竹条加工机械设计开题报告

 2021-08-08 14:16:34

1. 研究目的与意义

我国是世界第一产竹大国,对竹材加工也是十分重视的。对于竹材的物理性质已经相当的了解,其物理性质与木材有很大的差异,因此其加工方法有别于木材。早起对于竹材加工以手工为多,而竹材加工机械又多以借用和改造木工机械代为作用。随着科技的进步,我国竹材加工制造技术经过多年的研究与开发,目前已初具规模。随着竹材资源的深入开发,生产规模持续加大,竹材加工面临一些亟待解决的问题:传统加工竹材工艺有着很大一部分缺点,竹材利用率较低(约35%左右),加工动力损耗大,生产效率不高。其主要原因是没有从竹材的内部结构入手,大多采用破坏性加工,造成内部结构不完整,内应力大,对材料不能很好的利用,利用率低。对此提出一种新型竹材加工机械设备竹条机,加工后竹条尺寸精度高,微观结构完整,内部残余应力小,能最大程度地保留竹材原有的物理力学特性,显著节省竹材资源,减少切削加工动力损耗,提高竹子的利用率以及生产效率。而且竹条应用广泛,可以应用于很多产品的再加工,有很大的发展前景。

2. 国内外研究现状分析

随着竹材加工业的迅速发展,我国竹材加工机械作为相关产业,近年来有了很大发展。在20世纪70年代以前,我国内地的竹材加工机械几乎空白。进入80年代,随着竹材加工业迅速发展,为适应竹材加工需要,逐步引进了一些竹材加工机械,但是引进机械的价格昂贵、维修困难,有时因维修停机而影响生产。针对这一情况,国内一些工厂开始自行研制竹材加工机械,我国的10大竹乡(浙江安吉、浙江临安、福建建瓯、福建顺昌、广东广宁、贵州赤水、安徽广德、湖南桃江、江西宜丰、江西崇义)的竹材加工业都得到了突飞猛进地发展。目前国内的竹材加工机械制造业可以为竹材加工业提供品种规格基本齐全的各类机械,包括竹筷子成套加工设备、竹地板成套加工设备、竹胶合板成套加工设备、竹碎料板成套加工设备、竹凉席成套加工设备等。而在其中,我国著名的竹乡浙江省安吉县是我国最大的竹材加工机械生产基地。自1993年生产第一台自行研发的竹材加工机械开始,到目前竹材机械产品涉及大系列200多个品种,年销售竹材机械不仅占据了国内90%以上的份额,而且远销世界大部分竹产区。安吉县目前有竹材加工机械生产企业40余家,从业人员1200余人,年生产销售产品3万余台,竹加工机械制造年创产值3亿元以上,竹工机械在国内市场占有率在60%以上。而自2002至2006这5年期间,我国对竹子加工利用及精深加工研究不断深入,无论是对已有竹材制品的改良还是对新制品的研发都取得了一定的成果。例如:于文吉等研究了竹材、稻草(稻壳)复合制造人造板生产工艺,并探讨了其用途;李琴等针对我国大量的小径杂竹资源未得到充分利用的现状,探讨了用小径杂竹制造重组竹的可行性,为小径杂竹的高效利用开辟了一条新的途径;江泽慧等对以竹材为原料的新型房屋建筑的基本技术及设计原则进行了研究,通过先进的复合、重组技术将竹材制成板材、方材及型材,并将其用于竹结构房屋建筑之中;陈哲等以废旧聚丙烯塑料颗粒和竹材加工剩余物为原料,通过共混粉碎、平压复合技术制成一种竹塑复合板材,并给出优化工艺参数等。由此可见国内对竹材研究是十分重视的。

在国外,竹材的研究及使用也是各有特点的。在巴西、哥伦比亚、马来西亚、斯里兰卡、孟加拉等国家,竹子主要以原竹形式用于传统的竹结构建筑;在中国、印度、泰国等国家,除了以原竹形式用于结构建筑以外,还以竹代木生产纸浆、纸张和板型材;在日本,竹子作为原料通过深层次加工生产饲料和活性炭等,同时为了保护其本土资源,提出了工艺化而不是工业化利用竹子的发展方向。而对于竹材人造板的研究主要集中在亚洲一些国家,总的来说国外对竹结构材料的研究还比较少。在亚洲国家中:泰国己经能制造以UF(脲醛树脂)为胶黏剂的竹席胶合板,主要用于出口。而在其他亚洲国家如老挝、菲律宾、越南,虽然对竹基板材兴趣浓厚,但技术仍处在实验室水平。日本FFPR工的Shibusawa和Kim自1998年来一直致力于竹的研究,但产品大规模工业化应用仍然存在很多困难。日本京都大学的Naresworo Nugroho和Naoto Ando1也做了大量关于竹材的实验,研究结果表明:不同的毛竹(Phyllostachys heterocycla V. Dubescens)竹束宽度以及板材目标密度对竹材的弹性模量、静曲强度、内结合强度、吸水性和厚度膨胀率影响显著,但对线性膨胀率没有太大影响,通过多次的干湿循环试验表明,竹材仍具有良好的尺寸稳定性。美国的Mansui Ahmad曾就竹条层积材(BPSL)做过系统的研究,试验选用加尔各答竹材(Calcutta bamboo),制得板材密度为0. 78g/cm3时,静曲强度为125.9MPa,弹性模量为11661MPao顺纹抗压强度为66.3MPa,经老化处理后,试件静曲强度和弹性模量明显降低,静曲强度降至为95.6MPa,弹性模量为8927MPa,处理后65.4MPa。

3. 研究的基本内容与计划

1-2周 认真查询资料,准备相关文献,完成开题报告以及文献综述这。

3-6周 整理相关资料,并设计相关方案

7-9周 设计方案的相关数据,并进行校验

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4. 研究创新点

本课题拟设计的竹条加工机械,针对传统竹材加工的缺点进行针对性的改良,在材料方面减少竹材的浪费,在加工过程中克服对制材内部问题不能良好解决的问题,并根据各方所需竹条长度的要求设定切割器,更加方便快捷的进行竹条生产的加工流水线。

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