1、 吉 林 农 业 大 学 学士学位毕业设计 说明书 题目名称： 树枝破碎机设计 学生姓名： 付达 院 系： 工程技术学院 专业年级： 12 级农机 指导教师： 初立东 职 称： 副教授 2016 年 5 月 23 日 吉 林 农 业 大 学 2016 届本科毕业设计 (论文 )材料目录 学院 班级 学号 学生 姓名 成绩 指导教师姓名 导师团 成员姓名 工程技术 农机二班 04121227 付达 初立东 毕业设计 (论文 )题目 树枝粉碎机的设计 序 材料名称 份数 备注 1 毕业设计 (论文 )正文 1 2 毕业设计 (论文 )任务书 1 3 毕业设计图纸 12 4 开题报告 (含综述或参考
2、文献翻译 ) 1 5 中期检查表 1 6 指导教师评阅意见表 1 7 同行教师评阅意见表 1 8 答辩记录表 1 毕业设计（论文）电子文档 1 档案编号 备 注 1 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。 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。 本文对国内外的一些
3、树枝粉碎机的技术特点进行了分析，了解了树枝粉碎效果的因素，以及现有树枝粉碎机产品的优缺点，并在其基础 上设计了一台树枝粉碎机，希望对树枝粉碎机的发展能提供一些参考。本树枝粉碎机能够碎直径最大为 200mm 以内的树枝，采用“浮动”式喂入机构，使其能适应不同直径的树枝。该机器工作平稳，安全可靠，操作方便，加工效率高。并且对该机器还附带了牵引机构，便于移动作业。 关键词 :环境 树枝粉碎机 喂入机构 输送机构 2 Abstract Along with the people to the growing environmental awareness, environmental requirem
4、ents are also getting higher and higher, city branch of random stacking and burning has been banned, processing and comprehensive utilization of waste branches it has become urgent to solve city landscaping and sanitation sector problems. After the research and exploration in many research instituti
5、ons at home and abroad for many years, shredding Technology Branch made breakthrough progress, branch pulverizing machinery which has been hitherto unknown development. Conveying mechanism from the manual before feeding into the delivery of more advanced way of belt transmission, which can not only
6、reduce the human labor,but also can improve the efficiency of. Technical characteristics of some branch grinder at home and abroad this paper analyzed, understanding the factors branch pulverizing effect, advantages and disadvantages of existing branch mill products, and the design of a branch crush
