CN111495541A - 一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，该树枝粉碎机包括进料斗、壳体、液压系统、喂料机构、粉碎机构、控制系统、电动机、出料斗、机架。树枝放入进料口，液压缸工作带动喂料辊上下运动压紧树枝，控制系统根据位移传感器检测液压缸的位移信息进而控制液压马达转速，液压马达驱动喂料辊工作将不同直径的树枝送入粉碎辊，电动机带动粉碎辊工作将树枝粉碎，粉碎后树枝在重力作用下从排料口排出。该发明运用了杠杆原理，结构简单；控制系统可根据液压缸位移信息自动控制液压马达转速以适应不同直径树枝，有效防止堵塞情况发生，提高了树枝粉碎的效果与效率。
Description
技术领域
本专利涉及一种粉碎机技术，具体涉及一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机。
背景技术
在我国的农业生产中果业占据着重要的位置，果业不仅带动了经济的发展，也提高了人民的生活水平。我国现有果园面积约1033×106hm2，以修剪枝条 4 500kg/hm2计算，年修剪枝条高达约4650×106t，修剪枝条的开发利用有着极其广阔的前景。因此用相关设备将修剪树枝进行切割、粉碎并进一步处理使之变成可以利用的能源，将极大的促进我国生态农业的可持续发展。利用粉碎过后的果树枝条制作有机肥可直接覆盖在果园地面上增加土壤的有机质，减少土壤的水土流失。国外的树枝粉碎机相对国内的树枝粉碎机而言，具有粉碎直径大、功率大的优点，但存在机型较大、价格昂贵等问题，不符合我国的实际情况，因此研制一种适用于我国的树枝粉碎机十分必要。
中国专利CN 210230183 U公开了一种用于树枝处理的粉碎机包括底盘、第一粉碎机构、供气箱、第二粉碎机构、转盘、方向轮，第一粉碎机构用于树枝的初次粉碎，前方安装的供气箱，为圆盘式气流磨提供动力，供气箱前方安装的第二粉碎机构，用于二次粉碎，转盘下方安装的方向轮，方便装置移动调节方向。虽然此设备的两次粉碎提高了粉碎效率，但是该设备结构复杂、机型较大，并且未将树枝进行分级处理大大提高了设备的消耗。
有鉴于此，需要一种粉碎树枝的树枝粉碎机，设计一种体型较小，结构简单，粉碎效率高，能将树枝进行分级处理降低设备的消耗并减少堵塞情况的树枝粉碎机，完成喂料、粉碎、排料工作。因此应用于果园修剪树枝的树枝粉碎机的研究对于提高树枝粉碎的自动化作业和促进我国生态农业的可持续发展具有重要意义。
发明内容
针对树枝粉碎机体型较大、结构复杂、树枝堵塞等问题，本专利提出一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机。
本专利通过下列技术方案实现：一种粉碎树枝的树枝粉碎机，由进料斗1、壳体2、液压系统3、喂料机构4、粉碎机构5、控制系统6、电动机7、出料斗8、机架9组成。其特征是：进料斗1焊接在壳体2上，完成树枝的喂入；壳体2对各个部件起保护作用，且对部件的安装有定位和支撑作用；液压系统4通过液压元件提供动力，实现粉碎机喂料机构4的运动；喂料机构3通过利用杠杆原理实现喂料辊按照壳体2侧面切割出来的导向槽的轨迹运动以适应不同直径和数量的树枝，且选用费力杠杆将实现喂料辊远距离的调整；粉碎机构5通过电动机带动且与壳体2底部安装的定刀配合，实现树枝的连续有效粉碎；控制系统6通过对位移、转速等信息的获取、处理和发送，控制工作部件工作，实现粉碎机工作的自动化。
液压系统3通过提供动力实现喂料机构4的运动，包括液压泵301、液压油管302、液压电磁阀303、液压缸304、液压马达305，液压泵301安装在机架8上并与电动机6联接，液压油管302连接各个液压元件，液压电磁阀303安装在进料斗1上，液压缸304安装在连接杆件405与壳体2之间，为喂料辊401的上下运动提供动力，液压马达305安装在喂料辊401的一侧，带动喂料辊401转动；喂料机构4完成不同直径和数量的树枝的喂入，包括喂料辊401、喂料辊轴402、喂料板件403、支撑杆件404、连接杆件405、弹簧406，喂料辊401安装在喂料辊轴402上，喂料辊轴402安装在壳体2上，喂料板件403长端安装在喂料辊轴402上，距长端283mm处打有10mm的孔，以支撑杆件404为支点，使喂料板件403绕支点运动带动喂料辊401上下运动以适应喂入的不同数量及直径的树枝，支撑杆件404安装在壳体2上，作为喂料板件403的支点起