采伐迹地植树机的设计及其开沟器的应力分析
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关 键词 ：植 树 机 ；开 沟 器 ；应 力 分 析 ；采伐 迹 地
中 图 分 类 号 ：￥ ７ ７ ６ ． ２ ６ ４ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ 一 Ｏ １ ２ ３ 一 Ｏ ４
０ 引 言
采 伐 迹 地是 宜 林 地 中的 一 个 类 别 ， 指 的 是 森 林 采 伐后 ， 保 留林木 没 有 达 到 疏 林 地 标 准 并 且 பைடு நூலகம் 有 超 过 ５ 年 的迹 地 ¨ Ｊ 。 因此 ， 为 了更 好 地 发 挥 森 林 的 生 态 效 益 和经 济效 益 ， 应 该 及 时 对 采伐 迹 地 因地 制 宜地 进 行 更 新 ｊ 。 由于采 伐 迹 地 地 表 条 件 复 杂 ， 树 根碎 石较 多 ， 用 于平 原 、 沙丘等地表 条件的植树机无 法在此使用 ， 因此在 设 计 时 ， 应 充分 考虑 其 具 体特 点 。
装在套有栽植臂前端 的水平轴上 ， 滑板装在栽植臂 的 下 方 。当油 缸 将 栽 植 臂 压 向 下 方 挖 穴铲 的 挖 穴 深 度
达到 规 定 的 最 大 深 度 时 ， 滑板 与地面接触 ， 使 传 感 臂 上抬 ， 带 动 液压 机 构 动 作 ， 使 推顶 器 的 油路 开放 ， 将 苗
地 植树 机 的结 构 特点 ， 设 计 了一 种 以轮 式 拖 拉机 为动 力 ， 可前开沟、 后植 苗 的新 型 采 伐 迹 地 植 树 机 。该 机 由一 种
悬 挂 在拖 拉 机 前 端用 于林 地 清 理 以及 土 壤 破碎 的开 沟 器 和悬 挂 在 拖 拉 机 后 端 的 植 树 机 组 成 。 同时 ， 着 重 分 析 了 前 开 沟器 旋 转 速 度 和拖 拉 机 前进 速 度 之 间 的 匹配 关 系 ， 并结合 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ分 析 软 件 对 开 沟 器进 行 了 力 学 分 析 ， 得 出 了 工作 过 程 中的最 大 应 力应 变 。
低， 植 苗 员 的操 作 劳动 强度 大 。
还 有 一种 采 伐 迹 地 植 树 机 主 要 由机 架 、 栽植梁 、
传感 机 构 、 压 实 轮 和 动 力 部 分 组 成 。机 架 为 空 心 矩
类 似 于旋 耕 机 。其动 力 由拖 拉 机 前 输 出轴 提 供 ， 经 过 减 速器 带 动皮 带 轮从 而 带 动其 旋 转 ， 带 动 土壤 旋 转 利 用 挡 土罩 击碎 土 壤 ； 在 另 一 方 面 减 速 器 的 质 量 还 可 以 充 当配 重 使用 。 采伐 迹 地植 树 机 结构 简 图如 图 １所示 。该采 伐 迹 地植 树 机 采用 ３个 液 压 缸 控 制 苗 木 的栽 植 ， 其 栽 植 装 置 为摆 杆 式 。摆杆 又 称 植 苗 杆 ， 其 上部 安 装 有 苗 夹 和 苗 夹 的夹 紧 、 松放 机 构 ， 上端与液压缸活塞杆链接 ； 下 端 固定 安装 挖 穴铲 ， 距 离 上 端 一段 距 离 与摆 杆 支 架 铰 连， 这个 铰链 支 点 也 是 植 苗 杆摆 动 的 中心 。整 机 悬 挂
在拖 拉机 上 ， 并 由拖 拉 机 动力 驱 动 油 泵 给 ３个 液 压 缸
形， 下 部 为 压 力 油箱 ， 利 用 油 泵 向机 器 的 油 压 装 置 供 给 压力 油 。支持 轮 装 在两 个 支 持 臂 上 ， 每 个 支 持 臂靠 油缸 作 用 可 以单 独 升 降 。挖 穴 铲 装 在 栽 植 臂 的 端 部 ， 栽植 臂 前 端 套 在 机 器 前 面 的 水 平 轴 上 且 绕 水 平 轴 垂 直转 动 。苗 夹 装 在 栽 苗 铲 的 后 面 ， 栽植臂 升起 时 ， 植
２ ０ １ ３年 ５月
农 机 化 研 究
第 ５期
采 伐 迹 地 植 树 机 的 设 计 及 其 开 沟 器 的 应 力 分 析
李 树 森 ，朱 赞 彬 ，曾剑 锋 ，陶 冶
