農(nóng)用裝配式糧倉設(shè)計(jì)

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農(nóng)用裝配式糧倉設(shè)計(jì)摘要糧食是關(guān)系國計(jì)民生的重要戰(zhàn)略性商品, 隨著中國加入WTO和糧食市場的逐漸開放，儲(chǔ)存大量的糧食對(duì)穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。編制糧食規(guī)劃對(duì)于實(shí)現(xiàn)區(qū)域糧食平衡、促進(jìn)糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、提高流通效率、保證社會(huì)穩(wěn)定有著重要的意義。糧倉是現(xiàn)代一種普遍的儲(chǔ)糧設(shè)備，主要作用是儲(chǔ)存農(nóng)民積壓的和準(zhǔn)備放存糧食，防止糧食受潮受濕，防止各種害蟲等作用，在中國的廣大農(nóng)村具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在查閱大量國內(nèi)外資料基礎(chǔ)之上，本文首先對(duì)糧倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，其次在節(jié)約材料的基礎(chǔ)上，對(duì)糧倉的各個(gè)部位進(jìn)行了強(qiáng)度校核，在吸取國內(nèi)外各種糧倉經(jīng)驗(yàn)之后，本文力求設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，結(jié)實(shí)耐用的新型糧倉。本文對(duì)農(nóng)用糧倉的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，整體材料，運(yùn)用過程進(jìn)行詳細(xì)研究，也對(duì)糧倉的各個(gè)部件進(jìn)行了明確分析。根據(jù)糧倉的用途，為了保證安全可靠，同時(shí)本文對(duì)其安全性也進(jìn)行了深入的分析，對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行選型，并且繪制了糧倉的零件圖和整體布置圖。本新型糧倉采用高分子材料制成，具有防鼠、防蟲、防潮、防火的性能，占地少、重量輕、貯糧多、外形美觀、折疊方便。關(guān)鍵詞：糧倉 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 強(qiáng)度校核 堅(jiān)固耐用 AbstractGranary is a common modern grain storage equipment, main effect is stored grain, prevent grain moisture, prevent various pests and role in Chinas rural each has wide application value.In consulting a large number of domestic and foreign material foundation, this paper firstly the structure design of the barn was analyzed, and the second in managing material, on the basis of the granary parts of the intensity, in absorbs the domestic and foreign various granary after experience, this paper tries to design a kind of simple structure, save material, sturdy new granary.In this paper the structure of the agricultural granary design and analysis, and the overall materials, using the detailed process, also of the barn of each parts on the clear analysis.According to the granary of USES, in order to guarantee period safe, reliable, and also this paper to its security also utterly a deep analysis of multiple parts selection, and to draw the granary of the overall layout drawing and.Key words：Granary select material structure design strength check structure and beautiful, strong and durable目錄摘要IAbstractII1 前言11.1 研究背景11.2 糧倉的分類及特點(diǎn)I1.3 國內(nèi)外糧倉的發(fā)展?fàn)顩rI1.3.1 中國糧倉的發(fā)展?fàn)顩rI1.3.2 國外糧倉的發(fā)展?fàn)顩rI1.4 本課題主要研究的內(nèi)容及意義I 1.4.1 研究內(nèi)容. 1.4.2 研究意義.2 糧倉的總體結(jié)構(gòu)I2.1 糧倉的總體結(jié)構(gòu)簡圖I2.2 糧倉底部的基本結(jié)構(gòu)和簡圖I2.3 糧倉側(cè)面部件及簡圖I2.4 溫度控制系統(tǒng)部件及簡圖I2.5 