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0、前言
    在20世紀70年代，為了解決飼養生豬飼料不足，從國外引進了一種繁殖力極強的水上浮生植物——水浮蓮。如今，這種浮生植物已經泛濫成災，以至整個珠江三角地區大部分河涌已經被其密密麻麻地覆蓋住，造成河道堵塞并且因為其遮擋住太陽光，造成河水發臭、魚蝦死亡、蚊蠅滋生，嚴重破壞了農業生態環境，水浮蓮已成為農業環保的頭號敵人。近年來，各級政府部門投入巨資，采取各種措施和辦法，如人工打撈、噴灑除草劑等，但都不能有效地控制水浮蓮的生長繁殖，因此迫切要求尋找一種更方便、更有效的方法清除水浮蓮。P-150水浮蓮破碎機就是在這種情況下研制的。
1、水浮蓮破碎機組成
    水浮蓮破碎機由機動船和機械破碎裝置組成，如圖1所示。機械破碎裝置由機架、柴油機、動力傳動機構、提升機構、動力離合器、破碎刀總成等組成。破碎刀是該機的主要工作部件。
2、水浮蓮破碎機工作原理
    水浮蓮破碎機的工作原理：柴油機通過動力傳動機構，帶動水浮蓮破碎刀旋轉，將水浮蓮的花蕾破碎成碎片，使水浮蓮喪失再生能力，以達到清除水浮蓮的目的。
3、水浮蓮破碎機設計
    水浮蓮破碎機必須滿足如下設計要求：1)將水浮蓮的花蕾破碎成1~ 8cm不等的碎片，使其喪失生長能力；2）破碎刀必須是自上而下旋轉，不發生破碎刀推著水浮蓮走現象；3）破碎刀能夠深入水下，破碎水浮蓮的根莖，排除水浮蓮根莖對船體的阻擋，使船體能夠順利前進；4）在船調頭或遇到其他緊急情況的時候，破碎刀能夠及時停止轉動，避免產生斷刀或其它事故。
    下面對破碎機的主要工作部件——破碎刀作重點說明。
3.1破碎刀的技術要求
    1)破碎刀長度。水浮蓮的生長特別旺盛，浮在水面上高度達400 mm，水下根系長達600mm，如果破碎刀的長度不夠，旋轉半徑偏小，在旋轉破碎時，就很難將水浮蓮迅速破碎、分離，而且根系會纏繞和向下拉破碎刀，使破碎機很難正常工作。
    2)破碎刀強度。破碎刀的材料要求用65Mn，耐磨，耐腐蝕。
    3)破碎刀的刀軸高度可調。正常工作時，破碎機的刀軸是在水平面工作，在水浮蓮生長密集的地方，破碎機的刀軸需要潛入水平面以下10~ 40 cm的位置工作；船調頭時，或在清理纏繞在刀軸上的雜物時，需要將刀軸提高到水平面以上10~ 40 cm。目前，刀軸高度上下可調的范圍是0 - 120  cm。
    4)刀軸停轉方便。該機采周摩擦片式離合器。正常工作時，破碎刀連續旋轉破碎水浮蓮；在船調頭、遇到木樁、鐵線等雜物或其他緊急情況的時候，可以立即停止破碎刀軸的旋轉，避免斷刀和其它事故的發生。
3.2破碎刀設計計算
3.2.1破碎刀的運動方程
    水浮蓮破碎機工作時，破碎刀一面旋轉，一面隨機動船前進，因此，破碎刀端點的絕對運動是船體前進和刀軸旋轉2種運動的合成。其運動軌跡運動是擺線，見圖2。
1)破碎刀端點的運動方程為式中：R為旋刀的旋轉半徑；t為時間；V為船的前進速度；W為刀軸的旋轉角速度。
2)破碎刀端點的速度方程為式中：RW是破碎刀端點的圓周線速度。
    從上公式可看到：破碎刀的旋切半徑越大、旋轉速度越高，破碎刀的破碎能力就越強。
3.2.2破碎節距
    沿破碎機前進方向縱垂面內相鄰2把破碎刀破開水浮蓮的碎片厚度，即在同一縱垂面內相鄰2把刀相繼破碎水浮蓮的時間間隔內，船體前進的距離，稱為破碎節距。破碎節距s的計算式為
S=V·t．
式中：s為破碎節距；V為船的前進速度；f為相鄰居兩把破碎刀相繼破碎水浮蓮的時間間隔。
    破碎節距反映水浮蓮被破碎的程度。它與船體的前進速度、破碎刀軸的旋轉速度、破碎刀的安裝數量有關。該機破碎節距為4.5
cm，符合將水浮蓮的花蕾破碎成1-8 cm不等的碎片的設計要求。
4、破碎機的主要參數
    破碎機的主要參數見表1。
5、結論
    1)性能穩定。使用P-150水浮蓮破碎機連續工作3個月，共清理河道長度32 km，河涌面積514 hm2，沒有發生故障。
    2)破碎效果好。被破碎的碎片大小為1—8cm，碎片一部分隨水漂走，一部分沉入河底，腐爛沉沒。
    3)效果好。用水浮蓮破碎機清理水浮蓮，比人工清理效率提高500—800倍，成本降低8.6~6倍；比噴灑除草劑清理效率提高3.5~ 2.5倍，成本降低9.6~ 6.8倍。被清理過的河面恢復光照，惡臭消失，農業生態環境有明顯改善。
    該機設計合理、結構簡單、質量輕；工作效率高、效果好、能耗小；安裝、操作、維修容易，是消除水浮蓮公害，優化農業生態環境的好機具。