牵引式林内枝桠材削片压缩打包联合机设计及研究

摘要

为了合理利用林间的枝桠材等林间剩余资源，节省木片切削和压缩所占用的空间与时间，减少工作时机器与加工对象对环境造成的噪音以及空气污染，本文设计了一台可以对枝桠材削片、压缩打包于一体的牵引式削片压缩打包联合机器。将本机器驾驶到林区，人工采集枝桠材并将枝桠材通过整机的木片切削系统切削成木片，并压缩成长方体木块装入麻袋中。研究木片的压缩理论特性，得出最佳压缩比。本设备采用麻袋装木块，根据标准麻袋的尺寸确定了压缩后的木块的尺寸，根据压缩比得出压缩前松散木片的体积。设计的压缩箱刚好可以装载这些体积的木片然后压缩成规定大小的木块。在木片的输送方式上，本文采用了一种立体封闭式的输送方法，即木片从削片机出来进入储料斗，再被料斗下方的皮带输送机输送进压缩箱。压缩木片采用液压系统提供和控制压缩力。
　　在设备的设计过程中用SolidWorks软件建立三维模型，在模型中添加材料属性，使其具有真实性，可以用于模拟仿真中，分析机器设计的是否合理与可行。运用ANSYS软件建立了关键机构的有限元模型，针对各种不同的工况分别进行有限元分析，获得了各自变形与应力的大小以及分布位置，为垃圾压缩机的改进提供了依据。根据有限元分析的结果，对机构和部件进行了改进设计，改进后的分析结果显示模型符合刚度和强度要求。

目录

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 林间工作削片联合机国内外方面研究

1．3 论文研究的目的和意义

1．4 论文的主要研究内容

2 枝桠材的利用及木片压缩特性分析

2．1 林间枝桠材的利用

2．1．1 林间剩余物的具体形式

2．1．2 林间枝桠材的利用价值

2．1．3 木片生产加工方式

2．2 木材性质对其抗压强度的影响

2．2．1 木材含水率与木材强度关系

2．2．2 木材的密度与强度关系

2．2．3 木材的粘弹性

2．3 木片的压缩特性分析

2．3．1 单向压缩木材的变形

2．3．2 木片压缩中的流变学分析

2．3．3 木片压缩过程

2．4 压缩比确定

2．5 本章小结

3 牵引式削片压缩打包联合机总体设计

3．1 整车组成部分

3．2 运输料斗设计

3．2．1 物料自然休止角和料斗的仓壁倾角

3．2．2 木片休止角获得

3．2．3 料仓的防拱设计

3．2．4 料斗结构设计及焊接方式

3．3 削片机选型

3．4 带式输送机的选型与计算

3．4．1 初始条件设定

3．4．2 输送机主要技术参数

3．4．3 带式输送机安装方式

3．5 独立柴油发动机选购

3．6 移动拖车车架选择

3．7 传动系统

3．8 牵引式削片压缩打包联合机整体布局设计

3．9 本章小结

4 木片压缩打包系统结构及其控制系统设计

4．1 木片压缩打包机整体方案确定

4．2 木块成型模具方案

4．3 压缩打包机结构设计

4．3．1 出料口设计

4．3．2 总压缩前体积V总确定

4．3．3 压缩箱高度h与压缩行程s确定

4．3．4 压缩箱内木片受力分析

4．3．5 压缩箱结构设计

4．4 压缩机液压系统设计

4．4．1 液压缸参数确定

4．4．2 液压泵的型号及功率确定

4．5 压缩机液压控制系统设计

4．5．1 系统组成及工作原理

4．5．2 控制方案设计

4．6 本章小结

5 整体机构三维建模及主要零部件的仿真

5．1 整体结构布局及三维建模

5．1．1 模型建立的简化与抽象

5．1．2 压缩头模型

5．1．3 挡板模型

5．1．4 压缩机模型

5．1．5 料斗模型

5．1．6 车架模型

5．1．7 整车模型

5．2 压缩机构的ADAMS运动学仿真

5．2．1 模型仿真

5．2．2 仿真结果分析

5．3 主要零部件的有限元分析

5．3．1 压缩箱箱体的有限元分析

5．3．2 压缩头的有限元分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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