林業(yè)專用吊運車的設(shè)計研究

王瑞霞等

摘要：介紹了專利“林業(yè)專用吊運車”設(shè)計原理、機體結(jié)構(gòu)與技術(shù)方案，并與當前國內(nèi)外同類機械在主要技術(shù)參數(shù)、效益、市場競爭力等方面做了比較。結(jié)果顯示：林業(yè)專用吊運車具有機體小、能耗低、多功能于一體，適合苗圃作業(yè)，起重量適用大苗等優(yōu)勢，實現(xiàn)了林地或苗圃地大苗出圃運輸機械化，對苗木移植機械化起到了積極地推動作用。

關(guān)鍵詞：林業(yè)專用吊運車；車體；吊臂；卷揚機；液壓頂

收稿日期：20131219

作者簡介：王瑞霞（1969—），女，河北易縣人，滿族，實驗師，主要從事園林綠化及苗木種植工作。中圖分類號：S776文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）01025003

1引言

苗木機械化移植是業(yè)內(nèi)公認的難題[1]，其原因是林地內(nèi)作業(yè)空間狹??；苗木樹冠易折損；帶土坨苗木土坨易散、重量大搬運難等。目前，國內(nèi)外吊運設(shè)備主要有大型起重機、隨車起重機、小型便攜式吊運機等。大型機械主要針對空間開闊，作業(yè)不受限制的場所。隨車起重機體積龐大。吊運機只能完成升降作業(yè)[2]，都不能適應(yīng)林業(yè)苗木生產(chǎn)林間作業(yè)的需要。林業(yè)專用吊運車（專利號：201120110625.5）既具有隨車起重的功能，又精巧靈活，在林間作業(yè)游刃有余，適合于林地、苗圃等狹窄空間苗木（重量≤750kg）的提取和搬運，提高了苗木移植機械化水平，對林業(yè)生產(chǎn)和園林綠化起到了積極的作用。

2林業(yè)專用吊運車的設(shè)計原理、機體結(jié)構(gòu)與技術(shù)方案

2.1林業(yè)專用吊運車的設(shè)計原則

根據(jù)林間作業(yè)空間狹小，起苗后地面凸凹不平等特點，林業(yè)專用吊運車的設(shè)計以“機體小、大動力、強越野、多功能、易駕馭”為原則。

2.2林業(yè)專用吊運車的設(shè)計原理

將吊裝設(shè)備安裝于農(nóng)用三輪車大架上，利用原車內(nèi)燃機的動力，帶動液壓油泵和發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為提升勢能和電能，驅(qū)動吊臂和卷揚機，完成起降、拉抻的功能。創(chuàng)造性的針對地形復(fù)雜、交通困難、空間狹小區(qū)域完成起降搬運工作。

2.3林業(yè)吊運車的機體結(jié)構(gòu)與技術(shù)方案

林業(yè)專用吊運車的機體結(jié)構(gòu)主要由車體、吊臂、傳動裝置、液壓系統(tǒng)和卷揚機五部分組成（圖1）。

（1）車體設(shè)計。車體尺寸：長×寬×高=3.15m×1.35m×0.8m，采用7y-1150d22型三輪車的車橋，具有輪距窄，轉(zhuǎn)彎半徑小，底盤高，視野開闊特點，前胎為77-16型輪胎，后胎為77-18型人字輪胎，便于爬坡防滑。整裝備質(zhì)量850kg，對耕地壓實緊度?。徊捎酶叩退倨邫n位便于越障；在農(nóng)村廣泛置備，便于推廣應(yīng)用。

圖1吊運車主視結(jié)構(gòu)示意圖

（2）吊臂。吊臂長度根據(jù)車體整裝備質(zhì)量、車體大架長度和起重量設(shè)計，吊臂最大支撐力以適合胸徑14cm大苗，吊高和運輸車車高相匹配。

圖2吊臂的俯視結(jié)構(gòu)示意圖

吊臂為主受力部件，由主吊臂和側(cè)支撐臂組成（圖2）。主吊臂采用二節(jié)套裝結(jié)構(gòu)，外徑由100mm×5mm壁厚無縫鋼管和工字鋼上下平行疊加焊接以提高應(yīng)力。二節(jié)臂為外徑90mm×5mm厚壁無縫鋼管，臂長1m，二節(jié)臂可以伸縮，頂端設(shè)置定滑輪，供鋼絲繩滑過。一二節(jié)臂用穿釘固定。臂長3.5m，最大吊高3.6m，可直接裝車。

