履帶式林間剩余物集材機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究

戰(zhàn)麗 張志文 楊春梅 劉九慶

摘 要：為解決人工林及次生林集材效率較低的問(wèn)題，依據(jù)人工林自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)自走履帶式林間剩余物集材機(jī)。針對(duì)集材機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)機(jī)架進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化，以保證設(shè)計(jì)合理性。對(duì)集材機(jī)進(jìn)行在坡面和越障通過(guò)時(shí)穩(wěn)定性的分析，在計(jì)算機(jī)輔助工程軟件包Recurdyn（Recursive Dynamic）中進(jìn)行坡面和越障仿真分析。通過(guò)對(duì)樣機(jī)20°爬坡的試驗(yàn)和150、200、250 mm高的障礙物試驗(yàn)，結(jié)果顯示，集材機(jī)能夠有效通過(guò)20°坡度和250 mm高度障礙物。該研究的集材機(jī)設(shè)計(jì)合理，滿足林間通行條件。

關(guān)鍵詞：林間剩余物；集材機(jī);通過(guò)性;試驗(yàn)；有限元

中圖分類(lèi)號(hào)：S776.32+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8023（2023）03-0131-09

Abstract：In order to solve the problem of low skidding efficiency of plantation and secondary forest， according to the characteristics of plantation， a self-propelled crawler skidder for forest residues was designed. The key components of the skidder were designed and calculated， and the finite element analysis and optimization of the frame were carried out to ensure the rationality of the design. The stability of the skidder on the slope and the obstacle is analyzed， and the simulation analysis of the slope and the obstacle is carried out in the computer aided engineering software package Recursive Dynamic. Through the 20° climbing experiment of the prototype and the obstacle crossing experiment of 150， 200 and 250 mm high obstacles， the results show that the skidder can effectively pass through 20 ° slope and 250 mm height obstacles. The design of the skidder designed in this paper is reasonable and meets the conditions of forest traffic.

Keywords：Forest residue; skidder; trafficability; experiment; finite element

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（TD2020C001）；中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目（黑[2022] TG13號(hào)）

第一作者簡(jiǎn)介：戰(zhàn)麗，博士，副教授。研究方向?yàn)檐?chē)輛工程與工業(yè)設(shè)計(jì)。E-mail： lilyzhan@vip.163.com

*通信作者：劉九慶，博士，教授。研究方向?yàn)榱謽I(yè)機(jī)械化。E-mail： 727485313@qq.com

0 引言

隨著生活水平的提高，人們對(duì)于木材消耗量也逐漸升高，我國(guó)人工林的面積也在逐漸增多，全國(guó)人工林面積達(dá)到了754.28萬(wàn)hm2，對(duì)于人工林木材收集主要依靠人工作業(yè)和集材機(jī)作業(yè)，我國(guó)主要有JC30型營(yíng)林、金龍252L型營(yíng)林整地機(jī)，但隨著需求量的增加，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人工林和次生林的生產(chǎn)需求。劉鐵男[1]提出了三角履帶集材機(jī)額定載重質(zhì)量為1 500 kg，整機(jī)全長(zhǎng)6 100 mm，單次集材效果較好，但其尺寸過(guò)大，靈活性差。戰(zhàn)麗等[2]提出間伐伐區(qū)小型集材機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、小巧靈活，但集材部分較小，整機(jī)單次集材效率較低。劉鐵男等[3]對(duì)于集材機(jī)用三角履帶的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提出了一種履帶驅(qū)動(dòng)效率優(yōu)先的原則，得到了集材機(jī)三角履帶關(guān)鍵參數(shù)的最優(yōu)組合。Wang[4]通過(guò)對(duì)比多種集材機(jī)的移動(dòng)方式，發(fā)現(xiàn)履帶移動(dòng)方式對(duì)森林土壤的影響最小。Adzhatyan[5]提出了一種履帶外部載荷方案，制定了履帶梁的設(shè)計(jì)方案，提高了地面載荷的合理分配及履帶承載能力、使用壽命。Marsili等[6]提出了履帶式林業(yè)車(chē)輛工作過(guò)程中對(duì)駕駛員的全身振動(dòng)的影響。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)集材機(jī)發(fā)展較為緩慢，主要的研究方向是對(duì)原有車(chē)型的升級(jí)改造，解決移動(dòng)較為緩慢、集材效率較低問(wèn)題[7]。

