維之間不易互相分散,具有非常好的穩(wěn)定性。因此,從制革下腳料中提取真皮纖維難度非常高。制革下腳料的回收利用已有相當(dāng)久的歷史,現(xiàn)有的處理方法主要有物理方法和化學(xué)方法兩大類。</p><p> 較早使用的物理方
104、法類似于濕法造紙,將制革下腳料利用機(jī)械方式粉碎,然后用黏合劑加固而成,主要用作人造革基底材料和再生革。由于大量使用黏合劑,該方法不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保,極大地限制了產(chǎn)品應(yīng)用。</p><p> 化學(xué)方法主要有酸法、堿法、酶法和氧化法。用化學(xué)方法對皮革下腳料進(jìn)行處理,其產(chǎn)品主要用作提取明膠、提取膠原蛋白和制作醫(yī)用創(chuàng)傷敷料或化妝用品,而該方法普遍存在處理過程復(fù)雜、加工成本高、存在二次污染以及下腳料利用率低的缺陷,這也是這多
105、年來大量制革下腳料一直沒有得到有效利用的主要原因。</p><p> 天然皮革中膠原纖維經(jīng)過鞣制,彼此之間連接更加緊密,使纖維之間交聯(lián)力遠(yuǎn)大于原真皮纖維的斷裂強(qiáng)力,因而用普通方法難以提取纖維制作成品。而中國皮革和制鞋工業(yè)研究院是集科工貿(mào)為一體的皮革行業(yè)中唯一的國家級科研單位,2001年研究院在市場調(diào)查和可行性分析的基礎(chǔ)上,率先提出利用皮革廢棄物開發(fā)紡織膠原蛋白纖維,并投入研究經(jīng)費(fèi)進(jìn)行前期研究。目前已在膠原蛋白提
106、取和紡絲液的制備上作了大量試驗研究,備的紡絲液在黏度B分子量和穩(wěn)定性能上都達(dá)到了紡絲的要求,初步的紡絲試驗表明了膠原蛋白具有較強(qiáng)的可紡性能,得到的膠原蛋白纖維具有較高的強(qiáng)度,容易上染,手感舒適,證明這條思路完全是切實可行。</p><p> 美國專利采用一種錘式研磨機(jī)處理制革下腳料,可得到具有一定長度分布的真皮纖維,纖維最大長度為6 mm,短纖維長度為1 mm 左右,線密度在1. 7 ~ 3. 0 dtex 之
107、間。水刺加固后制成的再造真皮纖維革不僅有天然皮革良好的吸濕和柔軟性,還具有較好的強(qiáng)力,質(zhì)地均勻,且不同部位的縱橫向斷裂強(qiáng)力接近一致,因此再造真皮革在制作服裝和鞋類制品時可以像織物一樣直接剪裁,不需要經(jīng)過人工挑選。而天然皮革由于所取動物的部位不同,其皮革質(zhì)量差異很大,如腹部皮強(qiáng)力就遠(yuǎn)小于背部皮,同一動物取不同部位的皮制成的產(chǎn)品質(zhì)量和價格差異較大。</p><p> 而目前市面上的皮革粉碎機(jī),根據(jù)粉碎原理不同分為以
108、下三種:</p><p><b> 顎式粉碎機(jī)</b></p><p> 顎式粉碎機(jī)[15][16]如圖1所示。它的原理是利用活動板靠攏固定顎板時,物料夾在其間,受到了擠壓而被破碎,活動顎板離開固定顎板增大兩板之間的距離時,破碎的物料就可順勢落下并卸出機(jī)外。有以下優(yōu)點(diǎn)是:機(jī)體堅固,結(jié)構(gòu)簡單,工作安全;操作、制造容易。也存在明顯的不足:破碎比小,工作時有間隙,動顎有
109、空行程做了無用功,且慣性大。而且顎式粉碎機(jī)等排料口呈長方形,易出片狀的產(chǎn)品,不宜軟質(zhì)的物料,而皮革原料要求脫脂,是軟質(zhì)物料,所以顎式粉碎機(jī)顯然不是很合適。</p><p><b> 圖1顎式粉碎機(jī)</b></p><p><b> 輥式粉碎機(jī)</b></p><p> 輥式粉碎機(jī)又可分為對輥機(jī),雙輥粉碎機(jī)兩類[17]
