發(fā)布時(shí)間：2020-11-01 01:18

　　 我國桉樹人工林面積較大,桉樹生長快,木材質(zhì)量較穩(wěn)定。為保護(hù)北方商業(yè)林資源及森林生態(tài)環(huán)境,加大了對南方桉樹人工林的采伐利用。桉樹人工林林間存在大量灌木雜草等非目的作物,嚴(yán)重影響采伐人員的工作視線,使其不能對采伐區(qū)域的地形地貌、樹木根部等工作工作環(huán)境做出清楚的了解,容易造成采伐事故發(fā)生,所以需要進(jìn)行伐前林地清理。南方桉樹人工林的清林工作具有清林效率高,清林效果好,安全作業(yè),更適合機(jī)械化作業(yè)等清林要求。為了適應(yīng)桉樹人工林清林工作,設(shè)計(jì)清林效果好、清林效率高的專用清林機(jī)械已成為更好實(shí)現(xiàn)清林工作的必然要求。本文設(shè)計(jì)的清林機(jī)械包括輥式清林裝置、盤式清林裝置及清林裝置搭載車。輥式清林裝置主要適用于路況較差,工作條件復(fù)雜的山坡地帶,也可以用于工作情況較好的地區(qū);盤式清林裝置主要適用于工作條件較好的小坡度地區(qū)或平地,二者可通過快換頭進(jìn)行快速換裝。清林裝置搭載車為多功能集材機(jī)搭載車輛,不僅可以搭載兩種不同結(jié)構(gòu)形式清林裝置,還要搭載木材抓取裝置、集材裝置等。本文設(shè)計(jì)的清林裝置主要用于伐前林地清理本文的主要研究內(nèi)容包括:①清林裝置搭載車的設(shè)計(jì)研究。根據(jù)調(diào)研區(qū)觀測數(shù)據(jù),相關(guān)數(shù)學(xué)模型和力學(xué)模型,對搭載車輛的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析確定。應(yīng)用SolidWorks,根據(jù)所確定的搭載車的關(guān)鍵參數(shù)對搭載車進(jìn)行建模,并對模型進(jìn)行各種極限工況仿真分析研究。②輥式清林裝置的設(shè)計(jì)研究。參考研究區(qū)的測量數(shù)據(jù),確定了輥式清林裝置的關(guān)鍵參數(shù),根據(jù)所確定關(guān)鍵參數(shù)建立三維模型,并對所建模型的關(guān)鍵部件進(jìn)行ANSYS和Adams仿真研究。③盤式清林裝置的設(shè)計(jì)研究。參考研究區(qū)的測量數(shù)據(jù),通過構(gòu)建數(shù)學(xué)及力學(xué)模型確定了盤式清林裝置的關(guān)鍵參數(shù),根據(jù)所確定關(guān)鍵參數(shù)建立三維模型,并對所建模型的關(guān)鍵部件進(jìn)行仿真分析。④對于搭載臂的研究,主要利用SolidWorks對清林設(shè)備整體進(jìn)行建模和裝配。將模型導(dǎo)入Adams軟件進(jìn)行對雜灌切削的動(dòng)力學(xué)仿真,得出搭載臂各節(jié)點(diǎn)處的受力曲線,選取各節(jié)點(diǎn)的最危險(xiǎn)受力值點(diǎn)對搭載臂的大臂和小臂進(jìn)行ANSYS形變仿真,對大臂和小臂各種方向的變形進(jìn)行分析研究。研究結(jié)果如下:①整車尺寸為3000mm×1600mm×2000mm(D×W×H),最大工作坡度為21°,最小工作質(zhì)量為3400kg,額定功率為48.8kW。對搭載車進(jìn)行的爬直坡和爬斜坡仿真結(jié)果良好,搭載車符合設(shè)計(jì)要求。②輥式清林裝置的刀輥寬度W=160cm,刀輥直徑D=30cm,刀座數(shù)量為58,刀輥轉(zhuǎn)速n=600r/min;切削總功率為P總=10.73-12.23kW,清林效率為1.127-1.61m2/s。對刀輥進(jìn)行模態(tài)仿真分析和動(dòng)平衡仿真分析,對刀座和刀具進(jìn)行形變仿真分析,仿真結(jié)果良好,仿真結(jié)果都完全符合設(shè)計(jì)要求。③盤式清林裝置的刀盤直徑為76cm,刀軸轉(zhuǎn)速為600r/min;刀片數(shù)取n=24,刀片高3cm,刀盤空轉(zhuǎn)消耗的功率為P空=2.2kW,系統(tǒng)進(jìn)行切削時(shí)消耗的功率P 清=6.28-8.23kW,清林效率為1.127-1.61m2/s。對刀軸進(jìn)行形變仿真分析和動(dòng)平衡仿真分析,對刀盤和刀具進(jìn)行了形變仿真分析,仿真結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。④對于搭載臂的仿真研究,盤式清林設(shè)備大臂最大變形量為0.184×10-3mm,小臂最大變形量為0.225×10-5mm;輥式清林設(shè)備大臂最大變形量為0.001486mm,小臂最大變形量為0.24X10-5mm,變形量都符合設(shè)計(jì)要求,結(jié)果證明所設(shè)計(jì)大臂和小臂符合設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S792.39;S776.2
【部分圖文】：