通風(fēng)通道系統(tǒng)設(shè)計(jì)及簡圖I3 糧倉各個(gè)部件強(qiáng)度與校核I3.1 剛節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及連接螺栓的受力分析與計(jì)算分析I3.2 糧倉的側(cè)壁壓力I3.3 底面和側(cè)面方鋼的強(qiáng)度校核I3.4 物料對(duì)倉壁的摩擦力總合力及倉體的軸向壓應(yīng)力I3.5 方鋼的受力與計(jì)算分析I3.6 糧倉多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的選擇I3.7 剛節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及連接螺栓的受力與計(jì)算分析I4 總結(jié)與發(fā)展展望I4.1 總結(jié)I4.2 本文后續(xù)研究工作的思想與方向I參考文獻(xiàn)I致謝I圖3 深倉壓力分布曲線- III -1 前言1.1 研究背景糧倉作為一種貯藏糧食的建筑物,在我國起源是很早的。古文獻(xiàn)里常有倉的記載,田野考古中亦有不少倉的遺跡發(fā)現(xiàn),為我們研究倉的歷史提供了比較方便的條件。 倉的起源與發(fā)展和歷史上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工程建筑,甚至和當(dāng)時(shí)的政治制度、經(jīng)濟(jì)政策、軍事活動(dòng)、交通路線,科學(xué)技術(shù)都有著密切的關(guān)系。我國農(nóng)村形勢越來越好,糧食連年豐收,以至許多地方出現(xiàn)倉庫不夠,無法收購糧食的現(xiàn)象,這是建國以來從未有過的事情。在這種新形勢下,人們對(duì)糧倉的建設(shè)更加關(guān)心,對(duì)糧倉歷史的研究也逐漸受到重視。而且糧倉的設(shè)計(jì)對(duì)于我國全國各地農(nóng)村來說都有很大的作用，倉體是用玻璃鋼制成的筒狀，并固定在糧倉底托上，其筒壁設(shè)有一出糧口，該出糧口的兩側(cè)卷有圍沿，內(nèi)插有一便于取糧的活動(dòng)插板。上述倉體可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)。本實(shí)用新型糧倉采用高分子材料制成，具有防鼠、防蟲、防潮、防火的性能，占地少、重量輕、貯糧多、外形美觀、折疊方便等。我國的糧倉建筑的結(jié)構(gòu)形式多樣，選用材料也多種多樣，隨著計(jì)算力學(xué)和計(jì)算手段的發(fā)展和進(jìn)步，其設(shè)計(jì)與構(gòu)造也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。而主要針對(duì)我國農(nóng)村出于防鼠、防蟲、防潮、防火，所以我們特意制作一種在農(nóng)村使用并通用的裝配式糧倉。1.2 糧倉的分類及特點(diǎn)一根據(jù)糧庫的使用性質(zhì)可分為：1收購倉 即是收購農(nóng)民賣給國家的糧食。一般設(shè)在農(nóng)村，基本上每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有J多建筑在產(chǎn)糧區(qū)，且規(guī)模較小。2集散倉 大都建在產(chǎn)糧區(qū)的適中地點(diǎn)主要作用是集中各鄉(xiāng)鎮(zhèn)收贍倉的糧食，其建筑規(guī)模一般。3中轉(zhuǎn)倉t即是指糧食在調(diào)運(yùn)過程中過渡性的倉庫。主要建筑在港口或水陸變通的交接點(diǎn)， 由此把糧食發(fā)放到各供應(yīng)點(diǎn)或儲(chǔ)備倉一般規(guī)模較大，能較好地利用機(jī)械化操作4儲(chǔ)備倉。是供長期儲(chǔ)藏的糧食用，是保證糧食臺(tái)理庫存的戰(zhàn)備性倉庫。這類倉庫具有良好的保糧性能，容量大，糧食處理的設(shè)備齊全，機(jī)械化水平較高，周轉(zhuǎn)較少。5生產(chǎn)倉。是為糧食加工企業(yè)存放成品糧或原糧的倉庫， 以保證加工企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的正常進(jìn)行。其周轉(zhuǎn)次數(shù)較多。二根據(jù)糧庫的結(jié)構(gòu)形式可分為：1 房式倉。是我國目前已建糧倉中數(shù)量最多的一種倉型，其形式與一般民房相似。一般倉房跨度為10一20米， 長度為徐長明20一50米。一般為磚墻，瓦頂、術(shù)屋架，瀝青地坪結(jié)構(gòu)。2立筒倉。是一種機(jī)械化程度根高的現(xiàn)代化糧倉，是將園筒體豎直排列組合成若干“群組” 。目前，我國新建使用的有鋼筋混凝土和磚石結(jié)構(gòu)立筒倉兩種。其造價(jià)高，但能節(jié)約土地和便于實(shí)施機(jī)械化。2土圃倉 是總結(jié)民間建倉紛驗(yàn)戧建的一種革泥結(jié)構(gòu)的園倉，其結(jié)構(gòu)簡單。施工方便，造價(jià)低廉，抗震性能好。4 地下倉， 是一種建設(shè)在地下的一種糧倉，一般利用深溝、梯地 丘陵等地下水位低的有利地形建造。我國的河南較多。比較隱蔽，符合戰(zhàn)備要求，其保管性能好，有利于安全儲(chǔ)糧。三、根據(jù)儲(chǔ)存方式可分為1 散布糧倉是糧食直接靠倉壁堆放， 可節(jié)約大量的包裝材料。不僅倉庫利用事高，而且可以大量節(jié)約勞力， 經(jīng)濟(jì)效益好。2 包裝糧倉； 即是指糧食放在麻袋、布裝內(nèi)，按照一定的方式堆放在倉庫，便于轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)輸，是城市糧倉的理想成品倉庫。