探討節(jié)能草坪修剪機(jī)的使用與改進(jìn)

高姍，王雷，張淼

（甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006）

隨著我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)上的進(jìn)步，人們對(duì)整個(gè)城市日常生活以及生態(tài)環(huán)境的綜合保護(hù)技術(shù)質(zhì)量節(jié)能提高的要求越來越高，尤其是對(duì)于我國整個(gè)城市的生態(tài)環(huán)境的更好綜合保護(hù)，一些對(duì)于城市屋頂花園、城市綠化、庭院花園以及草坪的綜合保護(hù)技術(shù)建設(shè)已經(jīng)開始得到了快速的發(fā)展，進(jìn)一步深入探討環(huán)保保護(hù)節(jié)能應(yīng)用技術(shù)和在草坪修剪機(jī)的各種相關(guān)技術(shù)使用與生產(chǎn)技術(shù)上的改進(jìn)。

1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

通過三維剪草圖形造型設(shè)計(jì)圖像處理軟件等就可以精確模擬該人力剪草傳動(dòng)裝置的三維剪草整體圖形造型，利用1臺(tái)小型人力電動(dòng)車輪直接推動(dòng)1臺(tái)人力剪草機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)使兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的前輪沿一定距離超過地面一條軸線高度向前向后旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)。左滾刀后軸前輪內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)鑲嵌齒輪具有內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)齒輪，內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)齒輪和軸傳動(dòng)系統(tǒng)通過三級(jí)自動(dòng)齒輪增速器的齒輪和軸傳動(dòng)器的組合機(jī)構(gòu)，將左側(cè)滾刀后軸前輪的高速向前轉(zhuǎn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)力全部傳給連接位于右側(cè)滾刀的滾輪前軸，從而直接可以帶動(dòng)滾刀前軸裝在滾刀上的前輪高速向前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

增速電動(dòng)剪草刀械機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力根據(jù)傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速及配比的基本原則確定：電動(dòng)增速剪草機(jī)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)行走力和運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度因人而異，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)控制方法與先進(jìn)機(jī)械制造工藝技術(shù)尚需研究。因而一臺(tái)滾刀的實(shí)際工作量和轉(zhuǎn)速以1臺(tái)小型剪草機(jī)與草坪行走時(shí)的工作距離或從大小上看不能進(jìn)行準(zhǔn)確衡量，即1臺(tái)小型剪草機(jī)每小時(shí)只能行走1m，滾刀一般來說需要經(jīng)過先旋轉(zhuǎn)多少次或再翻轉(zhuǎn)后它才能有效率地保證其在整個(gè)草坪上的每次修剪工作平整。

剪草機(jī)上的1個(gè)驅(qū)動(dòng)輪外徑為320mm，剪草機(jī)上的兩個(gè)齒輪高速連續(xù)行走1m，驅(qū)動(dòng)機(jī)上的齒輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)。滾動(dòng)兩刀片在多次裁剪后的相鄰兩刀片之間多次滾動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)切點(diǎn)，草坪使用剪刀一般需要多次裁剪相鄰切點(diǎn)的整個(gè)滾動(dòng)行程及其時(shí)長平均間隔為10min，草坪使用剪刀一次滾動(dòng)即可將其中的切點(diǎn)行程修剪得基本平整，在小于一米平方1m內(nèi)的整個(gè)行程間隔時(shí)間范圍內(nèi)，需同時(shí)多次產(chǎn)生1130個(gè)不同草坪平板剪刀需要裁剪的切點(diǎn)。

2 剪草裝置的設(shè)計(jì)及工程過程

剪切機(jī)的主要工作原理運(yùn)動(dòng)控制裝置由剪切滾刀帶動(dòng)弧形狀的剪切刀刃滾刀和電機(jī)運(yùn)動(dòng)專用電機(jī)底部的滾刃弧形刀刃所做的結(jié)合一起組成，螺旋狀的剪切滾刀帶動(dòng)弧形刀刃剪切，將弧形刀刃與電機(jī)運(yùn)動(dòng)專用電機(jī)底部的滾刃結(jié)合進(jìn)行相切，產(chǎn)生相互作用后即可運(yùn)動(dòng)。剪草時(shí)，底部和頂端刀刃的頂部剪切工作位置固定不動(dòng)，刀刃底部剪切時(shí)的工作位置為直線型，滾刀的對(duì)角圓型螺旋旋轉(zhuǎn)對(duì)角線和刀片整體結(jié)構(gòu)及其整體造型設(shè)計(jì)滾刀形狀為六個(gè)對(duì)角圓形圓型螺旋對(duì)角刀的圓形對(duì)角線和刀片剪切曲面，刀刃對(duì)角為一個(gè)圓形螺旋對(duì)角刀的圓形對(duì)角線，六片圓形螺旋對(duì)角刀片均勻地在角度上的分布同定在一個(gè)螺旋刀架上。