心－－安全系數(shù)［４２］，取＼＝０．２５；?Ｇ？２—最小工作質(zhì)量，代入數(shù)據(jù)后可得??Ｇｗ?＝３４００蚣。由２９４１．４３Ａ：ｇＳＣ？ｍ２４４１２．８６％?知最小工作質(zhì)量＆?＝＜＾２?＝３４００％??〇??搭載車牽引力主要受車輛縱坡上坡進(jìn)行集材作業(yè)的影響，由圖２－１所示的受力分析??可知，車輛牽引力等于車輛行駛阻力和原條移動(dòng)阻力之和ｔ４３＂４＾。??車輛的行駛阻力為：??Ｆｍ?＝?Ｎ＼Ｍｍ?＋?Ｇ，?ｓｉｎ?ａ?＝?（Ｇｍ?＋?ＫＷ）ｇ（／ｘｍ?ｃｏｓ?ａ?＋?ｓｉｎ?ａ）?（２－７）??原條的移動(dòng)阻力為：??－１０－??

東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文載車功率后，便可進(jìn)一步計(jì)算出搭載車的速度范圍：在空載行阻力的作用，此時(shí)車輛達(dá)到最大速度＝?，Ｇｎ，Ｍｎ，Ｓ??工作質(zhì)量和車輛在集材道上運(yùn)行的阻力系數(shù)，可以計(jì)算出車ｙｔＷ／／７，？在滿載最大坡度行駛時(shí)，車輛以一擋低速行駛，此時(shí)＾－，將數(shù)據(jù)代入公式后計(jì)算出車輛最低速度為Ｆｍｉｎ＝２．２Ａ７ｎ＾ｉｍａｘ??林內(nèi)行駛時(shí)，地面陡峭起伏且較為濕滑，并考慮其他營林機(jī)該車輛可達(dá)到的最低速度為１．８ｋｍ／ｈ１４５１。??車尺寸參數(shù)的確定??林間作業(yè)時(shí)，極易產(chǎn)生橫坡側(cè)翻事故，而搭載車寬度則對橫橫坡行駛穩(wěn)定性做受力分析。搭載車受力分析如圖２－２所示。??

?由于ｅ＝Ｏｍｍ，故式簡化久＝ａｒｃｔａｎ?，式中二個(gè)變量，利用利用Ｍａｔｌａｂ，繪制??ｈ??三變量的三維圖，如圖２－３所示。??■?０．４５??Ｉ?＿。．４??Ｃ?｜：１??１５００?２００〇Ｈ??（ｍｍ）?１４〇〇＼．?１５００??＆?１３００?＾＞Ｔ＾。ｓ?―）?■??圖２－３搭載車橫坡側(cè)翻坡度角與其結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系圖??由圖２－３可知，最大坡度角隨輪距Ｓ的增大而增大，隨質(zhì)心高度Ａ的增大而減??小。由林木間距初選搭載車寬度為１６００ｍｍ，則輪距為１３００ｍｍ，經(jīng)查詢資料及參考之??前林地作業(yè)車輛設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，�。粒剑保玻埃埃恚�，將數(shù)據(jù)代入式可得最大坡度角Ｉ的弧度值??為０．４９６，三者組成的空間點(diǎn)（１３００，１２００，０．４９６）在圖２－３所示空間曲面上方，車輛橫坡??行走安全，車輛寬度妒＝１６００ｍｍ設(shè)計(jì)合理。??當(dāng)搭載車的寬度為聽１６００ｍｍ，查閱相關(guān)資料可知對于林用車輛在同等車寬時(shí)車長??�。常埃埃埃恚�?，車高取２０００ｍｍ，軸距�。保叮埃埃恚�，故機(jī)車的尺寸為??４０００ｍｍｘ?１６００ｍｍ＞＜２１００ｍｍ?（Ｄｘ?ＷｘＨ）〇??２．３小型輪式林地作業(yè)裝置搭載車的仿真校核??２．３．１建立搭載車的虛擬樣機(jī)??因搭載車較為復(fù)雜且考慮到Ａｄａｍｓ軟件運(yùn)行結(jié)算速度問題
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 王白石;郝永清;程超;周景武;趙振偉;;J-80A型輪式集材拖拉機(jī)的保養(yǎng)和潤滑方法[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2013年01期

2 周脈軍;劉楊;周麗宏;周景武;趙振偉;;J-80A型輪式集材拖拉機(jī)的使用和操作方法[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2012年10期

3 張建偉;王立海;;小型環(huán)境友好集材裝備的研究進(jìn)展[J];森林工程;2012年04期

4 葛安華;陶鵬;李權(quán)章;;基于ADAMS的采伐聯(lián)合機(jī)臂系運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析[J];森林工程;2012年02期

5 呂光輝;王乃康;魏占國;劉晉浩;;林木聯(lián)合采伐機(jī)底盤的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2010年10期

6 段天青;盛國成;;雙圓盤旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)切割器的研究與設(shè)計(jì)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械;2010年18期

7 李丹婷;張志毅;;沙生灌木平茬機(jī)割刀參數(shù)的優(yōu)化研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2010年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 侯捷建;集材機(jī)可更換三角形履帶主參數(shù)優(yōu)選及動(dòng)力學(xué)仿真分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2864800