树木移栽机设计

精品资料，值得下载学习！ 目录 中文 摘要 . 1 英文摘要 . 2 1 引言 . 3 题研究的意义 . 3 械化移栽目前存在的主要问题 . 3 栽前应考虑的因素 . 3 栽过程中的注意事项 . 4 栽后的养护管理 . 5 2 总体方案 . 7 计要求 . 7 案一 . 7 案二 . 8 案三 . 10 体方案确定 . 12 3 树木移栽机总体设计 . 13 木移栽机的构造 . 13 作过程 . 16 树机构设计 . 17 作铲 . 17 铲的设计 . 18 铲式挖树机构的导轨和导轨支架 . 24 压系统的设计 . 26 压悬挂装置 . 31 技术经济性分析 . 34 结论 . 35 谢辞 . 36 参考文献 . 37 精品资料，值得下载学习！ 树木移栽机 摘 要： 本设计的树木移栽机，用于挖掘直径在 8掘土球直径为 50球高度为 40 结构 设计主要有：机架、铲刀、导轨、液压缸、升降机构的设计。 1. 机架：包括一固定机架和两个活动机架，两活动机架分别通过两垂 直转轴从两侧与固定机架铰接，相邻固定机架和活动机架分别与开闭油缸的缸体和活塞轴连接。 设计为菱形铲，共有三个铲 刀，分别用螺栓连接在固定导轨上；三个铲刀表面有一定光滑度，经过淬火处理，有一定的硬度和韧性。 设计中的导轨为滚动轴承导轨，固定内圈，外圈可转动。设计总共设计了三组液压缸，包括开合液压缸，铲土液 压缸和升降液压缸，分别实现开合、下铲和升降的功能。 设计设计的升降机构通过一个导向导轨和两个平行放 置的液压缸实现主体结构提升和下降的功能。 本设计结构简单、操作简便、机动灵活、作业效率高。 关键词： 树木移栽机 铲刀 三点悬挂机构 液压 精品资料，值得下载学习！ of is 0cm in in 01. a of 2. is in a a 3. of is It be 4. of 5. of a to to in 品资料，值得下载学习！ 1 引言 题研究的意义 城市绿化是城市生态环境建设的核心内容。其生态效应是由绿量决定的，而绿量的大小则取决于组成城市绿化主导材料的各种类树木所表现的叶面大小和树冠覆盖面积，所以种植树木是短期内加快城市生态环境建设和提高城市生态环境质量的主要手段和途径。据测定，树木吸取 造 5倍 10216t，释放 0212t，吸收量是草坪的 3倍，年可滞尘 吸收 水 1500t，空气湿度可增加 54。可见，树木产生的生态效应是非常明显的。 在目前城市热岛效应日趋明昱和人们对城市居住环境品质要求不断提高的新形势下，在城市中推行种植有一定体量和相当数量的树木就显得尤为重要瓤迫切。在当前城市绿化建设过程中普遍进行较大规格树木移植时，因城市生境的特殊眭和差异性，其移植后的成活率及生长表现有时往往不容乐观。这不仅在 定程度上浪费了社会生态资源，而且影响了城 市绿地的建植效果。 因此，进行树木移栽机的研究和设计，并成功投入使用，对城市绿化和环境美化有着重大的意义。 械化移栽目前存在的主要问题 通过在树木移植过程中的长期实践，列树木的成活机里和移植技术要领等进行了研究与总结。 栽前应考虑的因素 基本原理：近似生境。实践证明，若移植后的生境近似于原生生境，则移植的成活率较高，移植在近似生境中的树木期生长情况往往能恢复到原生生境状态。树木的生长环境主要包括温度、光照、水分等小气候条件和土壤条件等，如果把处于不同生境中的树木进行移植，光度、 温度、湿度、及土壤等任一条件发生变化，其树木的植株生长就会受到影响或发生差异，有的甚至枯萎死亡，所以定植地的土精品资料，值得下载学习！ 壤条件进行判定或测试，根据检测结果改善定植地的土壤生境条件，以提高树木移植的成活率。树木移植近似生境的原理一定程度上也是树木移植宜近不宜远、适地适树实践经验。树势平衡。树木移植时，树木的地上部分和地下部分须保持平衡，树木移植如对根系造成伤害，就必须根据其根系分布情况，对地上部分进行修剪，使地上部分和地下部分的生长情况基本保持平衡。闪为供给根系发育的营养物质主要来副阻上部分，对枝叶修剪过多不但会影响 树木的景观，也会影响根系的生长发育，所以在移植树木时必须慎重考虑枝叶和根系的去留权衡问题，尽量使地上部分和地下部分保持平衡。