園藝雜枝粉碎機的設計【三維SW】【含10張CAD圖紙+PDF圖】

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號：號：號：號：8031212413803121241380312124138031212413指導老師：肖愛玲指導老師：肖愛玲指導老師：肖愛玲指導老師：肖愛玲12345課題研究的背景課題研究的意義園藝雜枝粉碎機的工作原理國內外發(fā)展概況園藝雜枝粉碎機的主要結構課題研究的主要內容課題研究的主要內容課題研究的主要內容課題研究的主要內容課題研究的背景課題研究的背景課題研究的背景課題研究的背景傳統(tǒng)能源短缺、環(huán)境污染、溫室傳統(tǒng)能源短缺、環(huán)境污染、溫室效應等逐漸成為全世界所面臨的效應等逐漸成為全世界所面臨的熱點問題。此外，傳統(tǒng)能源的使熱點問題。此外，傳統(tǒng)能源的使用帶來大量、等氣體和粉塵的排用帶來大量、等氣體和粉塵的排放，帶來溫室效應、酸雨、超標放，帶來溫室效應、酸雨、超標等環(huán)境問題。其中，霧霾等環(huán)境等環(huán)境問題。其中，霧霾等環(huán)境問題已對我們的日常生活造成嚴問題已對我們的日常生活造成嚴重的影響，生活質量下降，身體重的影響，生活質量下降，身體健康受到威脅。健康受到威脅。隨著城市綠化的推廣，經調查每年每園林每年修剪量非常大。再加上更新?lián)Q代時挖的老樹枝、桿逐年增多。樹枝、桿相當于木材。傳統(tǒng)的方法是直接將這些殘枝堆積燒掉，這不僅造成資源和能源的浪費，燃燒產生的有害氣體和粉塵對我們的生活大氣環(huán)境也是一種污染。為了保證我國經濟保持快速發(fā)展，對能源的需要也持續(xù)增長，能源供求問題和環(huán)境社會問題日益嚴重。因此，我們選擇開發(fā)和利用清潔可再生能源將成為的發(fā)展的必然。因此園藝雜枝粉碎機的誕生解決了這一環(huán)保問題。課題研究的意義課題研究的意義課題研究的意義課題研究的意義木屑顆?？捎米鞣柿希剂?，木屑顆?？捎米鞣柿?，燃料，壓縮木板原料，沼氣原料等壓縮木板原料，沼氣原料等等等。讓園林垃圾變廢為寶讓園林垃圾變廢為寶資源循環(huán)利用促進城市的環(huán)境保護資源循環(huán)利用促進城市的環(huán)境保護保護環(huán)境保護環(huán)境 有限的資源，無限的利用有限的資源，無限的利用還天空一片藍色還天空一片藍色課題研究國內外發(fā)展的概況課題研究國內外發(fā)展的概況課題研究國內外發(fā)展的概況課題研究國內外發(fā)展的概況隨著中國人民對于環(huán)保的意識越來越強，隨著中國人民對于環(huán)保的意識越來越強，綠色園林占據城市的面積也在一點點的綠色園林占據城市的面積也在一點點的增加，所產生的園林垃圾也會越來越多，增加，所產生的園林垃圾也會越來越多，但對于這一方面園藝雜枝粉碎機的應用但對于這一方面園藝雜枝粉碎機的應用還是比較少的，特別是能粉碎粗樹枝的還是比較少的，特別是能粉碎粗樹枝的設備很多都是從國外引進的設備很多都是從國外引進的,不僅價格昂不僅價格昂貴貴,而且機器的維修與零件的更換很不方而且機器的維修與零件的更換很不方便便,影響了該技術的推廣應用。相對的來影響了該技術的推廣應用。相對的來說國內的核心技術還是比較短缺的。說國內的核心技術還是比較短缺的。我國應該在對樹枝我國應該在對樹枝粉碎關鍵技術進行粉碎關鍵技術進行充分分析研究的基充分分析研究的基礎上，研制完全基礎上，研制完全基于國產技術的樹枝于國產技術的樹枝粉碎機粉碎機,旨在為廢棄旨在為廢棄樹枝的處理及資源樹枝的處理及資源化利用提供相應的化利用提供相應的技術支撐促進城市技術支撐促進城市的環(huán)境保護工作的環(huán)境保護工作在國外樹枝粉碎機的應在國外樹枝粉碎機的應用非常廣，他們對于環(huán)用非常廣，他們對于環(huán)保這一方面的認識遠遠保這一方面的認識遠遠大于國民的認識，國外大于國民的認識，國外有先進技術核心，不管有先進技術核心，不管在刀片切削速率問題，在刀片切削速率問題，還是在生產效率問題上，還是在生產效率問題上，從小刀頭到整體機器的從小刀頭到整體機器的工作效率這一方面是很工作效率這一方面是很先進的，并且對于這一先進的，并且對于這一方面的研究國家給與的方面的研究國家給與的支持非常大。支持非常大。威猛進口園林樹枝粉碎機300mm 出料粒度：40mm 生產能力：6000kg/h 園藝雜枝粉碎機的工作原理園藝雜枝粉碎機的工作原理園藝雜枝粉碎機的工作原理園藝雜枝粉碎機的工作原理需要加工的枝條從進料斗加入，需要加工的枝條從進料斗加入，當枝條觸到高速旋轉的刀盤時，當枝條觸到高速旋轉的刀盤時，刀盤上的切刀對枝條進行有支刀盤上的切刀對枝條進行有支承的切割，切斷的碎枝落入粉承的切割，切斷的碎枝落入粉碎室，高速旋轉的錘片刀盤上碎室，高速旋轉的錘片刀盤上的錘片不斷對碎枝進行撞擊、的錘片不斷對碎枝進行撞擊、沖碎，被撞擊后碎枝相互間也沖碎，被撞擊后碎枝相互間也產生碰撞、摩擦，最后經過篩產生碰撞、摩擦，最后經過篩網，由篩網空漏出，不能通過網，由篩網空漏出，不能通過篩網空的，由風板吹起繼續(xù)粉篩網空的，由風板吹起繼續(xù)粉碎，直至完全粉碎。