便攜式旋轉(zhuǎn)套筒刀具植樹(shù)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王磊

（淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系，安徽 淮南232001）

便攜式旋轉(zhuǎn)套筒刀具植樹(shù)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王磊

（淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系，安徽 淮南232001）

通過(guò)旋轉(zhuǎn)組合刀具在濕地、較干土地及丘陵山地等地表旋轉(zhuǎn)切割鉆坑，起刀后，通過(guò)行程活塞將套筒刀具所取地下土推出，擱置在鉆坑旁邊。將樹(shù)苗放置在所鉆坑中，然后由人工將所取地下土填埋樹(shù)苗根部。植樹(shù)造林活動(dòng)中，最艱苦的工作就是用簡(jiǎn)單工具在地表刨坑，工作量大、效率低，甚至植樹(shù)成活率不理想。該設(shè)備將大大提高植樹(shù)效率，降低勞動(dòng)量，提高樹(shù)苗成活率，使大范圍提高優(yōu)化綠化面積成為可能。

植樹(shù)機(jī)；套筒組合刀具；螺旋推進(jìn)

設(shè)計(jì)一臺(tái)便攜式套筒旋轉(zhuǎn)刀具自動(dòng)取土植樹(shù)機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)組合刀具在濕地、較干土地及丘陵山地等地表旋轉(zhuǎn)切割鉆坑，起刀后，通過(guò)行程活塞將套筒刀具所取地下土推出，擱置在鉆坑旁邊。將樹(shù)苗放置在所鉆坑中，然后由人工將所取地下土填埋樹(shù)苗根部。該設(shè)備主要部分是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1 植樹(shù)機(jī)技術(shù)發(fā)展概況

植樹(shù)造林、美化環(huán)境是我國(guó)改善自然環(huán)境政策的百年大計(jì)。植樹(shù)造林活動(dòng)中，最艱苦的工作就是用簡(jiǎn)單工具在地表刨坑，工作量大、效率低，甚至樹(shù)苗成活率不理想。該設(shè)備將大大提高植樹(shù)效率，降低勞動(dòng)量，提高樹(shù)苗成活率，使大范圍提高優(yōu)化綠化面積成為可能。

中國(guó)于1953年開(kāi)始引進(jìn)植樹(shù)機(jī)，在東北地區(qū)西部營(yíng)造防護(hù)林。1960年開(kāi)始設(shè)計(jì)和制造拖拉機(jī)牽引式半自動(dòng)投苗植樹(shù)機(jī)。70年代后相繼研制成功沙丘植樹(shù)機(jī)和開(kāi)溝大苗植樹(shù)機(jī)。

目前，在我國(guó)市場(chǎng)上植樹(shù)機(jī)相關(guān)產(chǎn)品很不成熟，實(shí)際應(yīng)用非常有限。隨著大面積植樹(shù)造林在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)一步廣泛開(kāi)展，一款攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、耗能低、效率高的植樹(shù)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣極其必要，更是綠化祖國(guó)環(huán)境事業(yè)的需要。

2 旋轉(zhuǎn)套筒刀具植樹(shù)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

套筒刀具驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2通過(guò)齒輪組3、4傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)套筒刀具傳動(dòng)軸5帶動(dòng)刀具9高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)稱(chēng)安裝的液壓缸13推動(dòng)刀具9延著導(dǎo)桿15伸出套筒11，對(duì)地表機(jī)械旋轉(zhuǎn)切割并形成圓坑。

然后液壓缸13回程，套筒刀具繼續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，由于泥土黏性和旋轉(zhuǎn)刀具離心力，可將旋轉(zhuǎn)刀具切割吞入泥土帶出地表。而后，螺旋推進(jìn)馬達(dá)1驅(qū)動(dòng)螺桿7旋轉(zhuǎn)，螺桿7由套筒刀具傳動(dòng)軸中空部分穿過(guò)，推動(dòng)內(nèi)螺旋滑塊8前行，將推土活塞10推出，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)刀具所吞入泥土推出到旋轉(zhuǎn)刀具所切割的地表坑旁邊。至此刨坑過(guò)程完成。

套筒飛翅和齒輪箱飛翅分別于套筒和齒輪箱焊接連接，推進(jìn)油缸安裝在其端部。圖2為車(chē)載植樹(shù)機(jī)示意圖。

起降油缸4通過(guò)連桿3驅(qū)動(dòng)植樹(shù)機(jī)2改變與地表距離，方便切割鉆孔和移位取土操作，操縱桿1為工人操作時(shí)手持穩(wěn)定切割機(jī)用，可回旋收回。植樹(shù)機(jī)2亦可回轉(zhuǎn)收回車(chē)載工作架。

3 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)利用液壓連桿技術(shù)實(shí)現(xiàn)刀具的空間定位，套筒刀具高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)快速、輕便鉆坑。螺旋傳動(dòng)推動(dòng)活塞取土技術(shù)需要進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)更合理的安裝和連接方式是待研究的關(guān)鍵。

圖1 旋轉(zhuǎn)套筒刀具植樹(shù)機(jī)結(jié)構(gòu)

圖2 車(chē)載植樹(shù)機(jī)結(jié)構(gòu)

該設(shè)計(jì)解決的關(guān)鍵技術(shù)是，設(shè)備可以便攜移動(dòng)、刀具定位準(zhǔn)確、鉆口直徑達(dá)到280mm，鉆坑深度為500mm，功率2 000W，取土舒暢，操作過(guò)程耗時(shí)不超過(guò)10分鐘。

[1]陳立德.機(jī)械制造技術(shù)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2010，8.

[2]吳克堅(jiān).機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2003.

S776

A

1671-0037（2014）02-69-1

2014年2月1日。

王磊（1967.6-），男，碩士研究生，研究方向：機(jī)電設(shè)備研發(fā)。