可调式树干刷白机的设计及应用*

当前，市面上的石灰浆喷涂装置存在结构复杂、喷涂速度慢、喷涂效率低的缺点，机器在林间行走也较困难。为此，亟需研发一种结构新颖、喷涂速度快、喷涂效率高的石灰浆喷涂装置。笔者设计了一种可调式树干刷白机，采用背负的方式，可降低工作者的劳动强度，避开了工作器具桶、刷移动的不便，大幅度提高了工作效率，避免了直接接触，减少了对身体危害，自动化程度较高，仅需提前配置灰水即可长时间使用[1-2]。

1 总体结构及工作原理

1.1 总体结构

可调式树干刷白机主要是由喷刷装置和供料装置两部分组成。其中喷刷装置主要由连接管、握把、调节导杆、固定夹和刷头等组成。供料装置主要由支撑杆、滚动轴承、搅拌器、背带、喷雾器和过滤网等组成。可调式树干刷白机结构示意图如图1 所示。

过滤网安装在药箱的箱体上端，挡板固定在滚刷正后方，滚刷通过滚动轴承连接在手提杆前端，喷头位于挡板底部正中间和连通管连接在药箱箱体底部，箱体另一侧装有搅拌器和输送管将药物进行搅拌并输送进药箱内部，搅拌通过搅拌杆进行控制，药箱上还设计有背带和握方便携带与工作。

图1 可调式树干刷白机结构示意图

1.连接管；2.握把；3.调节导杆；4.固定夹；5.刷头；6.支撑杆；7.滚动轴承；8.搅拌器；9.背带；10.喷雾器；11.过滤网。

1.2 工作原理

可调式树干刷白机三维图如图2 所示。在工作时，首先将需要进行喷刷的药液混合物进行充分混合，搅拌均匀后过滤倒入供料筒中。开启搅拌器开关按钮，搅拌器开始工作后，再将喷刷装置打开套住需要进行喷刷的树干，然后开启泵药装置按钮，混合药液通过喷嘴喷射到树干上，人工抓住两边扶手上下移动进行树干药液刷匀处理，从而完成整个树干的喷刷作业[3-4]。

该机利用液体泵将调制好的精细石灰水压送到刷头部位，刷头内附着带孔管道，喷流到刷毛，从而刷粉树干，可连续性压送。大幅度节约传统刷粉时间。缩短传统单一刷粉来回的时间，一次性覆盖性面积大，尤其是小树干，一次性包围刷粉，可无级调速液体泵适应不同工况，内置搅拌器，确保石灰水流畅通过管道并喷出。

图2 可调式树干刷白机三维图

2 关键装置设计

2.1 刷涂装置

刷涂装置结构图如图3 所示。喷刷装置主要由调节导杆、握把、连杆1、连杆2、刷头、铆钉、固定夹组成。

图3 刷涂装置结构图

1.连接架；2.调节导杆；3.握把；4.连杆1；5.连杆2；6.刷头；7.铆钉；8.固定夹。

该装置利用连杆摆臂机构，控制环形开合大小，握柄上安装有调速旋钮，可无级调速液体泵的压送量以适应不同工况，间歇轮把手通过半圆形状前后移动控制固定夹的大小，固定夹的开口大小取决于要需刷粉树干的直径。

工作时可打开刷头把手上无级调速器旋钮，达到调整液体流速的效果。滚刷设计成内凹外凸结构，能在粉刷时有效贴合树木表面，更方便粉刷树木；滚刷与手提杆连接通过滚动轴承配合，能提高粉刷时的工作效率[5-6]。

喷刷装置调节轨迹如图4 所示。由喷刷装置的调节张角的轨迹可知，在刷涂时根据同一树干的不同位置张角会时刻变化，这可以使刷涂的效果更佳，能有效刷涂不同的位置，减少涂料的浪费。

图4 喷刷装置调节轨迹

由图a 可知，此时张角为最大，可以对较大直径的树干进行刷涂。由图b 可知，此时张角为最小，可以对较小树干进行刷涂。在涂刷的过程中可以有效调节角度进行刷白。

2.2 供料装置

供料装置结构图如图5 所示。供料装置主要由步进电机、电机固定架、联轴器、转轴、轴承、支撑架和搅拌刷组成。通过螺栓将步进电机固定于箱体内部，步进电机下方有联轴器，将步进电机转轴与刷子连接，进行联动，实现搅拌[7]。

背带安装在药箱内侧，方便工作人员工作时候固定在身上，所述握把位于药箱正上方，根据力学原理，这能方便器材的搬运与转移。搅拌器位于药箱的另一侧，装有输送管，能进行药物的运输，通过搅拌杆进行手动搅拌，提高工作效率和漆液的利用率。压送泵独立开关，搅拌器独立开关，开关带有盖子，可以防止进水。压力显示器：在工作中提示搅拌刷的工作压力，防止长时间过载使其烧坏。

图5 供料装置结构图

1.连接管；2.握把；3.调节导杆；4.固定夹；5.刷头；6.支撑杆7.滚动轴承；8.搅拌器。

3 样机试验

可调式树干刷白机试验过程如图6 所示。在塔里木大学校园内，对其树木进行刷白试验得出：该样机能有效刷白树木，效率远大于人工刷白，树木的整体刷白效果优于人工，对可调式树干刷白机的应用具有一定参考意义[8]。

图6 可调式树干刷白机试验过程

4 该装置的优势

1）结构简单，操作便利，相关结构设计均方便环卫工人的涂刷工作，效率高，采取的是环抱式，一次性刷好。

2）省时，方便携带，不用人工搅拌，采取的是电动搅拌器，对石灰水进行搅拌。同时提高涂刷液的有效使用率，节省涂刷时间，提高环卫工人的工作效率。其还具有结构简单、操作方便、清洁环保、稳定可靠等诸多优点。

3）控制流量，减少原料的浪费。该产品的应用可以让工人干活更轻松，效率更高。