園林碎枝機(jī)的設(shè)計(jì)

宋開功 劉一博

摘 要：隨著人們對環(huán)境意識的日益增強(qiáng)，對環(huán)境的要求也越來越高，城市廢棄樹枝的隨意堆放及焚燒被逐漸禁止，廢棄樹枝經(jīng)過國內(nèi)外眾多科研單位多年的研究和探索，樹枝的切碎技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，樹枝粉碎機(jī)械也從而得到了前所未有發(fā)展。輸送機(jī)構(gòu)也從以前的手動式喂入轉(zhuǎn)變?yōu)楦冗M(jìn)帶傳動的輸送方式，這樣既能減少人力勞動，也更能提高效率。的處理及綜合利用成了城市園林及環(huán)衛(wèi)部門亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞：環(huán)境;樹枝粉碎機(jī);傳送機(jī)構(gòu)

引言

城市綠化的過程中，減少每年大量的分支。修剪樹枝下各種各樣的形狀、大小厚度不均勻，收集非常的不便。由于樹枝蓬松，運(yùn)輸效率非常低，所以費(fèi)時又費(fèi)力，可憐的運(yùn)輸安全。的分支，被送往垃圾填埋場，部分燒毀。雖然分支處理，但環(huán)境污染，而且浪費(fèi)資源。所以無法處理分支頭痛、市政部門、工廠、學(xué)校、社區(qū)、果園等每年都面臨的問題。雖然現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，碎枝機(jī)產(chǎn)品與科技進(jìn)步的步伐迅速升級，但許多產(chǎn)品還存在-些缺陷，這些缺陷在不斷研究和分析需要逐步解決。

樹枝粉碎機(jī)是-一個連貫的機(jī)械工作，其操作連續(xù)性、協(xié)調(diào)性。這種工作特征決定由碎枝機(jī)本身結(jié)構(gòu)、碎枝機(jī)只要電梯、機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、放電機(jī)理、掛、架，等等。噪音問題一-直是機(jī)械設(shè)備的問題是不可避免的。包括噪聲源的控制是最基本，也是最直接的措施，但控制噪聲源是困難的。振動-必然會降低切削速度，刀具損壞，降低生產(chǎn)率，造成噪音污染。只有解決了這些才能提高工作效率跟污染。

主要技術(shù)參數(shù)的確定與計(jì)算

（1）輸送機(jī)構(gòu)的計(jì)算

①壓輥寬度的選擇

因?yàn)檩斔偷奈锪蠟闃渲λ赃x取寬B-330mm的壓輥，壓輥的直徑D=99mm，轉(zhuǎn)速為15 （r/min）

②輸送速度的選擇：V=20mm/s

③輸送能力：

根據(jù)要求壓輥的輸送能力不小于600kg/h。

（二）壓輥的張力和強(qiáng)度，垂度的計(jì)算

壓輥?zhàn)畲髲埩Φ拇蟾庞?jì)算

在水平或者較小的傾角輸送，單滾簡傳動，整體制動較小的簡單情況下的，可按照下式進(jìn)行計(jì)算

Fmax=R.ζ （1+1/e**-1）

式中F.一最大張力（N）

ζ一啟動洗漱，可取1.3-1.7

e一自然對數(shù)的底數(shù)，e=2. 718

μ一壓輥與進(jìn)給樹枝之間的摩擦系數(shù)

a一圍包角（rad）

查非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊可知：μ=0.35- -0.45; 取μ=0. 4.ζ=1.5; a=1. 74rad; .

所以Fmax=505X1.5X （1+1/e.01.*-1）=1510. 69≈1511（N）

壓輥強(qiáng)度的校核可以按照公式：Z≥n/Bσ

式中z-襯墊層數(shù);

B- -帶寬（mm）;

σ -帶芯強(qiáng)度[N/ （mm/層）]

n-安全系數(shù)

Z≥151 1*8/500/56-1.73

壓輥的寬度強(qiáng)度滿足。

壓輥垂度校核是對壓輥的最小張力進(jìn)行校驗(yàn)，因此，有載區(qū)段壓輥?zhàn)钚埩'min;的，無載區(qū)段壓輥?zhàn)钚埩"min。n分別滿足：

F'min; .≥[F'min; ni.]=5（q+qo） 1'; cosβ;