如地上部分所留比铡超过地下部允昕留比例，则须通过人工养护弥补这种不平衡。 基本条件：季节适时。移植树木的成功率高低在很大程度上取决于移植树木季节的选择，而考虑适时选择主要是因为此时树木的生理代谢较易得到平衡。一般情况下，常绿树移植选择在春季，即 3月下旬至 5月上旬。这段时期气温回升，雨量充足，光照适中，常绿树在此期问枝叶、根系处于生理生长发育期，移植受损的伤口能及时产生愈合组织，即新芽 新根能在短期内得到恢复或修复。落叶树 般则选择在秋冬季，即树木落叶后到发芽前。因此时树木处于休眠期，而落叶树大多数季相明显，移植时都以保持全冠为宜，所以相对春季选择秋冬季更为妥当，但具体时间的选择还需根据树木的习性和物候特点来确定。适时选择树木的移植时间是建立在树势平衡这个基本原理之上的。 断根缩坨。从树木薪防；代谢括动的生理危度来看，树木移植经过掘起、搬运、再种植，其根系大量受损，树木的水分和有机物质大量消耗，这就打破了地上部分和地下部分的平衡，因为维持树木地上部分枝叶平衡主要依靠地下部分的根系来供给养 分，而根系则主要通过大量的毛根和须根来完成，所以毛须根的数量和生理质量起着至关重要的作用。锵决树木移植中确保毛须根完整的有效办法就是采用科学的传统技法 断根缩坨，也称同根法，盘根法， 般在树木移植前 1 3年通过挖沟断根、对根径 士等步骤来完成对树木的断根缩坨处理，断根是提高移植树木成活率的关键因素之一。 栽过程中的注意事项 挖掘：在树木移植前，应根土壤的干湿情况进行浇水，以防挖掘后因土壤过于而使土球松散或树木脱水，以树干为中心，沿外缘挖掘土球，土 球的大小应为移植树木胸径的 7球的厚度不小于土球直径的 2/3，特别有要求的树木，其土球规格可适当放大，挖掘时首先应铲除表层土，沿土球外沿开挖 60品资料，值得下载学习！ 遇到直径超过 2不可用铁锹斩断，以防震裂土球，挖到一定深度后，将士球四周的土进行修削，上大下心，肩部圆滑，形状规整，同时挖掘过程中应对树木进行适当疏枝与修剪。 土壤的选择和处理：要选择通气、透水性好，有保水保肥能力，土内水、肥、气、热状况协调的土壤。经多年实践，用泥沙拌黄土 (3:1为佳 )作为移栽后的定植用土比较好 ，它有三大好处， 是与树根有“亲和力”。在栽培大树时，根部与土往往有无法压实的空隙，经雨水的侵蚀，泥沙拌黄土易与树根贴实；二是通气性好。能增高地温，促进根系的萌芽，三是排水性能好。雨季能迅速排掉多余的积水。遭水沤，造成根部死亡，旱季浇水能迅速吸收、扩散。 栽后的养护管理 旱季的管理： 6部分时间气温在 280湿度小，是最难管理的时期。如果管理不当造成根干缺水、树皮龟裂，会导致树木死亡。这时的管理要特别注意： 是遮阳防晒，可以树冠外围东西方向“几字型，盖遮阳网，这样能较好的挡住 太阳的直射光，使树叶免遭灼伤；二是根部灌水，预埋的塑料管或竹筒内灌水，此方法可避免浇“半截水”能一次浇透，平常能使土壤见干见湿，也可往树冠外的洞穴灌水，增加钳木周围土壤的湿度；三是甜南面架设三角支架，安装 个高了树 量调成雾状水，因为夏、秋季大多吹南风，密装在南面可经常给树冠喷水，使树干树叶保持湿润，也增加了树周围的湿度，并降低了温度，减少了树木体内有限水分、养分的消耗。没条件对可采“滴灌法”，即在树旁搭 个三角架，上面吊一只储水梗，在桶下部打若干孔，用硅胶将塑料管粘在孔上，另一端用火烧后封 死，将管螺旋状绕在树干和树枝上，按需要从没方向在管上打孔至滴水，同样可起到湿润树干树枝、减少水分养分消耗的作用。 雨季的管理：南方春季雨水多，空气温度大，这时主要应抗涝。由于树木初生芽叶，根部伤口未愈合，往往会赞附木死亡。雨季用潜水泵逐个抽干穴内水，避免树木被水浸泡。 寒冷季节的管理：要加强抗寒、保暖措施。一是要用草绳绕干，包裹保暖，这样能有效地低御低温和寒风的侵害，二是搭建简易的塑料薄膜温室，提高树木的温、湿度，三是选择一天中温度相对较高的中午浇水或叶面喷水。 移栽后的施肥：由于树木损伤大，第一年不能施肥 ，第二年根据树的生长情况施农家肥或叶面喷肥。 精品资料，值得下载学习！ 