小型便攜式割灌機(jī)設(shè)計(jì)論文[帶圖紙].doc

南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：小型便攜式割灌機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)院：南方學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：講師二O一三年五月南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)小型便攜式割灌機(jī)設(shè)計(jì)摘要割灌機(jī)作為營(yíng)林機(jī)械的一種，用于林地清理、幼林撫育、次生林改造和森林撫育采伐等割除灌木、雜草、修枝、伐小徑木、割竹等作業(yè)。我國(guó)灌木樹(shù)種資源極為豐富，近幾年來(lái)，為了防風(fēng)固沙、保持水土、改善生態(tài)系統(tǒng)、維持生態(tài)系統(tǒng)、維持生態(tài)平衡，正在持續(xù)大面積種植灌木，僅內(nèi)蒙古鄂爾多斯市就有沙生灌木1200多萬(wàn)畝，我國(guó)西部地區(qū)沙生灌木資源也非常豐富且集中。根據(jù)沙生灌木的生物學(xué)特性，每35年就需進(jìn)行平茬，平茬后生長(zhǎng)加快，萌發(fā)力加強(qiáng)，具有復(fù)壯作用。平茬收割時(shí)若手工勞作，其勞動(dòng)強(qiáng)度大且生產(chǎn)效率低，因此，為了提高生產(chǎn)效率，割灌機(jī)必不可少。而本次設(shè)計(jì)的小型便攜式割灌機(jī)就是割灌機(jī)中一種簡(jiǎn)便、快捷的機(jī)具。割灌機(jī)能切割直徑4cm以內(nèi)的多種林木雜草；應(yīng)盡可能小型便攜，以方便在地區(qū)崎嶇，起伏不定的山林地帶操作，靈活工作；動(dòng)力裝置應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求；長(zhǎng)期在惡劣的噪聲環(huán)境中工作會(huì)導(dǎo)致職業(yè)性耳聾,并且在4KHz附近容易產(chǎn)生聽(tīng)力損傷，這是職業(yè)性耳聾的特點(diǎn)，所以割灌機(jī)工作是應(yīng)盡量防止噪聲過(guò)大，并使用消音器；要盡量減小割灌機(jī)把手的振動(dòng)；工作部分采用尼龍絲、圓鋸片等做為切割部件。關(guān)鍵詞：割灌機(jī)；小型；便攜。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)DesignofSmallportablebrushcutterAbstractOneofthebrushcutterasaforestrymachinery,usedinforestlandclearing,youngforesttending,Secondaryforesttransformationandforesttendingcutting,etc.Resectshrubsandweeds,trimmingandcuttingpathcutwood,bambooandtheotherworks.ShrubspeciesresourcesareveryabundantinChina,inrecentyears,inordertopreventtheland,conservewaterandsoil,improvetheecologicalsystem,maintainecologicalbalance,weareplantinglargeareaofshrubs,onlytheInnerMongoliaErdosCityhasabout12000000muofsandyshrub,shrubresourcesinwesternregionofChinaisalsoveryrichandconcentrated.Accordingtothebiologicalcharacteristicsofshrub,itwillaccelerategrowth,strengthsproutandhastheeffectofrejuvenationafterstubbleforevery35years.Whenyouareharvesting,manuallaborisintensityandlowproductionefficiency,soinordertoimprovetheproductionefficiency，brushcutterisindispensable.Thedesignofthesmallportablebrushcutterisaneasyandfastmachineofthebrushcutter.Brushcuttingdiameter4cmfunctionwithinavarietyoftreesandweeds.Itshouldbeassmallandlight,inordertofacilitatetheruggedterrainundulatingforestzoneoperation,flexibleworking.PowerunitshallcomplywiththerequirementsofGB.Longinharshnoiseenvironmentscancauseoccupationaldeafness,andinthevicinityof4KHpronehearingloss,whichisthecharacteristicsofoccupationaldeafness,sobrushcutterwork,itshouldtrytopreventexcessivenoise,andusethesilencer.Tominimizevibrationhandlebrushcutter,workpartadoptsnylonyarn,suchasacircularsawbladecuttingparts.Keywords:brushcutter；small；portable南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄第一章緒論.11.1引言.11.2國(guó)外小型便攜式割灌機(jī)發(fā)展概況.11.3國(guó)內(nèi)小型便攜式割灌機(jī)發(fā)展概況.41.4本文研究的目的及意義.6第二章小型便攜式割灌機(jī)的設(shè)計(jì)方案.72.1小型便攜式割灌機(jī)的比較和選擇.72.2小型便攜式割灌機(jī)的組成及工作原理.8第三章小型便攜式割灌機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).103.1發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇.103.2離合器的設(shè)計(jì)選擇.103.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).163.4減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算.183.5小型便攜式割灌機(jī)工作頭的設(shè)計(jì).253.6小型便攜式割灌機(jī)把手的設(shè)計(jì).263.7背架、后蓋及機(jī)架的設(shè)計(jì).273.8小型便攜式割灌機(jī)的減振降噪措施.29第四章小型便攜式割灌機(jī)的計(jì)算校核.30第五章總結(jié)和展望.345.1總結(jié).345.2展望.34南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)致謝.35參考文獻(xiàn).36附錄.37南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第1頁(yè)共42頁(yè)第一章緒論1.1引言撫育間伐是我國(guó)林業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要工作,所謂撫育間伐,即在未成熟的林分中定期而重復(fù)地砍伐部分林木,為保留的林木創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境,促使其生長(zhǎng)發(fā)育,一般自幼林郁閉開(kāi)始到成林主伐前的用材要進(jìn)行34次撫育間伐,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)林分總面積的70%(約80萬(wàn)hm2)是中幼林,其中約80%的中幼林未及時(shí)進(jìn)行撫育,亟待撫育的約53萬(wàn)hm2。目前我國(guó)中幼林撫育間伐作業(yè)只有少量利用機(jī)械,大部分還靠手工作業(yè)(大斧子、彎把鋸伐木),其勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,已不能適應(yīng)撫育生產(chǎn)的要求1。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保意識(shí)的進(jìn)一步加強(qiáng),特別是1998年長(zhǎng)江等流域的特大洪水,給世人敲響了警鐘,我國(guó)政府出臺(tái)了一系列保護(hù)生態(tài)環(huán)境的政策,禁伐天然林,嚴(yán)格控制砍伐人工林。林業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化,伐木工人變成了營(yíng)林工人,使得林業(yè)部門(mén)對(duì)林業(yè)機(jī)械的需求也發(fā)生了重大變化2；伐木機(jī)械需求量急劇減少,以油鋸為例,1997年全國(guó)油鋸銷(xiāo)量在415萬(wàn)臺(tái)左右,1998年下降至315萬(wàn)臺(tái),預(yù)計(jì)1999年至多215萬(wàn)臺(tái),因而營(yíng)林機(jī)械必將有很大的增加。我國(guó)灌木樹(shù)種資源極為豐富,灌木林不僅是重要的生態(tài)林,而且是經(jīng)濟(jì)效益很高的商品林3。