園林碎枝機的設計

宋開功 劉一博

摘 要：隨著人們對環境意識的日益增強，對環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，廢棄樹枝經過國內外眾多科研單位多年的研究和探索，樹枝的切碎技術取得了突破性的進展，樹枝粉碎機械也從而得到了前所未有發展。輸送機構也從以前的手動式喂入轉變為更先進帶傳動的輸送方式，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衛部門亟待解決的問題。

關鍵詞：環境;樹枝粉碎機;傳送機構

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，運輸效率非常低，所以費時又費力，可憐的運輸安全。的分支，被送往垃圾填埋場，部分燒毀。雖然分支處理，但環境污染，而且浪費資源。所以無法處理分支頭痛、市政部門、工廠、學校、社區、果園等每年都面臨的問題。雖然現在科學技術的快速發展，碎枝機產品與科技進步的步伐迅速升級，但許多產品還存在-些缺陷，這些缺陷在不斷研究和分析需要逐步解決。

樹枝粉碎機是-一個連貫的機械工作，其操作連續性、協調性。這種工作特征決定由碎枝機本身結構、碎枝機只要電梯、機構、機構、進給機構、放電機理、掛、架，等等。噪音問題一-直是機械設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。

主要技術參數的確定與計算

（1）輸送機構的計算

①壓輥寬度的選擇

因為輸送的物料為樹枝所以選取寬B-330mm的壓輥，壓輥的直徑D=99mm，轉速為15 （r/min）

②輸送速度的選擇：V=20mm/s

③輸送能力：

根據要求壓輥的輸送能力不小于600kg/h。

（二）壓輥的張力和強度，垂度的計算

壓輥最大張力的大概計算

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，可按照下式進行計算

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一自然對數的底數，e=2. 718

μ一壓輥與進給樹枝之間的摩擦系數

a一圍包角（rad）

查非標準機械設備設計手冊可知：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）

壓輥強度的校核可以按照公式：Z≥n/Bσ

式中z-襯墊層數;

B- -帶寬（mm）;

σ -帶芯強度[N/ （mm/層）]

n-安全系數

Z≥151 1*8/500/56-1.73

壓輥的寬度強度滿足。

壓輥垂度校核是對壓輥的最小張力進行校驗，因此，有載區段壓輥最小張力F'min;的，無載區段壓輥最小張力F"min。n分別滿足：

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

F".=[F".]=5qol”cos β

經計算校核后滿足強度要求。

依據上面的計算，壓輥的直徑D=99mm，所以試取軸的直徑為50mm，下面對軸進行計算。

根據需用扭應力計算：傳動軸受轉矩作用后，扭應力應該小于許用扭應力，因此，軸的最小直徑應滿足下公式

d≥（Tp+ x）X（p+n）|/3

式中：P一軸傳遞的功率 （kw）

n-軸的轉速（r/min）

Tp一軸的許用應力（kN）

γ一空心軸的外徑與空徑之比， γ=0

查機械工程師手冊第3版可以得到γ=0，Tp=18MPa

計算公式可以得：d≥1.41mm

所以d=50mm滿足條件。

（3）輸送帶托輥軸軸承的選擇計算：

根據上面輸送托輥軸的直徑可以查機械設計手冊（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，可以滿足輥輪的強度要求。

主要結構設計

（1）刀盤的設計

本機設計處理樹枝的最大直徑為300mm，因此刀盤需要有足夠的轉動慣量和轉速。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工作。刀盤的兩側分別有切刀和風葉，并在切刀部位開孔（如圖3-1）。樹枝從刀盤的左側進入，經過喂入機構上的定刀與刀盤上動刀的相互作用，經切削后，部分的木屑從刀盤上的孔穿進右側，還有部分會由于重力原因導入下面，最后都在風葉的作用下，順著機殼排出。

根據公式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，并留在適當的余量，刀盤的外徑為100mm比較合適，考慮到刀盤安裝飛刀和轉動慣量等因素，刀盤厚度為50m。

（2）刀的設計

1）刀的結構

刀是刀盤的主要部件之一-， 刀的性能對樹枝粉碎機的粉碎效果起到了至關重要的作用。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β選43度。

2）刀的具體尺寸

當刀盤在旋轉的時候，需要考慮到它的平衡性問題，四把刀位置需要兩兩的對稱，又因為本機處理樹枝最大直徑為300mm，所以刀刃長度必須達到300mm，才能使切削沒有死角，刀刃的長度選350mm，厚10mm。

結論：

樹枝粉碎機機采用長刀削片機結構設計，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，過載時產生打滑，使效率降低且不能保持準確的傳動比。并給此樹枝粉碎機加上了行走裝置，使樹枝粉碎機提高了機械的使用率和工作效率。

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