但其倉容利用率低。1.3 國內(nèi)外糧倉的發(fā)展概況1.3.1 國內(nèi)糧倉的發(fā)展概況我國的糧倉建設(shè)起步較早，如上海水泥廠的圓倉建于1922，建國后各大部門大量興建各種形式的糧倉，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。糧倉結(jié)構(gòu)具有容量大、占地少、卸料通暢的優(yōu)點(diǎn)。伸手農(nóng)村各地農(nóng)民的喜愛，因?yàn)榧Z倉對(duì)于防止鼠患，防止糧食受潮都有很大的作用，目前糧倉已成為我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)不可缺少的構(gòu)筑物。（1）向大容量發(fā)展。就糧倉而言，5060年代，我過糧倉的直徑一般在512M，單倉容量為0.22KG；8090年代糧倉直徑達(dá)到1021M，單倉容量達(dá)2.015KG；現(xiàn)代糧倉直徑達(dá)40M。糧倉的直徑及單倉容量不是越大越好，應(yīng)該因地制宜的規(guī)劃。關(guān)于大直徑、大容量糧倉的設(shè)計(jì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益問題，有待進(jìn)一步研討。（2）向輕型結(jié)構(gòu)發(fā)展大直徑糧倉的倉頂和倉上建筑機(jī)構(gòu)采用輕型鋼結(jié)構(gòu)、鋼架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，對(duì)減輕結(jié)構(gòu)自重有很大作用。對(duì)配倉設(shè)備進(jìn)行改革，在倉頂處進(jìn)行漏填布設(shè)備倉設(shè)備，可省去倉頂及倉上建筑。（3）想多功能、電氣化、自動(dòng)化方面發(fā)展。在糧倉內(nèi)設(shè)置自動(dòng)檢測設(shè)施，對(duì)糧倉內(nèi)主料溫度、粉塵、自然情況及防爆燈進(jìn)行自動(dòng)檢測，并設(shè)置消除倉內(nèi)主料的堵塞、貼幫、積滯等的設(shè)施，使主料的裝、貯、運(yùn)一體化，加快單位時(shí)間內(nèi)裝卸的吞吐量，提高貯運(yùn)周轉(zhuǎn)能力。利用貯料自重卸料，將下部空間作為一個(gè)綜合性車間，設(shè)置包括有自動(dòng)計(jì)量，一級(jí)裝卸云全部自動(dòng)化、。電氣化的裝置，將貯倉由原來僅作為裝車手段用途的整體車間。國內(nèi)已建成一批包括貯裝運(yùn)自動(dòng)化電氣化的萬噸筒倉，效益顯著。這是個(gè)發(fā)展方向。1.3.2 國外糧倉的發(fā)展概況國外和國內(nèi)在整體構(gòu)造和構(gòu)型上都沒有什么太大的區(qū)別，但是相當(dāng)來說國外的農(nóng)業(yè)發(fā)展和重視程度要比中國早很多和好很多。在測量糧倉的溫度方面法國儲(chǔ)糧專家Jc. Lasscran. D. Berhant采用溫度調(diào)節(jié)器來控制溫度。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)500噸、高16米的中型倉中進(jìn)行。研究表明，在低溫氣候，從夏季到秋季經(jīng)2-3次通風(fēng)每次要持續(xù)幾個(gè)晚上，每天4-10小時(shí)，可將溫度從30降到5，在冬天糧溫可保持不變，在春天有所上升，經(jīng)過年的實(shí)踐表明：不僅衛(wèi)生狀況良好，而且糧食的品質(zhì)沒有變化；國外糧倉在技術(shù)上可能更加完善。1.4 本課題主要研究內(nèi)容及意義1.4.1 研究內(nèi)容(1)首先對(duì)國內(nèi)外糧倉的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了解，其次對(duì)糧倉的總體構(gòu)架進(jìn)行分析 ，以及對(duì)其各種零部件的選擇也同樣進(jìn)行選擇和分析。 (2)對(duì)糧倉的整體結(jié)構(gòu)中涉及到的各種零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保整個(gè)糧倉的可靠性和安全性，同時(shí)通過對(duì)各種零件的校核選出最適合，最經(jīng)濟(jì)的材料與結(jié)構(gòu)，為促進(jìn)農(nóng)戶科學(xué)儲(chǔ)糧專項(xiàng)建設(shè)，使農(nóng)戶小型糧倉建設(shè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)對(duì)農(nóng)戶自發(fā)建造糧倉實(shí)行有效指導(dǎo)，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。1.4.2 研究意義如前所述中國農(nóng)村對(duì)糧倉的需求越來越大，同時(shí)對(duì)于我們?yōu)榱斯?jié)省材料和結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，力爭在保證糧倉可利用效果的基礎(chǔ)上，制造出一種結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)性好，可靠性高，在防潮，防鼠患方面有非常大的作用，能為農(nóng)民某福利的一種新型糧倉。2 糧倉的總體結(jié)構(gòu)近年來，隨著糧倉技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多種類的糧倉，這種糧倉的主要用途是幫助農(nóng)民儲(chǔ)存糧食，防止鼠害、各種蟲害、防潮、防腐蝕等，完成一些運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)手段難以解決的任務(wù)。