為提高人工林集材效率，本研究設(shè)計(jì)一款自走履帶式林間剩余物集材機(jī)，將林間障礙地形簡(jiǎn)化為斜坡和臺(tái)階2個(gè)地形進(jìn)行理論分析[8]。制造樣機(jī)，進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，以保證集材機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。

1 自走履帶式林間剩余物集材機(jī)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)

自走履帶式林間剩余物集材機(jī)主要作業(yè)環(huán)境為人工林和次生林，主要路面為柏油路面、林間集材道路和林間軟土路。通過(guò)對(duì)小興安嶺某次生林伐區(qū)、東方紅林場(chǎng)和臨江林業(yè)局的調(diào)查得到以下的林間相關(guān)參數(shù)。集材道寬度為2.4 m，51%樹(shù)間距大于2.4 m，79%樹(shù)間距大于1.68 m，林間伐根一般200 mm。所需集材平均體積為0.07 m3，平均直徑120 mm；道路坡度最大為20°[9]。因此集材機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)為：1）整機(jī)空載質(zhì)量500 kg，滿載質(zhì)量1 000 kg；2）正常行駛速度0～2 km/h；3）具有較好的爬坡越障能力，最大爬坡角度20°，最高越障高度200 mm；4）操作方式簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)型靈活。

1.2 履帶式林間剩余物集材機(jī)總體結(jié)構(gòu)

依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，自走履帶式林間剩余物集材機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 1所示，主要由行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、柴油機(jī)、機(jī)罩、絞盤(pán)機(jī)和車(chē)體等組成。

自走履帶式林間剩余物集材整機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.3 額定功率的設(shè)計(jì)

集材機(jī)所在作業(yè)場(chǎng)地最大坡度為20°，滿載質(zhì)量為1 500 kg ，為了保證集材機(jī)工作過(guò)程中具有足夠動(dòng)力，需要確定合理的集材機(jī)功率為

集材機(jī)上坡時(shí)行駛阻力（Ff）計(jì)算公式為

根據(jù)牽引力的平衡關(guān)系可得

式中：P為集材機(jī)功率，kW；Fq最大載重時(shí)所需的牽引力，N；v為集材機(jī)上坡時(shí)候行駛速度，km/h， v=2 km/h；α為坡度角；μ為小型集材拖拉機(jī)上坡與地面間的摩擦阻力系數(shù)；Ff為行駛阻力，N；η為傳動(dòng)效率， η=0.66；G0為整機(jī)重力，N。

帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得P=6.32 kW，為了保證工作的可靠，集材機(jī)應(yīng)該具有一定儲(chǔ)備功率，所以集材機(jī)額定功率（Pc）為

式中，kc為功率儲(chǔ)備系數(shù)，選擇kc=1.17。

計(jì)算得額定功率為Pe=7 kW。選取常州常邁機(jī)械動(dòng)力機(jī)械有限公司R190柴油機(jī)作為整機(jī)的動(dòng)力源，其最大功率7.78 kW。

1.4 集材機(jī)絞盤(pán)的設(shè)計(jì)

為了提高集材效率，在集材機(jī)上安裝絞盤(pán)機(jī)， 絞盤(pán)機(jī)具體的結(jié)構(gòu)由支座、卷筒、鋼絲繩和液壓馬達(dá)組成。鋼絲繩作為絞盤(pán)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，若選擇不當(dāng)，則會(huì)在工作過(guò)程中出現(xiàn)斷裂的危險(xiǎn)，從而影響集材效率， 嚴(yán)重的情況下會(huì)威脅到人身安全。

1.4.1 鋼絲繩設(shè)計(jì)