圖3吊運車吊臂結(jié)構(gòu)示意圖

主吊臂、側(cè)支撐臂的底端用軸瓦結(jié)構(gòu)與三輪車車架第一橫檔相鉸接。側(cè)支撐臂與主吊臂呈20°角焊接，（圖3所示），以增加主臂的堅固性，分散受力點防止左右晃動。側(cè)支撐臂設(shè)計為外徑100mm×5mm壁厚無縫鋼管。主吊臂和液壓頂桿相連，液壓頂桿的伸縮可驅(qū)動吊臂繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)吊臂的升降。

為保證起吊的安全性，在主吊臂及其二節(jié)臂的上下兩側(cè)均設(shè)有定滑輪（如圖3），可顯著降低鋼絲繩對吊臂摩擦力。主吊臂上部及其二節(jié)臂均設(shè)有鋼絲繩套環(huán)，以預(yù)防鋼絲繩在工作中跳槽出軌。林業(yè)專用吊運車機體小重量輕，為了保證工作中車體的穩(wěn)定性和機車結(jié)構(gòu)簡單等不設(shè)計轉(zhuǎn)動臂。

（3）液壓升降系統(tǒng)。液壓升降系統(tǒng)由油壓頂、輸油泵、液壓油箱組成。設(shè)計最大撐力6t油壓頂及匹配的輸油泵，油壓頂重心位于后軸中心點車體最穩(wěn)定[3]。根據(jù)杠桿原理計算，油壓頂安裝于三輪車車架三橫檔與四橫檔后橋之間，下支點距后軸30cm，上支點在主吊臂中心點。液壓油箱安裝在座椅后，輸油泵位于液壓油箱后，保持其原位置不變。內(nèi)燃機輸出部分動力帶動液壓泵工作。

（4）電力動力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)由發(fā)電機、卷揚機組成。發(fā)電機安裝在三輪車車架二橫檔與三橫檔后橋之間，采用單相交流同步發(fā)電機，額定功率3kW，額定電壓230V，和卷揚機相匹配，保證了卷揚機正常工作。50HZ交流電發(fā)電機的轉(zhuǎn)速1500r/min[4]，根據(jù)內(nèi)燃機主動輪和從動輪的直徑比，設(shè)計車載發(fā)電機的從動輪直徑為90mm，供給卷揚機（電動葫蘆）動力。

設(shè)計PA999微型卷揚機（電動葫蘆）裝配采用斜拉式巧妙地設(shè)置在側(cè)支撐臂上（如圖2）和發(fā)電機相聯(lián)。卷揚機對鋼絲繩的收放功能可以利用油絲繩對狹小空間內(nèi)苗木進抻拉，擴大了林業(yè)專用吊運車作業(yè)范圍，增強了靈活性。

3與當前國內(nèi)外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力的比較

林業(yè)專用吊運車與當前國內(nèi)外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力的比較見表2。

從表2可以看出，林業(yè)專用吊運車與輪式起重機QY8B.5、隨車起重機相比在大苗出圃運輸具有以下特點：①車體尺寸小，整車寬度1.35m，簡潔、精巧靈便，能夠從苗木間距中自由穿行；②吊高3.6m與運輸卡車車廂高度相匹配；③起重量750kg對于胸徑d≤14cm苗木都能使用（土球直接=苗木胸徑的6～8倍，土坨重量[8]=土球截面積×土球厚度×土壤比重（1.8））；④節(jié)約資源：功率較小，能耗低，是起重機的1/8左右；⑤功能多：抻拉、吊裝、運載等功能適合于林間及狹小空間作業(yè)；⑥手動操作，可控制性強。endprint

4結(jié)語

“林業(yè)專用吊運車”針對苗圃林地大苗出圃運輸而設(shè)計，屬于隨車吊運機械設(shè)備。具有以下特點：①靈活性 車體采用農(nóng)用三輪車底盤，具有車體小，動力大，底盤高，軸距小等特點，適用于多種復(fù)雜地形；②起重量750kg重物，對于胸徑d≤14cm苗木[9]都能使用；③車體尺寸合理 主吊臂采用套裝結(jié)構(gòu)，可以擴大吊臂的活動空間，吊高3.6m，能夠與普通運輸車車廂對接。長×寬×高=3.15m×1.35m×0.8m，便于樹下作業(yè)，能夠靈活地在林地、苗圃中穿梭；④功能強大 抻拉、吊裝、運載等多功能于一體，生產(chǎn)中可以實現(xiàn)從樹木間隙中將苗木抻出、起吊、運載出圃、起吊上車等多位一體，實現(xiàn)即吊即走，突破了單機單項作業(yè)，實現(xiàn)了一機多用[10]；⑤節(jié)約資源 林業(yè)專用吊運車車體小，進苗圃不修路毀林，不壓實土地。