2.1 糧倉的結(jié)構(gòu)簡圖和實(shí)物圖 三維視圖 三維視圖 糧倉實(shí)物圖1.機(jī)身 2.底面支柱 3.側(cè)壁4.通風(fēng)通道 5.倉頂 6.倉底面圖示為糧倉的結(jié)構(gòu)簡圖和實(shí)物圖，由底面支柱、倉底面、倉側(cè)壁、通風(fēng)通道、倉頂組成。該糧倉的尺寸為“600mm600mm600mm”，底面支柱選擇厚度為10mm，直徑為100mm的圓形剛筒，底面支柱和糧倉底面的連接方式采用螺栓鏈接，這樣可以保證糧倉的拆卸方便，便于運(yùn)輸和組裝。底面的結(jié)構(gòu)在2.2節(jié)有介紹。整個(gè)糧倉外筒結(jié)構(gòu)主要采用方鋼組成，并且由于糧倉高度過高，所以將糧倉側(cè)壁分成三層，并且每層方鋼之間為了拆裝方便同樣由螺栓鏈接，并且由于螺栓連接處強(qiáng)度較低，所以在連接處加上一條弧形鋼帶，以保證強(qiáng)度。最下層方鋼和底面的連接方式同樣采用螺栓連接，如下圖所示，中間通風(fēng)通道的結(jié)構(gòu)和糧倉側(cè)壁結(jié)構(gòu)一樣分三層，采用螺栓連接。 糧倉側(cè)面方鋼和地面支柱與地面的連接目前我國糧倉貯存還是以糧倉倉儲(chǔ)為主，其他形式為輔，這樣糧倉通風(fēng)就顯得尤為重要了，不管是圓形糧倉還是方形糧倉，由于糧食的自身特點(diǎn)，糧食中都含有一部分水分，堆積在一起容易發(fā)熱后產(chǎn)生發(fā)霉的現(xiàn)象，糧食發(fā)霉后就產(chǎn)生很多種有毒的物質(zhì)，使人無法食用，這樣處理好糧倉的通風(fēng)就顯得尤為重要，目前，更好的解決糧食倉儲(chǔ)這一難題，糧倉采用良好的通風(fēng)方式是切實(shí)可行的且行之有效的方法。良好的通風(fēng)可以降低糧食中的水分，痛恨死還可以降糧食中的溫度，使糧食達(dá)到人們食用和工業(yè)生產(chǎn)用糧的各項(xiàng)指標(biāo)。因此糧食的通風(fēng)設(shè)計(jì)使關(guān)鍵，我們?cè)O(shè)計(jì)的糧倉的通風(fēng)方式是自然通風(fēng)方式，既是在倉的頂部有一個(gè)圓形的通風(fēng)口，進(jìn)行糧倉內(nèi)部的空氣交換。如圖所示，在糧倉頂部多出一部分，主要的作用是便于糧倉通風(fēng)通道的通風(fēng)，便于空氣流動(dòng)，帶走糧食的水分。但是這種自然通風(fēng)方式實(shí)用于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，受電力制約較多的地方，這種糧倉較矮，屬于臨時(shí)性儲(chǔ)存糧食的糧倉，且采用自然通風(fēng)的方式，就給糧食的倉貯帶來一定的困難，只能在糧食入倉前進(jìn)行涼曬，待水分到一定程度后方可入倉貯存，有時(shí)也會(huì)帶來很多不便。但相對(duì)于農(nóng)村來說，對(duì)于安裝簡單，使用方便來說，這種自然通風(fēng)還是利大于弊。糧倉頂部三維圖如下圖所示，糧倉的直徑設(shè)置成6m，內(nèi)通風(fēng)道的直徑為3m，裝糧部分為A 直線部分，根據(jù)設(shè)計(jì)糧倉經(jīng)驗(yàn)來看，儲(chǔ)存糧食部分的有效直徑一般在1.5m左右，所以通風(fēng)通道的直徑設(shè)置為3m，不僅符合小型裝配式糧倉的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)保證了空氣和糧食的接觸面積，更能保證糧倉的整體穩(wěn)定性和防潮防濕實(shí)用性。2.2倉底的基本結(jié)構(gòu)：糧倉底部承受所有糧食的重量，倉底的主要材料構(gòu)成為方鋼、角鋼，因?yàn)榕擉w整體有些大，所以為了方便運(yùn)輸，將底面平均分為四部分（圖3為底面的一部分），每部分連接處用角鋼和螺栓鏈接，方便拆卸，如圖3 零件其余部分的鏈接因?yàn)榱朔奖闫鹨娨膊捎煤附拥男问健?圖1糧倉底面 圖2三維圖 圖3 圖3糧倉的外筒直徑為6米，中間通風(fēng)口的直徑為3米，底面方鋼選擇為20mm30mm方鋼。2.3圓形糧倉側(cè)面部件及簡圖2.3.1 方鋼側(cè)面部件主要是方鋼和弧形鋼帶，方鋼的選擇為20mm30mm方鋼，弧形鋼帶選擇的壁厚為5mm。2.3.2 螺母的結(jié)構(gòu)糧倉整體結(jié)構(gòu)的螺母我們均選用標(biāo)準(zhǔn)間M14的螺母，這樣螺母種類單一，無須顧及螺母尺寸不同意問題，使糧倉的整體裝配更方便，組裝時(shí)更加節(jié)省時(shí)間，省時(shí)省力。 2.3.3 鐵絲網(wǎng)形成及簡圖我們選擇使用不銹鋼網(wǎng)片，材質(zhì)是低碳鋼絲，這種鐵絲網(wǎng)焊接牢固、網(wǎng)孔均勻、耐腐蝕、強(qiáng)度大。鐵絲網(wǎng)有多種制作方式，但是以編織為主要方式，而且價(jià)格便宜，編織方便，加工方式簡單，現(xiàn)在還有一種靠拉伸的方式來制作鐵絲網(wǎng)，具體流程是先一塊鋼板上沖出一些小孔，然后在鋼板的兩端進(jìn)行拉伸，控制好拉伸的力度，最后以一個(gè)合適的拉伸長度形成鐵絲網(wǎng)。鐵絲直徑為0.7mm，鐵絲網(wǎng)網(wǎng)孔 5mm5mm,折彎角度30，鐵絲網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)美觀、耐用、不變形、安裝快捷。 鐵絲網(wǎng)的形成方式有兩種：第一種：編織而成，分為：先焊接（編織）后鍍鋅，先鍍鋅后焊接（編織）。第二種：采用拉制而成，先在一整塊鐵皮上沖出菱形孔，然后用機(jī)器進(jìn)行拉伸，最后拉伸成菱形鐵絲網(wǎng)。