移栽后病虫害的防治：移植树木的病虫害一般由原生境附带而来的居多，所以在移植前须对树木进行病虫害的治理和健康植株树木的挑选，在移植地应特别注意对土壤和移植树木损伤截 U 的处理，尽量减少病菌的滋生和感染。穆植后的树木一旦发现虫害可采用捕杀、诱杀、化学施药法等进行处理，发现病害一般采用人工清除、化学施药进行防治。可用多菌灵或托布津、敌杀死等农药混合喷施。分 4月、 7月、 9月三个阶段，每个阶段连续喷本次药，每星期一次，正常情况下可达到防治的目的。 大树移栽后，一定要加强养护 管理。俗话说得好，“三分钟，七分管”，由此可见，养护管理环节在绿化建设中的重要性。当然，要切实提高大树移栽后的成活率，还要在绿地规划设计、树种选择等方面动动脑筋，下点功夫。精品资料，值得下载学习！ 2 总体方案 计要求 本设计的树木挖载机主要用于树木的挖掘、切根处理和移栽。挖掘土球直径不大于 800树木，切根与挖掘可同时进行，移栽挖大小同样的坑后将挖掘来的树木栽入。要求土球光滑不毛，机器体积小、效率高。 案一 本实用新型涉及一种树木挖掘移栽机。 该移栽机有一个十字形升降机架，它安装在固定机架内 ；升降机架的顶端向下顺序与切土铲油缸及切土铲连接；切土铲的两侧与切土铲活动臂固定连接，切土铲活动臂的两端与固定切土铲臂框架铰连接；升降机架的中部固定连接一个横向的切土桶活动臂及固定器臂，并顺序与切土桶固定臂、切土桶油缸缸体及桶状的切土桶连接；固定器臂中部与升降机架连接，两端与切土铲活动臂连接固定；切土桶框架的底端横向的连接一个分合油缸。 该机是全机械化作业，它结构简单，价格低廉，效率高、用途广，它能和多种型号的拖拉机或其它动力机械配套安装，适用于各种树、苗木的挖掘移植。如下图 示： 图 方案一 精品资料，值得下载学习！ 该装置主要由升降机架 (1)、固定机架 (2)、升降油缸 (3)、切土铲油缸 (4)、切土铲活动臂 (5)、切土桶油缸 (6)、切土桶活动臂 (7、 16)、切土桶 (8)、固定切土铲臂框架 (9)、滑轮 (10)、切土铲 (11)、切土桶分合油缸 (12)、固定器 (13)、切土桶固定架 (14)及固定器臂 (15)组成； 其特征是：该移栽机有一个十字形的竖向安装的升降机架 (1)，它滑动配合的安装在固定机架 (2)内，固定机架 (2)为一个前面开口的管状结构，它通过后部的连接架与动力机连接固定使用；固定机架 (2)的 底端向前伸出与升降油缸 (3)的伸缩轴连接，升降油缸 (3)的顶端与升降机架 (1)的顶部连接，支持升降机架 (1)的上下运动；升降机架 (1)的顶端平向的向前伸出，该伸出端向下顺序与切土铲油缸 (4)及切土铲(11)连接；切土铲 (11)为一个弧形的板状结构，它的上部两侧与“ n” 形的切土铲活动臂 (5)的中部固定连接，切土铲活动臂 (5)的两端各与一侧开口的管状形固定切土铲臂框架 (9)上端铰连接，它的作用是使切土铲 (11)定位切入到被移树的底部；升降机架 (1)的中部顺序圆定连接有横向的切土桶固定臂 (17)、切土桶活动臂 (7、 16)及固定器框架 (15)；切土桶固定臂 (17)伸向两边呈十字型，其两端，各铰连接着向外伸出的切土桶活动臂 (7、 16)，并顺序与直杆式的切土桶固定架 (14)及切土桶油缸 (6)的缸体固定连接；切土桶油缸 (6)的伸出轴连接着桶状的切土桶 (8)，切土桶 (8)的外测，连接有滑轮 (10)及滑块，它与切土桶固定架 (14)滑动配合安装；固定器臂 (15)中部与升降机架 (1)连接，两端各与固定切土铲臂框架 (9)的顶端连接固定；切土桶固定架 (14)上安装有分合臂，两个分台臂之间横向的连接一个切土桶分合油缸 ( 12)。 案二 一种带土移树机，它主要解决在环境绿化植树造林中，需要移栽苗木，但目前大都采取移栽裸露根部的树木，不但易损伤根部，而且容易丧失水分，返青慢，影响成活率，对于因城市建设而无地容身的较大的树木由于没有专用机械，大多数被砍伐等问题，本实用新型包括单斗装载机和切割装置，其特征是切割装置设有与单斗装载机摇臂和翻转顶杆连接的箱体，箱体内组装与装载机油压系统连通的油缸，油缸的活塞杆传动联接相对的一对刀具，刀具固定联接在导套或导轨上，导套或导精品资料，值得下载学习！ 