碎，直至完全粉碎。篩網風板錘片刀盤切刀機殼電機機架園藝雜枝粉碎機的主要結構園藝雜枝粉碎機的主要結構園藝雜枝粉碎機的主要結構園藝雜枝粉碎機的主要結構切削部分切削部分樹枝投入到進料口樹枝投入到進料口,旋轉刀盤上旋轉刀盤上的切刀隨即將物料切削成規(guī)格的切刀隨即將物料切削成規(guī)格木片木片,刀盤上的分板轉動刀盤上的分板轉動,風板風板直接推動木片直接推動木片,使木片作圓周運使木片作圓周運動形成了氣流動形成了氣流,木片就沿著機殼木片就沿著機殼切線方向切線方向,被拋送到下一工序進被拋送到下一工序進行粉碎。行粉碎。刀盤切刀粉碎部分粉碎部分粉碎部分粉碎部分樹枝從上進料口進入粉碎室內，首先樹枝從上進料口進入粉碎室內，首先經過切刀切片直接進行切削。然后再經過切刀切片直接進行切削。然后再進入粉碎室由錘片的錘擊和木片相互進入粉碎室由錘片的錘擊和木片相互的撞擊來進一步粉碎。將錘片隔套設的撞擊來進一步粉碎。將錘片隔套設計成不同的長度，組裝時將計成不同的長度，組裝時將 3組錘片組錘片錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度內的樹枝可以受到高密度且機會均等內的樹枝可以受到高密度且機會均等的甩刀錘擊，從而實現(xiàn)粉碎的效果。的甩刀錘擊，從而實現(xiàn)粉碎的效果。錘片錘片隔套隔套風板風板篩分部分篩分部分篩分部分篩分部分篩分板裝在粉碎室內篩分板裝在粉碎室內,作用是作用是篩分經粉碎后的碎木片。篩分篩分經粉碎后的碎木片。篩分板由鋼板加工而成板由鋼板加工而成,板面均勻板面均勻分布有一定直徑的圓孔分布有一定直徑的圓孔,阻攔阻攔大塊木片通過篩板大塊木片通過篩板,留在室內留在室內繼續(xù)粉碎，直至完全粉碎。繼續(xù)粉碎，直至完全粉碎。篩網謝謝各位老師觀賞謝謝各位老師觀賞謝謝各位老師觀賞謝謝各位老師觀賞塔里木大學畢業(yè)設計 16 屆畢業(yè)設計園藝雜枝粉碎機的設計學生姓名 朱兵兵 學 號 8031212413 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農業(yè)機械化及其自動化班 級 16-2 指導老師 肖愛玲 日 期 2016.05 塔里木大學機械電氣化工程學院制前 言目前國內的樹枝粉碎機，大部分是由原來的木材粉碎機演變而來，基本上為固定式，整機笨重，但是這些類型的樹枝粉碎機整機價格較高，低則幾萬或十幾萬，只適合于城市園林局或大型林場，不適合城市公園、企事業(yè)單位或政府機關使用，因此需要一種中型、價格便宜的樹枝粉碎機滿足目前的需要。 該設計采用下出料的方式，收集木屑容易，便于清潔; 該機型整機結構緊湊，只需一個操作人員便可操作; 容易被中小型的用戶及單位所接受。因此，該機具的推廣，可減少枝椏的焚燒，對保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。本次設計通過介紹園藝雜枝粉碎機的粉碎原理，列舉說明園藝雜枝粉碎機的構造、工作原理、特點以及存在的優(yōu)缺點，同時借鑒現(xiàn)有樹枝粉碎機的優(yōu)點，通過對原始數據的分析、方案的論證比較與選擇，完成了園藝雜枝粉碎機的總體設計。設計出一種能耗較低、價格便宜、效率較高、整體輕巧的小型園藝雜枝粉碎機，并且介紹了其使用的方法。為各個具有園林的場所提供一種實用的產品。 關鍵詞： 粉碎機； 園藝雜枝；樹枝粉碎機目 錄1.緒論11.1園藝雜枝粉碎機的研究背景11.2課題研究的意義11.3園藝雜枝粉碎機的發(fā)展方向21.4 園藝雜枝粉碎機在國內外的概況22.園藝雜枝粉碎機的工作原理與主要結構32.1園藝雜枝粉碎機的工作原理32.2園藝雜枝粉碎機的主要結構43.園藝雜枝粉碎機的整機設計63.1 機架的設計63.2 機殼的設計63.3切刀與刀盤的設計73.4錘片的選材與設計83.5 風板的設計103.6 篩網的設計103.7 主要技術參數103.8 主軸材料的選擇與設計113.9傳動方式的選擇與計算12總 結13致 謝14參考文獻15塔里木大學畢業(yè)設計1.緒論1.1園藝雜枝粉碎機的研究背景傳統(tǒng)能源短缺、環(huán)境污染、溫室效應等逐漸成為全世界所面臨的熱點問題。據推算，到2050年左右，傳統(tǒng)的化石能源如煤、石油、天然氣等將被采盡，面臨枯竭，或者因開采難度增大成本過高，使用價值漸失。此外，傳統(tǒng)能源的使用帶來大量、等氣體和粉塵的排放，帶來溫室效應、酸雨、超標等環(huán)境問題。其中，霧霾等環(huán)境問題已對我們的日常生活造成嚴重的影響，生活質量下降，身體健康受到威脅。為了保證我國經濟保持快速發(fā)展，對能源的需要也持續(xù)增長，能源供求問題和環(huán)境社會問題日益嚴重。因此，我們選擇開發(fā)和利用清潔可再生能源將成為的發(fā)展的必然。在我國，擁有巨大的森林資源儲備量。國家林業(yè)局最近組織完成的第七次全國森林資源清查結果可知：我國擁有萬平方公里森林總面積，森林覆蓋率達，擁有億立方森林蓄積量。