2.1 滾刀的設(shè)計(jì)

（1）滾刀螺旋角的確定。滾刀所用刀刃長度基本參數(shù)：直徑150trim；滾刀所用刀刃刀柄長度350mm；一般使用滾刃的設(shè)備刀片數(shù)6。只為固定一個(gè)螺旋滾刀線段的固定量程，￡為一個(gè)固定螺旋滾刀兩端刀口管的長度，d為固定螺旋滾刀兩端刀口管的直徑。從而我們不僅可以通過公式來求得：盧=12.650?？紤]到電機(jī)剪草的運(yùn)動(dòng)連續(xù)性，實(shí)際的剪草螺旋角系數(shù)應(yīng)該比該參數(shù)值大，取口=140。（2）滾刀前角和后角的選擇。前后角度可以決定位于切削刃的整個(gè)切刀具有鋒利粗糙度的程度和切削刀的刃口被外力加強(qiáng)后銅部的光滑程度。草坪修剪機(jī)使用前輪對(duì)于草坪剪革機(jī)的主要工作條件質(zhì)量及它性能及其好壞也是有著至關(guān)重要的直接影響。前后兩個(gè)滾刀間的夾角越大，切削刃越鋒利，切削力越小，滾刀的最大脈沖切削力和最大磨損越小。剪刀和切削草皮的齒輪切削轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由于剪刀滾動(dòng)齒輪軸的速度滾動(dòng)大而由于剪刀的滾動(dòng)齒輪軸和轉(zhuǎn)動(dòng)速度會(huì)很大，使得它的切削力很小。

2.2 底刀的設(shè)計(jì)

剪草茬在剪切工作過程中，底刀固定，滾刀通過高速旋轉(zhuǎn)與之前的底刀高速相切，形成一種剪刀式草茬機(jī)剪切的刀法，其工作原理底刀可以是用來準(zhǔn)確地切斷每根條鍘草茬，底刀宜須一定的角度橫向轉(zhuǎn)角傾斜和垂直轉(zhuǎn)角，即前后縱向轉(zhuǎn)角。由于它的底刀很薄，取該角30°。

2.3 刀刃間隙的調(diào)整

刀刃轉(zhuǎn)動(dòng)間隙控制是通過手動(dòng)調(diào)整底盤和刀架相對(duì)兩端滾刀的移動(dòng)位置值來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)整時(shí)，左右滑動(dòng)螺栓必須均勻地對(duì)齊進(jìn)行。首先，通過自動(dòng)擰緊拉松驅(qū)動(dòng)底盤刀柄轉(zhuǎn)刀的固定螺栓驅(qū)動(dòng)控制螺栓，旋轉(zhuǎn)底刀刀柄手輪，使其與底盤刀刃底刀手柄上的間隙大小進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整后即可使固定螺栓自動(dòng)停止旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而自動(dòng)控制使底盤刀柄底刃向底盤刀架前后旋轉(zhuǎn)方向快速移動(dòng)。根據(jù)不同使用方式剪草和滾刀的不同需要，用戶可選擇便于剪毛的平底剪草刀和固定剪草刀與滾刀的固定使用距離間隙。以手動(dòng)刀刃滾刀的方式操作能用于雙手的手或單手輕輕左右上下旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)，兩手與手動(dòng)刀刃的兩個(gè)切口在全刃內(nèi)微微相互滑動(dòng)摩擦，均勻快速進(jìn)行切合，并能快速地在剪去0.1mm厚的一片白色硬質(zhì)紙片時(shí)為最佳的剪刀角度，并可調(diào)整手動(dòng)剪刀刀的位置。選好后，將同一個(gè)定位的接頭螺栓輕松上下擰緊，即可以完成手工底刀和手動(dòng)滾刀兩個(gè)刀刃間的角度間隙自動(dòng)調(diào)整。

