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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論 文 題 目： 小型油渣壓塊機(jī)設(shè)計 學(xué) 院：
專 業(yè) 、班 級：學(xué) 生 姓 名：指導(dǎo)教師（職稱）：
一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域
本題目涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)構(gòu)設(shè)計、曲柄滑塊式壓榨機(jī)等多方面的知識。 2、論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值
油渣是在榨取食用油后剩下的廢料，是一種重要的動物飼料和有機(jī)肥料，動物油渣作為單一飼料動物蛋白的開發(fā)應(yīng)用具有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。市場需求量大，我國動物油渣原料資源豐富, 開發(fā)利用動物油渣不僅可以緩和市場缺口，為國家節(jié)約大量的外匯；同時降低了養(yǎng)殖成本，有利于市場競爭。同時，油渣富含有機(jī)質(zhì)和氮素，還含有相當(dāng)數(shù)量的磷、鉀及各種微量元素，且肥分濃厚。在果樹、蔬菜和糧食生產(chǎn)上具重要作用。因此，如果能將廢棄的油渣高效利用起來對我國畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展十分有好處。
由于當(dāng)前大型油渣壓塊機(jī)價格昂貴、操作及維修復(fù)雜，不適用于多數(shù)農(nóng)戶及小型企業(yè)而言，針對這種現(xiàn)狀，設(shè)計開發(fā)一種安全高效、成本低廉、易于操作和維修、壓塊形式多樣的小型油渣壓塊機(jī)。故本設(shè)計具有一定的應(yīng)用價值及研究必要性。由于國內(nèi)各種飼料、肥料加工企業(yè)的不斷增多，壓塊設(shè)備的市場需求逐漸變大。但是由于當(dāng)前的大型壓塊機(jī)價格比較昂貴、操作及維修相對復(fù)雜，對于多數(shù)農(nóng)戶及加工企業(yè)而言并不適用，針對這種現(xiàn)狀，有必要開發(fā)成本低廉、易于操作和維修、壓頭及壓模可調(diào)的小型壓塊機(jī)械。在保證生產(chǎn)質(zhì)量及提高生產(chǎn)率的前提下，實(shí)現(xiàn)壓塊過程的自動供料及自動壓制。因此本研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢
現(xiàn)代壓塊機(jī)械具有如下特點(diǎn)：壓塊機(jī)使用了更多的自動化設(shè)備，多采用數(shù)字控制，現(xiàn)代壓塊機(jī)數(shù)控系統(tǒng)都有自己的高速度、多功能。與計算機(jī)、自動換模系統(tǒng)、供料機(jī)構(gòu)和自動倉庫結(jié)合；現(xiàn)代壓塊機(jī)械趨于機(jī)電一體化的發(fā)展方向。因此， 現(xiàn)代壓塊機(jī)從其主要方面看，類似于一種較為精準(zhǔn)的自動一體化成形模壓機(jī)。
據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國生產(chǎn)壓塊機(jī)的廠家已有 30 多家。伴隨著數(shù)控技術(shù)、液壓氣動技術(shù)、運(yùn)動元件及計算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，壓塊機(jī)發(fā)展非常迅速。
生產(chǎn)成本，技術(shù)先進(jìn)，是衡量一個企業(yè)競爭力的一個重要指標(biāo)。精度高，附加值高、質(zhì)量良好的壓塊成形顯然是必要的。大型壓塊機(jī)價格昂貴、操作機(jī)維修復(fù)雜，對于多數(shù)農(nóng)戶及中小型企業(yè)而言并不適用，針對這種現(xiàn)狀，有必要開發(fā)成本低廉、易于操作維修的小型壓塊機(jī)械。目前多數(shù)的國內(nèi)小型壓塊機(jī)生產(chǎn)企業(yè)所用的機(jī)型為非自動連續(xù)生產(chǎn)型，故設(shè)計一種高效、簡潔、自動化程度高的壓塊機(jī)具有現(xiàn)實(shí)意義。
采用自動壓塊機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下：
1. 采用自動壓塊機(jī)，運(yùn)動穩(wěn)定、可靠；
2. 提高工作效率，工作過程中沖擊力小,加工質(zhì)量及使用壽命均較高；
