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湖南農(nóng)業(yè)大學全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設計）開題報告
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學生姓名
學??? 號
年級專業(yè)及班級
2009級農(nóng)業(yè)機械化及其自動化(1)班
指導教師及職稱
副教授
學??? 院
工學院
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20??? 年???? 月???? 日
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畢業(yè)論文（設計）題目
復合肥滾壓式制粒機的設計
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文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，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、運輸方便，而且適于用機械深層施 制粒是用機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, 便于運輸、貯存.復合肥滾壓式制粒機是將粉狀化肥或肥，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到60%左右。 本文探討將一種專用復合肥料制成顆粒狀的機械滾壓式制粒機.
目前生產(chǎn)上應用的制粒機轉(zhuǎn)角調(diào)整機構角度調(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,盤式制粒機的缺點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)的復混肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機系統(tǒng),這種流程簡單,流程特點是:間歇加料,返料不隨機循環(huán),主要靠工人經(jīng)驗控制各個生產(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,無法實現(xiàn)系統(tǒng)機械化和自動化。為了對不同配方的復合肥效果進行研究,需要在實驗室內(nèi)對肥料進行造粒試驗,每次造粒量少,顆粒大小需要控制,這就要求造粒機體積小,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)工藝是團粒法工藝,實際工業(yè)生產(chǎn)上使用的盤式造粒機,體積龐大,轉(zhuǎn)速和傾角都不能自由調(diào)整,根本無法滿足實驗室的造粒試驗要求。因此,研究設計一種滿足實驗室要求的復合肥料造粒機具有重要的現(xiàn)實意義。
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國外研究現(xiàn)狀
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國外研究制粒機起步比較早,其歷史實際上可以追溯到1900年,那時鑄模式顆粒機開始使用。這臺設備由一對形狀相同的壓輥組成,兩個壓輥作相對旋轉(zhuǎn)運動,每個壓輥上都有半球形凹坑,此設備壓輥的安裝精度要求較高,用以確保壓輥運轉(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,擠壓式顆粒機誕生了"第一臺商品擠壓式顆粒機是1910年由英國的Sizer公司制出來的。所謂商品擠壓式顆粒機就是在各加工行業(yè)被人們所接受,并投入了生產(chǎn)使用的顆粒機,較之現(xiàn)代的擠壓式顆粒機,1910年研制的擠壓式顆粒機的制粒原理與現(xiàn)代的相同,物料都是被一個螺旋型物料輸送器強制往前推進,最終被擠壓出。1920年第一臺平模顆粒機問世了。這種機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研制成功,制粒機已發(fā)展成使用滾筒結構,迫使物料通過滾筒孔的機器設備,最初的滾筒制粒機只使用一個壓輥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,現(xiàn)在的環(huán)模制粒機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,在飼料加工廠中應用最為廣泛。在此基礎上,滾筒制粒機性能不斷被改善,而于其后的60年,支配了整個肥料業(yè)，滾筒式顆粒機的進一步發(fā)展,提高了其機械性能和強度，根據(jù)生產(chǎn)的實際需要,今后制粒機的設計將向大滾筒,大功率和大型號方向發(fā)展,國外針對滾筒制粒機制粒機理的研究很多,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)顆粒機的著名企業(yè)主要有兩家:江蘇牧羊集團(沿用英國UMT公司的技術)和江蘇正昌集團(沿用美國CPM公司的技術)"1960年江蘇牧羊集團引進了英國uMT公司的顆粒機,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l7]"通過多年努力,江蘇牧羊集團現(xiàn)已開發(fā)研制了各種性能優(yōu)越的飼料,糧食機械產(chǎn)品100多個系列,600多個品種。同時,一些科研機構和高校也開始對滾筒制粒機進行研制,華中農(nóng)學院，中國農(nóng)業(yè)科學院研究所等。
?? 我國復合肥最常用的生產(chǎn)工藝是團粒法工藝。復合肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機系統(tǒng), 間歇加料, 靠人工經(jīng)驗控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其缺點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, 無法實現(xiàn)系統(tǒng)機械化和自動化。國內(nèi)飼料機械企業(yè)在滾筒式制粒機的設計,制造領域不斷進步,產(chǎn)品的外觀 ,性能指標不斷提高,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大都是在國外制粒技術發(fā)達國家(如英國,意大利,瑞士等國)先進產(chǎn)品基礎之上進行變型設計而生產(chǎn)制造的,在制粒機理方面的研究還幾乎是空白,這直接導致與國外同類型設備相比較,我國的制粒機仍然存在結構不合理,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)上應用的制粒機體積龐大，難以滿足實驗室科研的要求，對于復合肥料制粒來說，盤式制粒機的缺點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)的復混肥生產(chǎn)流程主要為盤式制粒機系統(tǒng)，流程特點是：間歇加料，返料不隨機循環(huán)，主要靠工人經(jīng)驗控制各個生產(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，無法實現(xiàn)系統(tǒng)機械化和自動化。
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主要參考文獻
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[19].德雨. FZLH系列環(huán)模式復混肥制粒機[ J]. 化肥工業(yè), 1995.