其中人工林面積處于世界首位，保存的面積達萬平方公里，蓄積達億立方。每年可得到差不多億噸樹木的枝椏和修剪廢棄物。其中差不多億噸可以被用作能源，相當于億噸標準煤的能源需求。目前，在森林和木材加工廠，砍伐或加工樹木后會剩余有大量的樹枝和廢棄木材，這些往往不能被有效使用從而積聚堆在樹林里，或者當作垃圾焚燒，不僅浪費能源，也造成了很大的森林防火安全風險；另一方面，每到年需要將灌木收割平荏，防止灌木停止生長或枯死。這些森林廢棄物和剩余物能夠通過相關設備進行切割、粉碎并經過進一步加工處理，可將這些生物質能進行高效利用。如果這種變廢為寶的模式能夠得到推廣，我國生態(tài)農業(yè)和林業(yè)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將被極大地推動。林業(yè)發(fā)展和能源發(fā)展相結合，使資源優(yōu)勢轉化為良好的社會、生態(tài)和經濟效益。眾所周知，果樹病枝和多佘分支的修剪以及廢株、病株的清理是果樹保質增產的必要園藝環(huán)節(jié)，對于大面積果園來說每年將會產生大量的果樹廢棄樹枝，這些樹枝枝椏的清理搬運由于現(xiàn)實情況的約束，目前還基本處于人工作業(yè)階段。而對這些樹枝枝椏的處理和利用上，這些修剪殘枝除了山區(qū)農民作為直接燃料生火做飯外，大量修剪殘枝無法消化和利用，大部分殘枝不可避免地被堆放在果園、路旁和宅院附近，嚴重影響農民生活環(huán)境，造成果樹蟲害生長及傳播以及引發(fā)現(xiàn)場火災等安全隱患。經調查每年每果園每年修剪量達。再加上更新?lián)Q代時挖的老樹枝、桿每年每遠遠超過。樹枝、桿相當于木材。有的東農直接將這些殘枝堆積燒掉，這不僅造成資源和能源的浪費，燃燒產生的有害氣體和粉塵對我們的生活大氣環(huán)境也是一種污染。1.2課題研究的意義隨著城市綠化越來越普遍，園藝雜枝粉碎機的需求也越來越廣，在各大農機具網站以及售點均可看到各種不同的粉碎機。園藝雜枝粉碎機的設計原理來自于木材粉碎機，其粉碎方式也是相似的。以往的方式就是焚燒，這樣不但浪費了原材料，而且對于環(huán)境的污染也是很嚴重的。但是粉碎機的應用會大大降低原料的浪費和環(huán)境污染，雜枝粉碎后的雜枝碎末可以根據現(xiàn)實情況就地還田當作綠色肥料使用,也可以用來做機制木炭、香菇食用菌種植、黑木耳食用菌種植、雙孢菇食用菌種植、密度板加工、刨花板加工、纖維板加工、禪香和蚊香制造、造紙紙漿原料、制作木炭做燃料,還可以作為沼氣發(fā)酵的原材料用于制造沼氣。雜枝木屑的原料可以是木段、廢舊木頭、咋木頭、樹枝、樹皮、樹根、板材下腳料、花生皮、玉米芯、果枝、果木、玉米桿、植物莖等；園藝雜枝粉碎機的運用解決了廢棄樹枝在園林堆積和搬運困難等問題，減少了大量的人力，也減少了園林產生嚴重病蟲災害的可能性。園藝雜枝粉碎機是一種新型環(huán)保設備,他可以將木材、枝叉等原料一次加工成木屑，具有投資少、耗能低、生產率高、經濟效益好，使用維修方便等優(yōu)點。該雜枝粉碎機適用于公園、機關、部隊、工廠、學校和街道樹木較多的中央及單位。該機還可將棉柴、樹枝、葡萄藤等停止粉碎,粉碎后的棉柴、樹枝、葡萄藤,大大減少了堆放體積, 直接還田可作為肥料運用,壓成顆粒可作飼料或燃料。1.3園藝雜枝粉碎機的發(fā)展方向 環(huán)保的概念，逐漸的深入人心，環(huán)保意識不斷增強，對于一些傳統(tǒng)式木工機械設備和嚴重不生產綠色產品的企業(yè)，將來的木工機械競爭中會逐漸被淘汰，環(huán)保式樹枝粉碎機械設備發(fā)展進入新時代，木工機械不斷的開拓新產品進入新時期。進入21世界工業(yè)時期，世界上掀起一股綠色浪潮，環(huán)保的聲音稱為全球各地所關注的焦點，并且改變著我們的企業(yè)，傳統(tǒng)的制造模式強力被改革，推行綠色環(huán)保制造技術，發(fā)展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計數據庫、知識庫等基礎技術，企業(yè)發(fā)展需要生產出有利于環(huán)境、提高資源效率的新科技產品。 木工機械發(fā)展的周較長，綠色制造產業(yè)涉及到產品的質量、使用、壽命等多方面因素，同時也涉及到企業(yè)生產經營的方式，因而綠色環(huán)保是一個復雜的系統(tǒng)工程問題。但是還需要真正有效地實施綠色制造，必須從系統(tǒng)的角度和集成的角度來考慮和研究綠色制造中的有關問題。木材機械設備在生產和維修過程中對加工工藝和裝配工藝提出了越來越高的要求。因此環(huán)保節(jié)能型園藝雜枝粉碎機是未來木工機械的發(fā)展方向。1.4 園藝雜枝粉碎機在國內外的概況在中國的市場中，園藝雜枝粉碎機的需求量是很大的，隨著中國人民對于環(huán)保的意識越來越強，綠色園林占據城市的面積也在一點點的增加，所產生的園林垃圾也會越來越多，但總體來看,國產樹枝粉碎設備還比較缺乏,特別是能粉碎粗樹枝的設備很多都是從國外引進的,不僅價格昂貴,而且機器的維修與零件的更換很不方便,影響了該技術的推廣應用。