F".=[F".]=5qol”cos β

經(jīng)計(jì)算校核后滿足強(qiáng)度要求。

依據(jù)上面的計(jì)算，壓輥的直徑D=99mm，所以試取軸的直徑為50mm，下面對軸進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)需用扭應(yīng)力計(jì)算：傳動軸受轉(zhuǎn)矩作用后，扭應(yīng)力應(yīng)該小于許用扭應(yīng)力，因此，軸的最小直徑應(yīng)滿足下公式

d≥（Tp+ x）X（p+n）|/3

式中：P一軸傳遞的功率 （kw）

n-軸的轉(zhuǎn)速（r/min）

Tp一軸的許用應(yīng)力（kN）

γ一空心軸的外徑與空徑之比， γ=0

查機(jī)械工程師手冊第3版可以得到γ=0，Tp=18MPa

計(jì)算公式可以得：d≥1.41mm

所以d=50mm滿足條件。

（3）輸送帶托輥軸軸承的選擇計(jì)算：

根據(jù)上面輸送托輥軸的直徑可以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第5版第4卷）選取軸承的軸承代號為6006深溝球軸承，基本參數(shù)為：基本尺d=300mm， D-55mm， B=13mm。

輥輪的材料有很多種類，在此選擇45鋼材料作為輥輪的材料，可以滿足輥輪的強(qiáng)度要求。

主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）刀盤的設(shè)計(jì)

本機(jī)設(shè)計(jì)處理樹枝的最大直徑為300mm，因此刀盤需要有足夠的轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)速。刀盤兩個主要功能分別是安裝飛刀和儲存能量，即刀盤也具有飛輪的功能。在不切削時刀盤儲存能量，在切削樹枝時刀盤能量，有此保證了粉碎室的連續(xù)工作。刀盤的兩側(cè)分別有切刀和風(fēng)葉，并在切刀部位開孔（如圖3-1）。樹枝從刀盤的左側(cè)進(jìn)入，經(jīng)過喂入機(jī)構(gòu)上的定刀與刀盤上動刀的相互作用，經(jīng)切削后，部分的木屑從刀盤上的孔穿進(jìn)右側(cè)，還有部分會由于重力原因?qū)胂旅妫詈蠖荚陲L(fēng)葉的作用下，順著機(jī)殼排出。

根據(jù)公式T=F*r

式中T一切削時的扭矩

F一切削力

r一飛刀到刀盤中心軸線的距離

首先要考慮到本機(jī)處理樹枝的最大直徑為300mm， 刀盤安裝槽就必須略大于300m，再加上主軸和軸承座的影響，并留在適當(dāng)?shù)挠嗔浚侗P的外徑為100mm比較合適，考慮到刀盤安裝飛刀和轉(zhuǎn)動慣量等因素，刀盤厚度為50m。

（2）刀的設(shè)計(jì)

1）刀的結(jié)構(gòu)

刀是刀盤的主要部件之一-， 刀的性能對樹枝粉碎機(jī)的粉碎效果起到了至關(guān)重要的作用。切刀的前、后兩個刀面間的夾角交楔角β，如圖3-2，楔角的大小對切削性能的影響也很大。當(dāng)β越小，刀刃越鋒利，切削性能越好，但是飛刀剛度會變小，一般β取40- -48度，本機(jī)β選43度。

2）刀的具體尺寸

當(dāng)?shù)侗P在旋轉(zhuǎn)的時候，需要考慮到它的平衡性問題，四把刀位置需要兩兩的對稱，又因?yàn)楸緳C(jī)處理樹枝最大直徑為300mm，所以刀刃長度必須達(dá)到300mm，才能使切削沒有死角，刀刃的長度選350mm，厚10mm。

結(jié)論：

樹枝粉碎機(jī)機(jī)采用長刀削片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動方式采用帶傳動，緩和載荷沖擊，減小了噪聲，防止因過載而造成零件的損壞，但帶的壽命較短，過載時產(chǎn)生打滑，使效率降低且不能保持準(zhǔn)確的傳動比。并給此樹枝粉碎機(jī)加上了行走裝置，使樹枝粉碎機(jī)提高了機(jī)械的使用率和工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張捍霞.昌吉市葡萄碎枝機(jī)作業(yè)出現(xiàn)的問題及建議[J].農(nóng)民致富之友，2017（08）：221.

[2].碎枝機(jī)對刀機(jī)構(gòu)[J].電動工具，2017（04）：35-38.

[3]趙玉茹.碎枝機(jī)在處理農(nóng)林廢棄物中的應(yīng)用推廣[J].農(nóng)業(yè)工程，2017，7（S1）：41-43.

[4]王友林.樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及分析[J].林業(yè)建設(shè)， 2008<（2）：31-33

[5]王乃康.現(xiàn)代園林機(jī)械[M].北京：中國林業(yè)出版社，2001 （4） ：38- 40

[6]顧正平，沈瑞珍.盤式短刀樹枝削片設(shè)計(jì)參數(shù)的影響因素[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2002， 24（5） ; 183- 186.

[7]付敏.木質(zhì)生物質(zhì)粉碎及規(guī)模化制粉機(jī)械設(shè)計(jì)及理論研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)， 2010.