秸秆粉碎机毕业设计

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Px?F?x?F?y?tan(????)tan??tan(????)?tan? （3.2）

Fγx,Fγx的计算式可参考文献,其中：

F?x?l?b??//?sin(??????)cos(?????????90?)?fc?sin(?????????90?) （3.3）

Fγy?l?b?τ//?cos(α?β?φγ)cos(α?β?ε?φγ90?)fc?sin(α?β?ε?φγ90?) （3.4）

式中: l——秸秆纤维长度,m； B——切削宽度,m；

?//——秸秆顺纹理剪切强度,N/mm2； fc——附加阻力系数,由试验测定； α——飞刀后角； ?——飞刀楔角； ?——进料槽斜角；

??——后刀面与秸秆摩擦角； φ?——前刀面与秸秆摩擦角；

φγ?arctan??，?γ——前刀面与秸秆摩擦系数,一般在0.5~0.75之间,常取0.6。

将Fγx,Fγx代入公式得：

Px?l?b?τ1?sin(α?β?φγ)?l?b??1?cos(??????)?tan(????)cos(α?β?ε?φγ90?)fc?sin(α?β?ε?φγ90?)?tan?tan??tan(????)（3.5）

利用此公式,可以对主切削力进行理论计算,将各已知参数以及不同径级秸 秆代入公式,其中飞刀伸出量h=10mm,切削秸秆长度l=10mm,飞刀楔角β=30度,水平进料时 ?=90度, α=5度, ?1=75N/cm2, fc=0.6, ??=φγ=arctan0.6?31?,

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最后得出Px=2347N,由切削最大直径为150mm, Fx?p?A?p?a?b,取切削宽度b=100mm.a=1mm,得出理论单位切削阻力Fx'=23.47N/mm2. 3.3.2 主切削力的经验公式

由切削力可按下式计算：

Fx?p?A?p?a?b （3.6）

式中：b——切削宽度，mm；

a——切削厚度，mm。

切削力与切削面积的关系，可以用单位切削宽度上作用的切削力Fx与切削厚度a的关系来代替，即：

Fx?p?a （3.7） 可以把单位切削力P当作一个系数，用以反映切削力与切削厚度之间的函数关系。若表示Fx与a之间变化规律的曲线为通过坐标原点的斜直线，单位切削力便是该斜线的斜率。实际上，从实验结果中可知，Fx随a而变化的直线具有纵截距，而且在不同的切削厚度范围内，直线的斜率不同，即单位切削力不同。所以需要根据不同的切削厚度范围，分别建立不同的单位切削力的计算公式。

近半个世纪以来，对秸秆切削过程的试验研究表明，在切屑厚度a?0.1mm时，单位切削宽度上作用的切削力F与切屑厚度之间的关系可用AB直线表示，如下图[9]。

'''''

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图3.2 单位切削宽度上作用的切削力F与切屑厚度之间的关系曲线

'直线AB的方程为：

F?f'?p'?a(?9.81N/mm) （3.8）

'式中： f——AB直线的纵截距。

p——a?0.1mm时，直线AB的斜率，p?tan?1''''。

实际上，当切屑厚度变小，在a?0.1mm时，F与a之间的函数关系改用曲线BD表示，若以直线BD近似地代替曲线BD，则直线BD的方程为：

F??0.2f'?p???a?(?9.81N/mm) （3.9） 式中： 0.2f'——BD直线的纵截距；

p??—

—

'a?0.1mmp???t时，BD直线的斜率：

0.8f'?0.1p'?a2?n?8f'?p'

0.1。

下面在两种切屑厚度范围内，根据前，后刀面作用力的不同，分别建立作用在前，后刀面上的单位切削力计算公式： （1） 当a?0.1mm时：

F'?f'?p'?a?0.2f'?0.8f'?p'?a?F?'?F?' （3.10）

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式中：F?'——作用在后刀面上的单位切屑宽度上的切削力。从真实切刀切削秸

秆的过程中可以观察到，虽然a=0，但后刀面仍然对切削平面以下的秸秆起作用，这时F?'?0.2f'；

F?'——作用在前刀面上的单位切屑宽度上的切削力，F?'?0.8f'?p'?a

。

（2） 当a?0.1mm时：

F?'?0.2f'?(8f'?p')?a??F?'?F??' （3.11）

式中：F?'——作用在后刀面上的单位切屑宽度上的切削力。该力不因切屑厚度变化而异；

F??'——作用在前刀面上的单位切屑宽度上的切削力，F??'?(8f'?p')a?

。相应单位切削力p随切屑厚度a的变化而变化的关系式为： （1）当a?0.1mm时：

p?f'0.2f'0.8f'?p'??(?p')?p??p? （3.12） aaa式中：p?——作用在后刀面上的单位切削力；

p?——作用在前刀面上的单位切削力。 （2）当a?0.1mm时：

p??0.2f'?(8f'?p')?p??p?? （3.13） a?式中：p?——作用在后刀面上的单位切削力；

p??——作用在前刀面上的单位切削力。 2.确定刀具变钝与单位切削力的关系

在真实切刀切削秸秆的过程中，既然刀刃圆半径的大小只是影响后刀面的变形功，那么变钝刀具对单位切削力的影响也应该局限在对后刀面单位切削力p?的影响上。

刀具变钝的影响用变钝系数Cp修正。根据试验Cp=1~1.7。Cp值与刀刃圆

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