我國應在對樹枝粉碎關鍵技術進行充分分析研究的基礎上,研制完全基于國產技術的樹枝粉碎機,旨在為廢棄樹枝的處理及資源化利用提供相應的技術支撐,促進城市的環(huán)境保護工作。在國外樹枝粉碎機的應用非常廣，他們對于環(huán)保這一方面的認識遠遠大于國民的認識，國外有先進技術核心，不管在刀片切削速率問題，還是在生產效率問題上，從小刀頭到整體機器的工作效率這一方面是很先進的，并且對于這一方面的研究國家給與的支持是非常大。據南報網報道的一片新聞中報道；“圣誕期間帶給人們無限溫馨和美妙意境的圣誕樹，元旦過后便成了節(jié)日垃圾，面臨被丟棄的命運。其實，只要妥當回收利用，“沒用”的圣誕樹也能變廢為寶，正所謂“落紅不是無情物，化作春泥更護花。”加拿大溫哥華，在每年元旦過后的第一個周末，便有好幾個圣誕樹回收點同時開張。人們把圣誕樹運到這里，只需幾秒鐘，這些圣誕樹通過樹枝粉碎機就變成利于環(huán)保用途的樹渣木屑?！惫试趪猓⌒蛨@藝雜枝粉碎機的應用是非常廣。2.園藝雜枝粉碎機的工作原理與主要結構2.1園藝雜枝粉碎機的工作原理粉碎機按工作原理可分為盤式切碎加錘片粉碎和鼓式切碎加錘片粉碎，或直接由粉碎錘粉碎的 3種結構形式。其中，盤式切碎加錘片粉碎形式因其具有結構簡單、操作維修簡便、粉碎效果好、生產效率高等優(yōu)點而得到廣泛的使用。粉碎機的工作原理主要過程；當接通電源電機開始運轉，通過皮帶帶動粉碎機主軸高速運轉，連接在主軸上的刀盤和錘片架也隨之高速運轉，此時將需要加工的枝條從進料斗加入，當枝條觸到高速旋轉的刀盤時，刀盤上的切刀對枝條進行有支承的切割，切斷的碎枝落入粉碎室，高速旋轉的錘片刀盤上的錘片不斷對碎枝進行撞擊、沖碎，被撞擊后碎枝相互間也產生碰撞、摩擦，機具運轉中，這些力的作用使物料逐漸粉碎后從篩孔流出，經過切片、粉碎后能夠通過篩網的小木片在高速旋轉的風板所產生的氣流作用下拋出箱體，不能通過篩網的則繼續(xù)粉碎，直到能夠通過篩網后被拋出箱體。通過更換不同大小網目的篩網，可以得到不同尺寸的木片。枝條的切斷長度可通過刀盤上刀片的伸縮量進行調節(jié)，進料是通過樹枝的自身重力與切刀切削樹枝產生的進給力來實現(xiàn)。（見圖2-1）1.機架 2.皮帶輪3.電機 4.下機殼 5.出料口 6.刀盤 7.切刀 8.錘片9 .錘片隔套 10.風板 11.篩網 12.上機殼 13.入料口 14.帶軸軸承座 15. 軸圖2-1 園藝雜枝粉碎機2.2園藝雜枝粉碎機的主要結構粉碎機由切削部分、粉碎部分和篩分部分三部分組成。2.2.1切削部分樹枝投入到進料口,旋轉刀盤上的切刀隨即將物料切削成規(guī)格木片,刀盤上的風板轉動,風板直接推動木片,使木片作圓周運動形成了氣流,木片就沿著機殼切線方向,被拋送到下一工序進行粉碎。刀盤的作用除不斷切削木材外,還起到飛輪的儲能作用,故要求刀盤有一定的重量。（見2.2圖）圖2.2刀盤 2.2.2粉碎部分粉碎室內安裝有三角刀盤,它與轉動的錘片配合工作。木片與來自削片室的氣流混合在一起,經過三角刀盤,受到高速旋轉錘片的錘擊撞擊、剪切搓擦的作用,木片反復的進行粉碎,粉碎后木片顆粒由篩孔排出。不能通過篩網的則繼續(xù)粉碎，直到能夠通過篩網后被拋出箱體。 粉碎裝置主要包括錘片刀盤，錘片 風板組成（見圖2-3）。由于小于 2cm 的樹枝從上進料口進入粉碎室內，首先經過切刀切片直接進行切削。然后再進入粉碎室由錘片的錘擊和木片相互的撞擊來進一步粉碎。因此本機采用 3組錘片，每組4把，共12把錘片，將錘片隔套設計成不同的長度，組裝時將 3組錘片錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度內的樹枝可以受到高密度且機會均等的甩刀錘擊，從而實現(xiàn)粉碎的效果。1.錘片 2.風板 3.刀盤 4.切刀 5.主軸 6.錘片隔套圖2-3粉碎刀盤2.2.3篩分部分篩分板裝在粉碎室出口處,作用是篩分經粉碎后的碎木片。篩分板由鋼板加工而成,板面均勻分布有一定直徑的圓孔,阻攔大塊木片通過篩板,留在室內粉碎。有部分小塊木片無規(guī)則的貼伏在篩孔上,影響篩分效果。經錘片一端與風板將這部分木片用氣流刮到粉碎室進行粉碎,加強了篩孔的暢通。如（圖2-4）所示圖2-4 篩網3.園藝雜枝粉碎機的整機設計3.1 機架的設計機架主要是用來固定粉碎室以及電機的一個整體，機架的材質采用5050mm三角鋼國標型材，通過焊接和螺絲固定。在保證機架強度的前提下滿足整機安裝、輕量化、美觀等要求，機架的總體尺寸如（圖3-1）。圖3-1 機架3.2 機殼的設計 機殼采用鑄鋼加工而成，其尺寸為600300，其厚度為5mm，如圖所示（圖3.2），機殼的主要作用是將粉碎的木屑限制運動并且集中于出料口排出，并且起到卡住篩網的作用，防止內部的零件脫落甩出機殼外傷害人體，防止外部的雜質進入機殼從而損傷內部零件。外設有入料口，方便雜枝正確進入粉碎裝置進行粉碎。1.出料口 2.進料口 3.上機殼 4.下機殼 5.篩網卡板圖 3-2機殼3.3切刀與刀盤的設計本機所設計能夠切削的最大樹枝直徑為30mm，刀盤厚度的取值應保證作為飛輪的刀盤有足夠大的轉動慣量,以產生足夠大的切削力切削一定口徑的樹枝,刀盤的作用除不斷切削木材外,還起到飛輪的儲能作用,故要求刀盤有一定的重量，刀盤的材質是采用鑄鐵加工而成。