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在中国森林业资源很多，每年在自然园林和森林中都会有很多落叶和树枝，这些自然掉落和人工裁剪剩下的几乎都被浪费了，这些可通过的资源还没有利用就被水腐蚀还给了大自然，随着科学技术和经济的发展，人们购房置业的要求慢慢的变多，对于木材的需求也是逐渐增多，同时剩余的废弃物也慢慢变得多，所以如果能充分集中起来这些剩余物，然后通过粉碎机进行回收再利用！能节约掉很多木材的砍伐，于是进行了粉碎机的设计。
本次设计的轻型粉碎机以轱辘的形式来牵引，实现了简单易操作，灵活工作。粉碎机主要由进出料设置，粉碎装置，传动装置，动力供给组成，进料口采用了倾斜进料，便于进料！粉碎装置是重点设计的部分，相对于普通粉碎机在锤片和安装方法都能够保证粉碎质量。
林间剩余物粉碎机的基本功能就是粉碎林间一些枝丫进行粉碎，它的粉碎对象是木头、树枝等进行粉碎，其产品形态为粉末或木片，也可以称之为削片机[1]。林间粉碎机就是将砍伐的木头、落地的树叶、小型枝丫、树根以及别的设备加工的剩余物如碎板等进行粉碎实现再利用的设备。
鼓式粉碎机的刀具均匀分布在刀架的轴向上，这种排列的方式称为刀鼓。刀鼓的形状分为两种；一种是圆柱形另一种是圆锥形，在粉碎机上应用最多的是圆柱形，他能轻松实现更大的粉碎空间以及均匀的粉碎，一般都采用卧式的方式来进行布置。其进料的方式一般是强制进料，通过刀具的咬合进行喂进，这样的形式的进料使进料口的布置一般为水平或倾斜，利于物料的进入。
盘式粉碎机其刀架分为平式和螺旋式[3]。刀具均匀分布在刀架的端面上。能轻松实现多刀连续切削，要想达到需要在刀架端面上安装更多地刀具，以实现多刀立体式的粉碎。一般在端面上安装8到12片，最大能安装16片，保证粉碎的效果。盘式粉碎机是自由进料，它没有刀具的咬合所以没办法实现强制进料，因此进料口一般倾斜，水平进料需要人工推进。
移动式的粉碎机适用于室外作业，可以将木材就地粉碎节省了人力和时间，且活动范围大经济效益大。固定式的粉碎机必须在室内进行工作，需要把物料运送进工厂才能进行工作，经济效益比移动式低。
倾斜式可通过物料的重量对于物料的喂入有帮助，适用于小型的物料。水平式的在没有强制喂入的情况下有必要进行人工推送，适用于较长的原料。
我国是林业大国，拥有的林业资源庞大但是人口的增长和过度的砍伐，人均占有量在下降并且平均量还未达到世界中等水准[4]。但是木材的需求确实慢慢的变大，导致了森林的过度砍伐，目前已然浮现了森林资源的短缺。因此我们要把砍伐、修剪过程中产生的大量剩余物充分的利用起来，使它们废物再利用，把林间剩余物的利用率提高有助于缓解森林资源短缺压力。
要想提高林间剩余物的利用率，就要研发移动式多功能的粉碎机。这要一直学习不停地改进革新，目前需要提高的地方在于进料口的设计不能够满足于单一的进料口可以设进出辅助进料口提高产量、出料口的设计可以在下方也可以用鼓风机将其吹起从上方出去还能够提高粉碎粒度。粉碎机的发展应该是多功能、智能、集成化、可移动的方向发展[5]。不能局限于单一的粉碎，集成智能化应该是未来的主流，粉碎的对象也应该更广泛，这对于粉碎结构的设计和锤片的材料提出了更高的要求。
我国从建国初就开始了木材粉碎机的研制，到80年代木材粉碎机才有了巨大的发展，通过技术的学习以及中国工业基础的发展，出现了很多制造木材粉碎机的厂商，比如：镇江中福马公司、镇江林机厂、东兴机械有限公司、邹平成名机械厂等一批知名的制造厂商[6]。