3. 操控方便、安全；
4. 方便改變壓塊的周期時間,可以自動連續(xù)壓塊；
5. 壓頭的壓力及壓制時間可調(diào)；
6. 壓頭高度升降可調(diào)
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二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題
(1). 壓塊機(jī)傳動裝置的傳動方式設(shè)計； (2).設(shè)計參數(shù)的合適選擇；
(3).曲柄滑塊結(jié)構(gòu)分析。
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） (1).壓塊機(jī)原理及結(jié)構(gòu)確認(rèn)；
(2). 壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計； (3).油渣打碎裝置設(shè)計； (4).上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計； (5).壓塊機(jī)壓頭設(shè)計；
(6).壓塊機(jī)行走及駐停機(jī)構(gòu)設(shè)計。3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果
結(jié)合具體的設(shè)計要求，通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料，全面的了解和掌握壓塊機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)，完成壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)功能部件的設(shè)計，對關(guān)鍵部件的強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析。最終完成論文、壓塊機(jī)的 3D 模型、2D 工程圖
（裝配圖、零件圖）、有限元分析報告、外文文獻(xiàn)翻譯。
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三、論文（設(shè)計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
首先采用文獻(xiàn)研究法，通過閱讀有關(guān)論文、圖書及相關(guān)資料，針對具體的設(shè)計要求，著重從理論及結(jié)構(gòu)上對國內(nèi)外現(xiàn)有油渣壓塊機(jī)進(jìn)行全面的了解；第二，采用Top-down 設(shè)計方法，進(jìn)行整機(jī)功能劃分；第三，利用 3D 設(shè)計方法，逐一進(jìn)行各機(jī)構(gòu)、部件的設(shè)計，確定零件尺寸及進(jìn)行干涉檢查；第四，有限元分析法，利用有限元分析模塊對關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度分析
2. 論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃
第 1 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，了解設(shè)計內(nèi)容；
第 2 周：翻譯外文文獻(xiàn)的翻譯；
第 3 周：分析歸納文獻(xiàn)，撰寫文獻(xiàn)綜述，確定研究方法，撰寫開題報告；
第 4 周：整理開題報告、文獻(xiàn)綜述，開題報告答辯；
第 5 周：小型油渣壓塊機(jī)總體方案設(shè)計；
第 6 周：進(jìn)行投料裝置設(shè)計的工作；
第 7 周：整理已開展的工作，中期檢查；
第 8 周：進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計；
第 9 周：；開展壓頭設(shè)計（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）的工作；
第 10 周：進(jìn)行下料推送機(jī)構(gòu)設(shè)計；
第 11 周：進(jìn)行關(guān)鍵部件的有限元分析；
第 12 周：系統(tǒng)整合，進(jìn)行總裝配；生成、完善 2D 和 3D 圖紙； 第 13 周：修改完善設(shè)計說明書、圖紙；
第 14 周：完善畢業(yè)設(shè)計各項(xiàng)內(nèi)容，做好答辯 PPT，提交論文，準(zhǔn)備答辯。
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四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