機器工作時切刀均勻固定在刀盤上，由于受到高頻率的沖擊，切刀材料選用抗壓、抗拉，且沖擊韌性、淬火性能較好的材料。設計選用 65 Mn（65 號錳鋼) 鋼板，厚度 10 mm，刀刃角度 35，淬火硬度( HRC) 45 50。 機器工作時切刀在單位伸出量的切削力的設計決定了耗能的大小和工作效率的高低，因此設計合理的單位切削力是至關重要的，單位切削力是指切刀刀刃單位長度上的切削力,它是樹枝切削最基本的參數,也是園藝雜枝粉碎機切削部分主要的設計參數。由單位切削力即可計算切削功率,它是整機所需功率的大部分(粉碎部分也消耗一部分功率),單位切削力也是刀具強度校核的基本參數。單位切削力的影響因素主要有:樹種、動力遇角和飛刀伸出量。據資料4介紹當動力遇角為45度時,樹種對單位切削力的影響是:切削力與木材的機械物理性能關系較大,木材機械物理性能越高,單位切削力越大。如順紋抗剪極限和抗壓強度極限分別為7.65 MPa和41.10 MPa的毛白楊,其單位切削力是31.20 N/mm,而強度較高的白榆,其單位切削力達到84.80 N/mm。關于動力遇角對單位切削力的影響,實驗表明:動力遇角越小,越接近縱向切削,故單位切削力也越小,反之則越大。關于刀片的伸出量對單位切削力的影響,一般的結論是,伸出量越大,單位切削力也越大,但考慮到粉碎機對削片應易于粉碎的要求,故伸出量不宜大,一般應小于10 mm。本機的設計伸出量選用5mm。在本機的設計中采用了四把切刀內外交錯固定在刀盤上，切刀的安裝角度和數目也對工作效率有一定的影響。普通削片機在切削過程中,切刀對原木的切削是間斷進行的,即前一把刀和后一把刀的切削間有一個時間間隙,間斷切削會引起設備的震動和降低生產率,所以為了提高生產率,應使切削能夠連續(xù)進行,并適當提高刀盤的轉速。由實際觀測得知,切削時,飛刀對木材有一定的牽引力,使它自動進給。由于牽引力的作用,原木的被切削表面緊貼后刀面且方向一致,便實現(xiàn)了連續(xù)切削。為了滿足這一條件,飛刀的后角,即切削平面與刀盤旋轉平面間的夾角必須有一個合理的數值,即: （3-1） 式中:L相鄰兩把刀之間的平均距離(mm); （3-2）Z刀盤上的總刀數；R刀片刃口中心到刀盤中心的距離(mm)；h刀片的伸出量(mm)；l木片的長度(mm)；進料槽的傾斜角()(進料槽中心線和水平線的夾角)；要實現(xiàn)連學切削,必須滿足: （3-3）其中:d枝椏直徑。從上面分析知道,只要知道待加工枝椏的平均直徑、進料槽的傾角以及所需刀數,就可以確定削片刀盤的直徑。為實現(xiàn)對不同直徑的枝椏粉碎,設計調節(jié)裝置,可以調整飛刀在刀盤的伸出量。同時考慮削片刀盤的飛輪作用,應使其具有一定的厚度和質量,在速度一樣的情況下,增加其轉動慣量。本機的設計中由于考慮到是對園藝雜枝的粉碎，故其雜枝的直徑最大可取為30mm到40mm，故單盤的取厚度為30mm，半徑取為210mm。3.4錘片的選材與設計樣機設計有 3 組錘片，每組 4片，3 組錘片通過銷軸均勻固定在三角刀盤上，所處的工作狀況與切刀相似，錘片在工作過程的中主要是通過其末端邊工作棱角的剪切撞擊實現(xiàn)的，相對應的棱角邊是主要受力位置，存在一定的應力集中，這就使得錘片的棱角容易磨損破壞，故選用相同材料，即 65 Mn 鋼板，厚度 5 mm，淬火硬度( HRC) 45 50。由于切刀和錘片都是在旋轉狀態(tài)下工作，所以安裝時每必須分布均勻，且各個切刀和各個錘片的質量都應各自基本相等，否則將造成動的不平衡，帶來機器的振動，并且將錘片隔套設計成不同的長度，組裝時將3 組錘片錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度內的樹枝可以受到高密度且機會均等的錘片錘擊，得到較好的粉碎效果。（見圖3-3）。1.錘片 2.風板 3.刀盤 4.切刀 5.主軸 6.錘片隔套圖3-3根據碰撞理論,轉動剛體在轉軸處不產生碰撞動量,作用于剛體的碰撞沖量的作用線必須在剛體對稱面內,并垂直于質心的轉動半徑,如圖2,錘片作用線到轉軸中心的距離如圖所示（圖3.4）。圖 3-4可用以下公式估算出錘片各值； K= 總/ ma （3-4）回轉中心半徑,點中心到錘片中心距離；m-錘片質量；從上式可見,錘片的位置,取決于轉動慣量、質量m和質心到回轉中心的距離。當錘片打擊物料時,沖擊點合力作用在錘片的某個位置,當這個位置與錘片的K在一條直線時,振動和噪聲降低。同時要保證錘片的厚度,否則會影響轉動慣量,以至影響振動和噪聲。本機的錘片設計尺寸為150mm50mm，厚度為10mm如（圖 3-5）所示。圖 3-5 錘片3.5 風板的設計風葉的主要作用是隨刀盤組件高速旋轉時產生的強大氣流將切片、粉碎后的木片拋出箱體外。如果風葉的面積不夠大，產生的氣流將不足以將切片、粉碎后的木片拋出箱體外，這樣會使木片在箱體聚集，最終使刀盤組件無法轉動導致電機停機，因此風葉的設計也至關重要。本機設計了 3 片風葉，以 120均布在主軸上。如圖（3-6）所示圖 3-6 風板 3.6 篩網的設計篩孔大小關系到成品基料顆粒大小，而顆粒大又是基料重要的質量指標。