园林碎枝机的设计

宋开功 刘一博

摘 要：随着人们对环境意识的日益增强，对环境的要求也越来越高，城市废弃树枝的随意堆放及焚烧被逐渐禁止，废弃树枝经过国内外众多科研单位多年的研究和探索，树枝的切碎技术取得了突破性的进展，树枝粉碎机械也从而得到了前所未有发展。输送机构也从以前的手动式喂入转变为更先进带传动的输送方式，这样既能减少人力劳动，也更能提高效率。的处理及综合利用成了城市园林及环卫部门亟待解决的问题。

关键词：环境;树枝粉碎机;传送机构

引言

城市绿化的过程中，减少每年大量的分支。修剪树枝下各种各样的形状、大小厚度不均匀，收集非常的不便。由于树枝蓬松，运输效率非常低，所以费时又费力，可怜的运输安全。的分支，被送往垃圾填埋场，部分烧毁。虽然分支处理，但环境污染，而且浪费资源。所以无法处理分支头痛、市政部门、工厂、学校、社区、果园等每年都面临的问题。虽然现在科学技术的快速发展，碎枝机产品与科技进步的步伐迅速升级，但许多产品还存在-些缺陷，这些缺陷在不断研究和分析需要逐步解决。

树枝粉碎机是-一个连贯的机械工作，其操作连续性、协调性。这种工作特征决定由碎枝机本身结构、碎枝机只要电梯、机构、机构、进给机构、放电机理、挂、架，等等。噪音问题一-直是机械设备的问题是不可避免的。包括噪声源的控制是最基本，也是最直接的措施，但控制噪声源是困难的。振动-必然会降低切削速度，刀具损坏，降低生产率，造成噪音污染。只有解决了这些才能提高工作效率跟污染。

主要技术参数的确定与计算

（1）输送机构的计算

①压辊宽度的选择

因为输送的物料为树枝所以选取宽B-330mm的压辊，压辊的直径D=99mm，转速为15 （r/min）

②输送速度的选择：V=20mm/s

③输送能力：

根据要求压辊的输送能力不小于600kg/h。

（二）压辊的张力和强度，垂度的计算

压辊最大张力的大概计算

在水平或者较小的倾角输送，单滚简传动，整体制动较小的简单情况下的，可按照下式进行计算

Fmax=R.ζ （1+1/e**-1）

式中F.一最大张力（N）

ζ一启动洗漱，可取1.3-1.7

e一自然对数的底数，e=2. 718

μ一压辊与进给树枝之间的摩擦系数

a一围包角（rad）

查非标准机械设备设计手册可知：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）

压辊强度的校核可以按照公式：Z≥n/Bσ

式中z-衬垫层数;

B- -带宽（mm）;

σ -带芯强度[N/ （mm/层）]

n-安全系数

Z≥151 1*8/500/56-1.73

压辊的宽度强度满足。

压辊垂度校核是对压辊的最小张力进行校验，因此，有载区段压辊最小张力F'min;的，无载区段压辊最小张力F"min。n分别满足：

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

F".=[F".]=5qol”cos β

经计算校核后满足强度要求。

依据上面的计算，压辊的直径D=99mm，所以试取轴的直径为50mm，下面对轴进行計算。

根据需用扭应力计算：传动轴受转矩作用后，扭应力应该小于许用扭应力，因此，轴的最小直径应满足下公式

d≥（Tp+ x）X（p+n）|/3

式中：P一轴传递的功率 （kw）

n-轴的转速（r/min）

Tp一轴的许用应力（kN）

γ一空心轴的外径与空径之比， γ=0

查机械工程师手册第3版可以得到γ=0，Tp=18MPa

计算公式可以得：d≥1.41mm

所以d=50mm满足条件。

（3）输送带托辊轴轴承的选择计算：

根据上面输送托辊轴的直径可以查机械设计手册（第5版第4卷）选取轴承的轴承代号为6006深沟球轴承，基本参数为：基本尺d=300mm， D-55mm， B=13mm。

辊轮的材料有很多种类，在此选择45钢材料作为辊轮的材料，可以满足辊轮的强度要求。

主要结构设计

（1）刀盘的设计

本机设计处理树枝的最大直径为300mm，因此刀盘需要有足够的转动惯量和转速。刀盘两个主要功能分别是安装飞刀和储存能量，即刀盘也具有飞轮的功能。在不切削时刀盘储存能量，在切削树枝时刀盘能量，有此保证了粉碎室的连续工作。刀盘的两侧分别有切刀和风叶，并在切刀部位开孔（如图3-1）。树枝从刀盘的左侧进入，经过喂入机构上的定刀与刀盘上动刀的相互作用，经切削后，部分的木屑从刀盘上的孔穿进右侧，还有部分会由于重力原因导入下面，最后都在风叶的作用下，顺着机壳排出。

根据公式T=F*r

式中T一切削时的扭矩

F一切削力

r一飞刀到刀盘中心轴线的距离

首先要考虑到本机处理树枝的最大直径为300mm， 刀盘安装槽就必须略大于300m，再加上主轴和轴承座的影响，并留在适当的余量，刀盘的外径为100mm比较合适，考虑到刀盘安装飞刀和转动惯量等因素，刀盘厚度为50m。

（2）刀的设计

1）刀的结构

刀是刀盘的主要部件之一-， 刀的性能对树枝粉碎机的粉碎效果起到了至关重要的作用。切刀的前、后两个刀面间的夹角交楔角β，如图3-2，楔角的大小对切削性能的影响也很大。当β越小，刀刃越锋利，切削性能越好，但是飞刀刚度会变小，一般β取40- -48度，本机β选43度。

2）刀的具体尺寸

当刀盘在旋转的时候，需要考虑到它的平衡性问题，四把刀位置需要两两的对称，又因为本机处理树枝最大直径为300mm，所以刀刃长度必须达到300mm，才能使切削没有死角，刀刃的长度选350mm，厚10mm。

结论：

树枝粉碎机机采用长刀削片机结构设计，传动方式采用带传动，缓和载荷冲击，减小了噪声，防止因过载而造成零件的损坏，但带的寿命较短，过载时产生打滑，使效率降低且不能保持准确的传动比。并给此树枝粉碎机加上了行走装置，使树枝粉碎机提高了机械的使用率和工作效率。

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