九龙机械制造有限公司通过与美、德、澳大利亚等国家的公司做交流，学习他们先进的制造技术和工艺，目前慢慢的变成了了一家可以生产大、中型秸秆压块机、高效精度高的木材粉碎机的综合企业[7]。该公司的鼓式粉碎机走在了同行前列，应用的领域也很广泛，分布于人造板、造纸等行业的木材准备阶段。其公司鼓式粉碎机的型号主要有600、800、1000等多种型号。此系列的鼓式粉碎机由机座、刀辊、上下喂料口、输送装置 、液压装置、电控装置等组成。此系列的粉碎机做到了结构紧密相连、简单易操作，切削的木片厚度薄，质量好。其公司的主打产品BX216鼓式粉碎机的产品质量超过同行别的类型的粉碎机，产量能够达到12到13吨，但是对于原料的尺寸并不宽泛，对于直径350mm以上30mm以下、长度250mm以下、厚度5mm以下以及树杈的粉碎效果不尽如人意。 BX216鼓式粉碎机如下图1-1
镇江林机厂能够生产出质量好的粉碎机，生产广泛拥有9种型号的盘式粉碎机和12种的鼓式粉碎机以及8种移动式粉碎机。其产品应用极其广泛包括了造纸、纤维板、林间剩余物[8]。
东兴机械有限公司主要研发木材粉碎机，其产品涵盖了大、中、小各个型号。其公司生产的大型鼓式粉碎机，采用水平进料的方式，可以让直径400mm的木料进入，刀架直径800mm，安装有两个飞刀、主电机的功率采取了了120Kw，此大型木材粉碎机的生产能力达到了每小时20到25吨[9]。该公司还有可移动的盘式木材粉碎机，同样采用水平进料方式，可切削的原料最大直径能够达到200mm，配备的刀盘直径达到了1300mm。其刀盘上安装有8把飞刀，配套的电机是75Kw的电动机，生产能力是每小时15到20吨。这两台粉碎机均是移动式的可以在林间完成木材的粉碎工作，其极高的灵活性使它很受欢迎，也是适合充分的利用林间剩余物的机器。
国外也有很多的公司也都在研究木材粉碎机，尤其是北欧的一些国家森林茂密，技术发展很是成熟。例如玛耶尔企业具有能为许多木材加工行业提供粉碎机和成套的设备。其生产的木材粉碎机有多种类型可大致分为：冲击式、锤式、冲击气流式、筛鼓式、托盘式等[10]。以及为卖家提供各种零件和部件等。德国帕尔曼公司是为全球人造板、木材粉碎设备提供设备的厂家，是全球技术领先的制造商之一。该公司的主打产品自走式枝杈粉碎机由五个组成部分：粉碎装置、进给装置、抓料装置、出料部分、牵引部分会自由机构。该粉碎机的粉碎装置是鼓式，进料方式为水平进料，采用鼓风机从上部出料，出料口由管道通往收集车。自身由汽油机提供动力，抓料装置采取了液压方式和机械臂配合的方式，可抓起木料，放到进料口[11]。其行走的方式选用轮式，能够准确的通过用户需求安装为履带式的，以适应更复杂的环境。
粉碎物在力的作用下被撕裂破碎，粉碎物发生外形改变和细化。只要外力足够大，粉碎物受到的应力超过了该物质的强度极限被撕裂即打碎。因此粉碎就是对被粉碎物施加力，粉碎机力的来源就是锤片的非常快速地旋转撞击被粉碎物产生力，其速度越高力越大，能够粉碎的物质就越多。
锤片粉碎机的组成由三部分所组成：进出料部分、粉碎装置、传动部分[12]。最主要的部分是粉碎装置，粉碎装置中的主轴、锤架板、锤片决定了最终粉碎物的质量即粉碎粒度的大小。对粉碎装置提出了很高的要求。