轨活动组装在箱体内的导柱或导槽上。优虑是实现带土移栽苗木机械化，提高移 栽树木成活率和移栽效率，满足城市绿化和成树移栽的需要。 图 品资料，值得下载学习！ 图 图 方案采用现有的装载机来保证其运输能力，将装载机 4的铲斗部分改设为切割装置，切割装置设有箱体 l，箱体 1 通过其上的联接耳 15 与单斗装载机 4的摇臂 2 和翻转顶杆 3活动连接。箱体 1的底部四角组装四个支脚螺钉，用来调整箱底与地面的距离，可以调整土墩切割深度，以获得不同大小的土墩。箱体 l 内组装与装载机 4 油压系统连通的单油缸 14，单油缸 14 的活塞杆 13 铰接左右两套杠杆 11，杠杆 11 通 过铰轴 12铰接在箱体 1上，杠杆 11的另一端为拨叉 7，它拨动另一杠杆 16的一端头 9，杠杆 16通过铰轴 17铰接在箱体上，杠杆 16的另一端铰接刀具 10，刀具 10 的两侧固定联接两个导套 6，导套 6滑动组装在箱体内的导柱5上，两侧的刀具 10 是相对的。刀具可采用半圆锥形，一对刀具即组成一个圆锥形，当一对刀具相对斜向切入，获得圆锥形土墩。也可以采用棱锥形一对刀具，双向斜切到底，两刀具合成一起为止，获得四棱锥体形土墩。还可以采用一对棱楔形刀具，其切割的土墩为棱楔形。 案三 精品资料，值得下载学习！ 本实用新型涉及一种液压树木移栽机，属 于园林机械技术领域。 该机包括固定机架，还包括两个活动机架，两活动机架分别通过两销轴从两侧与固定机架铰接，相邻固定机架和活动机架分别与开闭油缸的缸体和活塞轴连接，各机架上分别固定向下倾斜的滑槽，滑槽内装有可以沿槽滑移的弧形铲，滑槽和弧形铲分别与升降油缸的缸体和活塞轴连接。挖掘时，机具就位后，分别启动各机架上弧形铲升降油缸，使直铲沿滑槽向下运动，插入土壤中至预定位置即可。本实用薪型结构简单、操作简便、机动灵活、作业效率高，适用于苗圃、林场、园林、公路、街道等场所的树坑挖掘、中小树木带土起挖移栽、短距离树木运 输，亦可用于伐木后的树根挖掘作业等。如下图所示： 图 品资料，值得下载学习！ 图 实施例的液压树木移栽机上图所示，由活动机架 1、滑槽 2、带有滑块的弧形铲 3、机架开闭油缸轴 4、机架开闭油缸 5、垂直转轴 6、固定机架 7、铲升降油缸轴 8、。可调脚撑 9、铲升降油缸 1 0、多路换向控制阀 1 1、挂接架 1 2等部件组成。左、右两活动机架 1通过转轴 6与固定机架 7铰接，两机架开闭油缸 5的缸体以及活塞轴 4分别连接在活动机架 1和固定机架 7外侧。各机架按一定倾斜角度分别焊有三个滑槽 2，形成上开下收的形状。下尖上宽 的铲与滑块焊接或铆接为一体，从而使带有滑块的弧形铲 3装入滑槽 2中，并通过装在滑块内的铲升降油缸 1 0及其两端的铲升降活塞轴 8分别与滑槽 2相连。左、右两只可调脚撑 9置于固定机架两侧，保证机具停放时的穗定性和调节挖掘深度。装有操纵杆的多路换向控制阀 1 1通过液压管路分别与各油缸的接口及主机液压油泵相连，形成液压控制系统。挂接架 12通过销轴将机具与具有液压输出装置和行走系统的主机挂接，组合成完整的机组。 体方案确定 根据设计要求，选定方案三，确定本设计为三铲式树木移栽机。主体结构由三点悬挂装置 挂接在拖拉机尾部，动力系统为液压传动。 主要技术参数： 主机功率 球直径 50球高度 45作装置提升重量 800株起苗时间 60s/颗。整机外形尺寸（长宽高） 173817772274品资料，值得下载学习！ 3 树木移栽机总体设计 木移栽机的构造 该机主要由对中微调机构、升降机构、挖树机构、压实调整机构、喷水装置和液压传动装置构成。 （ 1）对中微调机构 对中微调机构是调整工作装置与苗木位置在横向不同心的微调机构。它由旋转横梁、端面轴承销轴、加强梁和微调油缸组成。 加强梁通过螺栓固定在翻斗车的纵梁上，螺转横梁通过销轴和端面轴承与底盘前横梁相接。油缸缸筒端部铰装在加强架的支座上，油缸的活塞杆则与旋转横梁铰连。微调油缸伸缩使旋转横梁绕销轴相对前端梁摆动。摆动幅度为 100长），因此对中微调范围为 200 图 对中微调机构 精品资料，值得下载学习！ 