CN201282677Y

CN201282677Y - 伐根清理机

Info

Publication number: CN201282677Y
Application number: CNU2008201233070U
Authority: CN
Inventors: 刘晋浩; 葛安华; 潘海兵; 魏占国
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2018-10-24

Abstract

本实用新型公开了一种伐根清理机，该伐根清理机包括：动力系统、底盘、液压机械臂、伐根清理机械装置、驾驶室和控制系统；其中，动力系统、驾驶室和液压机械臂均分布设置在底盘上，动力系统通过传动装置驱动底盘上的车轮，伐根清理机械装置设置在液压机械臂前端，液压机械臂与伐根清理机械装置的液压控制部件均通过管线与设置在驾驶室内的控制系统连接。该伐根清理机结构简单、制造方便，操作容易，效率高，与人工挖掘相比可提高20～25倍，与推齿式、杠杆式等拔根机相比，功率可减少一半，且对地表破坏小、避免了水土流失。

Description

伐根清理机

技术领域

本实用新型涉及一种林地采伐作业用的机械，尤其涉及一种用于林地中采伐树根的伐根清理机。

背景技术

在森林采伐剩余物中，伐根占有相当大的比重，而且用途很广，可用于硫酸盐纸浆生产、微生物工业和制造木塑料等。但由于伐根采掘相当困难，除少量采用人力挖掘或推土机、挖掘机等挖掘外，大都任其留在采伐迹地上自然腐朽。这样不但浪费了资源，而且不利于人工或天然更新造林，降低了林地利用率，并且易导致森林病虫害的发生。为此，国内外都积极研制过伐根清理机械。但现有伐根机械的共同特点是将根系一起拔出，要求机械设备的功率大，对地表破坏十分严重，清理伐根的径级小，且价格贵、效率低，因此均未能得到推广应用。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供一种伐根清理机，该伐根清理机集铣切、扭动、提拔功能于一体，并且经济实用、工作效率高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种伐根清理机，该伐根清理机包括：

动力系统、底盘、液压机械臂、伐根清理机械装置、驾驶室和控制系统；其中，动力系统、驾驶室和液压机械臂均分布设置在底盘上，动力系统通过传动装置驱动底盘上的车轮，伐根清理机械装置设置在液压机械臂前端，液压机械臂与伐根清理机械装置的液压控制部件均通过管线与设置在驾驶室内的控制系统连接。

所述液压机械臂包括：连接臂组合、动臂、支撑座、连接臂油缸、连接支撑架、动臂油缸和摆臂；其中，所述支撑座与所述底盘连接，所述动臂通过连接支撑架与摆臂活动连接，动臂油缸一端固定在支撑座上，另一端连接在动臂上，设置在动臂上的连接臂组合一端与固定在支撑座上的连接臂油缸连接，另一端与摆臂活动连接。

所述动臂为平行设置的两条，通过半圆形的连接支撑架与摆臂活动连接。

所述伐根清理机械装置包括：液压马达、箱体、主动齿轮、空心轴、齿轮、切削筒、切削刀具、液压油缸、伸缩装置和伐根四爪夹紧装置；其中，所述液压马达固定设置在箱体上，液压马达输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮与固定在空心轴上的齿轮啮合，空心轴下端与切削筒连接，切削筒下端设置切削刀具，液压油缸空悬在空心轴内，液压油缸下端为伸缩装置，伸缩装置上端为外八角空心轴与内八角连接，下端焊接伐根四爪夹紧装置。