到支撑作用，连接杆件405焊接在喂料板件403的短端，通过连接安装在粉碎机两侧的喂料板件403，实现喂料板件403的同步运动，弹簧406的两端分别挂接在连接杆件405和壳体2焊接的杆件上，配合液压缸304一起工作加速喂料辊的上下运动；粉碎机构5完成喂入树枝的粉碎工作，包括刀盘501、刀盘挡板502、传动轴503、带轮504、定刀505，安装刀盘501时以刀盘501上的定位孔为基准，相邻两刀盘501之间以定位孔为基准顺时针旋转60°安装，通过刀盘501上的刀具形成的螺旋线轨迹，实现连续粉碎，两个刀盘挡板502分别安装在刀盘501形成的刀辊两侧，起到紧固和保护刀具的作用，传动轴503安装刀盘501与刀盘挡板502后安装在壳体2上，带轮504安装在传动轴503的一端，利用v形带与电动机6相连，为粉碎机构5提供动力，定刀505利用螺栓与壳体2的底部联接，通过与刀盘501形成的刀棍相配合，完成树枝的粉碎工作；控制系统6完成信息的获取和处理工作，包括位移传感器601、速度传感器一602、速度传感器二603，位移传感器601安装在液压缸304有活塞杆的一端，通过检测活塞杆的伸缩量来判断树枝的直径，进而控制液压马达305的转速来控制喂料辊401喂入树枝的速度，速度传感器一602安装在喂料辊轴402上通过检测液压马达305的输入转速，进而控制调整液压马达305转速使喂料辊401转速达到要求，速度传感器二603安装在传动轴503上通过检测粉碎刀辊的转速判断设备的运转情况。
优选的，所述壳体的顶部焊接有尺寸为长×宽：450mm×260mm的矩形管件，用于挂接弹簧与液压缸。
优选的，所述壳体两侧切割有弧长为239mm，宽为50mm的导向槽，对喂料辊的升降起导向作用，保证运动的精度。
优选的，所述的液压系统的液压缸两端分别联接在壳体上的管件与连接杆件之间，为喂料辊的升降提供动力。
优选的，所述的液压系统的液压马达安装在喂料辊轴的一端，为喂料辊的转动提供动力。
优选的，所述喂料机构采用杠杆原理中的费力杠杆，喂料板件的长端尺寸为283mm，利用支撑杆件作为支点，液压缸伸缩时使喂料板件绕支点运动带动喂料辊上下运动。
优选的，所述喂料机构的喂料辊的表面结构是由三个三角形柱体组成，相邻两柱体之间成45°分布，位于两侧的三角形柱体在喂料辊正转或者反转时能够拨动树枝的进退，提高树枝进入或退出粉碎机时的效率，位于中间的三角形柱体切割成锯齿状，增大与树枝之间的摩擦力，提高了树枝喂入的速度。
优选的，所述粉碎机构的定刀为尺寸长×宽×高为245mm×245mm×15mm的长方体，定刀上打有8个分布均匀的孔，直径为10mm，将定刀的8个尺寸为245mm的棱长作为刀刃，刀刃磨损后改变定刀的安装位置将另一个棱作为刀刃继续使用，增加了定刀的使用效率。
优选的，所述粉碎机构的刀盘厚度为10mm，刀盘圆周均匀安装有四个刀具，相邻两个刀具与刀盘相切线的夹角分别为45°和60°，以减少刀具受到的阻力，彼此相距90°，刀盘上与刀具相对应的位置上打有直径为5mm的定位孔。
优选的，所述粉碎机构的刀盘安装时以刀盘上的定位孔为基准，两两刀盘的定位孔之间相距60°，刀具形成的螺旋线保证粉碎树枝时能够实现连续切削。
优选的，所述粉碎机构的传动轴安装刀盘部分的截面为正五边形，边长尺寸为31.5mm。
优选的，所述控制系统的位移传感器安装在液压缸有活塞杆的一端上用于检测液压缸的伸缩量，通过液压缸的伸缩量判断喂入树枝的直径进而控制液压马达的转速来调整喂料辊喂入树枝的速度。
优选的，所述控制系统的速度传感器一安装在喂料辊轴上检测喂料辊转速，进而控制调整液压马达转速使喂料辊转速达到要求，速度传感器二安装在传动轴上检测粉碎刀辊的转速判断设备的运转情况若传动轴的转速低于1600r/min时则设备堵塞，通过控制液压电磁阀使液压马达反转解决设备堵塞。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果，本发明能够适用于我国的个体户，且能够依次完成树枝喂入、粉碎和排出过程，且粉碎机具有较高的工作效率。本发明具有结构简单、机型较小的优点，同时能够根据不同数量和直径的树枝，实时调整喂入速度，防止设备堵塞提高树枝粉碎质量；且刀具按固定角度安装可以有效减少所受阻力，实现树枝的连续粉碎，能够较大提高粉碎效率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本专利进一步说明。