图 对中微调机构 1旋转横梁 （ 2）升降机构 升降机 构是使机架及其安装在机架上的树铲机构和压实调整机构的工作装置一起作上下运动，实现在起苗前先将工作装置下降放置在苗床上，起苗后将工作装置与苗木一起提升。它由框架式升降导轨、升降支臂及两个双作用油缸构成。框架式升降导轨焊接在对中微调机构的旋转横梁上。升降油缸的缸筒与框架式导轨铰连，另一端活塞杆则与导轨架连接。导轨架与支臂用螺栓联结。支臂的端部装有滚轮，它们与升降导轨配合。升降油缸带动铲支架和整个挖树机构通过支臂滚轮沿导轨作上、下运动，从而实现机具的升降。 （ 3）挖树机构 挖树机构由导轨架、导轨、铲刀等构成。导轨 架由型钢焊接组成环形构件。它分为三部分，相互铰接在一起。后面的两个支架可以开闭。打开时，树苗茎干可以进入支架中心。挖苗时，它们可以插销闭锁，以增强工作装置的刚性。 三组弧形导轨焊接在导轨架上，锹铲由铲柄、滚轮和铲刀构成。铲刀和滚轮由螺栓固定在铲柄上，铲刀通过滚轮与导轨配合。铲油缸的缸筒与导轨架上的支座铰接，活塞杆则与铲柄铰接。当铲油缸伸缩时，锹铲则通过滚轮在弧形导轨中运动。 （ 4）压实调整机构 压实调整机构是增加土球密度，调节土球尺寸的机构。压实调整机构包括两个油缸和两付压实板构成。压实调整油缸的一端与焊在 导轨限位板上的支座铰接，油精品资料，值得下载学习！ 缸的另一端铰接压实板。压实板随油缸提升和下降。起苗时，压实板下降、压实土球，增加土球容重，使它不易松散。 压实板是可以更换的，更换压实板的大小，即可获得同样大小的土球。在起小土球时，它还起着支撑树铲机构的作用，因此是靠机重压实土球。压实土球力的大小视土壤情况而定。如图 图 压实调整机构 （ 5）润水装置 根据造林技术要求，带土球的苗木要求含水量高，以保证苗木的成活率。因此，该树木移栽机安装了水箱，既可装水，又可装药液，还起到配重作用， 提高了机具的稳定性。润水装置如图所示。润水系统可直接将水沿铲刀体表面渗入土球，这一方面起润滑作用，以减小钢与土之间的摩擦力；另一方面增加了土球的水分，产生水膜使土球表面形成粘性较大的光滑土层，从而保证土球更不易松散，提高了苗木的成活率。润水机构由水箱、水管、阀门组成。打开阀既有水从水管流入铲刀面上，以减小铲刀入土时工作面的摩擦阻力，并使土球增加含水量。如图 精品资料，值得下载学习！ 图 润水装置 （ 6）液压装置 液压装置由油箱、油泵、多路换向阀及液压油缸组成。液压油泵为 液压装置会在后面章节中详细描述。 （ 7）底盘的选择 我国没有苗圃专用底盘，大部分苗圃都是很 此，只能根据该起苗机的特点来选择底盘。起苗时，尽量保证苗木在土球的中心位置，就必须使操作者有良好的视野。 综合考虑选用后置式三点悬挂拖拉机。 作过程 （ 1）用人工打开挖树机构的开闭锁，使机器前进，让苗木位于铲刀的中央。 （ 2）操纵升降油缸控制手柄，使挖树机构下降。若铲组与苗木在横向不同心可调整对中微调机构手柄，使升降导轨和铲组绕前横梁上的销轴转动，实现微调动作。人工关闭闸锁。 （ 3）操 纵铲油缸控制手柄，使锹铲顺序入土挖掘苗木。若挖掘困难可打开水阀门润滑铲面、湿润土壤，然后再下铲挖掘。 （ 4）当工作铲达到最低位置时，操纵升降机构，提升挖树机构和苗木。 （ 5）把机器驶离挖掘点，卸下苗木，再进行下一次作业。精品资料，值得下载学习！ 树机构设计 作铲 工作铲是树木移栽机进行挖树作业的主要工作部件。工作铲的形状和结构参数决定了移栽机的总体设计，对挖掘时的能量消耗也有极大的影响。如前所述，树木移栽机中采用两类工作铲，第一类是切土刀，它是用一种在土壤中沿直线低速运动的斜面切削土壤及树木的根 系，苗圃中的起苗机、及 二类是锹铲，它可以简化为作直线低速运动的有刃口的薄片，锹铲式移栽机就是利用这种工作部件切削土壤及树木的根系。 工作铲的形状和尺寸首先是由林业技术要求决定的。用于园林绿化的树种不同，其根系生长状况不一样。在栽植时，为了保证成活率，移植具有不同根系特点的树木，对根部土球的尺寸也有不同的要求。 工作铲加工的对象是土壤，还有生长在土壤中的树木根系，因此加工介质的特性对工作铲的性能影响很大。对一个切削刃口而言，土壤中根系的分布规律是不确定的，而且工作 部件主要地还是和土壤产生相互作用，因此了解土壤的物理特性和工作部件切削土壤的原理，对工作铲的设计有着重要的意义。 