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P—150水浮莲破碎机研制
发布时间：2013-05-21 08:27 来源：未知
0、前言
在20世纪70年代，为了解决饲养生猪饲料不足，从国外引进了一种繁殖力极强的水上浮生植物——水浮莲。如今，这种浮生植物已经泛滥成灾，以至整个珠江三角地区大部分河涌已经被其密密麻麻地覆盖住，造成河道堵塞并且因为其遮挡住太阳光，造成河水发臭、鱼虾死亡、蚊蝇滋生，严重破坏了农业生态环境，水浮莲已成为农业环保的头号敌人。近年来，各级政府部门投入巨资，采取各种措施和办法，如人工打捞、喷洒除草剂等，但都不能有效地控制水浮莲的生长繁殖，因此迫切要求寻找一种更方便、更有效的方法清除水浮莲。P-150水浮莲破碎机就是在这种情况下研制的。
1、水浮莲破碎机组成
水浮莲破碎机由机动船和机械破碎装置组成，如图1所示。机械破碎装置由机架、柴油机、动力传动机构、提升机构、动力离合器、破碎刀总成等组成。破碎刀是该机的主要工作部件。
2、水浮莲破碎机工作原理
水浮莲破碎机的工作原理：柴油机通过动力传动机构，带动水浮莲破碎刀旋转，将水浮莲的花蕾破碎成碎片，使水浮莲丧失再生能力，以达到清除水浮莲的目的。
3、水浮莲破碎机设计
水浮莲破碎机必须满足如下设计要求：1)将水浮莲的花蕾破碎成1~ 8cm不等的碎片，使其丧失生长能力；2）破碎刀必须是自上而下旋转，不发生破碎刀推着水浮莲走现象；3）破碎刀能够深入水下，破碎水浮莲的根茎，排除水浮莲根茎对船体的阻挡，使船体能够顺利前进；4）在船调头或遇到其他紧急情况的时候，破碎刀能够及时停止转动，避免产生断刀或其它事故。
下面对破碎机的主要工作部件——破碎刀作重点说明。
3.1破碎刀的技术要求
1)破碎刀长度。水浮莲的生长特别旺盛，浮在水面上高度达400 mm，水下根系长达600mm，如果破碎刀的长度不够，旋转半径偏小，在旋转破碎时，就很难将水浮莲迅速破碎、分离，而且根系会缠绕和向下拉破碎刀，使破碎机很难正常工作。
2)破碎刀强度。破碎刀的材料要求用65Mn，耐磨，耐腐蚀。
3)破碎刀的刀轴高度可调。正常工作时，破碎机的刀轴是在水平面工作，在水浮莲生长密集的地方，破碎机的刀轴需要潜入水平面以下10~ 40 cm的位置工作；船调头时，或在清理缠绕在刀轴上的杂物时，需要将刀轴提高到水平面以上10~ 40 cm。目前，刀轴高度上下可调的范围是0 - 120 cm。
4)刀轴停转方便。该机采周摩擦片式离合器。正常工作时，破碎刀连续旋转破碎水浮莲；在船调头、遇到木桩、铁线等杂物或其他紧急情况的时候，可以立即停止破碎刀轴的旋转，避免断刀和其它事故的发生。
3.2破碎刀设计计算
3.2.1破碎刀的运动方程
水浮莲破碎机工作时，破碎刀一面旋转，一面随机动船前进，因此，破碎刀端点的绝对运动是船体前进和刀轴旋转2种运动的合成。其运动轨迹运动是摆线，见图2。
1)破碎刀端点的运动方程为式中：R为旋刀的旋转半径；t为时间；V为船的前进速度；W为刀轴的旋转角速度。
2)破碎刀端点的速度方程为式中：RW是破碎刀端点的圆周线速度。
从上公式可看到：破碎刀的旋切半径越大、旋转速度越高，破碎刀的破碎能力就越强。
3.2.2破碎节距
沿破碎机前进方向纵垂面内相邻2把破碎刀破开水浮莲的碎片厚度，即在同一纵垂面内相邻2把刀相继破碎水浮莲的时间间隔内，船体前进的距离，称为破碎节距。破碎节距s的计算式为
S=V·t．
式中：s为破碎节距；V为船的前进速度；f为相邻居两把破碎刀相继破碎水浮莲的时间间隔。
破碎节距反映水浮莲被破碎的程度。它与船体的前进速度、破碎刀轴的旋转速度、破碎刀的安装数量有关。该机破碎节距为4.5
cm，符合将水浮莲的花蕾破碎成1-8 cm不等的碎片的设计要求。
4、破碎机的主要参数
破碎机的主要参数见表1。
5、结论
1)性能稳定。使用P-150水浮莲破碎机连续工作3个月，共清理河道长度32 km，河涌面积514 hm2，没有发生故障。
2)破碎效果好。被破碎的碎片大小为1—8cm，碎片一部分随水漂走，一部分沉入河底，腐烂沉没。
3)效果好。用水浮莲破碎机清理水浮莲，比人工清理效率提高500—800倍，成本降低8.6~6倍；比喷洒除草剂清理效率提高3.5~ 2.5倍，成本降低9.6~ 6.8倍。被清理过的河面恢复光照，恶臭消失，农业生态环境有明显改善。
该机设计合理、结构简单、质量轻；工作效率高、效果好、能耗��；安装、操作、维修容易，是消除水浮莲公害，优化农业生态环境的好机具。