7、er on the basis of development of the branch disintegrator, hope to provide some reference. Moto Kimie crusher can crush the largest diameter within 200mm branches, the “floating“ type feeding mechanism, so that it can adapt to different diameter branches. The machine is stable, safe and reliable, c
8、onvenient operation, high processing efficiency. And the machine also comes with a traction mechanism, convenient mobile operation. Keywords: Environment, branch disintegrator, feeding mechanism, conveying mechanism 3 目录 摘要 . 1 目录 . 3 第一章 绪论 . 4 1.1 课题研究背景，目的及其意义 . 4 1.2 基本情况 . 5 1.3 选题的设计思想，设计方法及改进
9、 . 6 1.4 预期结果 . 6 第二章 国内外树枝粉碎机的现状 . 8 2.1 国内外树枝粉碎机的发展现状和趋势 . 8 2.2 现有产品 的优缺分析 . 8 2.3 一般树枝粉碎机的结构 .10 2.4 树枝粉碎机的工作原理 .10 2.5 国内外树枝粉碎机产品 . 11 第三章 主要技术参数的确定与计算 .13 3.1 输送机构的设计计算 .13 3.1.1 输送机构的计算 .13 3.1.2 输送带托辊滚轴和轴承的设计选择 .14 3.1.3 电机与托辊的传动连接 .15 3.2 粉碎室结构设计 .16 3.2.1 刀盘的设计 .16 3.2.2 飞刀的设计 .17 3.3 喂入机构
10、的设计计算 .18 3.4 轴的计算与校核 .19 3.5 机架的设计 .21 3.5.1 机架类型的选择 .22 3.5.2 机架中其他结构的尺寸确定 .23 第四章 粉碎机事项 .24 4.1 使用维护 .24 4.2 操作及调整 .24 4.3 保养 .24 结论 .26 致谢 .27 参考文献 .28 附录 .29 4 第一章 绪论 1.1 课题研究背景，目的及其意义 城市绿化过程中，每年都要修剪下 来 大量的树枝。修剪下 的树枝形状各异、大小不等、粗细也不均匀 ，收集整理十分 的 不便。由于 树枝 蓬松，运输效率 很 低， 所以 费时又费力，而且运输安全性 较 差。而运出的 树枝 ，
11、部分被送到垃 圾场，部分被烧掉。虽然树枝处理了，但环境却被污染了 ， 而且也 浪费了人力物力。因此 树枝 处理不但是令市政部门头疼的问题，也是工厂、学校、小区、果园等 等 每年都要面临的问题。 将树枝就地粉碎 ，不仅可以节省运输 的 成本、减少树枝堆积用地、净化环境， 而且 削片粉碎后的枝叶碎渣还可以用于生产有机堆肥，改良土壤，进行循环利用；或加工成制浆造纸和生产人造板所需的工艺木片；或进行粉碎后再利用，制作成压缩燃料块或作为裸露地覆盖物，能变废为宝。近年来，树枝削片粉碎处理悄然兴起，这不仅大大地改变了以往靠人力处理枯枝落叶的模式、加快了树枝树 叶的处理速度，而且节省了费用，还减轻了工人的劳动
12、量，成了 树枝 处理 必然 的 发展趋势。因此， 我认为 研制树枝粉碎机，对提高 树枝处理效率、扩大 树枝 的用途、提高 树枝 的利用率、节约资源、美化环境具有 十分 重要意义和必要性 。 1.在粉碎理论方面： 传统上学者一直认为物料进入粉碎室后受到锤片的正面冲击，受冲击的物料撞向齿板或筛片，然后反弹到锤片上，多次重复此过程。同时物料被旋转的锤片和固定的筛片摩擦粉碎。前西德的 Friedrich 教授利用高速摄影首次证实了物料进入粉碎室后受到的是偏心冲击而不是传统上认为的正面冲击。 中国农机院 通过实验得出了粉碎机比功率及粉碎物料的几何平均值之间的关系；此外还得出粉碎机度电产量与筛孔直径的关系