集材機(jī)所需牽引力（T）的大小決定了絞盤(pán)機(jī)每次集材能力，絞盤(pán)機(jī)需要拉力計(jì)算公式為

式中：GQ為絞盤(pán)機(jī)單次集材重量，N，依據(jù)設(shè)計(jì)要求中GQ=5 000 N；w為集材的阻力系數(shù)，根據(jù)林區(qū)路面條件確定w=0.8；i為林區(qū)路面坡度千分?jǐn)?shù) 。

帶入相關(guān)數(shù)值得到集材牽引力T=4 100 N。為了保證集材機(jī)遇到突發(fā)情況具有一定的自救能力，絞盤(pán)機(jī)牽引力最終確定為4 500 N。

小型集材拖拉機(jī)最大牽引力4 500 N，鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)該滿足式（6）。

式中：Tp為整條鋼絲繩的破斷拉力，N；Tmax為鋼絲繩最大靜拉力，N；n為鋼絲繩最小安全系數(shù)，n=4。Tp≥4×4 500=18 000 N，選用6×19S+FC型號(hào)的鋼絲繩，鋼絲繩直徑為8 mm，其最小被拉斷拉力34 800 N，因此滿足使用需求，鋼絲繩長(zhǎng)度初步選擇25 m。

1.4.2 卷筒設(shè)計(jì)

卷筒作為絞盤(pán)機(jī)的重要部件之一，主要參數(shù)有卷筒的直徑、卷筒厚度、纏繞圈數(shù)、卷筒長(zhǎng)度和卷筒端板外緣直徑參數(shù)。

1）卷筒直徑

卷筒的直徑（D）計(jì)算公式為

式中：hj為結(jié)構(gòu)有關(guān)系數(shù)，取hj=21.4；d為鋼絲繩直徑，mm。

帶入相關(guān)數(shù)值求出D≥21.4×8=171.2 mm，絞盤(pán)機(jī)的設(shè)計(jì)在滿足使用功能前提下，結(jié)構(gòu)應(yīng)該較小，直徑確定為180 mm。

2）卷筒厚度確定

卷筒厚度太小，強(qiáng)度不足，容易發(fā)生斷裂和變形，卷筒厚度太大，則會(huì)增加絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的功率損失。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，取厚度δ≈d=8 mm。

3）卷筒長(zhǎng)度（Lj）計(jì)算

式中，φ為鋼絲繩在卷筒上排列的不均勻系數(shù)，φ=1.1。求出Lj=1 848 mm，因此本研究取Lj=1 850 mm。

4）卷筒端板外緣直徑計(jì)算

卷筒外緣直徑選擇恰當(dāng)可防止鋼絲繩的工作過(guò)程中的跳出，其直徑計(jì)算公式為

式中，mk為鋼絲繩不越出端板外緣安全高度，當(dāng)卷筒為多層纏繞時(shí)取mk=2 d。求得D1≥1 230 mm。

1.5 行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

集材機(jī)作業(yè)環(huán)境，路面較軟，為保證通過(guò)性，選擇履帶作為行走機(jī)構(gòu)。采用三輪一帶的機(jī)構(gòu)，整體布局如圖 2所示。

1.5.1 履帶設(shè)計(jì)

1）履帶節(jié)距

節(jié)距太小會(huì)使傳動(dòng)件數(shù)量和履帶質(zhì)量增加，節(jié)距太大會(huì)使履帶的剛度和行駛的平穩(wěn)性變差。故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)履帶節(jié)距[10-11]為12～14.54G。G為滿載質(zhì)量，kg，整機(jī)質(zhì)量取1 500 kg，計(jì)算得履帶節(jié)距為148 mm。

2）履帶軌距和接地長(zhǎng)度

考慮到林間的作業(yè)條件，要求集材機(jī)移動(dòng)較為靈活，履帶軌距（B）最小取560 mm。履帶接地長(zhǎng)度（Lg）和軌距之間的比值決定著集材機(jī)轉(zhuǎn)向性能，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)取該比值為1.3，計(jì)算得Lg=690 mm。