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隨著畜牧業(yè)的飛速發(fā)展, 蛋白飼料的緊缺成了畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸。我國蛋白飼料資源嚴(yán)重缺乏, 目前蛋白質(zhì)飼料缺口超過400萬t, 每年靠進(jìn)口大量的魚粉填補(bǔ)蛋白飼料缺口, 是世界上最大的魚粉進(jìn)口國。畜牧業(yè)能否持續(xù)發(fā)展在很大程度上取決于飼料的開發(fā)利用，開辟非糧食飼料來源。世界各國都把解決蛋白質(zhì)飼料不足的問題作為開發(fā)飼料資源的主攻方向，動植物油渣是非常具有開發(fā)潛力的動物蛋白資源。
對中國這樣人均能源資源占有量很低，且分布極不均勻的發(fā)展中國家來說， 充分利用好動植物廢棄資源則顯得尤為重要。目前，作為資源的生物質(zhì)主要指農(nóng)業(yè)、林業(yè)及其他廢棄物，如各種油渣廢料、農(nóng)作物油渣、作物及木材加工廢棄物、城市工業(yè)有機(jī)廢棄物以及動物糞便等。而其中，動植物油渣廢料因其氨基酸含量充足、蛋白含量高、肥力高，肥分足，在可重復(fù)利用資源中占用很大的比重，對畜牧業(yè)養(yǎng)殖、環(huán)保、生產(chǎn)、土地增收等方面具有十分重要的意義。
油渣原料質(zhì)地松散、體積大、熱值低、不便運(yùn)輸和貯存，采用油渣壓塊機(jī)使油渣致密成型，便可成為高品位飼料、肥料。油渣成型飼料具有密度高、便于運(yùn)輸和儲存、形狀和性質(zhì)均一、蛋白含量豐富、土壤吸收性能好、適應(yīng)性強(qiáng)、施肥操作控制方便等優(yōu)點(diǎn)，可用于畜牧業(yè)、家庭和農(nóng)業(yè)的畜牧飼料、肥料等。我國作為畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)大國，可利用的油渣資源豐富，因此，油渣能源將會成為一種發(fā)展前景非?？捎^的新興飼料。目前，油渣壓塊機(jī)主要分為螺旋擠壓式成型機(jī)、活塞沖壓式成型機(jī)和曲柄滑塊成型機(jī) 3 種機(jī)型。
一、我國油渣壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀
我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)并開始致力于生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究。南京林化所在“七五”期間開展了對生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的研制即對生物質(zhì)成型理論的研究，目前我國成型機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用已形成了一定規(guī)模，熱點(diǎn)主要集中在螺旋擠壓成型機(jī)上，但是仍然存在著很多問題，因此有待于進(jìn)一步深入研究。中國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式油渣壓塊機(jī)，生物質(zhì)壓縮技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史。當(dāng)時,一些科研單位和生產(chǎn)企業(yè)借鑒歐、美發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)牧草加工技術(shù)和設(shè)備,結(jié)合我國油渣綜合利用的具體國情,開發(fā)研制出機(jī)械化油渣壓塊飼料設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)生產(chǎn)。目前,在國內(nèi)從事該項(xiàng)技術(shù)研究、生產(chǎn)的大專院校、科研院所、國有和民營企業(yè)已達(dá)數(shù)十家。