（ 东 北林 业 大 学 机 电 工程 学 院 ， 哈尔 滨 ｌ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘
要 ：对 采伐 迹 地 及 时进 行 造 林 更 新 ， 能够 有 效 地 遏 制 森 林 退 化 ， 提 高 森 林 的 利 用 率 。 为此 ， 结 合 已有 采 伐 迹
１ 总体 结 构 设 计
由于 采伐 迹地 的地 表 条 件 不 是 很 好 ， 时 有 碎 石 和 枯枝败 叶， 不利 于先整地后再种植 树苗 ， 大 多是 开 沟 和 种植 同时 进行 。由 于林 地 条 件 不 好 ， 开 沟 质 量 很 难 保证 ， 这样 树 苗 的 成 活 率 就 会 更 低 。 因 此 ， 为 了解 决 上 述难 题 在 结 构 上 进 行 了改 进 。该 采 伐 迹 地 植 树 机 采 用 选 择 式 开 沟 植 树 ，在 拖 拉 机 的前 端 安 装 前 开 沟
现 介 绍 两种 常 用 采 伐 迹 地 的 植 树 机 ： 一 种 由开 沟
苗员 将 苗木 放 在苗 夹 中 ， 栽 植 臂 下 降 到 规 定 深 度 时 苗 夹 自动 开放 。在栽 植 臂 的下 方 装有 传 感 机 构 ， 保 证 只 有 当挖 穴铲 进 人地 中 的深 度 达 到 所 规 定 的 深 度 时 ， 苗 夹方 能放 松 。传感 机 构 由一 个 传感 臂 和 滑板 组 成 ， 安
夹顶开。
器、 圆犁 刀 、 犁体 、 橡 胶 夹 苗 盘 和 苗 箱 等 组 成 Ｊ 。机 器 前进时 ， 圆犁刀首先将土壤 切开 ， 并 由两 侧 的 犁 体 将 深 ｌ Ｏ ｃ ｍ、 宽４ ０ ｃ ｍ的草皮 和腐殖 质层 翻开 ， 然 后 由开
沟 器 开 出 连 续 的植 树 沟 ； 碰 到伐 根 、 粗 大 树 根 和 石 块
器， 主 要 是 进 行 林 地 的 清 理 以及 土壤 的 破 碎 ， 其 功 能
等障碍 物 时， 植树 机可 以 自其 上划 过 ， 不 需要 升起 。
圆犁 刀 可 以切 断直 径 为 ８ ｃ ｍ 以下 的 树 根 。 该 植 树 机 虽然结构 简单 、 操 作维修方便 ； 但 是 其 自动 化 水 平 较
中 图 分 类 号 ：￥ ７ ７ ６ ． ２ ６ ４ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ 一 Ｏ １ ２ ３ 一 Ｏ ４
０ 引 言
采 伐 迹 地是 宜 林 地 中的 一 个 类 别 ， 指 的 是 森 林 采 伐后 ， 保 留林木 没 有 达 到 疏 林 地 标 准 并 且 பைடு நூலகம் 有 超 过 ５ 年 的迹 地 ¨ Ｊ 。 因此 ， 为 了更 好 地 发 挥 森 林 的 生 态 效 益 和经 济效 益 ， 应 该 及 时 对 采伐 迹 地 因地 制 宜地 进 行 更 新 ｊ 。 由于采 伐 迹 地 地 表 条 件 复 杂 ， 树 根碎 石较 多 ， 用 于平 原 、 沙丘等地表 条件的植树机无 法在此使用 ， 因此在 设 计 时 ， 应 充分 考虑 其 具 体特 点 。
装在套有栽植臂前端 的水平轴上 ， 滑板装在栽植臂 的 下 方 。当油 缸 将 栽 植 臂 压 向 下 方 挖 穴铲 的 挖 穴 深 度
达到 规 定 的 最 大 深 度 时 ， 滑板 与地面接触 ， 使 传 感 臂 上抬 ， 带 动 液压 机 构 动 作 ， 使 推顶 器 的 油路 开放 ， 将 苗
地 植树 机 的结 构 特点 ， 设 计 了一 种 以轮 式 拖 拉机 为动 力 ， 可前开沟、 后植 苗 的新 型 采 伐 迹 地 植 树 机 。该 机 由一 种
悬 挂 在拖 拉 机 前 端用 于林 地 清 理 以及 土 壤 破碎 的开 沟 器 和悬 挂 在 拖 拉 机 后 端 的 植 树 机 组 成 。 同时 ， 着 重 分 析 了 前 开 沟器 旋 转 速 度 和拖 拉 机 前进 速 度 之 间 的 匹配 关 系 ， 并结合 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ分 析 软 件 对 开 沟 器进 行 了 力 学 分 析 ， 得 出 了 工作 过 程 中的最 大 应 力应 变 。