图1是一种粉碎树枝的树枝粉碎机的结构示意图；
图2是喂料机构的结构示意图；
图3是粉碎机构的结构示意图；
图4是刀盘的结构示意图；
图5是控制系统与液压系统的结构示意图；
图6是控制系统的控制流程图；
以下是图中各部件标号：进料斗1、壳体2、液压系统3、喂料机构4、粉碎机构5、电动机6、出料斗7、机架8、液压泵301、液压油管302、液压电磁阀303、液压缸304、液压马达305、喂料辊401、喂料辊轴402、喂料板件403、支撑杆件404、连接杆件405、弹簧406、刀盘501、刀盘挡板502、传动轴503、带轮504、定刀505、位移传感器601、速度传感器一602、速度传感器二603。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、2、3、4、5和6所示，本专利的一种粉碎树枝的树枝粉碎机，包括进料斗1、壳体2、液压系统3、喂料机构4、粉碎机构5、电动机6、出料斗7、机架8。包括液压泵301、液压油管302、液压电磁阀303、液压缸304、液压马达305、喂料辊401、喂料辊轴402、喂料板件403、支撑杆件404、连接杆件405、弹簧406、刀盘501、刀盘挡板502、传动轴503、带轮504、定刀505、位移传感器601、速度传感器一602、速度二603。进料斗1焊接在壳体2上，完成树枝的喂入。壳体2主要用于安装各种工作部件和支撑部件，壳体2上部焊接的矩形杆件用于安装液压缸304，壳体2两侧切割的弧形导向槽用于限制喂料辊401的升降距离。液压系统3主要是为喂料机构4提供动力，并控制喂料机构4的运动，液压泵301安装在机架8上并与电动机6联接，液压油管302连接各个液压元件，液压电磁阀303安装在进料斗1上，液压缸304两端分别联接在壳体2与连接杆件405上，控制喂料辊401的升降，液压马达305安装在喂料辊轴402的一端，控制喂料辊402转动的大小和方向；喂料机构4完成不同直径和数量的树枝的喂入，喂料辊轴402安装在壳体2上，喂料辊轴402的一侧安装液压马达305，通过液压马达305提供动力带动喂料辊401转动，实现树枝的喂入，喂料板件403长端安装在喂料辊轴402上，距长端283mm处打有 10mm的孔，通过支撑杆件404连接在壳体上，实现喂料辊401的升降以适应喂入不同数量及直径的树枝，支撑杆件404安装在壳体2上，作为喂料板件403的支点起到支撑作用，连接杆件405焊接在喂料板件403的短端，通过连接安装在粉碎机两侧的喂料板件403，实现喂料板件403的同步运动，弹簧406的两端分别挂接在连接杆件405和壳体2焊接的杆件上，配合液压缸304一起工作；粉碎机构5完成喂入树枝的粉碎工作，相邻刀盘501之间以定位孔为基准顺时针旋转60°安装，使刀盘501上的刀具形成的螺旋线，实现树枝的连续粉碎，两个刀盘挡板502分别安装在刀盘501形成的刀辊两侧，起到固定和保护刀具的作用，传动轴503安装刀盘501与刀盘挡板502后安装在壳体上，带轮504安装在传动轴503的一端，利用v形带与电动机6相连，为粉碎机构5提供动力，定刀505利用螺栓与壳体2的底部联接，通过与刀盘501形成的刀棍相配合，完成树枝的粉碎工作；控制系统6完成信息的获取和处理工作，位移传感器601安装在液压缸304有活塞杆的一端，通过检测活塞杆的伸长量来判断树枝的直径，进而控制液压马达305的转速来控制喂料辊喂入树枝的速度。速度传感器一602安装在喂料辊轴402上通过检测液压马达305的输入转速，进而控制调整液压马达转速使喂料辊转速达到要求，速度传感器二603安装在传动轴503上通过检测粉碎刀辊的转速判断设备的运转情况。
具体工作过程：
工作时，首先开启电动机6，液压系统3、喂料机构4、粉碎机构5、控制系统6开始工作；当树枝进入进料斗1，并接触到喂料辊401时，树枝顶起喂料辊401，喂料辊401沿壳体2上的导向槽上升，喂料板件403将会绕支撑杆件404转动，喂料板件403的短端将会向下运动，继而带动连接杆件405上连接的液压缸304伸长，当喂料辊401与壳体2底部的间隙适应树枝的直径或数量，液压缸304停止伸长，喂料辊401在重力作用下会沿壳体2的导向槽向下运动压紧树枝，且液压系统3工作使液压缸304收缩，弹簧406同时伸缩，带动喂料板件403绕支点运动使喂料辊401向下运动，再次压紧树枝此时位移传感器601检测液压缸304活塞杆的伸长量，根据活塞杆的伸长量调整液压马达305的转速至固定值，液压马达305带动喂料辊401转动，将液压马达305的转速与速度传感器一602检测的喂料辊轴401转速相对比进而调整液压马达305的转速，喂料辊401的表面结构使得树枝更快的进入粉碎机构5中，粉碎机构5中由刀盘501组成的刀辊转动与定刀505相配合粉碎树枝，粉碎后的树枝由出料斗7排出；设备工作时速度传感器二603实时检测传动轴503的转速，若传动轴503的转速低于设定值则表明粉碎机发生堵塞，控制系统6控制液压电磁阀303使得液压马达305反转带动喂料辊401反转，使设备恢复正常运行，完成设备自动调整和树枝的粉碎过程。
