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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
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學(xué)生姓名
學(xué)??? 號
年級專業(yè)及班級
2009級農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化(1)班
指導(dǎo)教師及職稱
副教授
學(xué)??? 院
工學(xué)院
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20??? 年???? 月???? 日
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畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
復(fù)合肥滾壓式制粒機(jī)的設(shè)計(jì)
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文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
選題研究意義
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?與農(nóng)家土肥混合制成顆粒肥（球肥），不但包裝、運(yùn)輸方便，而且適于用機(jī)械深層施 制粒是用機(jī)械將粉狀配合原料擠壓成顆粒狀物料, 顆粒狀物料體積小、密度大, 便于運(yùn)輸、貯存.復(fù)合肥滾壓式制粒機(jī)是將粉狀化肥或肥，肥效長不易流失。如碳酸氫銨用粉肥撒施肥效利用率一般不到30%，而采用粒肥深施利用率可達(dá)到60%左右。 本文探討將一種專用復(fù)合肥料制成顆粒狀的機(jī)械滾壓式制粒機(jī).
目前生產(chǎn)上應(yīng)用的制粒機(jī)轉(zhuǎn)角調(diào)整機(jī)構(gòu)角度調(diào)整有限,難以滿足生產(chǎn)工藝的多樣化要求,對于符合肥料制粒來說,盤式制粒機(jī)的缺點(diǎn)是操作時物料溫度較低,不易利用高溫制粒的特性，我國傳統(tǒng)的復(fù)混肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機(jī)系統(tǒng),這種流程簡單,流程特點(diǎn)是:間歇加料,返料不隨機(jī)循環(huán),主要靠工人經(jīng)驗(yàn)控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),產(chǎn)品質(zhì)量波動較大,操作性和控制性都很差,無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化。為了對不同配方的復(fù)合肥效果進(jìn)行研究,需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對肥料進(jìn)行造粒試驗(yàn),每次造粒量少,顆粒大小需要控制,這就要求造粒機(jī)體積小,制粒圓盤轉(zhuǎn)速和傾角無級可調(diào),以滿足肥料顆粒尺寸的需要,肥料造粒最常用的生產(chǎn)工藝是團(tuán)粒法工藝,實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上使用的盤式造粒機(jī),體積龐大,轉(zhuǎn)速和傾角都不能自由調(diào)整,根本無法滿足實(shí)驗(yàn)室的造粒試驗(yàn)要求。因此,研究設(shè)計(jì)一種滿足實(shí)驗(yàn)室要求的復(fù)合肥料造粒機(jī)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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國外研究現(xiàn)狀
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國外研究制粒機(jī)起步比較早,其歷史實(shí)際上可以追溯到1900年,那時鑄模式顆粒機(jī)開始使用。這臺設(shè)備由一對形狀相同的壓輥組成,兩個壓輥?zhàn)飨鄬πD(zhuǎn)運(yùn)動,每個壓輥上都有半球形凹坑,此設(shè)備壓輥的安裝精度要求較高,用以確保壓輥運(yùn)轉(zhuǎn)時兩個壓輥上的半球能很好的配合,從而使物料自上而下被壓制成圓球形顆粒。約1910年,擠壓式顆粒機(jī)誕生了"第一臺商品擠壓式顆粒機(jī)是1910年由英國的Sizer公司制出來的。所謂商品擠壓式顆粒機(jī)就是在各加工行業(yè)被人們所接受,并投入了生產(chǎn)使用的顆粒機(jī),較之現(xiàn)代的擠壓式顆粒機(jī),1910年研制的擠壓式顆粒機(jī)的制粒原理與現(xiàn)代的相同,物料都是被一個螺旋型物料輸送器強(qiáng)制往前推進(jìn),最終被擠壓出。1920年第一臺平模顆粒機(jī)問世了。這種機(jī)器主要由圍繞中心軸回轉(zhuǎn)的滾輪和水平固定模板組成,模板上有擠壓孔,隨著滾輪的回轉(zhuǎn),物料被擠壓且強(qiáng)制通過擠壓孔形成物料條,然后旋轉(zhuǎn)切具將其切割成一定長度的顆粒。世界上第一臺滾筒式制粒機(jī)研制成功,制粒機(jī)已發(fā)展成使用滾筒結(jié)構(gòu),迫使物料通過滾筒孔的機(jī)器設(shè)備,最初的滾筒制粒機(jī)只使用一個壓輥1920年,以后演變成兩個!