低， 植 苗 员 的操 作 劳动 强度 大 。
还 有 一种 采 伐 迹 地 植 树 机 主 要 由机 架 、 栽植梁 、
传感 机 构 、 压 实 轮 和 动 力 部 分 组 成 。机 架 为 空 心 矩
类 似 于旋 耕 机 。其动 力 由拖 拉 机 前 输 出轴 提 供 ， 经 过 减 速器 带 动皮 带 轮从 而 带 动其 旋 转 ， 带 动 土壤 旋 转 利 用 挡 土罩 击碎 土 壤 ； 在 另 一 方 面 减 速 器 的 质 量 还 可 以 充 当配 重 使用 。 采伐 迹 地植 树 机 结构 简 图如 图 １所示 。该采 伐 迹 地植 树 机 采用 ３个 液 压 缸 控 制 苗 木 的栽 植 ， 其 栽 植 装 置 为摆 杆 式 。摆杆 又 称 植 苗 杆 ， 其 上部 安 装 有 苗 夹 和 苗 夹 的夹 紧 、 松放 机 构 ， 上端与液压缸活塞杆链接 ； 下 端 固定 安装 挖 穴铲 ， 距 离 上 端 一段 距 离 与摆 杆 支 架 铰 连， 这个 铰链 支 点 也 是 植 苗 杆摆 动 的 中心 。整 机 悬 挂
在拖 拉机 上 ， 并 由拖 拉 机 动力 驱 动 油 泵 给 ３个 液 压 缸
形， 下 部 为 压 力 油箱 ， 利 用 油 泵 向机 器 的 油 压 装 置 供 给 压力 油 。支持 轮 装 在两 个 支 持 臂 上 ， 每 个 支 持 臂靠 油缸 作 用 可 以单 独 升 降 。挖 穴 铲 装 在 栽 植 臂 的 端 部 ， 栽植 臂 前 端 套 在 机 器 前 面 的 水 平 轴 上 且 绕 水 平 轴 垂 直转 动 。苗 夹 装 在 栽 苗 铲 的 后 面 ， 栽植臂 升起 时 ， 植
２ ０ １ ３年 ５月
农 机 化 研 究
第 ５期
采 伐 迹 地 植 树 机 的 设 计 及 其 开 沟 器 的 应 力 分 析
李 树 森 ，朱 赞 彬 ，曾剑 锋 ，陶 冶
（ 东 北林 业 大 学 机 电 工程 学 院 ， 哈尔 滨 ｌ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘
要 ：对 采伐 迹 地 及 时进 行 造 林 更 新 ， 能够 有 效 地 遏 制 森 林 退 化 ， 提 高 森 林 的 利 用 率 。 为此 ， 结 合 已有 采 伐 迹
１ 总体 结 构 设 计
由于 采伐 迹地 的地 表 条 件 不 是 很 好 ， 时 有 碎 石 和 枯枝败 叶， 不利 于先整地后再种植 树苗 ， 大 多是 开 沟 和 种植 同时 进行 。由 于林 地 条 件 不 好 ， 开 沟 质 量 很 难 保证 ， 这样 树 苗 的 成 活 率 就 会 更 低 。 因 此 ， 为 了解 决 上 述难 题 在 结 构 上 进 行 了改 进 。该 采 伐 迹 地 植 树 机 采 用 选 择 式 开 沟 植 树 ，在 拖 拉 机 的前 端 安 装 前 开 沟
现 介 绍 两种 常 用 采 伐 迹 地 的 植 树 机 ： 一 种 由开 沟
苗员 将 苗木 放 在苗 夹 中 ， 栽 植 臂 下 降 到 规 定 深 度 时 苗 夹 自动 开放 。在栽 植 臂 的下 方 装有 传 感 机 构 ， 保 证 只 有 当挖 穴铲 进 人地 中 的深 度 达 到 所 规 定 的 深 度 时 ， 苗 夹方 能放 松 。传感 机 构 由一 个 传感 臂 和 滑板 组 成 ， 安
夹顶开。
器、 圆犁 刀 、 犁体 、 橡 胶 夹 苗 盘 和 苗 箱 等 组 成 Ｊ 。机 器 前进时 ， 圆犁刀首先将土壤 切开 ， 并 由两 侧 的 犁 体 将 深 ｌ Ｏ ｃ ｍ、 宽４ ０ ｃ ｍ的草皮 和腐殖 质层 翻开 ， 然 后 由开
沟 器 开 出 连 续 的植 树 沟 ； 碰 到伐 根 、 粗 大 树 根 和 石 块
器， 主 要 是 进 行 林 地 的 清 理 以及 土壤 的 破 碎 ， 其 功 能
等障碍 物 时， 植树 机可 以 自其 上划 过 ， 不 需要 升起 。
圆犁 刀 可 以切 断直 径 为 ８ ｃ ｍ 以下 的 树 根 。 该 植 树 机 虽然结构 简单 、 操 作维修方便 ； 但 是 其 自动 化 水 平 较