所述壳体2的顶部焊接有尺寸为长×宽：450mm×260mm的矩形管件，用于挂接弹簧406与液压缸304。
所述壳体2切割有弧长为239mm，宽为50mm的导向槽，对喂料辊401的升降起导向作用，保证运动的精度。
所述的液压系统3的液压缸304两端分别联接在壳体2上的管件与连接杆件405之间，为喂料辊401的升降提供动力。
所述的液压系统3的液压马达305安装在喂料辊轴402的一端，为喂料辊401的转动提供动力。
所述喂料机构4采用杠杆原理中的费力杠杆，喂料板件403的长端尺寸为283mm，利用支撑杆件404作为支点，液压缸304伸缩时使喂料板件403绕支点运动带动喂料辊401上下运动。
所述喂料机构4的喂料辊401的表面结构是由三个三角形柱体组成，相邻两柱体之间成45°分布，位于两侧的三角形柱体在喂料辊401正转或者反转时能够拨动树枝的进退，提高树枝进入或退出粉碎机时的效率，位于中间的三角形柱体切割成锯齿状，增大与树枝之间的摩擦力，提高了树枝喂入的速度。
所述粉碎机构5的定刀505为尺寸长×宽×高为245mm×245mm×15mm的长方体，定刀505上打有8个分布均匀的孔，直径为10mm，将定刀505的8个尺寸为245mm的棱长作为刀刃，刀刃磨损后改变定刀505的安装位置将另一个棱作为刀刃继续使用，增加了定刀505的使用效率。
所述粉碎机构5的刀盘501厚度为10mm，刀盘501圆周均匀安装有四个刀具，相邻两个刀具与刀盘501相切线的夹角分别为45°和60°，以减少刀具受到的阻力，彼此相距90°，刀盘501上与刀具相对应的位置上打有直径为5mm的定位孔。
所述粉碎机构5的刀盘501安装时以刀盘501上的定位孔为基准，相邻刀盘501的定位孔之间相距60°，形成的螺旋线保证粉碎树枝时能够实现连续切削。
所述粉碎机构5的传动轴503安装刀盘501部分的截面为正五边形，边长尺寸为31.5mm。
所述控制系统的位移传感器601安装在液压缸304有活塞杆的一端上用于检测液压缸304的伸缩量，通过液压缸304的伸缩量判断喂入树枝的直径进而控制液压马达305的转速来调整喂料辊401喂入树枝的速度
所述控制系统6的速度传感器一602安装在喂料辊轴402上检测喂料辊401转速，进而控制调整液压马达305转速使喂料辊401转速达到要求，速度传感器二603安装在传动轴503上检测粉碎刀辊的转速判断设备的运转情况若传动轴503的转速低于1600r/min时则设备堵塞，通过控制液压电磁阀303使液压马达305反转解决设备堵塞。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于，粉碎机包括进料斗、壳体、液压系统、喂料机构、粉碎机构、控制系统、电动机、出料斗、机架，其中：所述进料斗焊接在壳体上，粉碎机工作时树枝由进料斗进入；所述壳体安装在机架上，具有支撑粉碎机部件的作用；所述液压系统包括液压泵、液压电磁阀、液压油管、液压缸、液压马达，液压泵安装在机架上，在电动机的带动下向液压缸和液压马达提供动力，液压电磁阀安装在壳体上，控制液压缸和液压马达工作，液压缸联接在连接杆件与壳体之间，为喂料辊的升降提供动力，液压马达安装在喂料辊的一侧，带动喂料辊转动；所述的喂料机构包括喂料辊、喂料辊轴、喂料板件、支撑杆件、连接杆件、弹簧，其中喂料辊通过喂料辊轴安装在机架上，将由进料口进入的树枝喂入粉碎机构，两个喂料板件对称安装在壳体两侧，工作时绕支点运动带动喂料辊上下运动，支撑杆件作为喂料板件的支点安装在壳体上起支撑作用，连接杆件焊接在两个喂料板件的短端，保证两个喂料板件的运动一致，弹簧挂接在连接杆件与壳体之间，与液压缸相配合工作加速喂料辊的上下运动；所述粉碎机构包括刀盘、刀盘挡板、传动轴、带轮、定刀，其中相邻刀盘安装时以定位孔为基准相距60°安装在传动轴上，刀具形成的螺旋线轨迹连续