1、本科学生毕业设计林区割灌机的结构设计系部名称： 机电工程学院 专业班级： 机械设计制造及其自动化 08-3 班 学生姓名： 指导教师： 职 称： The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Structure Design of The Forest Brush BreakerCandidate： Specialty：Mechanical Design and Manufacture and AutomationClass： Supervisor：Lecturer. 摘 要本设计介绍了一种林区割灌机产品：自走式割灌机。设计中根据林区路面状况，以及
2、清林抚育的作业情况，而设计出能够适应林区崎岖路面及道路狭窄等恶劣环境的自走式割灌机，具有很高的实用性和推广价值。该自走式割灌机由行走部分，割灌部分，驾驶台以及排障部分等组成，可以锯切加工直径范围在 10 80mm 的灌木。整个机器由两个汽油机提供动力，一个提供行走动力，另一个提供割灌动力。锯片位于整个机器的前下端，由驾驶台控制杆控制其离地面高度，以适应林区路面状况。通过顶部的排障杆使高于机器顶部的灌木倒向预定方向，达到排障目的。该自走式割灌机结构简单，容易维修，操作简单。在文章中，对该自走式割灌机的主要部件进行了设计计算（例如：皮带轮，轴，轴承，键，四连杆等 ） ，并对主要部件进行了系统的介绍
3、和说明，对使用中涉及到的润滑，保养及注意事项也作了说明。关键词：自走式；割灌机；割灌部分；行走部分；驾驶台；排障杆黑龙江工程学院本科生毕业设计AbstractA self preceded trash breaker, a new forestry machine has been presented in this paper. According to forest road surface conditions, and working situations of clearing fostering trees, the self-propelled brush breaker was
4、 designed to adapt to any atrocious environment, such as rugged road surface, narrowness of road and so on. It was highly practicability and generalizing value.This self-propelled brush breaker is consist of walking port, cutting port，bridge and breaching of obstacles part and can saw brush in diame
5、ter range from 10mm to 80mm.The power of whole machine is supplied by two petrol motors, one is for running power，the other is for breaking brush power. Saw blade was under the machine，the control stick on driving stand control its height away from ground to adapt to the forest road surface conditio
6、n. The bushes that are higher than the machine can be controlled by a pilot bar, which can make bushes fall along the pre-designed direction and get rid of obstacles. This structure of self-propelled brush breaker is simple, is easy to maintain, and is operated easily as well.The main parts of the s
7、elf-propelled brush breaker have been compeered and tested in this paper, such as pulley, axes, bearing, bond，four link rods and so on, and the main parts have been introduced and explained systemically, and have lubrication ,maintenance and other matters n related in using.Key words：Self-propelled；
