木质颗粒燃料（木煤）作为生物质能源转换的一个重要领域，越来越受到人们关注，特别是近年来PM2.5等环境问题日趋突出，开发可规模化利用的清洁能源已成为各地政府和学者的共识，木质颗粒燃料以其清洁环保、热值高、燃烧充分等特点吸引了很多企业的目光。由于木煤生产的原料来源丰富，主要包括废旧木料、农作物秸秆、林间采伐剩余物等，每一类原料的形态各异。如何把这些形态各异的原料粉碎成木煤生产需要的尺寸，是生物质固体成型燃料生产首先需要解决的问题。本文针对木煤原料形态多样性特点，设计新型切碎设备，主要内容包括:1)拟定了可行的切碎方案，包括粉碎类型、进料方式、出料方式、传动方案、控制方案等；经过方案分析和技术评价后，确定切碎机结构组成，草绘出了方案总图，并对相关部件进行设计计算和选型。2)设计新型切削刀辊，采用刀具组合结构，可转位刀具一侧刃口磨损后，调节紧固螺丝，旋转至另一面刀刃即可，安装方便，可多次重复使用，降低了刀具成本；刀体螺旋对称排列，切削时震动小，切削力大，能耗低。3)低转速设计，运行稳定而且能耗较低；设计开放式料仓，采用间歇液压推进式强制进料，物料进给稳定，保证切削效率；高耐磨转子和特殊材质切碎刀具，保证切削的锋利和耐磨性能；高耐磨筛网，螺旋自动出料。4)基于MATLAB数学分析软件对大惯性刀辊进行进一步优化，刀轴重量减少约7.36%，降低了关键部件制造成本，节省了设备能耗；采用SolidWorks Simulation有限元分析技术对切削执行部件进行结构静力学分析，验证设计的安全可靠性。5)对已出厂的物料样机进行试用实验，进一步确定其具体性能参数，同时对该设备的推广使用价值进行了分析。该设备可用于将各种木废料、托盘、板边、端头、树皮、废旧人造板、水泥模板、废单板、包装箱、椰子、棕榈等切碎，便于制造木煤燃料、人造板或能源工厂以及锅炉燃烧使用，应用范围广泛。本文的研究结果，对木煤工业化、产业化推广具有重要意义和实用价值，在一定意义上促进了废旧木质材料粉碎技术的进步，同时对我国木材的高效利用、人造板工业的可持续发展也有积极的推动作用。