所述切削筒下端的切削刀具为可拆卸。

所述伐根四爪夹紧装置是由连杆座销轴连接连杆，再连接另一连杆座，同时连接抓手，固定在所述切削筒内侧，切削筒内上壁与连杆间经弹簧连接。

所述切削刀具是由具有左旋齿、右旋齿、限料齿的钢板弯成圆环两端焊接在一起形成的刀具。

所述切削刀具的左旋齿、右旋齿和限料齿均采用刨旋齿齿形，该刨旋齿齿形的顶端为圆弧形状，依次排列为、限料齿、右旋齿、左旋齿组成的10～20组。

所述切削刀具的母材料为20号钢，刃材为D3O7，堆焊的厚度为10mm～14mm，热处理使刀刃处的硬度达到HRC55-58，精磨齿形，时效处理为2月～3月。

所述切削刀具的侧刃后角为2°，水平刃后角为75°，侧刃刃角为60°，水平刃刃角为45°，侧刃倾斜角为95°，水平刃倾斜角为30°。

由上述本实用新型实施方式提供的技术方案可以看出，本实用新型实施方式通过设置在可行驶底盘上的液压机械臂与伐根清理机械装置配合，通过控制系统进行控制，以液压驱动方式，实现对林地中的树根进行清理，可完成铣切、扭动、提拔等多种功能，保证经济性的同时，极大的提高了清理树根的工作效率。该伐根清理机结构简单、制造方便，操作容易，效率高，与人工挖掘相比可提高20～25倍，与推齿式、杠杆式等拔根机相比，功率可减少一半，且对地表破坏小、避免了水土流失。如用拔根机每清理一个兴安岭落叶松伐根，将会破坏地表10m²以上，用该机清理只可留下直径700mm坑穴并可直接植树造林有很好的社会、生态环境效益。且该伐根清理机还可用于城市改造、输变电线路安装、道路修建清除伐根，以及其它需要挖坑作业的场合。

附图说明

图1为本实用新型实施例的伐根清理机的总体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的伐根清理机的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例的液压机机械臂的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的液压机机械臂的仰视图；

图5为本实用新型实施例的伐根清理机械装置结构示意图；

图6为本实用新型实施例的切削刀具结构示意图；

图1中各标号为：1.液压机械臂总成；2.驾驶室和控制系统总成；3.发动机和动力系统总成；4.底盘总成；5.伐根清理机械装置；6.车轮；

图3、4中各标号为：21.连接臂组合；22.动臂；23.支撑座；24.动臂油缸；25.连接臂油缸；26.连接支撑架；27.摆臂；

图5中各标号为：31.切削刀具；32.切削筒；33.抓手；34.轴销；35.连杆；36.弹簧；37.伸缩装置；38.底盖；39.轴承；310.箱体；311.主动齿轮；312.轴；313.液压马达；314.油封；315.液压油缸；

图6中各标号为：41.限料齿；42.右旋齿；43.左旋齿；44.刀具本体。

具体实施方式

本实用新型实施方式提供一种伐根清理机，用于对树根进行高效率的清理，该伐根清理机具体包括：动力系统、底盘、液压机械臂、伐根清理机械装置、驾驶室和控制系统；其中，动力系统、驾驶室和液压机械臂均分布设置在底盘上，动力系统通过传动装置驱动底盘上的车轮，伐根清理机械装置设置在液压机械臂前端，液压机械臂与伐根清理机械装置的液压控制部件均通过管线与设置在驾驶室内的控制系统连接。

该伐根清理机具有操作方便、效率高，可完成铣切、扭动、提拔等多种功能，极大的提高了清理树根或类似工作的效率。

为便于理解，下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的伐根清理机作进一步说明。

实施例一

本实用新型实施例提供一种伐根清理机，主要用于对林地等伐木后剩余的树根进行清理，该伐根清理机的结构如图1、图2所示，具体包括：

动力系统3、底盘4、液压机械臂1、伐根清理机械装置5、驾驶室2和控制系统；其中，动力系统3、驾驶室2和液压机械臂1均分布设置在底盘4上，动力系统3通过传动装置驱动底盘4上的车轮6，伐根清理机械装置5设置在液压机械臂1前端，液压机械臂1与伐根清理机械装置5的液压控制部件均通过管线与设置在驾驶室2内的控制系统连接。

上述伐根清理机中，所述液压机械臂的结构如图3、图4所示，具体包括：连接臂组合21、动臂22、支撑座23、连接臂油缸25、连接支撑架26、动臂油缸24和摆臂27；其中，所述支撑座23与所述底盘4连接，所述动臂22通过连接支撑架26与摆臂27活动连接，动臂油缸24一端固定在支撑座23上，另一端的可伸缩部分连接在动臂22上，用于支撑动臂22，设置在动臂22上的连接臂组合21一端与固定在支撑座23上的连接臂油缸25连接，连接臂组合21的另一端与摆臂27活动连接。其中，所述的动臂22为平行设置的两条机械臂，通过半圆形的连接支撑架21连接汇合后与摆臂27活动连接。