三個壓輥,利用壓輥的擠壓力將粉狀物料經(jīng)由滾筒的滾筒孔中擠出經(jīng)過不斷地改進(jìn),現(xiàn)在的環(huán)模制粒機(jī)不僅采用了主動滾輪,而且還采用更為普遍的主動滾筒環(huán)模制粒機(jī)是滾筒靠主軸傳動而回轉(zhuǎn),其內(nèi)有兩個或者三個壓輥,工作時壓輥將粉狀物料壓入環(huán)?？字?擠出成形后呈圓柱形,并被固定切刀切斷成顆粒肥料其主要特點(diǎn)是滾筒與壓輥接觸線上各處線速度相等,所以無額外的摩擦力,全部的擠壓力都被用來制粒,"這種滾筒式制粒機(jī)制粒質(zhì)量較好,生產(chǎn)效率高,能耗比其他幾種要少,在飼料加工廠中應(yīng)用最為廣泛。在此基礎(chǔ)上,滾筒制粒機(jī)性能不斷被改善,而于其后的60年,支配了整個肥料業(yè)，滾筒式顆粒機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展,提高了其機(jī)械性能和強(qiáng)度，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要,今后制粒機(jī)的設(shè)計(jì)將向大滾筒,大功率和大型號方向發(fā)展,國外針對滾筒制粒機(jī)制粒機(jī)理的研究很多,也很全面,但是大部分研究成果都處于保密狀態(tài)。
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國內(nèi)研究現(xiàn)狀
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?? 國內(nèi)生產(chǎn)顆粒機(jī)的著名企業(yè)主要有兩家:江蘇牧羊集團(tuán)(沿用英國UMT公司的技術(shù))和江蘇正昌集團(tuán)(沿用美國CPM公司的技術(shù))"1960年江蘇牧羊集團(tuán)引進(jìn)了英國uMT公司的顆粒機(jī),在逐步消化吸收的過程中,70年代研制出了我國第一臺顆粒機(jī)l7]"通過多年努力,江蘇牧羊集團(tuán)現(xiàn)已開發(fā)研制了各種性能優(yōu)越的飼料,糧食機(jī)械產(chǎn)品100多個系列,600多個品種。同時,一些科研機(jī)構(gòu)和高校也開始對滾筒制粒機(jī)進(jìn)行研制,華中農(nóng)學(xué)院，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究所等。
?? 我國復(fù)合肥最常用的生產(chǎn)工藝是團(tuán)粒法工藝。復(fù)合肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機(jī)系統(tǒng), 間歇加料, 靠人工經(jīng)驗(yàn)控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其缺點(diǎn)是操作時物料溫度較低, 不易利用高溫制粒。產(chǎn)品質(zhì)量波動較大, 操作性和控制性差, 無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化。國內(nèi)飼料機(jī)械企業(yè)在滾筒式制粒機(jī)的設(shè)計(jì),制造領(lǐng)域不斷進(jìn)步,產(chǎn)品的外觀 ,性能指標(biāo)不斷提高,與國外同類產(chǎn)品的差距也在不斷縮小,但我國的滾筒式制粒機(jī)大都是在國外制粒技術(shù)發(fā)達(dá)國家(如英國,意大利,瑞士等國)先進(jìn)產(chǎn)品基礎(chǔ)之上進(jìn)行變型設(shè)計(jì)而生產(chǎn)制造的,在制粒機(jī)理方面的研究還幾乎是空白,這直接導(dǎo)致與國外同類型設(shè)備相比較,我國的制粒機(jī)仍然存在結(jié)構(gòu)不合理,生產(chǎn)效率偏低,能耗偏高等缺陷 。
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1.3 存在的問題
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目前生產(chǎn)上應(yīng)用的制粒機(jī)體積龐大，難以滿足實(shí)驗(yàn)室科研的要求，對于復(fù)合肥料制粒來說，盤式制粒機(jī)的缺點(diǎn)是操作時物料溫度較低，不易利用高溫制粒的特性。我國傳統(tǒng)的復(fù)混肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機(jī)系統(tǒng)，流程特點(diǎn)是：間歇加料，返料不隨機(jī)循環(huán)，主要靠工人經(jīng)驗(yàn)控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量波動較大，操作性和控制性都很差，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化。
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主要參考文獻(xiàn)
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[18].?？? 9KP36平模制粒機(jī)[ J]. 化肥工業(yè), 1994, 4.
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[20].德福, 馬力. R150型制粒機(jī)主軸承更換研究[ J].工業(yè)與設(shè)備, 2003.