鐵絲網(wǎng)簡圖 鐵絲網(wǎng)實(shí)物圖2.4糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問題是加強(qiáng)倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。但傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計(jì)和濕度試紙等測試器材，通過人工進(jìn)行檢測，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確的自動(dòng)化溫濕度測量控制系統(tǒng)。為了減少糧食儲(chǔ)減過程中的損失，保障糧食的品質(zhì)和質(zhì)量，首先應(yīng)該及時(shí)準(zhǔn)確地掌握糧食儲(chǔ)減過程中并種物理因素的變化情況，找出其變化規(guī)律。 下面我們介紹一種控制糧倉溫度的電路：單片機(jī)與PC機(jī)和糧倉測控器通信電路，單片機(jī)MSP430F149通過RS485總線（詳見第3.4節(jié)）分別與PC上位機(jī)和兩次測控器通信，實(shí)現(xiàn)PC上位機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理。通信電路如下圖。通信電路糧倉溫濕度的檢測方式也有很多種，有溫度傳感器的方式、通訊方式等，我們慢慢要實(shí)現(xiàn)糧倉的網(wǎng)絡(luò)化和只能話，不過對(duì)于農(nóng)村來說這種技術(shù)還不能普及到，所以在這里我們不予過多介紹。2.5 通風(fēng)通道設(shè)計(jì)及簡圖糧倉通風(fēng)通道的作用主要就是防止糧食受潮，采用風(fēng)干法對(duì)糧食進(jìn)行干燥，通風(fēng)通道的主要材料同樣是由方鋼、鐵絲網(wǎng)、弧形鋼帶組成和倉側(cè)壁的材料一樣，這樣材料單一，對(duì)于糧倉的選材，設(shè)計(jì)提供了方便。3 糧倉各個(gè)部件強(qiáng)度與校核3.1 剛節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度及連接螺栓的受力與計(jì)算分析倉設(shè)計(jì)的最主要載荷之一，它使弧形鋼帶承受了內(nèi)壓，而引起環(huán)向拉應(yīng)力，并因散體物料自身的流動(dòng)性有沿倉壁向下流淌的趨勢，物料對(duì)倉壁的側(cè)壓力引起的摩擦力成為物料對(duì)倉體的軸向壓力的重要組成部分。，當(dāng)倉體很高時(shí)，物料的大部分重量將轉(zhuǎn)化為鉛垂向下摩擦力，作用在倉體上。所以倉的強(qiáng)度計(jì)算首先需要根據(jù)計(jì)算物料對(duì)倉壁的側(cè)壓力，研究側(cè)壓力的分布情況。高度為六米的糧倉為深倉。 首先我們選用的是利用大豆進(jìn)行計(jì)算，已知直徑6米，通風(fēng)道直徑3米，糧倉高度6米，已知總?cè)莘e S=3.1432- 3.141.52=21.195m2V=SH-127.17m3 由大豆 1L=0.72噸m（總）=0.72127.17=91.5624噸M=mg=91.56249.8=897311.52N該糧倉決定倉體強(qiáng)度的構(gòu)件是由弧形鋼帶和T型鋼柱剛性裝配成的大型鋼架結(jié)構(gòu)，各桿件剛性連接點(diǎn)的強(qiáng)度成為至關(guān)重要的問題，該廠采用8.8級(jí)低碳硼錳鉻合金鋼M14螺栓，最小抗拉強(qiáng)度800MPa，名義抗剪強(qiáng)度可達(dá)600MPa以上。按此條件研究最危險(xiǎn)剛節(jié)點(diǎn)處，所需的螺栓個(gè)數(shù)。 螺栓受力分析及強(qiáng)度計(jì)算，取一根鋼柱及左右兩半間隔的倉壁板和弧形鋼帶研究。圖10 連接螺栓受力圖設(shè)2個(gè)螺栓如圖對(duì)稱排布，共同承受一對(duì)弧形鋼帶的拉力和倉壁板受到儲(chǔ)糧側(cè)壓力引起的軸向摩擦力，最下方T型鋼柱將受到其上方全部摩擦力的總合力：圖9 弧形鋼帶、與方鋼聯(lián)結(jié)方式作用在螺栓上的最大鋼帶拉力和最大摩擦力合力為：由=tang=1 a=D/4=6000/4=1500=PD/2A=60006000/22030=3104=233020102=3.6105， =600011500Y+e-by/b=9.3105 （27）其中： 最大弧形鋼帶環(huán)向拉應(yīng)力， 弧形鋼帶橫截面積 最下方兩個(gè)半格內(nèi)谷物對(duì)側(cè)壁壓力的合力在圓周方向的分布?jí)毫Γ磧?chǔ)糧對(duì)側(cè)壁的最大分布?jí)毫?，按式?）計(jì)算。 儲(chǔ)糧對(duì)側(cè)壁摩擦力的合力，按式（12）計(jì)算。 側(cè)壁壓力動(dòng)態(tài)修正系數(shù)。=2 摩擦壓力動(dòng)態(tài)修正系數(shù)。=1.2每個(gè)螺栓承受的剪切力為螺栓強(qiáng)度計(jì)算： 其中： M14螺栓的最小橫截面積 名義剪切強(qiáng)度計(jì)算時(shí)材料的許用剪切應(yīng)力可取安全系數(shù)為=1.3，或視螺栓的具體情況決定MPa （28）則選用螺栓的個(gè)數(shù)為： 93 （29）北倉公司裝配式糧倉的底部倉壁板、環(huán)形鋼帶與所有T型鋼柱同時(shí)全部落地, 底部倉壁板、環(huán)形鋼帶將會(huì)與T形鋼柱共同承擔(dān)全部軸向力，螺栓受力分析中的軸向摩擦力項(xiàng)，可略去不計(jì)，螺栓受到的剪切力，螺栓強(qiáng)度計(jì)算可簡化為：選用螺栓的個(gè)數(shù)為： （29）因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)需要螺栓數(shù)量=n/242.9 且螺栓總數(shù)需要取整 所以 n=348=64我們選擇在方鋼的結(jié)合處加上弧形鋼帶，所以弧形鋼帶和方鋼的結(jié)合點(diǎn)一共有32處，而通過計(jì)算我們一共需要螺栓64個(gè)，所以每個(gè)集合處我們選擇放置兩枚螺栓才可以保證強(qiáng)度。