機(jī)械化油渣壓塊飼料技術(shù)作為新生事物,還剛剛起步,在國內(nèi)發(fā)展速度不一, 河北、內(nèi)蒙古等省份發(fā)展較快。如河北省為加快該項(xiàng)技術(shù)的推廣步伐,實(shí)施了“機(jī)械化油渣壓塊飼料示范項(xiàng)目” 。2011年由省財政撥出150萬專項(xiàng)資金,首批選擇了條件較好的5個項(xiàng)目縣進(jìn)行示范,生產(chǎn)玉米油渣壓塊飼料。2012年省財政又投入200 萬元建立了10個項(xiàng)目縣進(jìn)行示范推廣。有關(guān)項(xiàng)目市、縣也都投入了相應(yīng)的配套資金。在示范點(diǎn)的帶動下,一些民間資金也被吸引到油渣壓塊飼料項(xiàng)目的投入上來。據(jù)不完全統(tǒng)計,全省已建成各類油渣壓塊飼料生產(chǎn)企業(yè)近40多家,年產(chǎn)油渣壓塊飼料生產(chǎn)能力已接近10萬t ,機(jī)械化油渣壓塊飼料技術(shù)得到了快速發(fā)展。但從國內(nèi)總體情況來看,多數(shù)省份發(fā)展較為緩慢,部分省份還是空白,機(jī)械化油渣壓塊飼料技 術(shù)的推廣應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、示范的初期。油渣壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備亦屬于產(chǎn)品介紹期,其性能、質(zhì)量仍存在一些不足,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。
二、世界油渣壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀
早在1954 年，美國約翰迪爾( John． Deere) 公司就研制成功了世界上第一
臺移動式壓塊機(jī)，從1965 年起先后生產(chǎn)了400 型田間撿拾壓塊機(jī)和390 型壓塊機(jī)。此外，美國蘭代爾( Lundell) ，西德法爾( Fahr) ，威利格爾( Welger) ，丹麥塔魯普( Taarup) ，法國里維爾( Ｒivierrecasalis) 和日本時代制鐵有限公司 也生產(chǎn)了多種型式的青、干草壓塊機(jī)。20 世紀(jì)60 年代，蘇聯(lián)開始引進(jìn)和研制飼草壓塊機(jī)，制造了相應(yīng)的成套設(shè)備。國外技術(shù)發(fā)展有以下幾個特點(diǎn)：
一是生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達(dá)到規(guī)?；蜕唐坊?；二是已經(jīng)由過去燒壁爐的生活用能為主轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)階段：設(shè)備制造比較規(guī)范，耗能較高，成本較貴，同等生產(chǎn)能力的設(shè)備是國內(nèi)的5-6倍，在發(fā)達(dá)國家中，生物質(zhì)能研究開發(fā)應(yīng)用主要集中與氣化，液化、熱解，固化與直接燃燒等方面。
美國2014年生物質(zhì)能供應(yīng)量72Mtoe，越戰(zhàn)美國能源供應(yīng)總量的3%，計劃2030 年達(dá)到30%。歐盟2003年25國生物質(zhì)能消費(fèi)量69Mtoe，約占?xì)W盟能源總消費(fèi)量的4%。國外生物質(zhì)致密固化成型產(chǎn)品的發(fā)展分為三個階段，從20世紀(jì)30-50年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段，研究的著眼點(diǎn)以代替化石能源為目標(biāo)，20世紀(jì)30年代，螺旋式成型機(jī)在美國開始設(shè)計生產(chǎn)，同時現(xiàn)代化的活塞式成型機(jī)也在瑞典、德國得到推廣。
20世紀(jì)70-90年代為第二階段，各國普遍重視化石能源對環(huán)境的影響，同時由于出現(xiàn)了能源危機(jī)，生物質(zhì)壓縮固化成型燃料發(fā)展很快，西歐及日本等國家已成為一種產(chǎn)業(yè)，1984年日本已有172家工廠生產(chǎn)油渣壓塊機(jī)進(jìn)行生物質(zhì)壓縮固化成型燃料。
第三階段為90年代后，首先以丹麥為首開展了規(guī)模化利用研究工作，隨后瑞典、德國、奧地利等國都相后開展相關(guān)研究，聯(lián)合國也將此作為重點(diǎn)研究開發(fā)研究項(xiàng)目。
三、我國與世界強(qiáng)國的差距
雖然我國近年來發(fā)展速度較快并取得重大進(jìn)展，但于世界強(qiáng)國相比還有一定差距，主要表現(xiàn)在從國內(nèi)總體情況來看,多數(shù)省份發(fā)展較為緩慢,部分省份還是空白, 機(jī)械化油渣壓塊飼料技術(shù)的推廣應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、示范的初期。油渣壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備亦屬于產(chǎn)品介紹期,其性能、質(zhì)量仍存在一些不足,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。
四、未來 10～15 年中國油渣壓塊機(jī)的發(fā)展趨勢
