棉杆基3D打印材料的棉杆粉碎设备设计与实验-开题报告

3.0 闻远设计 2024-08-16 73 4 21.06KB 5 页 15光币

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1课题来源及研究的目的和意义

随着经济发展，资源的紧缺已成为制约经济快速发展的重要因素，国家越来越注重资源开发

的综合利用，并在中央经济工作会议上多次提出“循环经济”发展战略的要求，其中对棉副产品

开发利用被列入重要开发内容，制定了棉副产品综合开发利用优惠政策。通过整合科技人才优

势，加大资金投入力度和科技攻关协作力度，鼓励自主开发，提高自主知识产权的研发工作，逐

步使棉副产品开发利用成为棉区人民群众增收的又一项具体措施，并以此促进和带动棉区经济的

快速增长，确保棉花生产的持续发展。

21 世纪资源问题是世界性问题，资源综合利用已成为当今世界发展的迫切要求，资源的利用

应遵循良性的可持续发展的道路。发展生产与可持续发展的关系始终体现在资源的问题上。我国

是产棉国，棉秆是农业上的副产品，在以往主要用作农家燃料，随着生活水平的提高，棉秆利用

率越来越低，成为环境隐患。我国重要的产棉区的棉秆产量呈逐年上升趋势。 20 世纪 8O 年代，

每年产量在 700 万吨以上，主要地区为河南、河北、山东、江苏、湖北以及山西等省，每省产量

约在 10 ～200 万吨左右。

我国目前棉杆资源没有广泛利用的重要原因是缺少效率高的棉秆破碎设备。随着环保技术的

发展，棉秆制备 3D 打印材料受限程度逐渐降低，但由于棉秆制备 3D 打印材料应环保控制减缓了

发展影响到了备料设备的研发工作。且就目前 3D 打印材料的品种匮乏程度，以及价格昂贵，直接

制约着 3D 打印的整体发展。通过设计这款粉碎机可以满足制备 3D 打印材料工艺的要求，缓解 3D

打印材料紧缺现状，拓宽 3D 打印材料选择来源；可以为农户增收添加一条途径；同时为低碳经济

提供技术支持，减少对棉杆的焚烧或还田，就等于减少了环境污染，对社会有积极的影响。

2 课题所涉及的问题和国内外研究现状及分析

国外粉碎机械的研究现状

美国、加拿大等国家的小麦、玉米秸秆大部分用于还田。国外的茎秆还田机具结构大多为立

式结构，具有机具结构简单，作业效率高等特点。同时还有对秸秆根部进行处理加工的整株秸秆

粉碎还田机具。目前国外茎秆还田机具普遍向宽幅、与大马力轮式拖拉机配套的方向发展，宽幅

秸秆粉碎还田机具采用液压折叠的方式进行运输。宽幅秸秆粉碎还田机具在小范围的工作面内可

以单独仿形，保证工作面内秸秆留茬高度一致。如美国约翰·迪尔公司，其茎秆切碎还田机幅宽

由 1.2m到5.4m，配套动力由 50kW 到 180kW 的规格齐全。其工作幅宽为 5.4m 的秸秆切碎还田机由

三个分体组成，左右两个分体可以折叠，并可以单独随地仿形。日本采用的是在半入式联合收割

机后面安装切草装置，一次能完成收获和秸秆粉碎。在大功率、多功能为主的粗饲料粉碎机占优

势的情况下，西欧国家还重视生产小型粗饲料粉碎机，其特点是体积小、重量轻、动力消耗小。

意大利塞科公司生产的小型粗饲料粉碎机的粉碎刀片沿螺旋线分布，机具振动小，粉碎均匀英国

艾里温公司生产的 38MKⅡ 型草捆粉碎机，粉碎转子只有六个铰链锤片，结构简单，生产率达

2t/h，粉碎室的结构和性能继续改进提高。

国内粉碎机械的研究现状

近年来，由于对秸秆等生物质资源的充分开发与利用，使其在我国得到了快速发展。大致可

以归纳为：

（1）. 秸秆切碎机

该机又称铡草机，主要用来切断茎秆，如谷草、稻草、麦秸及玉米秸等，较适用于作物乳熟

期的青贮，其主要特点是机型简单、功耗低、生产率较高，但是，秸秆饲料切碎机在加工过程中

一般无法破碎秸秆的茎节。经牲畜消化试验表明，秸秆铡切后可部分程度地提高采食量，但不能

提高秸秆消化率，存在较大浪费。

（2）. 秸秆饲料粉碎机

粉碎机按结构形式的不同分为4种类型，主要有锤片式、劲锤式、爪式和对混式。目前，秸

秆饲料粉碎多采用锤片式粉碎机。

（3）. 秸秆饲料揉碎机

揉碎机是我围近年来研制的一种新机型。它采用介于铡切和粉碎两种机械加工方式之间的一

种新型加工方式。作物秸秆经过揉碎机被加工成丝状，完全破坏了茎节的结构，并被切成 8~10cm

的碎段，使牲畜采食的适口性大为改进，其全株采食率也从原来的 50%提高到 95%以上。根据加T

过程不同，又可分为揉搓机和揉切机两种。

（4）. 其他秸秆切碎、粉碎机

目前秸秆饲料加工机械(孟海波 2002)存在的主要问题是无论是性能上还是可靠性均较差，而

且秸秆加工机具主要工作部件制造质量低。因此秸秆饲料加工机械的发展动向可以为（1）进一步

改进和完善现有机型，改善加工机的通用性，铡草机和揉碎机实现系列化，各种机型的主要工作

部件实现标准化，如粉碎机和揉搓机的锤片、揉切机的刀片等（2）提高机械制造质量，延长机械

部件的工作寿命；（3）不断改进粉碎室结构和性能。设计使用加工质量高、能耗低的开式粉碎室

是发展的方向；（4）逐步实现机械作业的自动化和半自动化，进而降低秸秆饲料加工作业的劳动

强度，提高生产率，保证加工质量，朝着大功率、大型联合机械作业方向发展；（5）因玉米秸、

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标签： #设计 #开题报告 #开题

摘要：

1课题来源及研究的目的和意义随着经济发展，资源的紧缺已成为制约经济快速发展的重要因素，国家越来越注重资源开发的综合利用，并在中央经济工作会议上多次提出“循环经济”发展战略的要求，其中对棉副产品开发利用被列入重要开发内容，制定了棉副产品综合开发利用优惠政策。通过整合科技人才优势，加大资金投入力度和科技攻关协作力度，鼓励自主开发，提高自主知识产权的研发工作，逐步使棉副产品开发利用成为棉区人民群众增收的又一项具体措施，并以此促进和带动棉区经济的快速增长，确保棉花生产的持续发展。21世纪资源问题是世界性问题，资源综合利用已成为当今世界发展的迫切要求，资源的利用应遵循良性的可持续发展的道路。发展生产与可...

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