3.2倉的側(cè)壁壓力深倉計(jì)算： （4）可知=0.72噸 =6m D=6m =45 fs tan=1其中： 谷物容重， 谷物深度， D/4 倉的液力半徑， fs 外摩擦系數(shù)，fs tan，物料對(duì)倉壁的摩擦角， k 側(cè)壓比， k (1 - sin)/ (1 + sin),當(dāng)時(shí)，有最大側(cè)壁壓力為： （5）令： ， （6）上式可寫為： （7）深倉承受物料的側(cè)壁壓力為曲線規(guī)律分布。當(dāng)深度為0.8米時(shí)通過計(jì)算得 其中y=0.8米 由a=rD/4 fs=0.726/41=0.96 b=4fs/D=0.666所以由 =2531pa 同理我們?cè)贉y出深度為1.6米、2.4米、3.2米、4.0米、4.8米、5.6米、6.4米時(shí)對(duì)艙壁的側(cè)壓力，我們得出下表。圖中給出一種設(shè)計(jì)建造的直徑為6米、倉壁板高6米、3層，即鋼帶間隔2000毫米深倉的倉壁側(cè)壓力，沿倉壁高度的分布情況?？梢娺@種曲線分布情況比斜直線分布更加危險(xiǎn)，我們須對(duì)倉體側(cè)壁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，可得下表。深度 (m)側(cè)壓力 (Pa)000.825311.649322.472103.293724.0114234.8133705.6152176.0163033.3 底面和側(cè)面方鋼的強(qiáng)度校核可知 M（總）=9105 NM（平均）=9105/24 = 3.7104L1=193mm L2=156mmq 1= M（平均）/L1 = 193N/mmq 2= M（平均）/L2 = 58N/mmM(max)=L1/4L2/2q2 =235N/m= M(max)/W 且 W=bh2/6=310-6 得出1=303Mpa 2=78Mpa=365Mpa所以得出 底面方鋼 尺寸選擇為20mm 30mm 符合要求鋼柱強(qiáng)度計(jì)算： （27）其中： 鋼柱橫截面積，截面寬度，截面厚度 方鋼柱抗彎截面系數(shù) 每根方鋼柱截面的軸向載荷，由式（19）計(jì)算。 每根方鋼底部截面的彎矩，由式（26）計(jì)算?；蚴剑?7）中前項(xiàng)軸向壓應(yīng)力由式（20）計(jì)算，則式（27）變?yōu)椋?（28）其中 （20）式中各量由前面定義。側(cè)面弧形鋼帶設(shè)計(jì)計(jì)算多根弧形鋼帶剛性連接在一起圍在一塊塊弧形倉壁板外部，形成環(huán)形鋼帶，主要承受內(nèi)部儲(chǔ)糧的側(cè)向壓力，它的設(shè)計(jì)計(jì)算主要依據(jù)倉內(nèi)的儲(chǔ)糧載荷和外部載荷，這是一種可變的載荷：(1) 由倉儲(chǔ)糧食的自重引起的對(duì)倉壁的側(cè)向壓力。儲(chǔ)糧載荷與儲(chǔ)糧的深度有直接關(guān)系，按滿載計(jì)算，即倉儲(chǔ)糧食深度等于倉的高度的情況， (2) 儲(chǔ)糧載荷與所儲(chǔ)糧食的物理性質(zhì)有關(guān)：主要考慮糧食作為散體物料的內(nèi)摩擦角、休止角及與壁面的摩擦角，這些物理參數(shù)變化時(shí)，倉壁載荷也發(fā)生變化。圖4 弧形鋼帶的間隔問題簡化：（1）把兩個(gè)半格內(nèi)墻谷物側(cè)壁壓力的合力施加在其中間的鋼帶上， （見圖4）（2）最大合壓力深度按處計(jì)算。計(jì)算底部最危險(xiǎn)鋼帶。（3）實(shí)際上最下面鋼帶承受到的是最底部半格物料的壓力，設(shè)計(jì)是偏安全的。1.底部鋼帶圓環(huán)的內(nèi)側(cè)壓力： 取底部弧形鋼帶上下兩半格，如圖4的間隔段整個(gè)倉體圓環(huán)研究，弧形鋼帶的內(nèi)壓力 1 兩個(gè)半格內(nèi)墻谷物對(duì)側(cè)壁壓力的合力在圓周方向的分布?jí)毫Γ∟/m）為深倉： =S =14000600300=317106NS-鋼帶內(nèi)側(cè)面積 S=hD 為環(huán)形鋼帶內(nèi)側(cè)所受正應(yīng)力3.由強(qiáng)度條件：按許用應(yīng)力計(jì)算：= 158Mpa ， （10） 按屈服應(yīng)力或強(qiáng)度極限計(jì)算：， （11）通過計(jì)算 Q235鋼 170 N/mm2(MPa)， 240 N/mm2(MPa)， (MPa) 因鋼帶經(jīng)過壓弧工藝提高剛度，強(qiáng)度也經(jīng)冷作硬化獲得提高，可按極限強(qiáng)度，選用實(shí)當(dāng)安全系數(shù)處理。所以得出厚度為5mm的環(huán)形鋼帶符合要求。4 總結(jié)與發(fā)展展望4.1 總結(jié)本文設(shè)計(jì)了一種農(nóng)村糧食儲(chǔ)存設(shè)備，糧倉。對(duì)于農(nóng)村存放糧食的方便性、防止鼠患、糧食防潮都有很重要的作用。本文的主要結(jié)論如下： (1)通過現(xiàn)有糧倉機(jī)構(gòu)的分析，用一種新的新的設(shè)計(jì)方式、仔細(xì)的計(jì)算對(duì)糧倉各個(gè)部分進(jìn)行選材和校核，在保證材料剛性、耐用的基礎(chǔ)上，為了農(nóng)民的利益，在我們進(jìn)行深度計(jì)算的基礎(chǔ)上，使材料更節(jié)約，從而使這種農(nóng)用小型糧倉在結(jié)構(gòu)上更簡單、結(jié)構(gòu)上更新穎、使用效果更直觀。 （2）用同一種方鋼進(jìn)行底面的承重和側(cè)面的抗壓，使整個(gè)糧倉在安裝和使用上更為方便、簡單。（3）通過對(duì)糧倉各方面安全性能的分析，并且獨(dú)立設(shè)計(jì)和選取了該糧倉的各個(gè)功能元件。(4)根據(jù)元件的結(jié)構(gòu)形狀，完成了糧倉的布置圖。4.2 本文后續(xù)研究工作的思想與方向由于時(shí)間和條件的限制，本研究中還需要繼續(xù)完善，其以后的研究工作可沿以下幾個(gè)方向展開：（1）研究整個(gè)糧倉系統(tǒng)的裝備布置，把糧倉的各功能元件有規(guī)則分布在糧倉的各個(gè)位置。使使用更為方便。（2）研究糧倉拆卸系統(tǒng)，是糧倉的拆卸更為方便，可以隨意的更換位置，也方便糧倉的運(yùn)輸。（3） 爭取在糧倉內(nèi)部安裝各種監(jiān)控設(shè)施，用電腦等工具進(jìn)行糧倉內(nèi)部監(jiān)控的設(shè)計(jì)，節(jié)省勞動(dòng)力，減輕農(nóng)民勞動(dòng)負(fù)擔(dān),尤其是溫濕度監(jiān)控，所以糧倉的通風(fēng)式關(guān)鍵。參考文獻(xiàn)1. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第1卷. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.2. 楊叔子, 史鐵林, 李東曉. 分布式監(jiān)測診斷系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)J. 振動(dòng)、測試與診斷, 1997, 17(1):1-6.3. 楊秀金. 面向?qū)ο蠹夹g(shù)與安全儲(chǔ)糧決策分析系統(tǒng)推理J. 微機(jī)發(fā)展, 1999, (4):6063 4. 李時(shí)惠. 計(jì)算機(jī)多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化, 2001, 20(1):71745. 郭志濤，李義倫廣東省糧食流通基礎(chǔ)設(shè)施“十一五”建設(shè)規(guī)劃Z河南工業(yè)大學(xué)，20046. 吳獻(xiàn)坤;巧做糧倉把錢賺J;農(nóng)村.農(nóng)業(yè).農(nóng)民;2002年12期7. 楊吉昌,楊吉華,王尚祥;金屬糧倉低溫貯藏糧食的管理J;現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);2001年01期8 A. 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Ching-Ping Chou, Black Hannaford, Static and Dynamic Characteristics of Mckibben Pneumatic Artificial Muscles A, IEEE Conf. on Robotics and Automation, San Diego, USA, May 1994, 281-286.致 謝本論文是在劉立意老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、論文的選題、到課題研究的開展、論文的撰寫乃至修改，每一環(huán)節(jié)都凝聚著老師的心血。在研究工作中取得的每一點(diǎn)成績、學(xué)業(yè)上的每一點(diǎn)長進(jìn)都與老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。從師四載，老師刻苦求實(shí)的精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識(shí)都給我留下了極為深刻的印象。生活上都給予我極大的幫助與照顧。四年的學(xué)習(xí)、生活，使我受益終身，謹(jǐn)在論文完成之際，向老師表達(dá)由衷的謝意和崇高的敬意。同時(shí)要特別感謝多位學(xué)長和同班同學(xué)在論文的總體框架及模型的建立方面的指導(dǎo)與建議。學(xué)長們淵博的學(xué)識(shí)、誨人不倦的精神和寬厚樸實(shí)的作風(fēng)給我留下了深刻的印象，是我學(xué)習(xí)的榜樣。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書論文題目農(nóng)用裝配式糧倉學(xué) 院工程學(xué)院專業(yè)機(jī) 化班級(jí)機(jī)化0801畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的要求本設(shè)計(jì)題目的完成由實(shí)驗(yàn)和論文兩部分組成：實(shí)驗(yàn)部分：圖紙部分：總圖能夠清晰表明設(shè)計(jì)任務(wù)要求的工作原理、結(jié)構(gòu)原理、裝配關(guān)系。圖紙的設(shè)計(jì)繪制應(yīng)符合國家機(jī)械工程制圖的標(biāo)準(zhǔn)。零件圖紙；零件圖紙應(yīng)能充分反映出零件加工信息，并做到零件的結(jié)構(gòu)工藝性與加工工藝性的合理性。論文部分：論文的格式及內(nèi)容應(yīng)符合畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式的要求（祥見東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文格式要求）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容與參數(shù) 1）論述國內(nèi)外移栽機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 2）對(duì)機(jī)具關(guān)鍵工作部件進(jìn)行設(shè)計(jì)（原理、結(jié)構(gòu)）。 