3）履帶寬度

履帶寬度（k）計(jì)算方法為（0.18～0.22）Lg，取k=0.2Lg，計(jì)算得k=138 mm。

4）滿載接地壓力比（PF）計(jì)算公式

計(jì)算得PF=0.05 MPa≤Pmax （Pmax為履帶允許最大接地壓力，為10 MPa），集材機(jī)符合設(shè)計(jì)要求。

1.5.2 驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)輪半徑大，則驅(qū)動(dòng)扭矩增大，所以驅(qū)動(dòng)輪半徑不應(yīng)過(guò)大，但驅(qū)動(dòng)輪半徑太小，則會(huì)導(dǎo)致履帶嚙合部分半徑也變小，減少履帶壽命。所以取驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)（z）為9。驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓直徑Dt 、節(jié)圓直徑Dk 和齒根圓直徑Di 的計(jì)算公式為

式中：t0為履帶的節(jié)距， t0=72 mm；C為履帶的厚度，C=15 mm；Ft為橡膠履帶內(nèi)傳動(dòng)平面距鋼絲繩中心面的距離，F(xiàn)t=10 mm。

求出Dk=206 mm，根據(jù)實(shí)際情況最終取Dk=215 mm，求出Dt=240 mm，Di =195 mm。齒面弧線半徑一般為r=30～60 mm，取r=45 mm。驅(qū)動(dòng)輪三維結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.5.3 支重輪的設(shè)計(jì)

集材機(jī)的載重較大，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采用雙邊支重輪，支重輪的直徑Dz≈（1.5～3）t0，最終確定Dz=160 mm。主要結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.6 機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核

集材機(jī)機(jī)架主要是用來(lái)承載與連接集材機(jī)各部分，要求整個(gè)機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，在機(jī)架滿足集材機(jī)強(qiáng)度要求下，盡可能減小自重，提高集材機(jī)集材效率。為了便于加工，考慮整機(jī)集材機(jī)質(zhì)量的合理分布，機(jī)架設(shè)計(jì)如圖 5所示。

為了保證設(shè)計(jì)可靠性，進(jìn)行機(jī)架靜力學(xué)分析，按照集材機(jī)受力情況添加約束與受力，機(jī)架變形云圖如圖6所示。

由圖6可知，最大變形量為機(jī)架前端0.603 02 mm，變形量較大，主要原因是機(jī)架前端放置柴油機(jī)、液壓油箱，且懸臂較長(zhǎng)；最大主彈性應(yīng)變0.000 528 6，最大主應(yīng)力137.48 MPa，主要存在于第一層機(jī)架和第二層機(jī)架連接的四立柱連接處。為了保證機(jī)架的合理性和安全性，在變形較大和應(yīng)力集中處做出優(yōu)化改進(jìn)，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)如圖 7所示。優(yōu)化后機(jī)架變形云圖如圖8所示。

優(yōu)化后總變形為0.028 15，最大主彈性應(yīng)變0.000 193，最大主應(yīng)力39.49 MPa，相比優(yōu)化前后總變形減小了一半，最大主彈性應(yīng)變減少了一半，最大主應(yīng)力減少了三分之一。

對(duì)優(yōu)化后機(jī)架進(jìn)行模態(tài)分析，前六階主振型如圖 9所示，振動(dòng)頻率見(jiàn)表 2。

機(jī)架振源主要是由動(dòng)力源振動(dòng)產(chǎn)生，集材機(jī)動(dòng)力源最大振動(dòng)頻率為25 Hz，小于集材機(jī)的振動(dòng)頻率，改進(jìn)后的機(jī)架更加合理。

2 通過(guò)性分析

2.1 坡面分析

集材機(jī)進(jìn)行通過(guò)斜坡道路過(guò)程中，在分析過(guò)程中，做如下假設(shè)：1）坡道僅僅只有一個(gè)方向的傾斜角度；2）集材機(jī)在坡道上穩(wěn)定行駛時(shí)所受的作用力主要包括集材機(jī)自身重力、前進(jìn)方向的空氣阻力（可忽略不計(jì)）、支撐地面的法向反力和行駛時(shí)的地面摩擦阻力[12-14]。

集材機(jī)在縱向坡道勻速行駛，處于平衡狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行受力分析，如圖10所示。