13、。 2. 物料环流层： 为了破坏环流层，近年来出现了水滴形粉碎机。水滴型粉碎机是将普通锤片粉碎机的粉碎室从圆形变为了水滴形，这样既增大了粉碎室筛板的有效筛理面积，又能破坏物料在粉碎室形成环流，有利于粉碎后物料排出粉碎室，粉碎效率有所提高。另外水滴型粉碎机有主粉碎室和再粉碎室，物料在粉碎室内可形成二次打击，同一台粉碎机就能实现粗、细、微细 3种粉碎形式。但这种粉碎机体积较大、制造复杂、成本较高，适合于综合性饲料厂使用。 5 粉碎室有圆形和水滴形之分，粉碎室为圆形时，容易形成环流层，不利于出料，而粉碎室为水滴形时较易破坏环流层。内蒙古农业大学的刘文广、刘伟峰研究使用异型筛（非圆形）破坏环流层、提高
14、效率，原理与使用水滴形或椭圆形粉碎室一样，但仍存在筛片磨损的问题。 3.粉碎机设计理论 孙红彬等研究了立式粉碎机的工作原理及结构，对立式粉碎机的结构设计做了阐述，包括喂料装置、下料叉管等。张乾能、宗力利用 UG NX 的三维建模功能，建立粉碎机的三维模型。同时，用 UGNX 的模型分析和运动仿真模块，对粉碎机进行分析，提高了设计的可靠性 ，并对锤片进行了有限元分析，找出了锤片的危险截面。黄石市饲料公司的徐新武对饲料粉碎机的吸风系统进行设计与研究，通过生产实践证明产量比原来提高 73%，粉碎机无灰尘外溢现象，排料口吸风罩运转正常，粉碎机温度低，电机负荷小。 4.粉碎机性能影响因素 天津理工学院的
15、董坚挺等建立了锤片式粉碎机转子组振动的力学模型及数学模型 ,分析了其固有频率及在额定转速下的振幅与其它参数的关系 ,为锤片式粉碎机在设计、制造、安装 3个环节减少设备振动提供理论依据。 因此， 树枝 粉碎削片机，对提高 树枝 等燃烧农作物处理效率、扩大 树枝 的用途、提高树枝 等农作物废料的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义。 1.2基本情况 随着人们环境意识的日益增加，对环境的要求越来越高，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。城市绿化过程中，每年都要修剪下大量的树枝。修剪下的树枝形状各异、大小不等、粗细不均，收集整理十分不
16、便。由于 树枝 蓬松，运输效率低，费时又费力，而且运输安全性差。而运出的 树枝 ，部分被送到垃圾场，部分被烧掉。虽然树枝处理了，但污染了环境，浪费了人力物力。因此 树枝 处理不但是令市政部门头疼的问 题，也是工厂、学校、小区、果园等每年都要面临的问题。 将树枝就地粉碎削片，不仅可以节省运输成本、减少树枝堆积用地、净化环境，削片粉碎后的枝叶碎渣还可以用于生产有机堆肥，改良土壤，进行循环利用；或加工成制浆造纸和生产人造板所需的工艺木片；或进行粉碎后再利用，制作成压缩燃料块或作为裸露地覆盖物，能变废为宝。近年来，树枝削片粉碎处理悄然兴起，这不仅大大地改变了以往靠人力处理枯枝落叶的模式、加快了树枝树叶
17、的处理速度，而且节省了费用，还减轻了工人6 的劳动量，成了 树枝 处理的必然发展趋势。因此，研制树枝粉碎 机，对提高树枝处 理效率、扩大树枝的用途、提高树枝 的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义。 树枝粉碎机主要由输送机构、喂入机构、粉碎机构、行走机构、悬挂机构、机架等组成。本间就主要是进行总体方案的确定并对输送机构、喂入机构、粉碎机构、行走机构、悬挂机构、机架等进行设计，喂入机构采用的事南京农业大学朱思洪教授的“浮动”式喂入机构。粉碎机构的设计依据是传动轴获得动力后，驱动刀盘和粉碎刀片在机壳内做旋转运动，物料不断的被投入、削片和粉碎，最后经排料机构排出。 树枝粉碎机的核心部分在粉碎机构，
