林业集材用牵引式搭载装置整体设计及其性能分析与运动仿真1)

孟庆凯 王立海 刘铁男 张广晖 谢军明 许明贤

(东北林业大学，哈尔滨，150040) (黑龙江省森林工程与环境研究所) (东北林业大学)

集材机具有作业成本低、集采效率高、易操作等优点，成为世界重要的集材方式之一，对林业发展具有举足轻重的影响[1-4]。1964年，我国首台自主研发的集材拖拉机(J-50)，其具有通过性能好、爬坡能力强的优点，但具有笨重，对林地土壤破坏严重的缺陷[5-6]；后期，我国又研发了J-80、营林352L型等多种型号的集材拖拉机[7-8]。随着“天保工程”的实施，采伐和集材方式也不断发生改变。文献[5]、[7]介绍的环保型多功能集材机，因为其良好的林区通过性、爬坡能力，逐渐成为现在集材机的重要代表。

以J-50为代表的老式集材机，采用的车尾固定式搭载板集材，存在弊端[9]。一方面，搭载板固定安装在集材机尾部，集材过程中车辆转弯半径增大，对林地破环严重；另一方面，搭载板和集材机刚性连接，自由度低，若用于环保型多功能集材机，因为环保型多功能集材机体型小、自身质量轻，使其容易在沿横坡行驶过程中发生工作事故。本研究结合环保型多功能集材机的特点，设计了一款可牵引式搭载装置，并通过仿真，对牵引式搭载装置进行稳定性分析和木材搭载分析，力求设计的牵引式搭载装置能满足环保型多功能集材机的集材需要。

1 牵引式搭载装置设计

为了适应环保型多功能集材机“小而精”的工作特点，设计了牵引式搭载装置。本设计主要有两方面的突出优势：一方面，牵引式搭载装置通过悬挂式牵引架和集材机连接，但是两者在一定程度上又相互独立，增加了集材设备的自由度，使得集材设备在行走过程中灵活，减小转弯半径；……