3）運(yùn)動(dòng)仿真、運(yùn)動(dòng)分析、受力分析。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃 1）2006.10.3011.30 熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、查閱相關(guān)資料及文獻(xiàn)。 2）12.112.30設(shè)計(jì)方案提出、論證并確定。 3）2007.1.11.30 結(jié)構(gòu)原理方案的確定、相關(guān)三維設(shè)計(jì)軟件的熟悉。 4）2.1 2.28相關(guān)三維設(shè)計(jì)軟件的熟悉。5）3.15.12總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件圖設(shè)計(jì)。6）5.135.30文獻(xiàn)資料歸納總結(jié)、撰寫論文。 7）6.16.5 幻燈片制作、答辯前準(zhǔn)備工作。接受任務(wù)日期：2011.10.30 要求完成任務(wù)日期：2012-5-30 學(xué) 生： 指導(dǎo)教 師： 院 長：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)語學(xué)生姓名所在班級(jí)論文題目指導(dǎo)教師評(píng)語：成績（滿分20分）：指導(dǎo)教師簽字 年 月 日東北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人意見學(xué)生姓名所在班級(jí)論文題目評(píng)閱人評(píng)語：成績（滿分20分）：評(píng)閱人簽字： 年 月 日東北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)意見答辯委員會(huì)評(píng)語： 成績（滿分60分）： 答辯委員會(huì)主席簽字：最終等級(jí)學(xué)院意見：院長（簽字或蓋章）： 年 月 日 工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量評(píng)價(jià)體系指標(biāo) 評(píng)價(jià)要素評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)涵選題質(zhì)量1目的明確，符合要求符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃中對(duì)能力、知識(shí)結(jié)構(gòu)的基本要求，達(dá)到畢業(yè)綜合訓(xùn)練的目的2理論意義或?qū)嶋H價(jià)值符合本學(xué)科的理論發(fā)展，解決學(xué)科建設(shè)、科學(xué)發(fā)展的理論或方法問題，有一定的科學(xué)意義，符合我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要，解決應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問題，具有一定的實(shí)際價(jià)值。3選題適當(dāng)題目貼切，有較強(qiáng)的科學(xué)性，難易度適中，題目規(guī)模適當(dāng)。能力水平4查閱文獻(xiàn)資料能力能獨(dú)立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本領(lǐng)域有關(guān)科學(xué)成果。5綜合運(yùn)用知識(shí)能力能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析論述有關(guān)問題，能對(duì)占有資料進(jìn)行分析整理并適當(dāng)運(yùn)用，概念清楚，能以恰當(dāng)?shù)恼摀?jù)對(duì)科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行有說服力的論證。6研究方案的設(shè)計(jì)能力設(shè)計(jì)（論文）的整體思路清晰，結(jié)構(gòu)完整，研究方案完整有序。 7研究方法和手段的運(yùn)用能力能較熟練的運(yùn)用本學(xué)科的常規(guī)科學(xué)研究方法，能適當(dāng)運(yùn)用相關(guān)研究手段（如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等）進(jìn)行資料搜集、加工、處理，并輔助論文寫作。8外文應(yīng)用能力能按照學(xué)校規(guī)定結(jié)合論文閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料，有外文摘要和外文書目。成果質(zhì)量管理9文題相符論文較完整地回答了題目所設(shè)定的有關(guān)問題。10寫作水平論點(diǎn)鮮明，觀點(diǎn)正確，論據(jù)充分，論證有力，條理分明，語言流暢。11寫作規(guī)范符合科學(xué)論文的基本要求，設(shè)計(jì)（論文）中的用語格式、圖表、數(shù)據(jù)、各種資料的運(yùn)用及引用都要規(guī)范化。12篇幅工程設(shè)計(jì)類篇幅不少于8000字，研究論文篇幅不少于10000字。13成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值在理論上具有新意，應(yīng)用性研究對(duì)于實(shí)際工作具有一定意義- 26 -