锤片粉碎机的工作方式是由电动机带动皮带轮，从动轮与粉碎装置依靠平键链接，从动轮带动主轴旋转，锤架板固定在主轴上，锤片安装在锤架板上，从而使锤片非常快速地旋转。当被粉碎物进入粉碎室，由于锤片的空转粉碎室会产生负压，使得较小的被粉碎物会在粉碎室的内壁、筛片和锤片之间运动，进而达到粉碎的目的[13]。当较大的物料被喂入时，锤片会直接将其打碎，变成细小的粉碎物，在筛片的孔径下，符合标准要求的粉碎物会从筛孔中排出剩余的被粉碎物会继续被粉碎直至符合标准要求为止。
刀式粉碎机在工作时，由于配备有高速的电机能够使主轴及涡轮实现高速的旋转。刀式粉碎机的粉碎室是由涡轮及筛网上的磨块组成。在被粉碎物进入粉碎室后，由于涡轮的非常快速地旋转使其剧烈的吹动就会剐蹭到粉碎装置以此来实现粉碎的目的。并且由于叶片和磨块之间有缝隙，当一些较小的被粉碎物进入这些缝隙后会有第二次的粉碎，进而达到需要的粉碎粒度。粉碎粒度的大小取决于被粉碎物的硬度、涡轮的转速以及所选筛网的孔径大小。
刀式粉碎机的密封性是其一大特点，运用了迷宫密封的方法在轴承部位，可避开灰尘进入轴承，能够大大的提高轴承的使用寿命。
通过对几种粉碎机的了解对于本次毕业设计的粉碎机的选型应选择锤片式粉碎机。
本次的粉碎对象是林间剩余物主要是枝杈、较小的树枝其长度不超过50mm，粗细不超过20mm的小型剩余物。锤片式粉碎机能调整锤片的间距以适应不一样的粉碎物大小以及随选筛网会决定最后成品的粉碎粒度。锤片粉碎机同时具有结构相对比较简单，经济性好，适应能力强的特点，能够很好的满足此次毕业设计的要求。刀式粉碎机适用于更小的粉碎物且不太硬的物质。而且刀式粉碎机的结构较为复杂并且更紧凑，在工作时更容易出现一些明显的异常问题，经济性又不强。
锤片式粉碎机作为小型粉碎机的选型在各个种类的粉碎机中广泛使用例如：秸秆、饲料、木材等方面普遍的使用。因此本次毕业设计选用锤片式粉碎机。锤片式粉碎机最重要的零件就是锤片，锤片的种类分为：矩形、凹型、尖型。矩型锤片是应用最广的锤片类型，其形状为长方形45钢中开孔用来安装。凹型锤片的锤片的刀面是一排凹槽，这种设计能够使锤片的接触面积增大提高粉碎的效率。尖型锤片的锤头是长短不一的尖刺，这种锤片拥有更好的粉碎能力并且由于其尖端的突刺高低不平同时能起到提高喂入效率的作用[14]。本次毕业设计中的粉碎对象是木材其本身硬度不高同时又要求能有比较高的粉碎粒度，因此就需要选用凹型锤片能够最大限度的满足要求。
锤片的排列方式基本分为四种：螺旋线排列、对称排列、交错平衡排列、对称交错排列[14]。螺旋线排列是在锤板架上按螺旋线的轨迹打出来的孔径，锤片也会按照螺旋线排列，此种方式能使粉碎室的实际粉碎空间增大锤片基本能覆盖粉碎室。但是由于螺旋线的排列会使主轴承受的力矩不平衡，更容易使主轴的寿命减少。此种方式虽然可提升粉碎粒度对于常规使用的寿命有影响。对称排列是最常用的排列方式，这种排列方式是锤架板是销轴上安装同等数量的锤片，此种方式能够使主轴受力平衡，可提升主轴的寿命，是合理的排列方式。交错排列是主轴对称的销轴上安装数相等，此种方式对于物料的接触范围不大并且物料会进行漂移。对称交错排列是能够同时做到锤架板上四根销轴受力平衡又能最大限度的使物料粉碎的一种排列方式，这种排列方式要设计不同的套筒才可以做到。在本次设计中采用对称交错的方式，确保能达到要求。
粉碎机的进出料口选择也是很重要的。进料口大部分均采用水平或倾斜的方式。水平方式的进料口更适合具有强制喂入的粉碎机而倾斜的则更适合锤片咬合力没那么强 的粉碎机。本次设计的进料口选择倾斜式，倾斜式更加有助于物料的喂入。出料口的设计有底部和上部两种。本次设计的出料口设计为两种方式均存在以适应不一样的需求。上部出料需要鼓风机，气流吹动被粉碎的物料从出料口吹出，由于出料口由筛板未达到要求的会继续被粉碎。下部出料口是被粉碎的物料可以直接从下部出来，适合没有很高要求的成品。
