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1、引  言
     破袋破碎機(jī)也稱破袋機(jī)或破碎機(jī)（又稱給料機(jī)）是城市袋裝生活垃圾處理工藝的重要環(huán)節(jié)。在垃圾卸料場內(nèi)，由工人對原生垃圾進(jìn)行翻揀，選出外形尺寸大的垃圾和纏繞物等成分后，由裝載車送到垃圾倉，再由行車、抓斗送到破袋破碎機(jī)。袋裝垃圾在破袋破碎機(jī)中實現(xiàn)破袋和部分破碎。目前，我國城市袋裝垃圾處理尚處在研發(fā)階段。破袋破碎問題是垃圾分選預(yù)處理必須解決的問題。由于國內(nèi)城市生活垃圾是混合袋裝收集，含有軟、硬、脆、韌等各種物料，成分復(fù)雜，含水率較高，垃圾的流動性能差，故增大了破袋破碎設(shè)備的設(shè)計難度。垃圾纏繞問題就是一個不可忽視的問題，因為纏繞常迫使機(jī)器停車，如果經(jīng)常停車排除纏繞物將會降低生產(chǎn)率、增大勞動強(qiáng)度和成本。筆者從垃圾纏繞物受力的角度分析造成纏繞的原因，確定形成纏繞的條件，導(dǎo)出數(shù)學(xué)表達(dá)式，分析垃圾破碎設(shè)備主要參數(shù)對纏繞的影響，并提出防止纏繞的一些結(jié)構(gòu)措施。
2、破碎設(shè)備研究現(xiàn)狀
    目前，大多數(shù)城市袋裝生活垃圾破袋破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。在主軸1上裝有刀片架2，破碎（破袋）刀片3通過銷軸安裝刀片架上，刀片在刀片架上能擺動一定角度，以實現(xiàn)選擇性破碎和自我保護(hù)功能。為達(dá)到較好的選擇性破碎的目的和防止卡料現(xiàn)象的發(fā)生，一般的選擇性破碎機(jī)中設(shè)置有避讓裝置4。根據(jù)垃圾的復(fù)雜程度，為確保破碎（破袋）和選分質(zhì)量，通常的選擇性破碎機(jī)設(shè)計成兩級（或兩級以上）破碎。為防止垃圾中的撓性物質(zhì)（如線繩和垃圾袋等）的纏繞和大塊的無機(jī)物的卡料，一般的袋裝垃圾破碎（破袋）機(jī)設(shè)置有清料裝置。主軸、刀片架和破碎（破袋）刀片組成的回轉(zhuǎn)體稱為轉(zhuǎn)子。當(dāng)袋裝垃圾進(jìn)入破碎機(jī)中，首先受到旋轉(zhuǎn)的破碎（破袋）刀片3沖擊與切割而被破碎，被破碎的垃圾再進(jìn)入下一級破碎倉受到進(jìn)一步的破碎和分選。
3、產(chǎn)生纏繞條件
    為便于分析纏繞物（垃圾中的布類、線繩、電線、塑料袋等撓性物）纏繞在破袋破碎機(jī)主軸上的原因，忽略垃圾纏繞物的形狀和尺寸。假定破碎機(jī)主軸表面光滑，暫不考慮軸系具體結(jié)構(gòu)，并假定主軸為光軸（等徑軸）。垃圾纏繞物在破碎機(jī)主軸表面上的受力情況如圖2所示。此時，垃圾受到重力m、離心力、支反力Ⅳ和摩擦力F。作用。垃圾纏繞物在瞬時能停留在破碎機(jī)主軸表面上，并隨主軸一起轉(zhuǎn)動一定角度的必要條件為：
4、引起纏繞的其它因素
    纏繞的發(fā)生還與纏繞物的剛度有關(guān)，纏繞物的剛度越大，越不容易彎曲，要發(fā)生纏繞現(xiàn)象所需的外力F就越大；纏繞物的剛度越小，越容易彎曲，發(fā)生纏繞現(xiàn)象所需的外力F就越小，越容易纏繞。當(dāng)纏繞物的剛度一定時，F(xiàn)值將隨主軸半徑R的增大而減小；但當(dāng)主軸半徑R很小時造成纏繞需要的F將會增大，因此減小了纏繞趨勢。
    另外，造成纏繞的可能性還與主軸表面狀態(tài)、表面形狀及結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。
5、防止纏繞的結(jié)構(gòu)措施
    采用較合理的結(jié)構(gòu)對避免或減輕垃圾纏繞十分有利。圖3為防止垃圾纏繞在刀齒上，可采用伸縮式刀齒結(jié)構(gòu)，即在工作區(qū)刀齒伸出破袋，在非工作區(qū)刀齒縮進(jìn)。
    實踐表明，破袋破碎機(jī)旋轉(zhuǎn)主軸與機(jī)架之間的間隙處是最容易發(fā)生纏繞的地方。為避免或減輕垃圾的纏繞，在該處考慮安裝光滑的凸緣防纏罩，這樣可降低纏繞的可能性。如圖4所示，在垃圾纏繞物可能進(jìn)入的縫隙入口處，利用防纏罩和和檔環(huán)相結(jié)合的方式把縫隙遮蓋起來，避免纏繞，此處的檔環(huán)應(yīng)使用埋頭緊定螺釘固定。如圖5所示，利用防纏罩將轉(zhuǎn)筒與側(cè)壁之間的縫隙遮蓋起來。
6、結(jié)  論
    由于我國城市生活垃圾是混合袋裝收集，垃圾成分復(fù)雜，另外在垃圾破碎過程中除破碎刀對垃圾的破碎力作用以外，垃圾之間的相互碰撞、纏繞、摩擦使垃圾的運動關(guān)系變得十分復(fù)雜，因此，影響城市袋裝生活垃圾破碎設(shè)備纏繞的因素很多。造成纏繞的因素除主軸角速度w，主軸半徑R，摩擦系數(shù)u，主軸的結(jié)構(gòu)形式以及主軸的表面狀態(tài)以外，還有垃圾纏繞物的形狀、尺寸、比重、剛度、濕度等因素有關(guān)。然而，垃圾纏繞到破碎機(jī)主軸上的必要條件的研究對于分析和認(rèn)識纏繞問題有極其重要的作用。筆者從纏繞物受力的角度分析了造成纏繞的原因，形成纏繞的必要條件，及垃圾破袋破碎設(shè)備主要參數(shù)對纏繞的影響，并提出了防止纏繞的一些結(jié)構(gòu)措施，為進(jìn)一步研究防纏繞問題提供了重要參考。