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中国是世界上竹类资源最丰富的国家,据统计,全国竹类植物共有40属以上,500多种,竹林总面积约500万hm2,占森林总面积的3%左右,约占全世界竹林总面积的1/3。竹子具有生长周期短、产量高、成材快、再生能力强的特性,并可细化成竹片、竹条、竹丝等,可用于开发多种日常用品和工业产品,如竹编制品、竹材人造地板、竹炭、竹醋液、竹纤维等,可以说,开展竹材综合利用,是解决目前木质资源严重匮乏的最佳途径,是林业资源利用进入良性循环和可持续发展的有力措施之一,是我国竹产区新农村建设的一个有效方式。由于竹子本身具有径小中空、中间有节、表面含有蜡质和有机硅,内有竹黄,不易被胶湿润、易开裂、不易加工等特点,因此目前对竹材利用率普遍不高。为了高效利用竹材资源,竹材的高效重组是重要的方法,新的竹材重组是先将竹材剖分,然后碾压成丝,再进行重组加工,但目前的技术生产效率低,分丝效果不理想,导致产品密度高,加工成本大,对设备也有很高的要求。提高竹材分丝效率和分丝质量,其核心技术是高效分丝机的研制,根据对现有条件的分析,该高效分丝机急需解决的是对不同形态的竹材进行快速高效夹紧的夹具,因此对竹材快度高效分丝设备的夹具进行了可行性研究,以期望找到一种高效低成本的分丝方法,并根据这一方法研制出可产业应用的样具。本文的主要研究内容与成果如下:一、对我国竹子资源利用情况进行了分析,包括竹材的规模,开发的产品及发展的趋势。二、对竹材材性与细化重组的分析。指出了分丝的可行性及细化重组的重要性,进一步指出了细化后竹材纤维束的形态对重组竹的重要性。三、分析目前使用的竹材剖分细化类设备的用途、类别和性能特点,提出了竹材高效分丝设备需解决的关键问题是夹具的研制。四、分丝夹具原理的选择与确定:通过分析竹子的物理性能和力学特性及夹具系统的研究,选择采用一套组合夹具夹紧两端,来回快速旋转,来达到分丝的目的。可以对不同径级、不同圆度、不同壁厚等竹材进行快度高效夹紧。五、分丝夹具的设计:根据对所需夹具功能的要求,设计并选定用一对夹具,分别夹紧竹子,一个固定不动,另一个在第三方旋转动力设备上来回快速旋转,实现对不同径级、不同圆度和不同壁厚竹子快速高效分丝的夹具方案。再根据夹具的尺寸要求、最合理的布局及零件间的配合要求,另外再从三维效果图可行性分析,设定出夹具各部件尺寸。六、分丝夹具的制造:在严格按照图纸设计要求下进行,包括支撑锥筒、内夹具体、机架、压块、气缸等,加工所用的设备有大型线切割机、车床、摇臂钻床、铣床、磨床、亚弧焊机等,涉及到的工序有大锥度线切割、普通线切割、车、铣、钻、磨、焊等。较好的完成了设计的任务,达到了预期的目的。七、分丝夹具的试验及改进:通过试验,达到了预期效果,但也发现了一些问题,如齿条破损、漏气、气管太小、应力集中现象等,改进措施是淬火,加大齿条硬度,在螺纹间隙增加乳胶带,增大气管及在压块内加滑槽等。试验与分析结果表明:研制的高效分丝夹具基本符合竹材分丝的产业化要求。