灌木具有耐干旱、抗風(fēng)沙、天然更新快、萌發(fā)能力強(qiáng)和根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn),是我國(guó)造林綠化的重要樹(shù)種,也是西北地區(qū)防沙治沙和一些特殊自然地理區(qū)植被建設(shè)的重要森林群落。同時(shí),灌木林還是重要的薪炭林、飼料林、工業(yè)原料林和景觀觀賞林,在林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)中具有不可替代的地位。大力發(fā)展灌木林,充分發(fā)揮灌木林在生態(tài)建設(shè)、生態(tài)安全、生態(tài)文明中的突出優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要4。近幾年來(lái),為了防風(fēng)固沙、保持水土、改善生態(tài)系統(tǒng)、維持生態(tài)平衡,正在持續(xù)大面積種植灌木,僅內(nèi)蒙古鄂爾多斯市就有沙生灌木1200多萬(wàn)畝,我國(guó)西部地區(qū)沙生灌木資源也非常豐富且集中。根據(jù)沙生灌木的生物學(xué)特性,每35年就需進(jìn)行平茬,平茬后生長(zhǎng)加快,萌發(fā)力加強(qiáng),具有復(fù)壯作用1。平茬收割時(shí)若手工勞作,其勞動(dòng)強(qiáng)度大且生產(chǎn)效率低,因此，為了提高生產(chǎn)效率，割灌機(jī)必不可少。1.2國(guó)外小型便攜式割灌機(jī)發(fā)展概況國(guó)外對(duì)割灌機(jī)的開(kāi)發(fā)研究較早,起點(diǎn)高、水平亦較高,廣泛采用現(xiàn)代科技成果,如工程塑料、CDI無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火等,整機(jī)重量輕、功率大、使用操作靈巧,并形成了系列產(chǎn)品。南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第2頁(yè)共42頁(yè)以德國(guó)STIHL公司、SOLO公司為代表的廠家,其產(chǎn)品動(dòng)力排量從22CC到56.5CC，功率從0.6kw到2.8kw。以日本為例，日本生產(chǎn)的割灌機(jī)型號(hào)很多,其中Xenoah杰納亞割灌機(jī)有輕、中和重型三種5。輕型有QT20和BCF01,中型的有BCD20、BCD29、FBC12、FBC22、FBC24、FBC26、FBC26和FBC28,重型的只有FBC336。其中,工作部分使用尼龍除草絲、圓鋸片和除草刀盤(pán),可用于不同高度枝條的收割。1993年日本研制成功了割灌帶寬90cm、且能自動(dòng)調(diào)平駕駛座椅的坡地用自行式割灌機(jī)。前蘇聯(lián)生產(chǎn)的Cekop-3型割灌機(jī)可用于幼林的撫育、灌木的采伐和割草等。割灌機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分和鋸木圓鋸片組成。工作時(shí)操作人員可將割灌機(jī)背在肩上,用右手操作機(jī)器,左手扶著鋸切的樹(shù)木7。前蘇聯(lián)制造的MNC大型除灌機(jī)裝在白俄羅斯型拖拉機(jī)上,前部為壓灌部分,后部為割灌切碎部分。機(jī)器前進(jìn)時(shí),壓灌部分先將灌木壓彎壓擠在一起,再由割灌裝置自根莖處切斷,最后由切碎裝置將割下的灌木切碎并撒拋在地上,該機(jī)可用于大面積的除灌作業(yè)。加拿大Windsor公司最近也生產(chǎn)了一種Enso除灌機(jī),它在割灌裝置后面加裝了除草劑噴灑裝置,能同時(shí)進(jìn)行機(jī)械和化學(xué)撫育,可大大節(jié)省化學(xué)藥劑的噴灑量8。此外,中小型的灌木收割機(jī)還有瑞典制造的帕爾特內(nèi)爾B173和胡斯克法爾納165R割灌機(jī),后者還帶有可以更換的尼龍除草絲轉(zhuǎn)盤(pán)。德國(guó)制造的FS200AV割灌機(jī)上還配有減振裝置3。德國(guó)制造的克拉馬爾除灌機(jī)懸掛在四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)的前方。機(jī)器前進(jìn)時(shí),旋切刀便將前面的灌木切成碎塊。英國(guó)制造的大型灌木切割機(jī)有薩布列除灌機(jī)、12型灌木切碎機(jī)、橫軸甩錘式除灌機(jī)和水平甩錘式除灌機(jī)。薩布列除灌機(jī)的除灌鋸片裝在向前伸出的懸臂上,為了保持機(jī)器的平衡后部裝有配重；鋸切部分可以根據(jù)需要更換,這種除灌機(jī)可鋸斷直徑420英寸的樹(shù)木。20世紀(jì)90年代,這些先進(jìn)國(guó)家的灌木收割機(jī)械陸續(xù)進(jìn)入我國(guó)種植基地。國(guó)外先進(jìn)的灌木收割機(jī)械技術(shù)比較完善,機(jī)具品種齊全,性能可靠,但價(jià)格昂貴。