自走式灌木枝条锯断机的结构设计与研究

作     者：方彦 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：齐英杰

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 082801[工学-农业机械化工程] 

主      题：人工灌木林 采伐设备 灌木锯断 有限元分析 

摘      要：本论文依托于林业公益性行业科研专项:乔灌木人工林机械化采收装备技术研发(201504508)和中央高校基本科研业务费专项资金:林业剩余物收集利用生产设备及关键技术研究(2572016EBC3),针对次小薪材和三剩物运输难的问题,提出了先锯断再运输的设想,根据人工灌木林的特点以及人造板原料生产工艺要求,研制出一台具有行走功能和锯断功能的小型自走式灌木枝条锯断机,能在目前中国劳动力成本高、能耗大的大环境下,实现高效收集灌木林的次小薪材和林间剩余物。本文结合作者在2017年中国林业机械展览会上实地考察,综述了国内外锯切、采伐技术发展现状,提出我国的木材加工、林业采收机械正朝着大型化、小型化、自动化方向发展,提出本文的设计定位是小型化采收设备。本文对自走式灌木枝条锯断机进行了整体设计,制定自走式灌木枝条锯断机的设计方案,画出结构原理图,确定自走式小型灌木锯断机的主要参数,并对其生产节拍、切削力、整机功率进行理论分析计算,确定整机方案。^本文在整体方案和加工规格多元化的前提条件下,对设计的自走式锯断机做静力学分析和Solidworks三维设计,重点对切割——进给机构、压紧机构、传动机构、移动托架做结构设计,分析履带行走机构的行走、载重和转弯能力,并用Solidworks软件建立整机方案,并用ANSYS对灌木锯断机的机架进行有限元分析,得出机架的主要受力点、锯断机构安装位置的应力、应变与变形云图,校核自走式灌木枝条锯断机的强度和刚度;通过ANSYS做机架的模态分析,比对其他振动源的固有频率、振型,校核自走式灌木枝条锯断机的振动过程的稳定性。经过反复修改,最终得到可行方案;本文制造出自走式灌木枝条锯断机的样机并进行样机调试、整车性能匹配,并完成行走、加工实验。在行走实验中主要考察整个车辆底盘系统的操纵稳定性,在样机切割实验中主要考察生产效率。针对实验中出现的问题进一步完善设计,使整机达到使用要求。