综上在本次设计中选用了锤片式粉碎机，选择了凹型锤片、对称交错排列、倾斜进料口、上下出料口。由于要求是可移动的，采用了轮式的方式，前端具有牵引环能够被拖拉机等牵引。
本章主要是简述了几种粉碎机的工作原理，工作原理是在力的作用下被撕裂破碎，粉碎物发生外形的改变和变化。粉碎机的本质是锤片的非常快速地旋转撞击被粉碎物产生力，随着速度的升高，力也变得大，又介绍了锤片粉碎机是由三部分所组成，工作方式是由电动机带动皮带轮，产生负压进而达到粉碎的目的，刀式粉碎机的优点比较多，配备高速的电机是主轴及涡轮非常快速地旋转然后粉碎剩余物！
通过第二章的内容已经确定了粉碎机整体外形例如进出料口、锤片、锤片的安装方法。接下来需要确定的有电机、带型、主轴、轴承、销键等零部件。由于本次设计不要设计大型的是小型的，因此选用带传动且是直接与电机相连没有减速器。
选型确定后所有的零件都要进行校核，确保选择的这些零件能够符合结构要求和极限力下还能够稳定工作。
本设计以粉碎机的设定要求和电机选择（每小时进料0.5-1t）选用的电机参数[15]如表：
型号 功率KW 马力HP 额定电流（A） 转速（r/min） 效率 功率因数
一般皮带A型V带的传动效率在0.91-0.96，本次设计中的传动效率取0.94。
5-6 段轴是用来固定锤板架的，采用了螺钉链接，锤片的排列及厚度影响轴长
粉碎机的最重要的工作部件是锤片，并且锤片在粉碎的过程中最容易磨损。我国每年都要消耗大量的钢材，怎么样提高锤片的常规使用的寿命给我们大家带来了新的挑战。锤片的形状、尺寸、排列等因素对粉碎效率和锤片的寿命有着至关重要的作用。
锤片作为粉碎机的重要零件要求有很高的技术方面的要求韧性好且耐磨性高，对加工工艺有一定的要求。因此本设计选择65Mn作为材料，且经过热处理，渗碳层要求达到0.7-1.1mm，表面硬度HRC58-63。
锤片是粉碎的部件，悬挂于锤架板上的销轴上并且要求能自由转动。粉碎机的种类不同锤片的数量及排列方法不一样，以及配套的销轴数目也不相同。一般会用偶数排列的方式，这种排列方式能达到力平衡，减小损耗。其根本原则是主轴对称的销轴安装的锤片数目一样，减少离心力。
锤架板是安装在粉碎室主轴上的部件，本设计采用螺钉固定的方式将锤架板安装到主轴上。锤架板的开孔安装销轴，锤片由套筒固定到销轴上。锤架板起到支撑的作用，需要较高的强度，本次设计，锤架板板直径采取400mm，厚度5mm。
开口销是用来固定销轴目的是不让销轴脱落，开口销是标准件标准，本次所选的规格如下
套筒是用来隔开锤片使锤片对称分布同时起到固定作用的零件，采用了32片锤片，锤片间距采用30mm。为了达到更好的粉碎效果，本次锤架板与锤片的距离有两种15mm和30mm，以此达到实际锤片间距为15mm的效果，提高了粉碎粒度。
本章确定了电机、带型、轴承、销键等零部件，选用带传动不需要减速器的结构。运用公式对电机选型及扭矩的计算，带传动的设计计算及选型，主轴设计的计算，锤片设计，选材以及排列，锤架板的设计选材，销轴的设计计算以及套筒的设计。计算设计后进行校核确保零件能够符合结构要求和极限力下还能够稳定工作！
主轴收到弯扭力的作用，受到锤架板的扭矩和离心力的弯矩，校核需要采用弯扭合成强度校核[19][20]。