2.4 剪草高度的調(diào)整

剪草高度控制驅(qū)動(dòng)裝置由整機(jī)剪草自動(dòng)調(diào)節(jié)高度塊、架、螺栓、螺母等各零件部分組成。調(diào)整底部的刀柄與固定刀刃間的固定距離和保留地面的固定草坪高度，即使已經(jīng)可以通過手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整整個(gè)固定草坪上所需要保留的固定草地高度。調(diào)節(jié)高度塊上面兩個(gè)分開后各有3個(gè)小的方型圓孔，最下面兩個(gè)方形方型圓孔與兩個(gè)活動(dòng)后輪軸輕松擰緊即可聯(lián)結(jié)，只要將上面2個(gè)同等直徑為1mm的兩個(gè)方形方型圓孔之一與兩個(gè)后輪活動(dòng)支架上3個(gè)同等長度和直徑的兩個(gè)方形方型圓孔之一輕松擰緊即可對(duì)齊，用一個(gè)活動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓將其輕松擰緊即可聯(lián)結(jié)，就這樣，我們可以輕松方便達(dá)到同時(shí)自動(dòng)調(diào)整兩個(gè)后輪支架剪草高度的主要調(diào)節(jié)目的。把兩個(gè)固定螺母全部旋緊擰下，將兩個(gè)手動(dòng)螺栓全部擰緊取出，根據(jù)需要調(diào)整支架剪草高度塊的實(shí)際需要，您可選擇直接放在兩個(gè)調(diào)節(jié)高度塊上合適的兩個(gè)固定圓孔之一與直接放在兩個(gè)支架上面的兩個(gè)圓孔之一互相配合，用兩個(gè)手動(dòng)螺栓固定，然后，將兩個(gè)固定螺母上下相互擰緊，就這樣，即可輕松方便完成對(duì)兩個(gè)支架內(nèi)部剪草高度的二次手動(dòng)調(diào)整。

2.5 手推架長度的調(diào)節(jié)

通過無須改變活動(dòng)連接器與手推架上下兩部分活動(dòng)螺栓的連接位置即可來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)連接手推機(jī)支架的橫向伸縮，從而可以滿足不同職業(yè)高度技術(shù)人群對(duì)安全操作該移動(dòng)機(jī)器的不同高度需要。

2.6 剪草機(jī)工作過程環(huán)保節(jié)能

草坪上的修剪機(jī)底部還特別安裝了一只帶有4個(gè)電動(dòng)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)桿的輪子，可隨意進(jìn)行上下旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。剪草時(shí)，手柄垂直向前滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)向后推動(dòng)一臺(tái)臺(tái)式剪草機(jī)，前邊的2個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪和前輪沿著一塊草地的平面邊緣垂直旋轉(zhuǎn)向前滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)向后滾動(dòng)。齒輪滾刀是安裝在齒輪軸從軸和前輪內(nèi)部的齒軸傳動(dòng)滾刀鑲鉆齒輪滾刀和軸具有內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)鑲鉆齒輪，內(nèi)部的傳動(dòng)齒輪滾刀傳動(dòng)軸是通過三級(jí)自動(dòng)齒輪增速器的齒輪直接傳動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)構(gòu)，將滾刀帶動(dòng)軸從前輪的高速橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力直接傳給軸轉(zhuǎn)動(dòng)向前輪的高速旋轉(zhuǎn)。螺旋狀的一對(duì)螺旋滾形剪刀刃與除去雜草底部一對(duì)剪刀刃相連在切割的相互作用下就可以形成一對(duì)螺旋剪刀刃的工作原理，構(gòu)成一對(duì)螺旋圓形狀的剪刀，將由一對(duì)圓形滾刀刃的方向直接攬入而被截至的整株闊葉草茬全部進(jìn)行剪斷，剪斷的整株闊葉草將沿一對(duì)圓形滾刀刃的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的相反方向，被滾刀直接帶入可以集中除去的草袋，或因?yàn)榧谐菪己芏虒⑵淙侩s草留置在大片的草坪中，這即可使其成為除去雜草用的肥料。

3 結(jié)語

通過簡(jiǎn)單的浪費(fèi)人力或?qū)C(jī)械傳動(dòng)或?qū)ζ餍禉C(jī)構(gòu)部件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)操作，即可輕松實(shí)現(xiàn)新式草坪剪草所用機(jī)械刀具的橫向相對(duì)高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)新式家用草坪的高速草葉修剪。