多功能轮式集材机关键参数优选与作业装置设计及试验研究

发布时间：2022-01-11 18:15

　　伐区作业是木材生产的首要阶段,其作业质量好坏,直接影响木材生产的森林生态效益和社会经济效益。而集材作业是伐区作业各工序中劳动消耗最大、对环境破坏最严重的工序。可以说集材作业是木材生产最关键工序之一。随着人们对森林生态效益的重视和国有森工企业木材产量的下降,传统的大型集材拖拉机（如J-50、J-80）已不适用于当今作业地点分散、坡度大、林木稀疏、公顷集材量和单株立木出材量均较低的林区作业条件,同时畜力集材与林区生产实际之间的矛盾日趋严重。因此,急需探索新型的更适合林区生产实际的灵活、环保的多功能集材机械。本文致力于研究这样一种适合林区生产实际且对林区生态环境破坏小的高效低耗的生态型多功能集材机。这种集材机集木材绞集、装卸、清障和修简易路等多功能于一体,具有外形尺寸小,转弯灵活,爬坡能力强等特点,不用修建集材道,可在林间穿行,能很好的保护幼树,对地表土壤破坏小,有很好的生态效益。同时,可以提高生产效率,降低生产成本,有较好的经济效益。此外,在非集材作业期还可用于采伐迹地的清理、整地、营林等多项作业,真正实现一机多用。首先,本文介绍了集材机械的发展,阐述了传统集材机存在的问题,对多功能轮式集... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 课题来源
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 研究技术路线
2 多功能轮式集材机选型
    2.1 多功能轮式集材机选型的原则与方法
        2.1.1 关键参数概述
        2.1.2 关键参数选择原则
        2.1.3 关键参数选择方法
    2.2 多功能轮式集材机关键参数的选取
        2.2.1 基于调查数据的关键参数选取
        2.2.2 基于理论计算的关键参数选取
    2.3 多功能轮式集材机关键参数的优化
        2.3.1 关键参数优化模型的目标函数
        2.3.2 关键参数优化模型的设计变量
        2.3.3 关键参数优化模型的约束条件
        2.3.4 关键参数优化模型的优化策略及方法
        2.3.5 关键参数的优化结果
    2.4 改造样机的选择
    2.5 本章小结
3 多功能轮式集材机作业装置的结构设计及校核
    3.1 木材抓具的设计及校核
        3.1.1 木材抓具设计
        3.1.2 木材抓具强度校核
    3.2 液压绞盘机的选型及校核
        3.2.1 液压绞盘机外形尺寸的初选
        3.2.2 钢丝绳的选择
        3.2.3 卷筒参数的计算
        3.2.4 液压马达的选型
        3.2.5 液压绞盘机型号的确定
        3.2.6 液压绞盘机卷筒强度校核
    3.3 搭载板的设计及校核
        3.3.1 搭载板的设计要求
        3.3.2 搭载板结构参数设计
        3.3.3 搭载板强度校核
    3.4 作业装置液压原理
    3.5 本章小结
4 多功能轮式集材机作业稳定性仿真及倾翻报警装置设计
    4.1 多功能轮式集材机作业稳定性仿真及分析
        4.1.1 ADAMS多体动力学解算理论
        4.1.2 实体三维建模
        4.1.3 仿真与分析
    4.2 倾翻报警装置的设计及功能说明
        4.2.1 倾翻报警装置基本功能
        4.2.2 倾翻报警装置的硬件组成
        4.2.3 倾翻报警装置硬件功能和原理
        4.2.4 编写程序
    4.3 本章小结
5 多功能轮式集材机生产效率试验
    5.1 试验样地概况
    5.2 集材效率试验及分析
        5.2.1 研究方法
        5.2.2 结果分析
        5.2.3 结语
    5.3 原木装车效率试验及分析
        5.3.1 研究方法
        5.3.2 结果分析
        5.3.3 结语
    5.4 集材作业成本分析
    5.5 伐区清障试验
    5.6 本章小结
6 多功能轮式集材机集材作业对土壤理化性质影响及保留木损伤分析
    6.1 集材作业对土壤紧实度的影响
        6.1.1 研究方法
        6.1.2 结果分析
        6.1.3 结语
    6.2 集材作业对土壤理化性质的影响
        6.2.1 研究方法
        6.2.2 结果分析
        6.2.3 结语
    6.3 集材作业对林地土壤呼吸的影响
        6.3.1 研究方法
        6.3.2 结果分析
        6.3.3 结语
    6.4 集材作业对保留木损伤分析
        6.4.1 保留木损伤调查
        6.4.2 损伤保留木布局
        6.4.3 保留木损伤形式
        6.4.4 保留木损伤率
    6.5 本章小结
7 多功能轮式集材机与其他集材机对比分析及结构改进
    7.1 多功能轮式集材机与小型轮式及小型履带集材机对比分析
        7.1.1 技术参数对比
        7.1.2 集材效率比较
    7.2 多功能轮式集材机与J-50集材机对比分析
        7.2.1 集材效率对比分析
        7.2.2 对保留木损伤的对比分析
    7.3 多功能轮式集材机集材装置的结构改进及仿真
        7.3.1 多功能轮式集材机集材装置的改进
        7.3.2 集材装置改进后的仿真分析
    7.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国木材生产机械的发展（二）——集材机械[J]. 白帆,白胜文,肖冰,王琦,周大元,张丽平.  林业机械与木工设备. 2013(02)
[2]谈采伐方式和机械对保留木的影响[J]. 宋东波.  黑龙江科技信息. 2012(35)
[3]黑龙江森工林区集材方式的变化及发展趋势[J]. 吴坤.  科技创新与应用. 2012(19)
[4]小型绞盘机卷筒优化设计[J]. 潘明旭,王立海,宋世全,杨德岭.  东北林业大学学报. 2012(07)
[5]采伐与集材方式的探讨[J]. 张捷.  科技与企业. 2012(14)
[6]谈集材方式的合理选择[J]. 王宝军,贾忠华,陈振友.  农村实用科技信息. 2012(06)
[7]装载机抓具设计思路及结构优化[J]. 张海涛,鞠涛,鲍玉亮.  工程机械. 2012(02)
[8]Effects of wheeled cable skidder on rut formation in skid trail-a case study in Hyrcanian forest[J]. Meghdad Jourgholami,Baris Majnounian.  Journal of Forestry Research. 2011(03)
[9]谈利用ZJ-50型和J-50型集材机集材[J]. 毕有志.  林业勘查设计. 2011(03)
[10]装载机木材夹钳装置设计[J]. 屈海涛.  工程机械. 2011(03)

硕士论文
[1]铰接式工程车辆倾翻稳定性与防倾翻预警策略研究[D]. 张玉新.吉林大学 2012
[2]基于计算机模拟的森林采伐作业研究[D]. 王志平.东北林业大学 2010



本文编号：3583233