林业技术要求： 树木的种类和年龄影响树根的生长和分布特性，因此树木移栽机只能挖掘一定年龄（或规格）的树木。为了提高移栽机的利用率，它的工作对象一定是某地区的常用园林绿化树种。通常这类树的定植年龄在园林栽植工 艺上也是确定了的。因此在制定设计任务书时就应根据园林技术要求，确定树木移栽机最适宜的树种和树龄。例如 25年生、树径 80松等大苗木。 20120径）的橡胶树和桉树。在锹铲式移栽机上规定了允许挖掘的树种最大根径，这是由于根部直径与树木的年龄有关，也决定了根系生长状况。不言而喻，对某一树种来说年龄愈大，根系愈粗，须根愈多，而为了提高栽植成活率，移栽时要求带的根部土团也大；移栽机工作部件尺寸和所配动力的功率也要大 。 移栽机的工作对象确定以后，即可通过收集资料或实地调查，了解树木根系状况及移植时要求的根部土球尺寸。林业技术一般都可提供这些数据。例如在长江中精品资料，值得下载学习！ 下游，一般观赏大苗要求苗木土球直径为根径的 6度不小于 30是由于苗木的须根主要在这一范围内。 林业技术对移栽机的其它要求是 :尽量多包容该范围内的须根及土壤，不伤根、不失土。由于供移植的大苗大多出自于圃地，因此设计挖树机构时应考虑苗木的株行距，以方便工作，不伤其它苗木。在保证要求的前提下尽量减小机构尺寸是必须遵循的原则，因为这不仅可以降低材料消耗，也 可降低机器重量，减少动力消耗，而且能保证机器安全和方便地完成移植作业。 铲的设计 （ 1）锹铲切土原理 锹铲是一种曲面或球面工作组件。它由铲柄和铲刀两部分组成。如图 刀开有侧刃口。在轴向推力作用下，锹铲靠两侧刃的作用切入土壤。下图为曲面餐刀的结构及示意图。当刀刃切开土壤时，锹铲使土体分离，由于铲刀刃面得作用使刃口侧面的土壤产生向下和一侧两个方向的复合运动。由刃面作用使土壤使土壤产生向下的位移，并使下层土体产生压实；而刃面使土壤向一侧的推移可以看成一个薄的垂直刃口在土壤中运动。 铲刀下铲过程中刀刃使土壤产生的侧向位移较小，该位移量仅被该侧的土壤层所吸收，使该侧土壤被压实。这就是说锹铲的入土运动使其下方和一侧的土壤产生压实现象，这部分土壤就对整个刃面产生法向压应力。 随着铲刀继续切入土壤，在铲刀刃的作用下，其一侧的受压土壤在其弹性恢复力的作用下，继续施加在铲体的相应侧力。由于作用力与反作用力的影响，铲体两侧都受到弹性恢复力的作用。因为铲刀体由薄钢板组成，整体刚度相对较差，分析时将铲刀体两侧受到的力集中简化为沿铲臂直径方向的法向力。由于这部分垂直于铲臂的法向压应力是铲刀下铲过程中土壤受 铲刀作用而附加产生的应力，故称为附加法向压应力。 精品资料，值得下载学习！ 图 土原理 铲刀刀刃在切削土壤时不仅分离土体，还切断根系、碎石及砖块等，下铲时的阻力称为切削阻力。考虑到树木移栽机铲刀的工作速度都比较低，因此忽略惯性力的影响。 （ 2）锹铲的结构设计 锹铲的类型：锹铲式树木移栽机上使用着两种铲刀：菱形铲和匙形铲。 菱形铲是一种曲面铲，纵截平面与铲工作面的交线是直线，横截平面与铲工作平面的交线是等曲率的圆弧。移栽机铲组在挖掘结束时形成一个空心圆锥面，所以每个菱形铲是圆锥面的一部分。这种 铲结构较简，制造比较容易。与这种铲相配的导轨为直线形，制造较容易。与这种铲相配的导轨为直线形、制造较容易。设导轨架中心一侧为内，这种锹铲一般都配置在导轨的内部。若要挖同一规格的土球，菱形铲在直线导轨上所移动的直线距离较长，因此这种挖树机构外形尺寸较大，所以多用来挖小树，所配用的动力的功率也较小。 匙形铲是一种球面铲、纵截平面与铲工作面的结交线是曲线，横截平面与铲工作面的截交线也是曲线。移栽机挖树机构铲组闭合时呈空心椭圆球体。这种铲的工作面较复杂，制造时要用特制的工艺装备。于这种锹铲相配的导轨为曲线形 ，其制造工艺也较复杂，这种工作铲一般配置在导轨的外面。对同一规格的土球而言，若匙形铲在弯导轨上移动的行程与菱形铲在直导轨上移动的距离相等，则匙形铲所走的直线长度较小；因此，这种挖树机构的外形尺寸较小，而铲组所包容的土球体积比菱形铲大，保留的树木根系多，对移栽后树木的生长有利，这种形式的锹铲用于挖掘大树或株行距较小的苗木。 