便攜式旋轉套筒刀具植樹機結構設計

王磊

（淮南聯合大學機電系，安徽 淮南232001）

便攜式旋轉套筒刀具植樹機結構設計

王磊

（淮南聯合大學機電系，安徽 淮南232001）

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

植樹機；套筒組合刀具；螺旋推進

設計一臺便攜式套筒旋轉刀具自動取土植樹機通過旋轉組合刀具在濕地、較干土地及丘陵山地等地表旋轉切割鉆坑，起刀后，通過行程活塞將套筒刀具所取地下土推出，擱置在鉆坑旁邊。將樹苗放置在所鉆坑中，然后由人工將所取地下土填埋樹苗根部。該設備主要部分是機構設計，具有較強的穩定性和可靠性。

1 植樹機技術發展概況

植樹造林、美化環境是我國改善自然環境政策的百年大計。植樹造林活動中，最艱苦的工作就是用簡單工具在地表刨坑，工作量大、效率低，甚至樹苗成活率不理想。該設備將大大提高植樹效率，降低勞動量，提高樹苗成活率，使大范圍提高優化綠化面積成為可能。

中國于1953年開始引進植樹機，在東北地區西部營造防護林。1960年開始設計和制造拖拉機牽引式半自動投苗植樹機。70年代后相繼研制成功沙丘植樹機和開溝大苗植樹機。

目前，在我國市場上植樹機相關產品很不成熟，實際應用非常有限。隨著大面積植樹造林在全國范圍內進一步廣泛開展，一款攜帶方便、操作簡單、耗能低、效率高的植樹機產品的市場推廣極其必要，更是綠化祖國環境事業的需要。

2 旋轉套筒刀具植樹機的結構設計

套筒刀具驅動馬達2通過齒輪組3、4傳動，驅動套筒刀具傳動軸5帶動刀具9高速旋轉，同時對稱安裝的液壓缸13推動刀具9延著導桿15伸出套筒11，對地表機械旋轉切割并形成圓坑。

然后液壓缸13回程，套筒刀具繼續高速旋轉，由于泥土黏性和旋轉刀具離心力，可將旋轉刀具切割吞入泥土帶出地表。而后，螺旋推進馬達1驅動螺桿7旋轉，螺桿7由套筒刀具傳動軸中空部分穿過，推動內螺旋滑塊8前行，將推土活塞10推出，同時將旋轉刀具所吞入泥土推出到旋轉刀具所切割的地表坑旁邊。至此刨坑過程完成。

套筒飛翅和齒輪箱飛翅分別于套筒和齒輪箱焊接連接，推進油缸安裝在其端部。圖2為車載植樹機示意圖。

起降油缸4通過連桿3驅動植樹機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為工人操作時手持穩定切割機用，可回旋收回。植樹機2亦可回轉收回車載工作架。

3 結語

該設計利用液壓連桿技術實現刀具的空間定位，套筒刀具高速旋轉實現快速、輕便鉆坑。螺旋傳動推動活塞取土技術需要進一步對結構進行優化，設計更合理的安裝和連接方式是待研究的關鍵。

圖1 旋轉套筒刀具植樹機結構

圖2 車載植樹機結構

該設計解決的關鍵技術是，設備可以便攜移動、刀具定位準確、鉆口直徑達到280mm，鉆坑深度為500mm，功率2 000W，取土舒暢，操作過程耗時不超過10分鐘。

[1]陳立德.機械制造技術[M].上海：上海交通大學出版社，2010，8.

[2]吳克堅.機械設計[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：機電設備研發。