粉碎树枝，刀盘挡板紧挨刀盘安装在传动轴的两端，起紧固和保护刀盘的作用，带轮安装在传动轴的一端，通过V形带传递动力带动粉碎机构工作，定刀用螺栓联接在壳体内部，与粉碎刀辊配合完成树枝的粉碎工作；所述控制系统包括单片机、继电器、位移传感器、速度传感器一，速度传感器二，位移传感器安装在液压缸有活塞杆的一端，用于检测液压缸伸缩量，通过液压缸的伸缩量判断喂入树枝的直径进而控制液压马达的转速，速度传感器一安装在喂料辊轴上检测喂料辊转速，进而控制调整液压马达转速使喂料辊转速达到要求，速度传感器二安装在粉碎辊上检测粉碎辊的转速判断设备的运转情况；所述出料斗焊接在壳体上，起排出粉碎后树枝和引流的作用。
2.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：壳体上焊接有压制成长方形的管件，尺寸长×宽为450mm×260mm，用于安装弹簧和液压缸。
3.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：壳体上切割有弧长为239mm，宽为50mm的导向槽，对喂料辊的升降起导向作用，保证运动的精度。
4.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：喂料机构的运动采用杠杆原理，喂料板件的长端尺寸为283mm，利用支撑杆件作为支点，液压缸伸缩时使喂料板件绕支点运动带动喂料辊上下运动。
5.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：喂料机构的喂料辊的表面结构是由三个三角形柱体组成，相邻两柱体之间成45°分布，位于两侧的三角形柱体在喂料辊正转或者反转时能够拨动树枝的进退，提高树枝进入或退出粉碎机时的效率，位于中间的三角形柱体切割成锯齿状，增大与树枝之间的摩擦力，提高树枝喂入的速度。
6.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：粉碎机构的定刀为尺寸长×宽×高为245mm×245mm×15mm的长方体，8个245mm的长方体棱加工后皆可作为刀刃使用，一边磨损后改变安装位置将另一个棱作为刀刃继续使用，定刀上打有8个分布均匀的孔，直径为10mm，用来紧固安装定刀。
7.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：粉碎机构的刀盘厚度为10mm，刀盘周围均匀安装四个刀具，相邻两个刀具与刀盘相切线的夹角分别为45°和60°，以减少刀具所受阻力，以刀盘中心为圆心半径为80mm且与其中一个45°夹角刀具对应位置打有5mm直径的定位孔。
8.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：粉碎机构的传动轴安装刀盘部分的截面为正五边形，其边长尺寸为：31.5mm，安装刀盘时以刀盘上的定位孔为基准，相邻两刀盘之间以定位孔为基准顺时针旋转60°安装，安装完成后刀具形成的螺旋线保证树枝的连续粉碎。
9.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：控制系统的位移传感器安装在液压缸有活塞杆的一端上用于检测液压缸的伸缩量，通过液压缸的伸缩量判断喂入树枝的直径进而控制液压马达的转速来控制喂料辊喂入树枝的速度。
10.根据权利要求1所述一种用于粉碎树枝的树枝粉碎机，其特征在于：控制系统的速度传感器一安装在喂料辊轴上检测喂料辊转速，进而控制调整液压马达转速使喂料辊转速达到要求，速度传感器二安装在粉碎辊上检测粉碎辊的转速判断设备的运转情况若粉碎辊的转速低于1600r/min时则设备堵塞，通过控制液压电磁阀使液压马达反转解决设备堵塞。
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Cited By (3)
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| CN111992328A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-27 | 环立方园林科技(江苏)有限公司 | 一种树枝粉碎机强制进料机构 |
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