锹铲数的确定 生产上使用的树木移栽机配置有 3到 4把锹铲。挖树机构的锹铲数目主要与锹铲的挖掘阻力有关。锹铲式工作部件的挖坑阻力与铲面的投影弧长，倾斜角为，铲的厚度，挖掘深度，铲刀的表面状 况，挖掘速度及土壤、根系特点等多种因素有关。前四项是影响挖掘阻力的铲刀结构参数。对一定尺寸的土球而言，铲数越少则一个铲刀的投影弧长越大，单铲的切削阻力就越大。 树木移栽机工作时采用单铲顺序入土的挖掘方式，单铲阻力也就决定了设计的油缸活塞面积、油缸压力和所配用的动力功率。铲的工作阻力还与机器的平衡和稳精品资料，值得下载学习！ 定有关。因此当所挖掘根的土球尺寸、配用动力和基础机械的重量分布决定以后，即可根据试验或计算确定锹铲数。例如 2铲式的单铲阻力为 21铲式的单铲阻力为 15铲式的单铲阻力为 10根据对配用功率、克服工作反力的前轮重和配重的计算，该机以采用三铲和四铲为宜。此外还应综合考虑结构设计、使用条件。铲数越多机架尺寸要加大，挖树机构必然会变的庞大，机器的重量也会增加。 2树机构要紧凑才能正常工作，所以在权衡各种因素以后，决定给这种机器配三把锹铲。 锹铲的结构参数 铲刀的结构参数包括工作面长度 L，曲率半径 向 )、 向 )、倾斜安装角。他们与要求的树木带根土球的尺寸、结构设计和使用条件有关。图 形铲的结构参数与土球尺寸的关 系。其中铲面长 式中： H 土球高度； 铲刀安装角。 刀的倾角直接影响挖掘机构的外形尺寸，因此在保证土球尺寸和总体布置的同时应尽量取最大值。锹铲的曲率半径 2 D 土球直径。 图 菱形铲的结构参数 精品资料，值得下载学习！ 图 匙形铲的结构参数 图 匙形铲的结构参数及确定参数 挖树机构所挖土球直径=500高度 H=450计了三种纵向曲率半径的锹铲： R=12001500000用这三种锹铲作挖树机构机动示意图时发现： R=2000铲倾斜太大，机构的径向尺寸较大，不利于在株行距较小的苗圃中作业，而且铲柄也与微调机构干涉；采用曲率半径 R=1500轨上部又距铲组中心太近，当布置了铲油缸以后，锹铲组的中部空间太小，若苗木枝叶茂盛，挖树机构会对它造成损伤。因此，最后决定采用纵向曲率半径 R=1500铲的其他参数也可按菱形铲的方法确定。曲率半径 =1500品资料，值得下载学习！ 这时锹铲工作面为球形。这种工作铲制造较简单。 ，这时的工作面为椭圆球面的一部分，但制造较复杂。 铲的工作阻力 锹铲的下铲阻力是进行动力配套、液压系统设计和铲的结构设计的重要依据。下面以菱形铲为例，说明锹铲的阻力及其影响因素。 图 中影响下铲阻力的九个力分别为：土壤重力 W 、土壤的静止恻向压力 0P 、土壤一铲刀体表面的摩擦和附着力、铲刀两侧刀刃的纯切削阻力、土壤作用在铲刀刃面上的法向反力、土壤一铲刀刃面的摩擦力、铲刀体推移土壤所引起的土壤附加法向压力以及土壤对铲刀体的支反力。 根据土力学理论分析，将各作用力向轴投影，整理后可得到铲刀的下铲阻力 当铲刀匀速下铲时，铲油缸施加在铲刀体上的作用力即与下铲阻力 P 相平衡。 由上式可知铲刀的下铲阻力与铲刀的最大投影弧长 R，铲刀的倾角，铲刀的两刃口之间的夹角等结构参数有关。除此以外铲刀的工作阻力还与工作深度 z，土壤特性等多种因素有关。由于目前土壤力学发展水乎的限制，还不能用理论方法完全求解铲刀的下铲阻力。在用上式来计算下铲阻力时，不仅需要测量常规的土壤参数和土壤一铲刀体系统参数（如土壤容重、土壤一铲刀体表面的表观摩擦系数 1等），而且还需要采用复杂的测试手段（如专用的压力传感器及其测试系统），以获得铲刀体及铲刀刃刃面与土壤接触部分的压力值及其分布情况。这 在通常情况下是难以办到的。一些研究者采用土壤一机器系统力学中常用的半经验法，以相似理论为基础的模型试验建立计算下铲阻力经验公式为： 精品资料，值得下载学习！ 1 . 1 8 8 4 0 . 7 5 5 8 0 . 8 4 4 7 0 . 0 2 4 800 . 1 3 0 7 1 3 . 9 2 7 5 + 0 . 5 6 3 3 1 0P X C （ 式中 X 铲刀下铲位移量（ m）； 0 土壤容重 (g/ C 土壤内聚力 ( 铲刀体围角的半径 (度 )。 