目前,歐美各國(guó)幾乎所有的農(nóng)機(jī)公司都生產(chǎn)灌木收割機(jī)械且已形成系列化,能滿足各種收割作業(yè)的需要9。其主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能指標(biāo)至今沒(méi)有大的變化,只是在操作舒適性和電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面有所改進(jìn)。如圖1所示，是德國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品型號(hào)FS-120的割灌機(jī)南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第3頁(yè)共42頁(yè)圖1FS120型便攜式割灌機(jī)如圖2所示，是日本小松背負(fù)式割灌機(jī)圖2日本本田GX-35背負(fù)式割灌機(jī)如圖3所示，是日本生產(chǎn)的自走式割灌機(jī)：本田GXV160割灌機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)采用頂尖的OHV技術(shù)，大大改善空氣、燃料和溫度的控制，在輸出達(dá)5.5匹的馬力之同時(shí)，省油20%30%,比一般草坪機(jī)所采用的側(cè)置式氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)更省油達(dá)50%。圖3本田GXV160割灌機(jī)南京林業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第4頁(yè)共42頁(yè)1.3國(guó)內(nèi)小型便攜式割灌機(jī)發(fā)展概況我國(guó)割灌機(jī)的開(kāi)發(fā)、研究起步于20世紀(jì)60年代,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家仍較少,而且產(chǎn)品質(zhì)量大,性能落后,品種單一,規(guī)格少,不能形成系列產(chǎn)品,無(wú)法滿足各種用戶需求10。1992年原國(guó)家林業(yè)部下達(dá)給黑龍江省木材采運(yùn)研究所“山地清林機(jī)的研制”項(xiàng)目,目的在于研制一種重、中型可提高割灌效率與質(zhì)量的割灌木設(shè)備。2G-200型懸掛式割灌機(jī)是“山地清林機(jī)的研制”項(xiàng)目的階段性成果,該機(jī)主要是為適應(yīng)營(yíng)造短周期工業(yè)用材林以及人工速生豐產(chǎn)林發(fā)展的需要,它是以J-50履帶拖拉機(jī)為動(dòng)力,在拖拉機(jī)前懸掛具有仿行特點(diǎn)的多圓鋸片的中型割灌木設(shè)備。遼寧省法庫(kù)縣農(nóng)機(jī)推廣站對(duì)東風(fēng)-2型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改造。由于小麥種植量少,設(shè)備使用時(shí)間短,該機(jī)每年絕大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài),對(duì)其設(shè)計(jì)改造后可收獲苜蓿。其主要以東風(fēng)-2型收割機(jī)的主機(jī)為動(dòng)力和行走平臺(tái),通過(guò)重新設(shè)計(jì)割臺(tái)、鋪放裝置和傳動(dòng)連接裝置,改造成9GY-2.3型牧草收割機(jī),達(dá)到了收割苜蓿的要求。只要更換割臺(tái)就可以進(jìn)行小麥的收割作業(yè)。此項(xiàng)研發(fā)縮短了苜蓿收割機(jī)的研制周期,降低了設(shè)計(jì)和制造成本,實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。山西省廣靈縣新特服務(wù)部研制成功了檸條收割機(jī)和麻黃收割機(jī)。其主要用途有檸條類(lèi)叢林灌木的平茬、收割；桑樹(shù)、茶樹(shù)更新?lián)Q代的平茬；冬青、草坪等園林綠化的草和灌木植物的修整；草原牧草(如紅柳、沙柳、花棒、踏郎、紫花苜蓿、沙打旺、草木棲、檸條和篙籽等)的收割。福建省林科所研制成功的2GB-081型背負(fù)式割灌機(jī)具有質(zhì)量輕、振動(dòng)小、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣、易于綜合配套等特點(diǎn),非常適合廣大農(nóng)村多種經(jīng)營(yíng)使用。廣西柳州索羅小型動(dòng)力機(jī)廠1999年研發(fā)的3GC-1.5割灌機(jī),主要性能指標(biāo)具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。該割灌機(jī)已在東北林區(qū)、各地公園、機(jī)關(guān)和廠礦等廣泛應(yīng)用。此外,該機(jī)還可用于收割南方水稻,深受農(nóng)民的歡迎。從以上可以看出，我國(guó)林木收獲