。采用圆盘锯作为平茬机的切割部件,研究了切割部件的运动学方程,分析了圆盘锯的运动受力情况,分别采用经典阻力做功和切削力做功对圆盘踞切割过程进行功率分析。采用ANSYS LS-DYNA软件建立了砧木切割动力学仿真模型,使用Design Expert动态响应软件对锯切过程设计三因素三水平的虚拟正交仿真试验表,以锯齿齿数、进给速度、锯盘转速为三因素,并通过动态响应曲面筛选出圆盘锯齿数为100、转速为4200r/min、进给速度为1km/h时切割效果优。将优参数应用于样机设计,对切割部件的圆盘锯进行模态分析,得出切割部件圆盘锯的静态和转速为4200r/min时的固有频率振型图,采用简化圆盘锯齿的运动分析圆盘锯的横向振动。切割部件转速在4200r/min时一阶临界转速为4558.26r/min,转速在安全的合理区间内。根据设计计算和仿真结果确定了切割装置详细结构和几何参数。设计了平茬机整机模型并试制样机,制定了苹果苗木平茬试验方法和平茬质量评价指标,在苗木基地进行了平茬试验,结果显示平茬机切割茬口分为阶梯型茬口以及撕裂型茬口,阶梯型茬口对于砧木无影响但撕裂型茬口影响砧木的成苗质量。通过田间试验表明此款苗木平茬机满足果树苗木平茬的农艺要求,平茬后的合格率95%。
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介绍了一种集平茬,输送,切碎和压捆打包于一体的牵引式柠条收获机,阐述了其结构及工作原理,通过对刀具,夹持喂入装置和压捆包网装置等关键部件进行试验研究,优选出适合于柠条机械化平茬收获的技术参数,并对存在问题进行了分析,给出了合理收获周期的建议.
内蒙古科尔沁沙地作业环境及沙生灌木林的生长特点,提出灌木林平茬机切割装置地面仿形方法,并研制适于沙地作业的履带自行式灌木林平茬设备,为灌木资源的有效利用提供技术支持。【方法】在对内蒙古科尔沁沙地进行实地考察的基础上,确定履带自行式沙地灌木林平茬机优化设计方案,运用三维造型技术、虚拟样机技术等设计方法完成悬挂式灌木林平茬机整体结构及关键零部件设计,并采用抽样调查方法对试验林地灌木林实际分布密度及生物量等参数进行统计计算。【结果】考虑到灌木林生长特点和沙地整体环境,刀架外形根据灌木丛根部特点设计为倒V形,采用提升链及仿形支承轮结构使切割装置随地面浮动,以柔性连接方式实现刀具浮动切割及升降,并完成悬挂式割灌机的设计及研制,具体包括牵引和驱动方式的选择、切割装置及仿形机构的设计等。所设计灌木林平茬机结构形式为履带液压底盘前悬挂式,外形尺寸为长1 200 mm、宽900 mm、高1 150mm,作业行驶速度3.5 km·h-1,移动行驶速度5 km·h-1,圆锯片刀具转速3 600 r·min-1,割茬高度为50 mm,切割装置大离地间隙为900 mm。完成设计试制后在科尔沁沙地内蒙古通辽市奈曼旗兴隆沼林场的灌木林地进行试验,该地区共营造小叶锦鸡儿灌木林26.67万hm2,林场拥有小叶锦鸡儿灌木林2 000 hm2,试验总面积900 m2(宽10 m、长90 m),同时对平茬的灌木丛数、枝条量进行了测量,统计计算得到该地区灌木林的实际分布密度为811丛·hm-2,湿质量、干质量生物量分别为6 012.44 kg·hm-2和3 763.22 kg·hm-2,单株平均积沙量0.5 m3,冠幅直径3.1 m,平均高度1.9 m。通过对样品采用烘干的方式得出灌木枝条萌芽前的含水率为34.71%,为灌木林平茬复壮抚育剩余物的资源化或能源化利用提供基础数据。【结论】通过对灌木林平茬机结构与工作原理的分析,设计、试制了以液力驱动橡胶履带底盘为动力的悬挂式灌木林平茬机。对样机在灌木林地进行试验的结果表明,该机作业效率243丛·h-1,留茬平均高度50 mm,留茬劈裂率低于3%。经当年夏、秋季的调查显示,平茬后的灌木新枝萌发数量是平茬前的5~10倍,当年生长高度超过1.2 m,满足沙地灌木林平茬复壮的要求。展