18、粉碎机构的好坏直接决定了树枝粉碎的效果 ，树枝粉碎机的粉碎部分的工作过程主要是刀具与树枝相互运动的过程，也就是树枝被切削的过程。显然，木材切削力与木材的材料性质之间依然有密切的联系。然而，到至今为止，有关切削方面的研究结果基本上集中在有关木材切削力与木材的密度、木材含水率以及木材硬度之间的关系上，有关木材切削与木材密度之间关系方面的内容较少。这是因为木材的密度，不但与木材的力学性质有密度的关系，而且是一种难以测得的物理性质。因此，木材切削力与木材力学性质之间究竟有怎么的关系，还有待进一步的研究与深入。 1.3 选题的设计思想，设计方法及改进 本 课题要求设计的树枝 粉碎机主要用于粉碎小径级的废
19、料和 树枝 等农作物废料 ,粉碎出的碎料也是用于制造肥料等 ,对削片质量要求不高 . 故 设计 结构简单 ,移动方便和便于操作 .针对这些要求 ,设计飞刀为对称分布的长刀 ,以满足最大切削直径和力矩平衡的要求。设想 该 树枝 粉碎机 粉碎的 碎屑最大长度 10 mm，根据设计要求，进料口和出料口有了改进，刀盘保持一定的 厚度加大其转动惯量，以防止切削过程中刀盘转速波动太大。 由发动机的功率要求确定 树枝 粉碎机的生产能力，计算出合适的飞刀数量和切削功率以及切削力。飞刀的伸出量能够调整，保证切削质量。 由 于进料方式为水平进料，故设计进料槽为方形进料口，长度较长，保证长 树枝 也能顺利进料。进料
20、槽的结构型式也比较简单，以使其安装方便，并便于加工。 普通 树枝 粉碎机的工作噪声高达 110dB 左右。为了减低噪声 降低噪声，本设计采用以下方式：加厚机罩体的厚度，以提高隔声效果。 1.4 预期结果 本树枝 粉碎机机，结构紧凑合理，零件加工方便，操作简便，生产能力大，碎片合格率高，废料质量还可以适当调节 ，单位废料产量能耗低，用一般的牵引机车即可拖动和运7 输，适用于城市林业 业废料的处理 等，是国内将农作物废料转化为有机肥，纸业原材料，处理小型树枝木材 的理想设备。 8 第二章 国内外树枝粉碎机的现状 2.1 国内外树枝粉碎机的发展现状和趋势 我国树枝粉碎机于 20 世纪 60 年代开始
21、研究， 70 年代中期开始研究伐区木片生产工艺设备， 80 年代国家设立“伐区树枝木片生产设备及工艺的研究”攻关课题，进行了系统研究，取得了一定成果。进入 90 年代，木片生产得到了快速发展，木材削片机制造业也随之进一步发展。目前已至少有 30多家生产削片机的厂家，生产 20 多种型号的木材削片机。我国目前所用的削片机主要有以下几 种型号：（ 1） BX117C 盘式削片机 ;(2)BX1107/4 盘式削片机 ;(3)BX116 盘式削片机 ;(4)BX1108/3 盘式削片机 ;此外，还有极少量的 BX1710B 盘式削片机和 BX1112 盘式削片机等。至于树枝粉碎机，我国常州市林机厂及
22、其它生产企业在 90 年代就曾研制过多种机型，功率一般为 3-5kW，但都未推广，主要原因都是功率太小，只能削小树枝，径级到 3040mm 就削不动，无法满足使用要求。国外大规模的木片生产始于 60 年代，近年来发展很快，不仅产量迅速增加，而且在一些国家，如日本、前苏联、美国等国已发展 成为木材工业部门中的一个独立体系。在瑞典、芬兰等国则成为木材加工企业中不可缺少的组成部分。而且国外树枝削片机的性能也比国内要好一些，这主要表现在其产品型号齐全，功率强劲，外形美观，操作方便，噪声低，人性化设计等。如美国的百莱玛设备公司的产品威猛系列切枝机。其中威猛 BC600XL 型就是一款高产量、大功率的切枝
23、机，它具有独创的外观设计和驱动系统，具有同类产品中最大的进料口。从细小的树枝到直径 150mm 的树干， BC600XL 型切枝机都能从容应付。其较大的动力和宽阔的进料口使其功效超卓，并可省去大量的对树枝的预先修 理时间。 近年来，国外树枝粉碎机的研制有了进一步的发展，主要是增加辅助进料槽；增加进料槽的截面积；铰接式安装进料槽；侧面出料（木片）；减少飞刀尺寸和角度，并且装刀多刀化；飞刀夹装在刀盘上，并呈螺旋线安装；刀盘悬臂式装配；降低削片机噪声；增设第二底刀以及使其多刃化；可调节生产率的削片机；改进切削机构和进给方式以及适应不同原料的削片的专用、通用、以及削片机组和削片生产线。 2.2 现有产品的优缺分析 通过对目前市面上几款树枝粉碎机的了解，做出归纳的出，现有树枝粉碎机的特点如下： （ 1） 基本都配有电机或柴油机，这样可以 适用于固定作业或者野外无电区作业；