力矩平衡方程，對(duì)A點(diǎn)取矩，得到公式

若坡度角過(guò)大，則集材機(jī)會(huì)發(fā)生倒翻，由幾何關(guān)系得上坡過(guò)程中最大坡角

同理在車(chē)輛下坡過(guò)程中最大坡角

集材機(jī)成功爬坡的另外一個(gè)重要因素就是路面條件，由集材機(jī)履帶與地面之間的附著條件決定，設(shè)林間路面與集材機(jī)之間的附著系數(shù)為φ，則有集材機(jī)林間最大附著力為

所以集材機(jī)在坡道上行駛不發(fā)生下滑的條件為F≤Fφ，集材機(jī)在不發(fā)生滑移所對(duì)應(yīng)的最大滑移角βφ=arctanφ。

所以集材機(jī)所能爬坡的最大坡度角（β）為arctandH、arctanL1－dH、arctanφ三者最小值。

帶入數(shù)據(jù)得集材機(jī)最大爬坡高度β=23° ，滿足使用條件。

2.2 越障分析

集材機(jī)在跨越臺(tái)階過(guò)程中，首先履帶與臺(tái)階前沿接觸，集材機(jī)開(kāi)始攀爬臺(tái)階，在此過(guò)程中，隨著集材機(jī)導(dǎo)向輪的上升主體重心不斷提高，集材車(chē)質(zhì)心也在不斷升高，底盤(pán)與地面的夾角逐漸增大，當(dāng)集材機(jī)重心恰好在臺(tái)階邊緣線正上方，此時(shí)是集材機(jī)攀越垂直壁的臨界狀態(tài)如圖11所示，h為臺(tái)階高度，R為驅(qū)動(dòng)輪半徑（包括履帶厚度），L為驅(qū)動(dòng)輪圓心O1到導(dǎo)向輪圓心O2之間的距離，a為重心G在O1O2上的投影的距離，b為重心G距離O1O2的高度，建立如下方程式。

其中可以將車(chē)體仰角α質(zhì)心位置a、b作為自變量，車(chē)體仰角超過(guò)0.5π之后肯定不能越過(guò)障礙，所以α為集材機(jī)仰角取值范圍為（0～0.5π），集材機(jī)質(zhì)心橫坐標(biāo)為（0～L），對(duì)式（19）求障礙物高度h關(guān)于車(chē)體仰角α的偏導(dǎo)可得

式中：α為O1O2與水平面夾角；2hα2≤0，h存在最大值，當(dāng)hα=0時(shí)，可得出在臨界狀態(tài)下最大仰角α與a、b的變化，求障礙物高度h關(guān)于質(zhì)心a、b的偏導(dǎo)，可得ha=sinα＞0，ha=sinαtanα＜0，所以質(zhì)心靠前、靠下時(shí)候更容易越過(guò)障礙物，為了保證集材機(jī)良好的通過(guò)性，質(zhì)心坐標(biāo)也不能過(guò)低，根據(jù)履帶底盤(pán)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)b＞0。選取4個(gè)質(zhì)心位置，對(duì)應(yīng)翻越障礙物的極限角度如圖 12所示。

3 仿真分析

林間道路坡度一般為20°，砍伐樹(shù)木之后的伐根通常高為200 mm，因此對(duì)集材機(jī)進(jìn)行該坡度仿真分析。本研究利用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件包Recurdyn（Recursive Dynamic）軟件集材機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，Recurdyn是目前應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件之一，可以和多種建模軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)接。林間道路多為軟土路面，所以選擇黏土路面為仿真路面，所得到的履帶與土壤參數(shù)見(jiàn)表3[15-18]。

3.1 坡道仿真

在Recurdyn中建立20°坡面，仿真時(shí)間30 s，分別提取Y向位移和驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，如圖 13所示。

在仿真過(guò)程中，由于驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)副的固定件和轉(zhuǎn)動(dòng)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原因，所以在仿真結(jié)果中驅(qū)動(dòng)力矩為負(fù)值，在分析過(guò)程中驅(qū)動(dòng)力矩只看大小，不看正負(fù)。10 s之前在朝坡度移動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩為300 N·m，10 s開(kāi)始爬坡，驅(qū)動(dòng)力矩變?yōu)?00 N·m，Y向逐漸增大，13.5 s左右集材機(jī)完全到達(dá)坡道，驅(qū)動(dòng)力矩增大為470 N·m，后續(xù)保持不變，Y向位移平穩(wěn)增加。

