移动式灌木扦插条截段机的设计与研究

发布时间：2020-10-09 19:34

　　传统的灌木扦插条截段设备通过手柄控制的圆锯上下进给锯切进行截段,锯切机构多安装在固定机架上。针对人工林中沙棘、沙柳等灌木生存主地及环境,这些截段设备存在着驱动电机受供电线路限制,不易移动;锯切的同时还需人工压料,自动化程度不高,切削效率低;主要依靠人工收集,成本较高;人工操作,离锯片较近,易发生危险等一系列问题。因此,设计一款能够实现整机灵活移动,适应多种不同地形环境,高效安全的移动式人工及次生林灌木扦插条截段机,对改变传统扦插条截段、获取方式,提高扦插条的截段、获取效率具有重要意义。本文对国内外现有锯段机、切条机等的结构和功能进行简要分析,在现有截段设备的基础上,结合实际生产加工的需求,采用移动进料装置取代传统人工进料方式,设计移动式履带底盘,使其能够适应林区环境,以扩大本设备的使用范围。按照既要结构简单、方便移动,工作过程还要保证平稳可靠,截段效率高的设计要求,对设备参数及整体布局进行制定,分别对各机构进行设计,并对其核心部件履带行走机构、摆臂机构及动力系统进行研究。在对截段机构切削力和切削功率进行设计计算的基础上,完成移动式灌木扦插条截段机切削机构的设计;并对履带行走机构的结构特性进行研究,对主机关键零部件进行有限元分析(静力学分析与模态分析),获得其应力、应变和位移云图;通过固有频率分析,获得摆臂组焊件的前四阶固有频率及振型,为主要零部件的设计制造提供合理依据。设计移动式灌木扦插条截段机的动力系统,完成动力系统的功能需求分析,电路布置,元器件选择。本论文中移动式灌木扦插条截段机的设计研究,实现灌木平茬后就地进行扦插条截段、收获,对推动我国林业产业的发展、转变林业生产方式、节约劳动成本,具有重大的经济效益和社会效益。
【学位单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S776.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外相关设备研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外相关设备研究现状
        1.2.2 国内相关设备研究现状
    1.3 论文研究的目的和意义
    1.4 论文研究的主要内容
2 移动式灌木扦插条截段机功能要求与总体设计
    2.1 移动式灌木扦插条截段机的设计要求
    2.2 移动式灌木扦插条截段机的加工对象与加工工艺
        2.2.1 加工对象
        2.2.2 加工工艺
    2.3 移动式灌木扦插条截段机的总体结构设计
        2.3.1 传统采伐机具种类及优缺点
        2.3.2 移动式灌木扦插条截段机的结构形式
        2.3.3 移动式灌木扦插条截段机的加工方式分析
        2.3.4 移动式灌木扦插条截段机总体布局方案的确定
        2.3.5 移动式灌木扦插条截段机主要技术参数
    2.4 本章小结
3 移动式灌木扦插条截段机截段机构的设计研究
    3.1 锯切机构的结构设计
        3.1.1 切削功率计算
        3.1.2 摆臂组件结构设计
        3.1.3 凸轮机构的结构设计
    3.2 送料台的结构设计
    3.3 无动力压辊的结构设计
    3.4 本章小结
4 移动式灌木扦插条截段机履带行走机构的设计研究
    4.1 履带行走机构的设计研究
        4.1.1 履带行走机构布局
        4.1.2 履带行走机构主要技术指标
    4.2 履带行走机构具体结构设计
        4.2.1 履带
        4.2.2 驱动轮
        4.2.3 承重轮
        4.2.4 导向轮
        4.2.5 履带行走机构机架设计
    4.3 履带行走机构转向性分析
        4.3.1 履带行走机构转向原理分析
        4.3.2 实际条件下履带行走机构转向性分析
        4.3.3 数据分析
    4.4 本章小结
5 移动式灌木扦插条截段机主要零部件的有限元分析
    5.1 有限元分析技术
    5.2 截段机主要零部件的静力学分析
        5.2.1 截段机构承载机架的静力学分析
        5.2.2 摆臂组焊件静力学分析
    5.3 截段机主要零部件的固有频率分析
        5.3.1 摆臂组焊件固有频率分析
    5.4 本章小结
6 移动式灌木扦插条截段机动力系统的设计研究
    6.1 移动式灌木扦插条截段机动力系统方案设计
    6.2 功能描述及关键技术分析
        6.2.1 动力系统功能描述及分析
        6.2.2 动力系统组成及关键技术分析
    6.3 动力系统总功率的确定
    6.4 动力系统资源需求与电路布置
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

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