上述伐根清理机中，所述的伐根清理机械装置的具体结构如图5所示，包括：液压马达313固定在箱体310上，液压马达313上的主动齿轮311与安装在切削筒32上端的空心轴上齿轮啮合，切削筒32下端安装切削刀具31，液压油缸315空悬在空心轴内，液压油缸315下端为伸缩装置37，该伸缩装置37连接空心轴的下端，可上下移动，位置在切削筒32的中轴线上，伸入切削筒32内，伸缩装置37下端焊有连杆座，连杆座连接连杆35，两端与销轴34连接，销轴34与另一连杆座和抓手33经销固定在切削筒32上。抓手33由油缸和回位弹簧36控制伸出与回位。液压马达310带动切削筒32进行回转，完成切削工作。其中切削筒32分为多种规格，可根据伐根迹地的环境情况即时更换不同直径和长度的切削筒，切削筒的直径通常在50～100mm之间，长度通常在80～160mm之间。

在上述伐根清理机械装置中，所述切削刀具的结构如图6所示，具体是由具有左旋齿43、右旋齿42、限料齿41的钢板弯成圆环两端焊接在一起形成的刀具。

具体是在20mm厚的20号钢钢板上剪切出100mm、2205mm的毛料作为刀具本体44，在刀具本体44上铣切出齿形，齿形分为右旋齿42，左旋齿43，限料齿41，齿形长为65mm，齿高为36mm，限料齿41与其它齿的高差为1mm，右旋齿42和左旋齿43的侧刃后角为2°、水平刃刃角为45°、侧刃倾斜角为95°、水平刃倾斜角为30°。按此参数加工出的齿形分别向左旋齿，向右旋齿，分别加工为右旋齿42和左旋齿43，与限料齿41依次排列为一组，在剪切钢板上排列多组，一般为10～20组，铣切出刨旋齿齿形，然后将钢板弯成圆环，圆环直径如图6所示，两端对焊一起，并加工出下端螺孔。堆焊刨旋的切削刃，刃材为D307，堆焊厚度为10mm～14mm。热处理使刀刃处的硬度达到HRC55-58，精磨齿形，经2～3个月的时效处理，最后将其锯开，实际中可分成11组，即可作为切削刀具。利用螺栓把切削刀具分别固定在伐根清理机上切削清理装置切削筒的下端，以液压方式驱动切削筒带动切削刀具回转，即可实现对所处理树根等的切削。

实际中，上述的伐根清理机也可以是在ZL30型装载机进行改造而成，其中，伐根清理机机械装置、底盘、液压机械臂为伐根清理机实现各种功能的主要部分，其中底盘和液压机械臂均可以在原有ZL30型装载机部件的基础上改造得到，底盘可以由ZL30型装载机的底盘改装而成，使用技术成熟的30系列装载机底盘，去掉原来的铲斗，液压机械臂可以保留原来ZL30型装载机的机械臂的部分，在原有液压机械臂的基础上，加装连接臂组合、连接支撑架和摆臂，形成由连接臂组合、动臂、支撑座、动臂油缸、连接臂油缸、连接支撑架、摆臂组成的液压机械臂，具体结构参见图3、图4，连接臂组合连接的摆臂与伐根机械装置连接，使用时由动臂油缸控制伐根清理装置的垂直升降，连接臂油缸控制伐根清理装置水平摆动，这种设计省去了大部分的重新设计工作，降低了加工要求。底盘的结构、行驶系统、动力系统等均保持ZL30型装载机原有行驶底盘的结构不变，在ZL30型装载机驾驶室内安装伐根机控制台，安装布置控制伐根清理机的控制系统设备。其最后总装结构参见图1。这种该装方式可以保证使用一种技术成熟、通过性好、经济效益高的，适于在林地伐区行走作业的底盘，通过液压机械臂连接伐根清理机械装置，在底盘上的驾驶室内布置伐根清理机的控制系统，由控制手柄控制伐根清理机进行作业，形成一种主机功率较小，对地表破坏小，有利于环境保护，生产成本低，制造工艺简单的新型伐根清理机械装置。

