桑枝削片粉碎机三维设计与结构分析的研究

近年来，随着食用菌产业的迅速发展，对食用菌培养基生产料的需求量不断上升。试验证明以往作为废弃物的桑枝条是食用菌培养基理想的生产原料，若能将桑枝条有效地粉碎成木屑，就能很好地解决平原地区食用菌培养基原料匮乏的局面。 由于桑枝条直径小，枝条上还有很多的细小枝桠，且桑树皮韧性强，目前没有适应桑枝条粉碎的专用设备。本文根据现有木材削片机与树枝粉碎机的工作原理，充分考虑桑枝条的特性，研究开发专用的桑枝削片粉碎机。 根据桑枝的特点，确定了桑枝削片粉碎机的结构与传动方案，并对桑枝削片粉碎机削片时的切削力进行了分析推导，得出了削片时切削力的计算公式，也为有限元分析提供了力学模型。 通过采用现有的树枝粉碎机对桑枝条粉碎试验发现，飞刀的伸出量、飞刀与底刀的间隙、有无筛网、锤片边角的锋利程度、锤片厚度及锤片数量等对粉碎效果均有影响，同时桑枝皮缠绕主轴的现象始终存在。 “缠绕问题”是设计桑枝削片粉碎机必须解决的关键问题。通过理论分析和试验找到了桑枝皮缠绕主轴的原因，针对这些原因，制定合理的试验方案。试验证明所采用的防缠绕方案是正确的、有效的，很好地解决了“缠绕问题”。 本文运用以参数化特征思想为基础的三维参数化软件Pro／Engineer对桑枝削片粉碎机进行三维设计，并对其进行动静态干涉检查，也为桑枝削片粉碎机结构有限元分析提供了三维模型。 通过设置软件接口，把Pro／Engineer中三维模型无损导入ANSYS中，并运用ANSYS对桑枝削片粉碎机承载较大的部位进行静力学分析，对不合理的零件进行改进设计，并再进行相关分析直到满足设计要求，对主轴系统结构固有特性进行了分析，验证了主轴系统设计的合理性。