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1、北京林业大学本科毕业论文(设计)移动式枝桠粉碎机设计机械设计制造及其自动化06-1 指导教师： 摘要随着社会经济的发展，园林绿化面积不断扩大，由此而产生的废残树枝等园林养护剩余物的数量也大量增加。现代的处理方法是将它切碎，并经发酵处理，制成有机复合肥。本课题所设计的移动式枝桠粉碎机主要用于粉碎园林绿化剩余物,要求其体积小,结构简单,移动方便和便于操作,因此在结构设计上有其特殊性. 本机的机架、上盖都采用了铸件，降低了整机的重心；发动机和主轴之间通过皮带传动，缓和了载荷冲击；主轴通过两个圆锥滚子轴承与机架连接；刀盘和主轴之间采用平键联接；飞刀用垫块和螺栓固定。机架上配置有车轮,可以由牵引机械带动
2、,适合用于城市绿化剩余物和伐区小径级木材的加工.关键词:移动式枝桠粉碎机，园林绿化，削片机，木材加工The Design of Mobile branch chipperMechanical Design, Manufacturing and Automation 06-1 Xiao Zhi-yuanSupervisor： Liu YiAbstractWith the social and economic development, peoples environmental awareness and landscaping requirements continue to strength
3、en and gardening expand, The park maintenance surplus such as waste branch also is multiplied. The traditional approach is the burning of broken branches, landfill, not only cause environmental pollution, but also can not make full use of resources. The modern branch processing method is cutting it
4、to pieces and after fermentation processing, make it to fertilizer. It can be used in the gardening applying fertilizer or in the agriculture, turning waste into wealth. The topics are designed mainly for mobile branches mill residues such as gardening crush smaller branch wood or wood chips, Requir
5、ements of its small size, simple structure, easy to move and easy to operate, therefore there is specialty in the design of structure. The machines rack, about the top head has used the casting to reduce the machines center of gravity, Strengthened the stability of complete machine effectively; Betw
6、een the engine and the main axle adopts the belt transmission to relax the load impact, reduced the harm of overload which brings for the major component such as fly cutter；The connection of main axle and rack is two circular cone roller, to prevent the main axle have great beating; The connection o
7、f cutter head and main axle is flat key, Coordinates closely；The fly cutter uses the bolt and cushion to be fixed, Reliable and stable, The fly cutter stretches out the quantity to be able to adjust，And advantageous for disassembling and the replacement. Rack is equipped with wheels, can be driven b
8、y the traction machine，Suitable to use in the urban green residues and the trail level lumber processing. Key words: mobile branch chipper, landscaping, chipper, wood processing目录1 绪论11.1课题研究背景，目的及其意义11.2 枝桠粉碎机的分类特点及其工作原理11.3 国内外枝桠粉碎机的发展现状和趋势31.4 选题的设计思想，设计方法及改进41.5 预期结果52 移动式枝桠粉碎机的总体设计62.1 枝桠粉碎机设计任