注：此表如不夠填寫，可另加頁。
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
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研究目的：滾筒制粒機(jī)是肥料機(jī)械四大主機(jī)之一,很大程度上決定了肥料加工產(chǎn)量,在肥料加工過程中占有非常重要的地位。目前,國內(nèi)在滾筒制粒機(jī)制粒機(jī)理方面的研究幾乎是空白,而且制粒機(jī)與國外同類型設(shè)備相比仍然存在結(jié)構(gòu)不合理,生產(chǎn)效率偏低，能耗偏高等缺陷,這極大地制約了產(chǎn)品的國際競爭力,研究滾筒制粒機(jī)理與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù),對提升飼料機(jī)械整體設(shè)計(jì)!制造水平,促進(jìn)肥料工業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義與實(shí)用價值內(nèi)容。
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內(nèi)容：1電動機(jī)的選擇 ： 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式、 確定電動機(jī)的容量、 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 2 皮帶傳動設(shè)計(jì) 、皮帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算、皮帶受力分析、 皮帶強(qiáng)度校核、 皮帶的傳遞功率3 變速箱的設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力傳動路線設(shè)計(jì)、齒輪傳動設(shè)計(jì)、主要參數(shù)選擇、齒輪傳動校核計(jì)算、軸承參數(shù)的選擇、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪軸Ⅰ的設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算、 轉(zhuǎn)軸的受力分析、軸直徑的計(jì)算、箱體加工工藝、其它機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的選擇、通氣器的選擇、吊環(huán)螺釘?shù)倪x擇、殼體的選擇。
方法；根據(jù)肥料制粒工藝要求，初步進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，確定傳遞工作路線、傳動比，然后對功率、皮帶傳動、變速箱、調(diào)速機(jī)構(gòu)、制粒圓盤和刮刀機(jī)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；利用單片機(jī)原理設(shè)計(jì)了肥料制粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)，最后完成制粒機(jī)的設(shè)計(jì)
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內(nèi)容：根據(jù)肥料制粒工藝要求，初步進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，確定傳遞工作路線、傳動比，然后對功率、皮帶傳動、變速箱、調(diào)速機(jī)構(gòu)、制粒圓盤和刮刀機(jī)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
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預(yù)期成果：
本課題針對滾筒制粒機(jī)制粒原理和性能方面做了比較全面的研究,研究成果對提高滾筒制粒機(jī)的制粒質(zhì)量，生產(chǎn)效率，制粒能耗與使用壽命具有一定的參考價值和應(yīng)用價值。
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
本文的主要工作如下:
1.? 2012年 12月25日~1月10日.撰寫開題報(bào)告
?2.? 2013年 1月~2月，文獻(xiàn)查詢和軟件學(xué)習(xí)
?3.? 2013年 3月~4月，確定設(shè)計(jì)方案，展開設(shè)計(jì)。
a.分析了制粒過程中物料層在制粒室的分布情況,指出了物料層分布的三個區(qū)域之間的聯(lián)系,對滾筒和壓輥之間的物料受力狀況進(jìn)行了分析,推導(dǎo)了供料區(qū)物料層最佳厚度理論公式。
b.分析了滾筒孔在物料擠壓過程中的受力情況,建立了滾筒孔擠壓受力數(shù)學(xué)模型,并基于該模型分析了物料特性對制粒過程的影響,揭示了物料泊松比,摩擦系數(shù)和環(huán)模長徑比與制粒過程中擠壓力之間的關(guān)系。
c.研究了滾筒孔受力簡化模型,并基于簡化模型對環(huán)?？卓谶M(jìn)行了有限元受力分析,結(jié)果表明滾筒孔進(jìn)料口倒角越大,所受應(yīng)力越小,物料更容易被擠壓,相應(yīng)的滾筒使用壽命越長。
d.研究了滾筒和壓輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)與壓入物料高度及環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)效率之間的關(guān)系分析了大小輥滾筒制粒機(jī)和三輥式滾筒模制粒機(jī)在提高生產(chǎn)效率方面的優(yōu)勢,并進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算"
e.推導(dǎo)了滾筒制粒機(jī)能耗理論模型,分析了影響滾筒制粒機(jī)能耗的因素,揭示了滾筒線速度與制粒能耗之間的關(guān)系,并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證"
4.? 2013年 5月，進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)
?5.? 2013年 6月，提交畢業(yè)設(shè)計(jì)文檔，準(zhǔn)備答辯
?6.? 答辯后進(jìn)行修改，完善，最總提交設(shè)計(jì)材料。
論證小組意見
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????????????????????????????? 組長簽名：
??????????????????????????????????????????????? 20??? 年?? 月?? 日
專業(yè)委員會意見
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????????????????????????????? 專業(yè)委員會主任簽名：
?????????????????????????????????????????????? 20?? 年?? 月?? 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
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