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      綠籬修剪機旋轉刀片安全措施設計探討

       綠籬修剪機是一種修剪綠籬和綠墻的機械,通過修剪控制灌木的高度和藤本植物的厚度,并進行造型,使綠籬和綠墻成為理想的景觀。綠籬修剪機的應用跟它的旋轉刀片安全措施設計有很大的關系,所以我們對這方面信息進行探討:

        1、修剪刀片應用分析
           綠籬修剪機刀片市場上通用一般有3種,依次為鏈條鋸片、圓盤鋸片、飛刀。鏈條鋸片一般用于樹木砍伐,城市灌木修剪等電鋸或油鋸機械。由人工手持操作,修剪速度、修剪對象清晰可控,安全系數較高,城市綠籬修剪工作中,更為通用。圓盤鋸片使用范圍更適合木材加工廠,用于分解木材。由于切割物料一般固定,受力方向明確,一般不會崩裂。
            以上兩種鋸片用在公路行業,作業效率明顯不足,飛刀式結構修剪速度快、效率高、使用成本低,修剪直徑可大于50mm。盡管修剪精度不高,不能滿足景觀、市政精細化修剪作業要求,但已足夠滿足公路行業修剪需求。
           飛刀式修剪機更大的缺點是作業安全隱患較大,綠籬修剪過程中,其工況非常差,尤其是修剪邊坡,邊坡內存在大量大件垃圾、包括道路、排水溝等修建過程中會有水泥塊、石頭、遺棄的廢舊輪胎、衣物等各種大件垃圾。在使用過程中,高速旋轉的飛刀,有一定概率被折斷,使得施工人員及附近的行車人員非常易受到重傷、甚至致死。使人聞之色變。
            2、飛刀作業安全隱患分析
           飛刀結構安全使用,成為綠籬修剪機一個關重點。為了解決此問題,從以下幾個方面做出詳細設計及驗證:
            2.1、飛刀材料選型及設計:為了提高作業效率及飛刀使用壽命,傳統用于制作刀片的鋼材料不再適合此設備的復雜工況。經反復對比,選擇一款進口HSS高速鋼用作飛刀制造材質,充分保證刀片強度、耐磨與韌性三特性的平衡。為了提高刀片使用壽命及使用安全性,每一塊刀片精加工后均做高轉速動平衡。刀片是易損件,一般好的刀片使用壽命超過6個月,較差刀片壽命甚至不足3個月,刀片使用壽命和材質以及刀刃厚度有非常大關系。
             2.2、刀片固定方式:刀片的固定方式也成為一個關鍵點,固定結構需要簡單、易拆卸且牢固,沖擊載荷下不易松動。刀片在作業過程中,反復收到不同載荷的沖擊,普通的固定方式非常易松動,留有安全作業隱患。
             2.3、刀片飛濺控制:綠籬修剪機作業過程中,視覺被雜草遮擋,不可避免碰到石塊、混凝土等堅硬物體,刀片有折斷風險。
      依據以下參數,假設刀片從中心斷裂,簡化計算得出
          m取值范圍(0,0.6625),r取值范圍(0,0.325)
          刀片長度L=650mm
          刀片轉速r=3000rpm
          刀片質量m=1.325kg
          依據以上計算結果,在如此大的向心力及速度影響下,斷裂刀片飛出破壞力驚人。如何降低刀片的飛濺速度及飛行距離,非常為重要。
          3、提高飛刀作業安全的重要措施及對比試驗
          依據以上分析,做出相關結構設計,其他結構不再細述,重點介紹在控制刀片飛濺上設計工作,僅供參考。設計的結構如下圖:
          壓盤作用:降低刀片飛出時上升的高度,可有效降低刀片的飛行距離。
          擋刷毛作用:給飛出刀片非常大的阻力,同樣可降低刀片的飛行距離。
      小結
       依據以上分析,為了提高飛刀結構綠籬修剪機作業安全,降低刀片斷裂造成的安全隱患,有以下幾點建議:
      飛刀材料選擇至關重要,斷裂刀片不能碎,可有效降低安全隱患。
      安裝結構務必優先考慮防松,次考慮更換便捷性。
      設計壓盤及阻擋結構,可大幅降低刀片飛行距離,提高作業安全。
      綠籬修剪機在修剪中分帶高枝時,務必注意標識牌等障礙物,離地高度增加,刀片飛行距離必定會大幅增加,事故發生概率也就大幅增加。
      結束語
       總之,作業過程中,安全更重要,不僅需要設計的產品安全系數高,而且操作手也務必提高注意力,操作前檢查刀片是否松動,操作過程中精神集中,提前發現障礙物,避免刀片斷裂。依據新聞報道,公路養護行業,綠籬修剪機作業過程中,已發生多起刀片崩裂致人死亡案例。提高綠籬修剪作業安全,是每一個生產廠家及使用者的責任與義務。

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