[20].德福, 馬力. R150型制粒機主軸承更換研究[ J].工業(yè)與設備, 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、預期成果、條件保障等）
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研究目的：滾筒制粒機是肥料機械四大主機之一,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)在滾筒制粒機制粒機理方面的研究幾乎是空白,而且制粒機與國外同類型設備相比仍然存在結構不合理,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,研究滾筒制粒機理與結構優(yōu)化技術,對提升飼料機械整體設計!制造水平,促進肥料工業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義與實用價值內(nèi)容。
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內(nèi)容：1電動機的選擇 ： 選擇電動機的類型和結構型式、 確定電動機的容量、 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 2 皮帶傳動設計 、皮帶傳動設計計算、皮帶受力分析、 皮帶強度校核、 皮帶的傳遞功率3 變速箱的設計、總體結構設計、動力傳動路線設計、齒輪傳動設計、主要參數(shù)選擇、齒輪傳動校核計算、軸承參數(shù)的選擇、軸的設計計算、齒輪軸Ⅰ的設計計算、齒輪軸Ⅱ的設計計算、 轉(zhuǎn)軸的受力分析、軸直徑的計算、箱體加工工藝、其它機構的設計、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，初步進行總體方案設計，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)速機構、制粒圓盤和刮刀機構等進行設計計算；利用單片機原理設計了肥料制粒機主軸的轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)，最后完成制粒機的設計
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內(nèi)容：根據(jù)肥料制粒工藝要求，初步進行總體方案設計，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)速機構、制粒圓盤和刮刀機構等進行設計計算。
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預期成果：
本課題針對滾筒制粒機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用價值。
進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、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.撰寫開題報告
?2.? 2013年 1月~2月，文獻查詢和軟件學習
?3.? 2013年 3月~4月，確定設計方案，展開設計。
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行了分析,推導了供料區(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系。
c.研究了滾筒孔受力簡化模型,并基于簡化模型對環(huán)模孔口進行了有限元受力分析,結果表明滾筒孔進料口倒角越大,所受應力越小,物料更容易被擠壓,相應的滾筒使用壽命越長。
d.研究了滾筒和壓輥的結構參數(shù)與壓入物料高度及環(huán)模制粒機生產(chǎn)效率之間的關系分析了大小輥滾筒制粒機和三輥式滾筒模制粒機在提高生產(chǎn)效率方面的優(yōu)勢,并進行了優(yōu)化計算"
e.推導了滾筒制粒機能耗理論模型,分析了影響滾筒制粒機能耗的因素,揭示了滾筒線速度與制粒能耗之間的關系,并進行了試驗驗證"
4.? 2013年 5月，進行零部件的設計
?5.? 2013年 6月，提交畢業(yè)設計文檔，準備答辯
?6.? 答辯后進行修改，完善，最總提交設計材料。
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，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。
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