该伐根清理机主要是在底盘、控制系统及液压机械臂和伐根清理机械装置配合下完成伐根清理工作，具体为：伐根清理机通过底盘上的动力系统及行驶系带动液压机械臂、伐根清理机械装置到达清理现场，在控制系统控制下，液压机械臂控制伐根清理机械装置到达准备清理的树根上，伐根清理机械装置固定在箱体的液压马达带动主动齿轮与安装在切削筒上端的空心轴上齿轮啮合，切削筒下端安装切削刀具，液压油缸空悬在空心轴内，液压油缸下端为伸缩装置，该伸缩装置连接空心轴的下端，可上下移动，位置在切削筒的中轴线上，伸入切削筒内，伸缩装置下端焊有连杆座，连杆座连接连杆，两端与销轴连接，销轴与另一连杆座和抓手经销固定在切削筒上。抓手由油缸和回位弹簧控制伸出与回位。液压马达带动切削筒进行回转，完成对树根的切削工作。实际中切削筒分可以为多种规格，可根据伐根迹地的环境情况即时更换不同直径和长度的切削筒，切削筒的直径通常在500～1000mm之间，长度通常在800～1600mm之间，伐根清理机械装置的结构参见图5。利用该伐根清理机，效率与人工挖掘相比可提高20～25倍。与推齿式、杠杆式等拔根机相比，功率可减少一半(本机功率58.8kW)，且对地表破坏小、避免了水土流失。如用拔根机每清理一个兴安岭落叶松伐根，将会破坏地表10m²以上，用本机清理只可留下直径700mm坑穴并可直接植树造林有很好的社会、生态环境效益。该伐根清理机也可以用于城市改造、输变电线路安装、道路修建清除伐根，以及其它需要挖坑作业的场合，伐根清理机的基本技术参见下表。

伐根清理机的基本技术参数表

综上所述，本实用新型实施例中的伐根清理机通过行驶底盘、液压机械臂和伐根清理机械装置配合，在控制系统控制下，可高效的实现伐根清理工作，提供了一种适合我国国情、林情的经济适用、高效率、具有行走功能，且对地表破坏小，有利于环境保护，生产成本低，制造工艺简单的伐根清理机。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种伐根清理机，其特征在于，该伐根清理机包括：

2、根据权利要求1所述的伐根清理机，其特征在于，所述液压机械臂包括：连接臂组合、动臂、支撑座、连接臂油缸、连接支撑架、动臂油缸和摆臂；其中，所述支撑座与所述底盘连接，所述动臂通过连接支撑架与摆臂活动连接，动臂油缸一端固定在支撑座上，另一端连接在动臂上，设置在动臂上的连接臂组合一端与固定在支撑座上的连接臂油缸连接，另一端与摆臂活动连接。

3、根据权利要求1所述的伐根清理机，其特征在于，所述动臂为平行设置的两条，通过半圆形的连接支撑架与摆臂活动连接。

4、根据权利要求1所述的伐根清理机，其特征在于，所述伐根清理机械装置包括：液压马达、箱体、主动齿轮、空心轴、齿轮、切削筒、切削刀具、液压油缸、伸缩装置和伐根四爪夹紧装置；其中，所述液压马达固定设置在箱体上，液压马达输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮与固定在空心轴上的齿轮啮合，空心轴下端与切削筒连接，切削筒下端设置切削刀具，液压油缸空悬在空心轴内，液压油缸下端为伸缩装置，伸缩装置上端为外八角空心轴与内八角连接，下端焊接伐根四爪夹紧装置。

5、根据权利要求4所述的伐根清理机，其特征在于，所述切削筒下端的切削刀具为可拆卸。

6、根据权利要求4所述的伐根清理机，其特征在于，所述伐根四爪夹紧装置是由连杆座销轴连接连杆，再连接另一连杆座，同时连接抓手，固定在所述切削筒内侧，切削筒内上壁与连杆间经弹簧连接。

7、根据权利要求4所述的伐根清理机，其特征在于，所述切削刀具是由具有左旋齿、右旋齿、限料齿的钢板弯成圆环两端焊接在一起形成的刀具。

8、根据权利要求7所述的伐根清理机，其特征在于，所述切削刀具的左旋齿、右旋齿和限料齿均采用刨旋齿齿形，该刨旋齿齿形的顶端为圆弧形状，依次排列为、限料齿、右旋齿、左旋齿组成的10～20组。

9、根据权利要求1所述的伐根清理机，其特征在于，所述切削刀具的母材料为20号钢，刃材为D3O7，堆焊的厚度为10mm～14mm，热处理使刀刃处的硬度达到HRC55-58，精磨齿形，时效处理为2月～3月。

10、根据权利要求7所述的伐根清理机，其特征在于，所述切削刀具的侧刃后角为2°，水平刃后角为75°，侧刃刃角为60°，水平刃刃角为45°，侧刃倾斜角为95°，水平刃倾斜角为30°。