灌木平茬机，包括有机身和前部的机头。机头部分包括有传动轴承、切割刀和传动轴承转动轮，传动轴承的输出轴与切割刀固定。
优点是：结构紧凑、操作方便，按实际测算，每天可比人工操作效率提高15-20倍，且维修简单。本机操作不受任何地理状况的限制，沙滩、草地、平原、丘陵地区都可使用。尤其切割北方地区的沙柳、红柳、柠条、杨材等灌木。
灌木为生物质能源的重要原材料,而且其经济价值也很高,如用作饲料和工业原料等.我国灌木资源非常的丰富,但灌木分布分散且生长面积大,而且大部分还生长在干旱,地形起伏较大的沙地和沙丘地带,这样给灌木的平茬和收割带来不便.我国目前落后的灌木设备也不能满足收割效率的要求,致使许多灌木由于得不到及时的平茬复壮而大面积枯死,导致土地再次的荒漠化,灌木资源也不能得到利用.因此急需研制出一种能够提高灌木收割效率的设备. 本文主要完成了以下的研究和结论:
。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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柠条,是豆科锦鸡儿属多年生落叶灌木.喜生于固定,半固定沙地,在流动沙地,覆沙戈壁和丘陵梁地也能正常生长.由于它抗寒耐热,根系发达,主根具有的穿透力,是防风固沙,保持水土的优良灌木.
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
榆林沙区飞播的沙柳( Salix psammophila )等4种灌木林进行平茬更新复壮试验,结果表明:灌木林平茬既更新了老化的树种,又增加了植被覆盖度,同时延长了灌木的生命,提高了防风固沙效益;平茬可以显著提高灌木林的生长,改变衰老长势,春季平茬效果要好于冬季.
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