林業(yè)專用吊運車是一種適合林間作業(yè)的吊運機械設(shè)備，實現(xiàn)了林業(yè)生產(chǎn)中大苗出圃樹木移植運載環(huán)節(jié)的機械化，對實現(xiàn)苗木機械化移植起到了積極作用，使林業(yè)及園林工人從強體力勞動中解脫出來，解放了勞動力，提高了勞動生產(chǎn)率，具有較大的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1] 白兆會.讓“機器手”解放人的手-記哈林機所首席專家吳兆遷[N].中國綠色時報，2009-8-18（3）.

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[10] 佚名.現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)急需苗圃機械化[EB/OL].http：//www.caf.ac.cn/news/kjcx/201203/2012-03-02-9-53.html.endprint

4結(jié)語

“林業(yè)專用吊運車”針對苗圃林地大苗出圃運輸而設(shè)計，屬于隨車吊運機械設(shè)備。具有以下特點：①靈活性 車體采用農(nóng)用三輪車底盤，具有車體小，動力大，底盤高，軸距小等特點，適用于多種復(fù)雜地形；②起重量750kg重物，對于胸徑d≤14cm苗木[9]都能使用；③車體尺寸合理 主吊臂采用套裝結(jié)構(gòu)，可以擴大吊臂的活動空間，吊高3.6m，能夠與普通運輸車車廂對接。長×寬×高=3.15m×1.35m×0.8m，便于樹下作業(yè)，能夠靈活地在林地、苗圃中穿梭；④功能強大 抻拉、吊裝、運載等多功能于一體，生產(chǎn)中可以實現(xiàn)從樹木間隙中將苗木抻出、起吊、運載出圃、起吊上車等多位一體，實現(xiàn)即吊即走，突破了單機單項作業(yè)，實現(xiàn)了一機多用[10]；⑤節(jié)約資源 林業(yè)專用吊運車車體小，進苗圃不修路毀林，不壓實土地。

林業(yè)專用吊運車是一種適合林間作業(yè)的吊運機械設(shè)備，實現(xiàn)了林業(yè)生產(chǎn)中大苗出圃樹木移植運載環(huán)節(jié)的機械化，對實現(xiàn)苗木機械化移植起到了積極作用，使林業(yè)及園林工人從強體力勞動中解脫出來，解放了勞動力，提高了勞動生產(chǎn)率，具有較大的發(fā)展前景。

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“林業(yè)專用吊運車”針對苗圃林地大苗出圃運輸而設(shè)計，屬于隨車吊運機械設(shè)備。具有以下特點：①靈活性 車體采用農(nóng)用三輪車底盤，具有車體小，動力大，底盤高，軸距小等特點，適用于多種復(fù)雜地形；②起重量750kg重物，對于胸徑d≤14cm苗木[9]都能使用；③車體尺寸合理 主吊臂采用套裝結(jié)構(gòu)，可以擴大吊臂的活動空間，吊高3.6m，能夠與普通運輸車車廂對接。長×寬×高=3.15m×1.35m×0.8m，便于樹下作業(yè)，能夠靈活地在林地、苗圃中穿梭；④功能強大 抻拉、吊裝、運載等多功能于一體，生產(chǎn)中可以實現(xiàn)從樹木間隙中將苗木抻出、起吊、運載出圃、起吊上車等多位一體，實現(xiàn)即吊即走，突破了單機單項作業(yè)，實現(xiàn)了一機多用[10]；⑤節(jié)約資源 林業(yè)專用吊運車車體小，進苗圃不修路毀林，不壓實土地。

林業(yè)專用吊運車是一種適合林間作業(yè)的吊運機械設(shè)備，實現(xiàn)了林業(yè)生產(chǎn)中大苗出圃樹木移植運載環(huán)節(jié)的機械化，對實現(xiàn)苗木機械化移植起到了積極作用，使林業(yè)及園林工人從強體力勞動中解脫出來，解放了勞動力，提高了勞動生產(chǎn)率，具有較大的發(fā)展前景。

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