篩孔太大物料容易通過，但質量較差; 篩孔太小物料難以排出，且增加動力消耗。在樣機的設計中，參照類似機型的篩網板孔結構，在箱體內適當留有一定存料間隙，讓物料通過多次撞擊和錘擊達到粉碎效果。3.7 主要技術參數3.7.1基本條件假設動力采用 Y160M2-2 型電動機，功率按 15 k W計算，一級皮帶傳動選定皮帶為B型( 傳動比 i=1：3) ，切刀與最外端錘片間的軸段假設為均勻受荷。刀軸轉速定位2900r/min。3.7.2生產效率生產效率 (A) 按下式計算: A = （3-5）此公式中；G每組刀片的切片量，設計為 4 g /次; n刀軸轉速，設計為 2 900 r/min; 有效工作系數，考慮到傳動效率、皮帶打滑、送料不勻等因素，取 0. 75。由此得 ：A = 1 566 ( kg / h)3.8 主軸材料的選擇與設計軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件。有的則直接用圓鋼。碳素鋼比合金鋼低廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，所示選用45號鋼。 軸的直徑 的確定如下公式； （3-6）式中 p軸傳遞的功率，kW; n軸的轉速，r/min。 由 表 查得A=126：（45號鋼的系數A值）得直徑： 軸的總體設計根據實際如下（圖3-7）。 圖 3-7軸尺寸圖 3.9傳動方式的選擇與計算由于該機器的設計需要高速的傳動，故采用皮帶傳動動力依舊采用Y160M2-2 型電動機，功率安15kw計算。一級皮帶傳動采用B型。大小傳動輪的直徑不同故傳動比i=1：3，切刀與最外端錘片間的軸段假設為均勻受荷。皮帶的長度L（mm）如下公式； （3-7） 式中；h為皮帶輪中心距，設計為663mm； 為皮帶輪節(jié)圓辦徑，設計為143mm； 為二級皮帶輪半徑，設計為43；由此得； =1910mm皮帶速度 =28.22（m/s） （3-8）d為大小皮帶輪半徑的和； 皮帶根數( Z) （3-9）式中: N電動機功率，設計為15kW； 單根皮帶傳遞的功率，查機械零件設計手冊6第10章表 10-1,B型為3.64kW； 工作情況系數，查機械零件設計手冊6第10章表 10-1 ，取= 1； 包角影響系數，包角 180取 =1。由此得 取 Z = 4 根?？?結經過兩個月畢業(yè)課題的設計，我在這兩個月的設計中學到了很多，不僅能熟練的掌握SolidWorks和CAD的基本操作，而且再查略課外資料的過程中也學到了課外的很多知識，開括了視野，認識了園藝雜枝粉碎機在未來的發(fā)展方向，本課題主要闡述園藝雜枝粉碎機的工作原理和主要結構以及適用該結構的各項參數。在設計中通過對比相關粉碎機械的優(yōu)缺點，經過査略大量相關材料，設計出了一種滿足現(xiàn)代城市綠色園林所需要的一種小巧的園藝雜枝粉碎機械。在設計中風板的設計與錘片密度的設計在國內的粉碎機械中還是很少引用的，并且在對整體尺寸的設計中，小型的機械也是很少的，在設計中完全按照城市園林的方案來設計出小型輕巧的機型。本次在設計后期中，通過與現(xiàn)有的園藝雜枝粉碎你機械對比后發(fā)現(xiàn)好有很多不足之處，例如機械不能實現(xiàn)自主移動，粉碎時產生的噪音較大等。但是小型的機身大大的降低了機體自身重量，主要是降低了成本，推廣中更適合城市園林和個體用戶的使用。 致 謝光陰似箭，歲月如梭。轉眼間，四年的大學生生活即將結束，在畢業(yè)季即將到來的時候，回首往昔，奮斗和辛勞成為絲絲的記憶，甜美與歡笑也都塵埃落定。塔里木大學以其優(yōu)良的學習風氣、嚴謹的科研氛圍教我求學，以其博大包容的情懷胸襟、浪漫充實的校園生活育我成人。值此畢業(yè)論文完成之際，我謹向所有關心、愛護、幫助我的人們表示最誠摯的感謝與最美好的祝愿。在這次課題的設計過程中，非常感謝我的指導老師肖愛玲老師給與各方面耐心的指導，從選題開始到即將答辯，你一直催促我們抓緊時間，給與我們各方面的解答，再次說聲謝謝你。還要感謝大學四年里所有教過我的老師們，沒有你們的教導，沒有你們賦予我知識，我也不可能完成這大學里的最后一次作業(yè)，希望在以后的日子里你們身體健康，工作順利。還要感謝我的班主任蘭海鵬老師，在設計這段時日里經常來宿舍給與我們相關的指導。還要感謝的是我們宿舍的舍友們，四年相處的時間我們已經有很深的感情，特別是在這次設計中，你們給與我了很多的建議和方法，遇到問題也能耐心的給我講解。還要感謝負責這次論文的各個指導老師們，感謝你們商量出的各種方案來協(xié)助我們完成此次設計，感謝你們的指導。最后感謝母校塔里木大學給我提供良好的學習環(huán)境。希望能夠繼續(xù)自己的夢想，永不放棄。參考文獻1 牛曉華，吳兆遷，樊濤，等.3ZSX20樹枝粉碎機的設計J.林業(yè)機械與木工設備，2010(11):3840.2 朱思洪，付東荔，繆小紅，等.樹枝粉碎機的研制J.南京農業(yè)大學學報，2004，27(3: 111113.3 牛曉華，吳兆遷，樊濤，等.木質物料粉碎機的設計J.林業(yè)勞動安全，2008( 3):1417.4 王友林.