上式的试验取值范围为： =30 C/ 0=x=工作铲下铲阻力的理论计算公式相比较可知，这两个公式所反映的影响下 铲阻力的因素是一致的。实验和分析表明铲刀体厚度直接影响到对下铲阻力影响较大的土壤附加法向压应力及土壤对铲刀刃的法向压应力。为减小下铲阻力值，必须尽量减小铲刀体的厚度。采用适当的方法可减小土壤与铲刀体的摩擦和粘附，如提高铲刀体表面的光诘度，在铲刀表面涂敷憎水薄膜，以改变铲刀体表面的亲水性；采用电渗现象等。此外下铲时对铲刀浇水增加铲面润滑，也可达到减小下铲阻力的目的。如前所述根据整机的性能要求，合理选择挖树机构的铲刀数目也可降低下铲阻力。 图 菱形曲面铲体受力 图 附加法向压应力 精品资料，值得下载学习！ 铲式挖树机构的导轨和导轨支架 （一）导轨及锹铲与导轨的配合 导轨是锹铲的支持和导向装置工作铲的形状不同与其配合的导轨结构也不一样，一般菱形铲（直铲）与直导轨配合，铲置于导轨内部，动力油缸则置于导轨的外部；匙形铲则与弯导轨配合，锹铲置于导轨外部，动力油缸置于导轨和铲刀之间。对于要求外形尺寸较小的起苗机，也有将铲油缸布置在导轨内部的。工作铲和导轨的这种配合形式主要是为了保证铲刀刃口的正常切削人士，铲背不产生入土阻力。如匙形铲与弯导轨配 合，由于弯曲轨的曲率与匙形铲的纵向曲率相等，锹铲在导轨中运动，铲刀每一点的运动方向均是切线方向，这洋铲刀背就不会受到垂直向上的人土阻力。 锹铲与导轨均采用滚轮配合。图 种配合的结构特点是在铲柄两侧各装一轮轴，其上安装滚轮，滚轮配合在槽形导轨的内表面。铲油缸的缸筒一端与导轨支架铰接，活塞杆与铲柄上端铰接，在油缸的作用下，滚轮在导轨槽中滑动，使锹铲沿设计轨迹作切削进给运动。采用滚动配合可以减小摩擦阻力，提高配合零件的使用寿命；但内轨道的表面加工较困难，要保证制造精度在工艺上所采取 的措施也较复杂。 图 锹铲与导轨的配合示意图 （ a） 匙形铲与弯导轨 （ b）菱形铲与直导轨 （ c） 滚轮和导轨配合 1. 导轨 精品资料，值得下载学习！ （二）导轨支架 导轨支架为导轨的安装基础并保证锹铲的人土角，以挖掘符合要求的带根土球。它也是与提升机构相连接的部件，导轨支架有“ V”形、 方形和圆形等多种形式。人多数导轨支架为方形。 图 示与履带式拖拉机悬挂的树木移栽机。它的挖树机构是由两个对置的锹铲和“ V”形支架构成的。该锹铲在斜置的导向管内，由中间的液压油缸传动上、下运动。导管支架通过连接瞀与主提升油缸相接。这种挖树机构结构较简单，但为保证支架强度，其厚度必须增加，因而架体笨重。这种挖树机构的两个锹铲在挖掘合拢后不能构成一个完整的封闭几何体，因而土球上的部分土壤不能和土体分离，当提升时还会产生撕断根系及土层的悄况，不仅增加了提升阻力，也影响栽植树木的生长。 大多数移栽机均有一个方形框架式导轨架。导轨架由前架和后架两部分组成，它们之问用销轴连接。两个后架可由液压油缸打开和闭台。树木移栽机的导轨架用型钢和钢板焊接而成，导轨焊在相应的位置上，构成机架的一部分。在导轨架上还焊有油缸支座。这种框架式焊接导轨架具有强度高，重量轻，使用可靠的优点。 图 二铲式树木移栽机 2拖拉机 3平衡重块 4 装树箱架 5半圆锥形锹铲 6铲子升降导向管 7铲升降油缸 在本设计中同样采用方形导轨架。滚动轴承导轨，如图 示： 精品资料，值得下载学习！ 图 导轨装配图 压系统的设计 现在生产上使用的树木移栽机都采用液压传动。设计简单可靠的液压系统，是保证移栽机正常工作的必要前提之一。 液压系统设计是在分析移栽机各部件和装置的运动、工作特点及上作阻力计算的基础上进行的。 （一）树木移栽机的工作特点 树木移栽机挖掘带根树木是在各有关部件和装置协同动作下完成的。在前面已说明树木移栽机的工作过程。树木移栽机的主要工作特点是： (1)移动作业：树木移栽机必须开到苗圃地或待移栽的树木前实施挖掘作业，其作业地点是不断变动的。 (2)顺序动作：在挖树时树木移栽机要完成下列动作：挖树机构直立（具有纵向倾斜机构的移栽机才有此动作），挖树机构下降，锹铲打开，锹铲闭合，锹铲锁紧，调平垫使导轨架水平，稳定器撑开，锹铲按 1 3 2 的顺序铲入土中，挖树机构上升，稳定器收回，挖树机构倾倒在车