3.2 臺(tái)階仿真

同爬坡過(guò)程分析，驅(qū)動(dòng)力矩只看大小不看正負(fù)。翻越200 mm高度障礙物驅(qū)動(dòng)力矩和Y向位移如圖14所示，2～8 s為在平地移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力矩350 N·m。8 s履帶接觸障礙物，開(kāi)始越障，隨著集材機(jī)向前移動(dòng)，質(zhì)心開(kāi)始升高，驅(qū)動(dòng)力矩逐漸增大，驅(qū)動(dòng)力矩增加800 N·m。在14 s時(shí)刻，質(zhì)心越過(guò)外沿線，在集材機(jī)重力作用下，越障成功，質(zhì)心開(kāi)始下降，16 s集材機(jī)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

4 爬坡與越障試驗(yàn)

對(duì)集材機(jī)進(jìn)行20°坡度和3種不同高度的試驗(yàn)，其試驗(yàn)過(guò)程如圖15和圖16所示。試驗(yàn)結(jié)果表明集材機(jī)能順利通過(guò)20°坡度與250 mm高度障礙物。

該集材機(jī)能夠通過(guò)20°坡度，可以應(yīng)對(duì)林間一般坡度。在越障試驗(yàn)過(guò)程中，分別在3種高度障礙物下進(jìn)行試驗(yàn)，為保證試驗(yàn)可靠性，每種高度進(jìn)行了10次試驗(yàn)，均能夠通過(guò)障礙，見(jiàn)表4。由此說(shuō)明集材機(jī)滿足林間環(huán)境下行駛。

5 結(jié)論

1）設(shè)計(jì)了一款用于自走履帶式林間剩余物集材機(jī)，整機(jī)尺寸3 500 mm×850 mm×1 275mm。單次可集材1 000 kg。

2）建立了集材機(jī)爬坡運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并根據(jù)爬坡的幾何、履帶不打滑約束條件，對(duì)集材機(jī)質(zhì)心、仰角與可翻越高度進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明質(zhì)心靠前、靠下時(shí)候更容易越過(guò)障礙物。

3）進(jìn)行了爬坡和越障仿真分析。得到了驅(qū)動(dòng)力矩與Y向位移變化曲線。完成了樣機(jī)20°爬坡的試驗(yàn)，以及150、200、250 mm障礙物的越障試驗(yàn)。試驗(yàn)表明集材機(jī)通過(guò)性良好，設(shè)計(jì)合理，能夠滿足林間的作業(yè)要求。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]劉鐵男.集材機(jī)用三角履帶框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2020.

LIU T N. Optimization and random vibration fatigue analysis of triangular crawler frame structure for skidder[D]. Harbin： Northeast Forestry University， 2020.

[2]戰(zhàn)麗，朱曉亮，馬巖，等.間伐伐區(qū)小型集材機(jī)的設(shè)計(jì)[J].林業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，1（3）：97-102.

ZHAN L， ZHU X L， MA Y， et al. The design of small skidder for intermediate cutting area[J]. Journal of Forestry Engineering， 2016， 1（3）： 97-102.

[3]劉鐵男，王立海，張廣暉，等.集材機(jī)用三角履帶輪關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].林業(yè)科學(xué)，2020，56（6）：94-102.

LIU T N， WANG L H， ZHANG G H， et al. Optimization design of key parameters of a triangular pedrail wheel system for log skidders[J]. Scientia Silvae Sinicae， 2020， 56（6）： 94-102.

[4]WANG L H. Assessment of animal skidding and ground machine skidding under mountain conditions[J]. Journal of Forest Engineering， 1997， 8（2）： 57-64.

[5]ADZHATYAN M G. Definition of rational track parameters excavator crawler engine[J]. Avtomobil Doroga Infrastruktura， 2020， 1（23）： 9.

[6]MARSILI A， RAGNI L， VASSALINI G. Vibration and noise of a tracked forestry vehicle[J]. Journal of Agricultural Engineering Research， 1998， 70（3）： 295-306.