樹枝粉碎機的設計要點及分析J.林業(yè)建設，2008(2):3133.5 顧正平，沈瑞珍.盤式短刀枝椏削片機設計參數的影響因素J.北京林業(yè)大學學報，2002，24( 5/6):183186. 6 宋寶昌，程立杰.FS型粉碎機的研制J.木材加工機械，1997(4):1214. 7 徐新煌，王秋珍. SFG50樹枝粉碎機及其應用探索J.城建車輛與設備，1991(4): 1214. 8 張漢月，黃激文.園林樹枝切碎機的設計J.廣東農機，2002(3):89.9 林元吉桑蠶繭的副產物綜合利用M.成都: 四川科學技術出版社，1993:5658.10 蔡春源機械零件設計手冊M沈陽: 冶金工業(yè)出版社，2003:188191.17園藝雜枝粉碎機的設計朱兵兵1 肖愛玲1(1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 新疆 阿拉爾 843300）摘要：本文通過對園藝雜枝粉碎機的設計同時介紹了園藝雜枝粉碎機的發(fā)展歷史、種類、工作原理及其主要參數。并詳細的分析了園藝雜枝粉碎機的構成。通過自身的實踐，更加的認識到對粉碎機專業(yè)理論知識的學習，提高操作技能，了解了粉碎機的內部構造，大概了解粉碎機的客觀運用，敘述了利用傳統(tǒng)的方法、結合先進的知識、科學的邏輯思維方法來客觀的闡述分析粉碎機設計的心得體會。并對園藝雜枝粉碎機的未來發(fā)展前景有著很好的憧憬。關鍵詞：園藝雜枝；粉碎機 中圖分類號:TD451文獻標識碼：A0引言隨著我國經濟的發(fā)展與人民生活水平的提高，環(huán)境意識也不斷增強，城市中各類公園的數量逐年增加，綠化面積也不斷加大; 同時很多企業(yè)單位及政府機關也加大了相應的投入，種植了大量各種景觀植物，因此每年都有一定數量被修剪下來的樹枝需要處理，對這些被修剪下來的樹枝的處理方案是將樹枝粉碎后進行堆肥處理，用于城市植被、盆栽花卉及樹苗移栽的底肥。目前國內的樹枝粉碎機，大部分是由原來的木材粉碎機演變而來，基本上為固定式，整機笨重，但是這些類型的樹枝粉碎機整機價格較高，低則幾萬或十幾萬，只適合于城市園林局或大型林場，不適合城市公園、企事業(yè)單位或政府機關使用，因此需要一種中型、價格便宜的樹枝粉碎機滿足目前的需要。 該設計采用下出料的方式，收集木屑容易，便于清潔; 該機型整機結構緊湊，只需一個操作人員便可操作; 容易被中小型的用戶及單位所接受。因此，該機具的推廣，可減少枝椏的焚燒，對保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。 1總體設計思路園藝雜枝粉碎機的工作部分是由刀盤先將樹枝切成一定的木片，然后進入粉碎室，粉碎室由錘片和風板組成。錘片撞擊木片從而實現(xiàn)粉碎，風板吹起不能粉碎的木片使其不能通過篩網的碎末進一步粉碎。最后完全通過篩網。1.1設計原理粉碎機的工作原理主要過程；當接通電源電機開始運轉，通過皮帶帶動粉碎機主軸高速運轉，連接在主軸上的刀盤和錘片架也隨之高速運轉，此時將需要加工的枝條從進料斗加入，當枝條觸到高速旋轉的刀盤時，刀盤上的切刀對枝條進行有支承的切割，切斷的碎枝落入粉碎室，高速旋轉的錘片刀盤上的錘片不斷對碎枝進行撞擊、沖碎，被撞擊后碎枝相互間也產生碰撞、摩擦，機具運轉中，這些力的作用使物料逐漸粉碎后從篩孔流出，經過切片、粉碎后能夠通過篩網的小木片在高速旋轉的風板所產生的氣流作用下拋出箱體，不能通過篩網的則繼續(xù)粉碎，直到能夠通過篩網后被拋出箱體。通過更換不同大小網目的篩網，可以得到不同尺寸的木片。枝條的切斷長度可通過刀盤上刀片的伸縮量進行調節(jié)，進料是通過樹枝的自身重力與切刀切削樹枝產生的進給力來實現(xiàn)。1.2設計總體結構園藝雜枝粉碎機的總體結構示意圖，如圖1所示。粉碎機由切削部分、粉碎部分和篩分部分三部分組成。（1）切削部分樹枝投入到進料口,旋轉刀盤上的切刀隨即將物料切削成規(guī)格木片,刀盤上的風板轉動,風板直接推動木片,使木片作圓周運動形成了氣流,木片就沿著機殼切線方向,被拋送到下一工序進行粉碎。刀盤的作用除不斷切削木材外,還起到飛輪的儲能作用,故要求刀盤有一定的量。（2）粉碎部分 粉碎室內安裝有三角刀盤,它與轉動的錘片配合工作。木片與來自削片室的氣流混合在一起,經過三角刀盤,受到高速旋轉錘片的錘擊撞擊、剪切搓擦的作用,木片反復的進行粉碎,粉碎后木片顆粒由篩孔排出。不能通過篩網的則繼續(xù)粉碎，直到能夠通過篩網后被拋出箱體。粉碎裝置主要包括錘片刀盤，錘片 風板組成，由于小于 2cm 的樹枝從上進料口進入粉碎室內，首先經過切刀切片直接進行切削。然后再進入粉碎室由錘片的錘擊和木片相互的撞擊來進一步粉碎。因此本機采用 3組錘片，每組4把，共12把錘片，將錘片隔套設計成不同的長度，組裝時將 3組錘片錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度內的樹枝可以受到高密度且機會均等的甩刀錘擊，從而實現(xiàn)粉碎的效果。（3）篩分部分篩分板裝在粉碎室出口處,作用是篩分經粉碎后的碎木片。