【摘要】：當(dāng)前,國內(nèi)現(xiàn)有采伐頭大部分只有一套鋸切機構(gòu),不能對能源林樹干末端充分截梢利用。隨著林業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展、社會對木材需求量的不斷增大,對國內(nèi)能源林機械化采伐作業(yè)進行優(yōu)化具有深遠意義。本文在現(xiàn)有采伐頭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,研究設(shè)計一套采伐收集作業(yè)裝置,安裝于現(xiàn)有采伐頭頂部,可對樹干末端充分截梢利用,同時可實現(xiàn)1～4棵多棵夾抱作業(yè),進而提高對林業(yè)資源的利用率、采伐作業(yè)的效率和減少作業(yè)耗能,為未來能源林采伐收集提供參考。本文首先對采伐收集作業(yè)裝置進行機械結(jié)構(gòu)方案研究,分析鋸切機構(gòu)和輔助夾抱機構(gòu)的工作原理,確定鋸切機構(gòu)鋸切樹木的最大有效直徑以及兩機構(gòu)油缸的最大工作行程和推力,并對鋸切機構(gòu)有關(guān)結(jié)構(gòu)進行選取,同時對鏈輪的主要設(shè)計參數(shù)進行深入的計算。然后,建立采伐收集作業(yè)裝置的三維模型,完成裝置的虛擬裝配。在此基礎(chǔ)上,對裝置進行運動學(xué)仿真分析,獲取輔助夾抱機構(gòu)分析點的位置、速度和加速度隨時間的變化規(guī)律。通過分析運動軌跡、速度的變化規(guī)律,可知夾抱機構(gòu)左右兩側(cè)打枝刀抱爪運動基本相對對稱,作業(yè)時可保持相對穩(wěn)定;分析加速度的變化規(guī)律,可知合理控制夾抱油缸的加速度,可以減少夾抱時對樹木的損傷和減小打枝刀抱爪對鉸接點的反作用力。接著,對裝置進行有限元靜力學(xué)分析和有限元模態(tài)分析,驗證結(jié)構(gòu)強度和剛度均可靠;獲取和分析裝置結(jié)構(gòu)的共振特性,為作業(yè)時進料速度的設(shè)置提供依據(jù),避免設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致發(fā)生或接近共振,進而損壞裝置。最后,基于鋸切機構(gòu)的運動實際情況及其性能要求,計算執(zhí)行機構(gòu)的主要尺寸,確定壓力、流量等液壓系統(tǒng)參數(shù),設(shè)計控制鋸切機構(gòu)運動的液壓系統(tǒng)原理圖并進行仿真驗證。
【圖文】：

頭是能源林采伐收集作業(yè)裝置技術(shù)的基礎(chǔ)。逡逑１．２．１森林采伐聯(lián)合機及其采伐頭介紹逡逑森林采伐聯(lián)合機主要包括三大部分：底盤、機械臂和采伐頭，如圖１－１所示。底逡逑盤為聯(lián)合機的行駛以及機械臂和采伐頭作業(yè)提供動力，是整個設(shè)備的支撐機構(gòu)。機械逡逑臂前端結(jié)構(gòu)用于安裝采伐頭，采伐頭是整個采伐作業(yè)工序的核心執(zhí)行裝置；回轉(zhuǎn)液壓逡逑馬達、打枝刀、測量輥、進料輥、鋸切機構(gòu)和夾緊機構(gòu)構(gòu)成了采伐頭的功能機構(gòu)，此逡逑夕卜，，采伐頭結(jié)構(gòu)還包含有主體支架、支架上蓋、潤滑油箱、液壓油缸、蓄能器和控制逡逑器等等（潘海兵、劉晉浩等，２０１２）（蒲帥，２０１６）。采伐頭結(jié)構(gòu)如圖１－２所示。同時，逡逑根據(jù)不同地形地貌特點研制，目前采伐聯(lián)合機底盤主要有履帶式、輪式、步進式等，逡逑如圖１－３所示。逡逑悐逡逑ｉ／ｉｉ邋ｉｉ邋Ｕ邋ｋ逡逑１－發(fā)動機２－駕駛室３－后車架４－前車架５－機械臂６－伐木頭逡逑圖１－１采伐聯(lián)合機結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｌｏｇｇｉｎｇ邋ｃｏｍｂｉｎｅｄ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑rу義希擼歟凇卞義希保刈澩錚玻蛑Φ叮常餼

本文編號：2613238