油渣壓塊機(jī)技術(shù)能充分發(fā)揮農(nóng)作物油渣的價值,提高利用率,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,良好的社會效益和生態(tài)效益。在油渣綜合利用方面又探索出一條新的有效途徑,在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究治本的措施”的指示精神,是一個具有廣闊發(fā)展前景的新型油渣綜合利用技術(shù)。
1、符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,發(fā)展方向正確
在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中,許多地方已把畜牧業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn),并逐步發(fā)展成為大農(nóng)業(yè)的第一主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)牧區(qū)禁牧和小區(qū)集中飼養(yǎng)將使飼料供應(yīng)成為發(fā)展畜牧業(yè)的關(guān)鍵問題,油渣壓塊飼料的出現(xiàn)有效解決了飼料問題,順應(yīng)了畜牧業(yè)發(fā)展的需要。農(nóng)作物油渣用于飼料,既可變“廢”為寶,又可杜絕焚燒油渣現(xiàn)象,減少環(huán)境污染,而且油渣過腹還田還充分提高了肥效,順應(yīng)了“綠色、環(huán)保、高效”農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。 2、經(jīng)濟(jì)效益顯著,市場需求量大,發(fā)展動力強(qiáng)勁
玉米油渣飼料市場價格在300～ 400元/ t之間,高時可達(dá)450元/ t。生產(chǎn)成本一般在200～ 250元/t之間,利潤率30% 以上,生產(chǎn)企業(yè)2年左右即可收回成本。畜牧養(yǎng)殖場每年需要大量的飼料,以養(yǎng)牛為例,一頭牛平均每年就要消耗4～ 5 t飼料,一個養(yǎng)幾十頭牛的小型養(yǎng)殖場就需上百噸的飼料。每年冬、春兩季更是飼料青黃不接時節(jié),貯備油渣飼料成為有效辦法。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,飼料的需求量還會增加,所以油渣飼料的市場需求潛力巨大。經(jīng)濟(jì)效益和市場需求為油渣壓塊飼料快速發(fā)展提供了
強(qiáng)勁的動力。
3、增加農(nóng)民收入,易于農(nóng)民接受,群眾基礎(chǔ)廣泛
農(nóng)民直接交售玉米油渣的價格約40～ 60元/t; 如果農(nóng)閑時將油渣風(fēng)干、粉碎加工成半成品交售價格可達(dá)100～ 120元/ t。與油渣青貯飼料相比,雖然油渣的直接交售價格相近,但對油渣的收獲期沒有限制,不要求油渣新鮮、青嫩,收獲、交售時間較為充裕; 而且還可以充分保證玉米生長周期,不會降低產(chǎn)量。油渣壓塊飼料技術(shù)成為一項(xiàng)增收效果明顯、惠及面廣泛、每戶農(nóng)家都可以參與的新技術(shù)。
4、原料取材廣泛,數(shù)量巨大,發(fā)展基礎(chǔ)雄厚
農(nóng)作物油渣可以永續(xù)生產(chǎn),是可更新、可再生資源。全國農(nóng)作物油渣年生產(chǎn)量6億t以上(玉米油渣約2. 2億t) ,其中只有20% 用作草食性動物家畜飼料,用作油渣還田或燃料等用途的占60%以上,可用于生產(chǎn)壓塊飼料的油渣數(shù)量巨大,遍布全國糧食主產(chǎn)區(qū),為油渣壓塊飼料長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)原料基礎(chǔ)。
5、營養(yǎng)價值良好,飼喂儲運(yùn)方便,產(chǎn)品特點(diǎn)鮮明
農(nóng)作物油渣中均含有較高的營養(yǎng)成份,其中玉米油渣粗蛋白含量可達(dá) 5. 7% ,與普通牧草粗蛋白 6% ～ 9%的含量較為接近。玉米油渣壓塊飼料經(jīng)過“熟化”以后提高了營養(yǎng)價值,改善了適口性,并可根據(jù)具體需求增配添加劑,進(jìn)一步提高營養(yǎng)價值。油渣壓塊飼料以 1∶ 8～ 1∶ 10 的壓縮比縮小飼料體積,高溫加工殺滅有害霉菌,故運(yùn)輸方便、貯存安全、節(jié)省場地,是牧區(qū)冬季飼養(yǎng)牲畜、防災(zāi)減災(zāi)的最佳飼料。飼喂時只需將飼料按 1∶ 1 的比例用水噴灑即可食用,簡單易行。因此,油渣壓塊飼料被稱為牛羊的“壓縮餅干”、“方便面” ,其鮮明的特點(diǎn)為飼養(yǎng)牲畜提供了極大的方便。