8、 brush breaker； the cutting port；the walking port；bridge,；pilot bar目 录摘要Abstract第 1 章绪论11.1 引言1 1.2 割灌机的应用范围11.3 割灌机的发展现状21.4 我国割灌机的市场及前景61.5 割灌机的发展方向71.6 自走式割灌机设计的意义8第 2 章 结构概述 92.1 工作原理 92.2 结构分析 92.3 本章小结 10第 3 章 行走部分设计 113.1 方案的确定113.2 机构选择123.3 动力选择133.4 主要设计参数133.5 本章小结14第 4 章 割灌部分设计 154.1 方案的
9、确定154.2 汽油机输出带轮设计 154.3 中间传动轴的计算20黑龙江工程学院本科生毕业设计4.4 中间传动轴的校核 204.5 中间传动轴轴承的校核 244.6 中间轴的键的选择和校核 274.7 本章小结28第 5 章 驾驶台设计295.1 方案确定295.2 本章小结30第 6 章 排障部分设计 316.1 方案确定316.2 本章小结32结论33参考文献34致谢35黑龙江工程学院本科生毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 引言随着国家对环保意识的进一步加强，特别是 1998 年长江等流域的特大洪水, 给世人敲响了警钟, 我国政府出台了一系列保护生态环境的政策,禁伐天然林,严格控制砍伐
10、人工林。林业产品结构发生了重大变化,伐木工人变成了营林工人,使得林业部门对林业机械的需求也发生了重大变化; 伐木机械需求量急剧减少,以油锯为例, 2007 年全国油锯销量在 4.5 万台左右, 2008 年下降至 3.5 万台,2009 年则降 2.5 万台, 因而营林机械必将有很大的增加。由于营林作业的种类繁多, 因而营林机械的种类也很多, 本文介绍一种用途广泛、操作简便、使用灵活的营林机械割灌机。割灌机，又称打草机、除草机、割草机、机动镰，它是靠高速旋转的锋利刀片切割树木枝桠、藤蔓或半木质化草株，因此，其主要用于林地的杂草清除、低矮灌木割除和树木边缘的修剪，以及中幼林抚育、人工林间伐等。在
11、林业方面，抚育间伐是我国林业发展的一项重要工作。据统计，我国全国林区总面积的 70%(约 80 万公顷)是中幼林，其中约 80%的中幼林未及时进行抚育，即急待抚育的约 53 万公顷。目前我国中幼林抚育间伐作业只有少量机械，而大部分靠手工劳动，大斧子、油锯、弯把锯伐木，其劳动强度大、生产效率低已不能适应抚育生产的要求。为了提高工作效率，保证幼林抚育管理任务的完成，必须使割灌机配合工作。随着植树造林的深入，垦区林业已有长足发展，越来越多的人出现在垦区大地上，单靠人工用镰刀抚育管理越来越不适应大面积造林的需要。实践证明，割灌机应用于林业生产，既能减轻工人的劳动强度，又能按季节连续完成各种林业生产任务
12、，节能低耗，是林业生产上一种省工高效的工具。1.2 割灌机的应用范围1.2.1 在园林业的应用割灌机在林业上用于林地清理、幼林和成林抚育、次生林抚育改造等多种作业。黑龙江工程学院本科生毕业设计2要以切割直径 18cm 以内的多种林木和杂草。其结构紧凑、操作灵便,是一种比较理想的抚育机械。使用割灌机可减轻劳动强度,提高工效、保证作业质量;可加快中幼林的抚育间伐速度,提高森林经营水平,加快林木生长。在园艺方面,可用于绿化草坪的修剪,特别是小面积草坪如公园、城市、公路、学校等,更显其操作的灵活性。1.2.2 在农、牧业的应用在农、牧业上除可用于割草外,更主要的功能是用于收割,装上被割物倒向控制装置,
13、便成为一台小型收割机,可割水稻、小麦、黄豆等农作物,装上皮带轮与脱粒机相配,可用于作物脱粒,还可与水泵相配,作排灌用。因其具有一机多用、重量轻转移方便、利用率高、安装简单特点,故更适用于山地、丘陵地区。1.3 割灌机的发展现状1.3.1 国外割灌机械发展现状国外对割灌机的开发研究较早，起点高，水平亦较高，广泛采用现代科学技术，如工程塑料、CDI 无触点电子点火等，整机质量轻，功率大，使用操作灵巧，并形成了系列产品。以德国 STIHL 公司、SOLO 公司为代表的厂家，其产品动力排量从 22cc到 56.5cc，功率从 0.6KW 到 2.8KW。日本生产的割灌机型号很多,其中 Xenoah 杰