9、务62.2 普通盘式枝桠粉碎机的结构62.3盘式枝桠粉碎机的削片原理82.4本章小结103 主要技术参数的确定和计算113.1 生产能力的确定113.2 飞刀数量的确定113.3切削力的计算123.3.1主切削力的理论分析与计算123.3.2主切削力的经验公式143.4切削功率的计算193.4.1 切削功率的计算193.4.2 空载功率的计算203.5飞刀伸出量的确定213.6 本章小结214 主要部件的设计计算224.1刀盘结构设计及尺寸的确定224.2主轴的结构设计234.2.1 轴的最小直径计算234.2.2轴的结构设计244.3 滚动轴承的选择254.4 带传动的计算254.5 键连接
10、的设计294.5.1带轮与输入轴间键的选择及校核294.5.2输出轴与齿轮间键的选择及校核294.6 进料槽的设计294.7 飞刀的设计294.8 机架的设计304.9 箱体结构设计314.10 本章小结315 主要部件的校核和验算325.1 主轴强度的校核325.1.1求轴上的载荷325.1.2按弯扭合成应力校核轴的强度335.1.3 精确校核轴的疲劳强度335.2 滚动轴承的校核365.3 车轮轴的校核375.4 本章小结38结论39致谢40参考文献41附录42I1 绪论1.1课题研究背景，目的及其意义城市绿化过程中，每年都要修剪下大量的枝桠。修剪下的枝桠形状各异、大小不等、粗细不均，收集
11、整理十分不便。由于枝桠蓬松，运输效率低，费时又费力，而且运输安全性差。而运出的枝桠，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。因此枝桠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。将枝桠就地粉碎削片，不仅可以节省运输成本、减少枝桠堆积用地、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1。近年来，枝桠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
12、理速度，而且节省了费用，还减轻了工人的劳动量，成了枝桠处理的必然发展趋势。因此，研制枝桠粉碎削片机，对提高枝桠处理效率、扩大枝桠的用途、提高枝桠的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义。1.2 枝桠粉碎机的分类特点及其工作原理枝桠粉碎机机是将原木、采伐与抚育剩余物（枝桠、梢头木、树根、小径木等）以及木材加工剩余物（如板皮、板条、碎单板、木芯等）加工成一定规格长度木片的设备。它属于备料设备，但也是十分重要的。其切削特征是纵端向切削，主要参数是削出木片的长度。对枝桠粉碎机的主要工艺要求是：削出的木片长度应均匀一致，其合格率应在允许范围内，且应厚度均匀，切口大而平滑，产生的碎料少，削出的木片的尺寸规
13、格依使用要求而定。随着人造板工业的发展和原木资源的日益缺乏，利用各种剩余制品削制工艺木片作为充分利用木材资源、提高木材综合利用率的主要手段的观点，已得到了人们的普遍赞同，削片机的种类也随之而日益增多。枝桠粉碎机按切削机构的形状可分为鼓式和盘式，它们的结构简图如下图：1.轴承座 2.主轴 3.刀盘 4.压刀块 5.飞刀 6.侧刀 7.底刀图 1.1 盘式枝桠粉碎机结构简图 2 Fig1.1 Schematic of disc chipper要把枝桠加工成碎片, 首先需要人工将枝桠材放进料斗, 木材在人力或进料机构的压力作用下进入削片机, 当木材的端面碰到飞刀刀盘端面时, 进给停止, 飞刀转到切削
14、位置开始切削, 由于飞刀有一定角度, 当切入木材一定深度时, 木材受到飞刀切削面的分力、刀盘和料斗( 或底刀)的阻碍作用, 局部沿木材纤维方向崩裂成木片, 从前刀面飞出。切削过程中, 木材在压力和飞刀切削分力的作用下，向刀盘方向进给, 使切削加工得以连续进行, 完成整根木材的加工 4 。鼓式枝桠削片机机座采用高腔度钢板焊接而成，是整台机器的支承基础；刀辊上安装两把飞刀，用专门制造的飞刀螺栓，通过压力块，把飞刀固定在刀辊上；根据被切削原料的不同厚度，上喂料辊总成可以借助液压系统在一定范围内上下浮动；切削下来的合格木片通过网筛孔落下，有底部排处，大的片料将在机内再进行切削。鼓式削片机的结构简图如下
15、图2所示。1.主轴 2.锁紧装置 3.飞刀 4.飞刀螺栓 5.压刀块6.飞刀座 7.刀辊 8.上喂料辊 9.下喂料辊 10.底刀图1.2 鼓式枝桠粉碎机结构简图【3】Fig 1.2 Schematic of drum chipper一般而言，盘式枝桠粉碎机由于飞刀运动时的切削平面固定不变，飞刀和底刀可以很好的形成剪切作用，所以盘式枝桠粉碎机的木片比鼓式枝桠粉碎机的木片质量好，生产率高；适宜加工原木、劈木、木芯、较厚的板皮和成捆的枝桠材，因其进料槽为方形或圆形，可充分发挥其生产能力，主要用于生产规模较大的人造板企业和造纸企业。鼓式枝桠粉碎机由于飞刀的切削平面随飞刀位置的变化而变化，削片过程中不能形成有利的剪切作用，其进料槽沿刀鼓方向为长方形，适用于加工板皮、板条、碎单板、小径木、枝桠材等厚度较小、径级不大的木料和竹材，这种削片机主要用于中小型人造板企业；现在经改进的鼓式削片机的削片质量完全能够满足人造板生产的工艺要求。盘式枝桠粉碎机大多数采用自由进料，而鼓式枝桠粉碎机大多数采用强制进料，水平进料的适宜加工较长的原料，而加工较短的原料通常采用倾斜进料。总之，枝桠粉碎机的结构形式主要取决于原料的特征和对削片质量及生产率的要求。对于中小型枝桠粉碎机而言，由于其削制的原料大多数是枝桠、板皮
