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灌木为生物质能源的重要原材料,而且其经济价值也很高,如用作饲料和工业原料等.我国灌木资源非常的丰富,但灌木分布分散且生长面积大,而且大部分还生长在干旱,地形起伏较大的沙地和沙丘地带,这样给灌木的平茬和收割带来不便.我国目前落后的灌木设备也不能满足收割效率的要求,致使许多灌木由于得不到及时的平茬复壮而大面积枯死,导致土地再次的荒漠化,灌木资源也不能得到利用.因此急需研制出一种能够提高灌木收割效率的设备. 本文主要完成了以下的研究和结论:
。采用圆盘锯作为平茬机的切割部件,研究了切割部件的运动学方程,分析了圆盘锯的运动受力情况,分别采用经典阻力做功和切削力做功对圆盘踞切割过程进行功率分析。采用ANSYS LS-DYNA软件建立了砧木切割动力学仿真模型,使用Design Expert动态响应软件对锯切过程设计三因素三水平的虚拟正交仿真试验表,以锯齿齿数、进给速度、锯盘转速为三因素,并通过动态响应曲面筛选出圆盘锯齿数为100、转速为4200r/min、进给速度为1km/h时切割效果优。将优参数应用于样机设计,对切割部件的圆盘锯进行模态分析,得出切割部件圆盘锯的静态和转速为4200r/min时的固有频率振型图,采用简化圆盘锯齿的运动分析圆盘锯的横向振动。切割部件转速在4200r/min时一阶临界转速为4558.26r/min,转速在安全的合理区间内。根据设计计算和仿真结果确定了切割装置详细结构和几何参数。设计了平茬机整机模型并试制样机,制定了苹果苗木平茬试验方法和平茬质量评价指标,在苗木基地进行了平茬试验,结果显示平茬机切割茬口分为阶梯型茬口以及撕裂型茬口,阶梯型茬口对于砧木无影响但撕裂型茬口影响砧木的成苗质量。通过田间试验表明此款苗木平茬机满足果树苗木平茬的农艺要求,平茬后的合格率95%。
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毛乌素沙地沙柳人工林为研究对象,对人工灌木林平茬年龄,平茬高度及平茬周期进行试验研究.结果 表明:沙地沙柳造林后3～6a内应进行平茬复壮,进入丰产期后平茬周期以3～4 a为宜,此时生物量收获高;沙柳人工林平茬留茬高度应控制在5 cm左右,平茬后生物量积累快.
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