14、纳亚割灌机有轻、中和重型三种。轻型有 QT20 和 BCF01,中型的有 BCD20、BCD29、FBC12、FBC22、FBC24、FBC26、FBC26和 FBC28,重型的只有 FBC33。其中,工作部分使用尼龙除草丝、圆锯片和除草刀盘,可用于不同高度枝条的收割。1993 年日本研制成功了割灌带宽 90cm、且能自动调平驾驶座椅的坡地用自行式割灌机。前苏联生产的 Cekop-3 型割灌机可用于幼林的抚育、灌木的采伐和割草等。割灌机主要由发动机、传动部分和锯木圆锯片组成。工作时操作人员可将割灌机背在肩上,用右手操作机器,左手扶着锯切的树木。前苏联制造的 MNC 大型除灌机装在白俄罗斯型拖拉
15、机上,前部为压灌部分,后部为割灌切碎部分。机器前进时,压灌部分先将灌木压弯压挤在一起,再由割灌装置自根茎处切断,最后由切碎装置将割下的灌木切碎并撒抛在地上,该机可用于大面积的除灌作业。加拿大 Windsor 公司最近也生产了一种 Enso 除灌机,它在割灌装置后面加装了除黑龙江工程学院本科生毕业设计3草剂喷洒装置,能同时进行机械和化学抚育,可大大节省化学药剂的喷洒量。此外,中小型的灌木收割机还有瑞典制造的帕尔.特内尔 B173 和胡斯克法尔 165R割灌机,后者还带有可以更换的尼龙除草丝转盘。德国制造的 FS200AV 割灌机上还配有减振装置。拉马尔除灌机悬挂在四轮驱动拖拉机的前方。机器前进时
16、,旋切刀便将前面的灌木切成碎块。英国制造的大型灌木切割机有萨布列除灌机、12 型灌木切碎机、横轴甩锤式除灌机和水平甩锤式除灌机。萨布列除灌机的除灌锯片装在向前伸出的悬臂上,为了保持机器的平衡后部装有配重;锯切部分可以根据需要更换,这种除灌机可锯断直径420 英寸的树木。20 世纪 90 年代,这些先进国家的灌木收割机械陆续进入我国种植基地。国外先进的灌木收割机械技术比较完善,机具品种齐全,性能可靠,但价格昂贵。目前,欧美各国几乎所有的农机公司都生产灌木收割机械且已形成系列化,能满足各种收割作业的需要。其主要结构、技术性能指标至今没有大的变化,只是在操作舒适性和电子计算机应用方面有所改进。20
17、世纪 90 年代，这些先进国家的灌木收割机械陆续进入我国种植基地。国外先进的灌木收割机械技术比较完善，机具品种齐全，性能可靠，但价格昂贵。目前，欧美各国几乎所有的农机公司都生产灌木收割机械且已形成系列化，能满足各种收割作业的需要。其主要结构、技术性能指标至今没有大的变化，只是在操作舒适性和电子计算机应用方面有所改进。下图 1-1 为国外生产的割灌机。图 1-1黑龙江工程学院本科生毕业设计41.3.2 国内割灌机械发展现状我国林木收获机械产业化起步晚,与欧美等发达国家相比在技术、制造手段和工艺等方面都还有一定的差距,主要是产品的品种不全,适应性和配套性差,产品的技术水平比较低。我国割灌机的开发、
18、研究起步于 20 世纪 60 年代,目前国内生产厂家仍较少,而且产品质量大,性能落后,品种单一,规格少,不能形成系列产品,无法满足各种用户需求。1992 年原国家林业部下达给黑龙江省木材采运研究所“山地清林机的研制”项目,目的在于研制一种重、中型可提高割灌效率与质量的割灌木设备。2G-200 型悬挂式割灌机是“山地清林机的研制”项目的阶段性成果,该机主要是为适应营造短周期工业用材林以及人工速生丰产林发展的需要,它是以 J-50 履带拖拉机为动力,在拖拉机前悬挂具有仿行特点的多圆锯片的中型割灌木设备。辽宁省法库县农机推广站对东风-2 型小麦收割机进行了设计改造。由于小麦种植量少,设备使用时间短,
19、该机每年绝大部分时间处于闲置状态,对其设计改造后可收获苜蓿。其主要以东风-2 型收割机的主机为动力和行走平台,通过重新设计割台、铺放装置和传动连接装置,改造成 9GY-2.3 型牧草收割机,达到了收割苜蓿的要求。只要更换割台就可以进行小麦的收割作业。此项研发缩短了苜蓿收割机的研制周期,降低了设计和制造成本,实现了一机多用。山西省广灵县新特服务部研制成功了柠条收割机和麻黄收割机。其主要用途有柠条类丛林灌木的平茬、收割;桑树、茶树更新换代的平茬;冬青、草坪等园林绿化的草和灌木植物的修整;草原牧草(如红柳、沙柳、花棒、踏郎、紫花苜蓿、沙打旺、草木栖、柠条和篙籽等)的收割。福建省林科所研制成功的 2GB-081 型背负式割灌机具有质量轻、振动小、适应性强、用途广、易于综合配套等特点,非常适合广大农村多种经营使用。广西柳州索罗小型动力机厂 1999 年研发的 3GC-1.5 割灌机,主要性能指标具有国内先进水平。该割灌机已在东北林区、各地公园、机关和厂矿等广泛应用。此外,该机还可用于收割南方水稻,深受农民的欢迎。下图 1-2，1-3，1-4 分别为国内生产的大型割灌机、便携式割灌机和国内外一些割灌机参数及特点的对比。