110、。</p><p><b> 圖2輥式粉碎機(jī)</b></p><p> 圖示的機(jī)器主要由輥輪、輥輪支撐軸承、壓緊和調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動裝置以及出料粒度調(diào)節(jié)等部分組成。調(diào)節(jié)裝置裝于兩輥輪之間,該裝置的頂端又裝有調(diào)整螺栓。當(dāng)調(diào)整螺栓將楔塊向上拉起時,楔塊將活動輥輪從固定輪頂離,兩輥輪之間的間隙變大,出料粒度也變;當(dāng)楔塊向下運(yùn)動時,兩輪間隙又變小,出料粒度變小。在破碎物料時,
111、物料通過輥輪從進(jìn)料口進(jìn)行被碾壓而破碎,破碎后的成品從底架下排出。有工作可靠、維修簡單、排料粒度大小可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。但該機(jī)主要用于對脆性物料的加工,使用范圍狹窄。</p><p><b> 錘式粉碎機(jī)</b></p><p> 錘式粉碎機(jī)可分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種[12]。如圖示,錘式粉碎機(jī)由電動機(jī)轉(zhuǎn)動時,帶動轉(zhuǎn)子,錘子呈輻射狀向四周伸展,與旋轉(zhuǎn)軸成90°,原料
112、從進(jìn)料斗送入粉碎室,被高速旋轉(zhuǎn)的錘片打擊而破裂。</p><p> 機(jī)器的工作過程由兩方面組成:一是物料受到飛錘的沖擊作用;二是飛錘和物料、篩片和物料相互間的摩擦作用。多方面的作用使皮革得更充分的打磨。美國學(xué)者在《橡膠世界》的學(xué)術(shù)報告中明確指出錘式粉碎機(jī)可以將含纖維類材料粉碎至所需的大小粒料,且可將各種橡膠制品粉碎并將橡膠與簾線分離,粒徑由篩孔直徑?jīng)Q定[16]。因此,飛錘粉碎原理不失為理想的皮革纖維松散機(jī)的方案
113、選擇。</p><p> 3總結(jié)部分(將全文主題進(jìn)行扼要總結(jié),提出自己的見解并對進(jìn)一步的發(fā)展方向做出預(yù)測)</p><p> 通過閱讀文獻(xiàn)可看出,綠色皮革工業(yè)是未來發(fā)展目標(biāo),資源的可持續(xù)利用是每個企業(yè)義務(wù)。而改變皮革固有落后的生產(chǎn)方式和合理利用皮革廢棄物是完成綠色皮革工業(yè)的兩條基本也是根本的途徑。</p><p> “皮革真空鞣制技術(shù)”,使鞣液中無害水蒸發(fā)被排
114、除,有害液體的濃度提高,鉻鞣廢液調(diào)整后重復(fù)利用次數(shù)增加,廢液排放量減少一半以上為長期困擾制革業(yè)的污染問題提供了解決的途徑。近年來國內(nèi)外的制革工業(yè)者對無鉻鞣做了大量的研究而2005年起,國際無鉻鞣革市場已悄悄地向國內(nèi)皮革產(chǎn)業(yè)開放,一些高檔革制品制造業(yè)如手套及貼身皮革用品以及新的立法,將規(guī)定其清潔程度。這將增大對無鉻鞣革的需求,因為它們易于回收或生物降解,并且在灰化處理時也不會產(chǎn)生Cr。</p><p> 從對制革
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