篩分板由鋼板加工而成,板面均勻分布有一定直徑的圓孔,阻攔大塊木片通過篩板,留在室內粉碎。有部分小塊木片無規(guī)則的貼伏在篩孔上,影響篩分效果。經錘片一端與風板將這部分木片用氣流刮到粉碎室進行粉碎,加強了篩孔的暢通。圖1園藝雜枝粉碎機的設計示意圖1.機架 2.皮帶輪3.電機 4.下機殼 5.出料口 6.刀盤 7.切刀 8.錘片9 .錘片隔套 10.風板 11.篩網 12.上機殼 13.入料口 14.帶軸軸承座 15. 軸2關鍵部件的設計2.1錘片的選材與設計 樣機設計有 3 組錘片，每組 4片，3 組錘片通過銷軸均勻固定在三角刀盤上，所處的工作狀況與切刀相似，錘片在工作過程的中主要是通過其末端邊工作棱角的剪切撞擊實現(xiàn)的，相對應的棱角邊是主要受力位置，存在一定的應力集中，這就使得錘片的棱角容易磨損破壞，故選用相同材料，即 65 Mn 鋼板，厚度 5 mm，淬火硬度( HRC) 45 50。由于切刀和錘片都是在旋轉狀態(tài)下工作，所以安裝時每必須分布均勻，且各個切刀和各個錘片的質量都應各自基本相等，否則將造成動的不平衡，帶來機器的振動，并且將錘片隔套設計成不同的長度，組裝時將3 組錘片錯開排列，當刀盤轉動后，軸向長度內的樹枝可以受到高密度且機會均等的錘片錘擊，得到較好的粉碎效果。2.2刀盤與切刀的設計在本機的設計中采用了四把切刀內外交錯固定在刀盤上，切刀的安裝角度和數目也對工作效率有一定的影響。普通削片機在切削過程中,切刀對原木的切削是間斷進行的,即前一把刀和后一把刀的切削間有一個時間間隙,間斷切削會引起設備的震動和降低生產率,所以為了提高生產率,應使切削能夠連續(xù)進行,并適當提高刀盤的轉速。由實際觀測得知,切削時,飛刀對木材有一定的牽引力,使它自動進給。由于牽引力的作用,原木的被切削表面緊貼后刀面且方向一致,便實現(xiàn)了連續(xù)切削。為了滿足這一條件,飛刀的后角,即切削平面與刀盤旋轉平面間的夾角必須有一個合理的數值,即:式中:L相鄰兩把刀之間的平均距離(mm);Z刀盤上的總刀數,；R刀片刃口中心到刀盤中心的距離(mm);h刀片的伸出量(mm);l木片的長度(mm);進料槽的傾斜角()(進料槽中心線和水平線的夾角);要實現(xiàn)連學切削,必須滿足:其中:d枝椏直徑。從上面分析知道,只要知道待加工枝椏的平均直徑、進料槽的傾角以及所需刀數,就可以確定削片刀盤的直徑。為實現(xiàn)對不同直徑的枝椏粉碎,設計調節(jié)裝置,可以調整飛刀在刀盤的伸出量。同時考慮削片刀盤的飛輪作用,應使其具有一定的厚度和質量,在速度一樣的情況下,增加其轉動慣量。本機的設計中由于考慮到是對園藝雜枝的粉碎，故其雜枝的直徑最大可取為30mm到40mm，故單盤的取厚度為30mm，半徑取為210mm。 2.3主軸的設計及選材軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件。有的則直接用圓鋼。碳素鋼比合金鋼低廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，所示選用45號鋼。 軸的直徑 的確定如下公式； 式中 p軸傳遞的功率，kW; n軸的轉速，r/min。 由 表 查得A=126：（45號鋼的系數A值） 得直徑： 2.4篩網篩孔大小關系到成品基料顆粒大小，而顆粒大又是基料重要的質量指標。篩孔太大物料容易通過，但質量較差; 篩孔太小物料難以排出，且增加動力消耗。在樣機的設計中，參照類似機型的篩網板孔結構，在箱體內適當留有一定存料間隙，讓物料通過多次撞擊和錘擊達到粉碎效果。3總結 粉碎部分的轉子是粉碎機的主要部件。轉子的主要結構又由切刀盤與錘片刀盤組成，其主要結構尺寸、厚度、轉速都對園藝雜枝粉碎機的粉碎效率、生產能力和能量消耗都有直接影響。因此再設計粉碎機是應該考慮各種因素，謹慎的設計主要粉碎部件的結構參數。同時還要根據整機的結構來選擇相應的電機，并且選擇皮帶輪皮帶的根數。對于主軸的設計也要根據各參數來設計。盡量消除機器在工作中產生的不良效果。參考文獻1 牛曉華，吳兆遷，樊濤，等.3ZSX20樹枝粉碎機的設計J.林業(yè)機械與木工設備，2010(11):3840.2 朱思洪，付東荔，繆小紅，等.樹枝粉碎機的研制J.南京農業(yè)大學學報，2004，27(3: 111113.3 牛曉華，吳兆遷，樊濤，等.木質物料粉碎機的設計J.林業(yè)勞動安全，2008( 3):1417.4 王友林.樹枝粉碎機的設計要點及分析J.林業(yè)建設，2008(2):3133.5 顧正平，沈瑞珍.盤式短刀枝椏削片機設計參數的影響因素J.北京林業(yè)大學學報，2002，24( 5/6):183186. 6 宋寶昌，程立杰.FS型粉碎機的研制J.木材加工機械，1997(4):1214. 7 徐新煌，王秋珍. SFG50樹枝粉碎機及其應用探索J.城建車輛與設備，1991(4): 1214. 8 張漢月，黃激文.園林樹枝切碎機的設計J.廣東農機，2002(3):89.9 林元吉桑蠶繭的副產物綜合利用M.成都: 四川科學技術出版社，1993:5658.10 蔡春源機械零件設計手冊M沈陽: 冶金工業(yè)出版社，2003:188191.