[7]孫術(shù)發(fā)，張山山，李禹璇，等.國(guó)內(nèi)外林區(qū)幾種大型作業(yè)車(chē)輛研究進(jìn)展及車(chē)型設(shè)計(jì)展望[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（6）：154-166.

SUN S F， ZHANG S S， LI Y X， et al. Studies of several large-scale forestry operating vehicles at home and abroad and prospect of vehicle type design[J]. Journal of Beijing Forestry University， 2019， 41（6）： 154-166.

[8]陳安成，穆希輝，杜峰坡，等.基于RecurDyn的小型履帶車(chē)的建模與仿真[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2013，30（10）：36-39.

CHEN A C， MU X H， DU F P， et al. Modeling and simulation of small tracked vehicle base on RecurDyn[J]. Journal of Machine Design， 2013， 30（10）： 36-39.

[9]王霓虹，王志芳.孟家崗落葉松人工林標(biāo)準(zhǔn)樹(shù)高模型的研究[J].森林工程，2014，30（2）：10-12.

WANG N H， WANG Z F. Study on standard tree height model of Meng Jiagang's larch plantation[J]. Forest Engineering， 2014， 30（2）： 10-12.

[10]孫振杰，劉俊峰，李彩風(fēng)，等.微型農(nóng)用履帶式行走裝置的設(shè)計(jì)方法[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011，33（10）：55-58.

SUN Z J， LIU J F， LI C F， et al. The design method of mini agricultural crawler running device[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research， 2011， 33（10）： 55-58.

[11]孫術(shù)發(fā)，高靖萱，王敬凱，等.適應(yīng)濕地作業(yè)的履帶式運(yùn)輸車(chē)設(shè)計(jì)與研究[J].森林工程，2022，38（3）：77-86.

SUN S F， GAO J X， WANG J K， et al. Design and research of tracked transport vehicle adapted to wetland operation[J]. Forest Engineering， 2022， 38（3）： 77-86.

[12]BAO K， DAI J， LIU Y， et al. Analysis of virtual fatigue life of welding structure of tracked vehicle based on load spectrum[J]. Journal of Physics： Conference Series， 2021， 1986（1）：012049.

[13]DEMIRJIAN W， POWELSON M， CANFIELD S. Design of track-type climbing robots using dry adhesives and compliant suspension for scalable payloads[J]. Journal of Mechanisms and Robotics， 2020， 12（3）： 031017.

[14]孫術(shù)發(fā)，任春龍，李濤，等.基于履帶式底盤(pán)的改進(jìn)型森林消防車(chē)通過(guò)性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34（17）：61-67.

SUN S F， REN C L， LI T， et al. Trafficability analysis of improved forest fire engine based on crawler chassis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2018， 34（17）： 61-67.

[15]JEONG H， YU J， LEE D H. Track HM design for dynamic analysis of 4-tracked vehicle on rough terrain using Recurdyn[J]. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A， 2021， 45（4）： 275-283.

[16]LI Y W， ZANG L G， SHI T， et al. Design and dynamic simulation analysis of a wheel-track composite chassis based on RecurDyn[J]. World Electric Vehicle Journal， 2021， 13（1）： 12.

[17]李漢青，杜宗霖，張兆國(guó)，等.基于Recurdyn的履帶式三七收獲機(jī)不同收獲工況性能分析[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，52（6）：1028-1034.

LI H Q， DU Z L， ZHANG Z G， et al. Performance analysis of tracked Panax notoginseng harvester under different operating conditions based on Recurdyn[J]. Journal of Shandong Agricultural University （Natural Science Edition）， 2021， 52（6）： 1028-1034.

[18]陳繼清，黃仁智，莫榮現(xiàn)，等.基于RecurDyn小型綠籬修剪機(jī)履帶底盤(pán)越障性能分析與仿真[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2020，41（10）：89-98.

CHEN J Q， HUANG R Z， MO R X， et al. Analysis and simulation of obstacle crossing performance of tracked chassis of small hedge trimmer based on RecurDyn[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2020， 41（10）： 89-98.