林业机械中国林机

中国林业机械与发达国家相比，还处于弱势地位。为缩小与林业发达国家的差距，80年代中期，在研制树木移植机时,为了保证设计的合理性和先进性，一方面对其关键部件--铲刀机械的入土过程和入土阻力，进行深入地理论分析。同时依据相似理论，利用模型铲进行了大量的模拟试验，获得了计算树木移植机下铲阻力的数学模型，经原型铲验证，其计算精度完全达到了国际上土壤一机器系统力学的通用允差值。

90年代前期，中国科学家致力于林木种子介电分选机理的研究、木材削片机连续切削理论的探讨，为林业机械基础理论研究开辟了新的途径。

在林业机械产品的研制上突出一个"新"字，是中国林业机械发展一贯奉行的准则。没有创新，林业机械就不可能发展。70年代初在林业机械厂蹲点时，中国第一台国产矮把油锯的设计成功，70年代中期,中国背负式森林灭火机投入研制，年代末国内刚刚开始进行机械产品标准化的时候，中国制定了第一批架空索道及其附件的产品标准。进入80年代，中国针对城市绿化中大径级树木特别是常绿树的移植的难点,研制成功了新型4YS-80树木移植机，可以带土球移植径级10厘米的树木、成活率100%、效率较人工操作提高50倍以上，填补了中国园林机械的一项重要空白。

常见的有拖拉机悬挂式筑床机，由机架、卧式旋耕器、左右步道犁和整形器等组成，能同时完成整地、筑床两道工序。

又称插穗机。常见的抛射式插条机由拖拉机牵引，由机架、地轮、传动装置、供条装置、分条装置、运条装置、开沟压实装置和贮条箱等组成。穗条经分条、运条装置送至一定高度，借惯性作用被抛入导穗槽，沿槽下滑至距地面约25毫米处时以约4米/秒的速度抛射至开沟器开出的栽植沟,随即由压实轮压实插穗周围的土壤。

多为拖拉机悬挂式，由固定在机架上的U型刀和抖土器组成、底刀和侧刀从要求的深度切开苗木根部的土壤并将苗木挺起，动力输出轴驱动的螺旋抖土器抖落在苗根上的土壤。

用振动方法采种的机械。因树木的果实和种子形态大小差别很大，树木生长的地形条件也大不相同，多年来采种人一直使用上树机具，如上树脚扣、上树梯和升降机等。70年代出现振动采种机。它的工作装置安装在拖拉机或其他行走或动力机械上，用油马达驱动振动头，产生振落效果而不损伤采种树。采集的球果或种子再经处理机械进行干燥、脱粒、去翅和清选。

造林和抚育幼林用的机械，可用于林地清理、幼林抚育、次生林抚育与间伐、割灌木、割草和伐小径木，是小型轻便的机械。一般可分为侧挂式和背负式。①侧挂式割灌机:又称硬轴割灌机，其结构是在长约1.5米的套有铝合金套管的传动轴一端配置 0.75~1.85千瓦的汽油机和离合器，另一端安装由减速器和圆锯片(或刀片)组成的工作头。机具侧挂在操作者肩下，挥动装有手柄的传动轴，高速(4500~5000转/分)旋转的刀具即能切割灌木、杂草。以尼龙绳代替刀具亦能割草。②背负式割灌机:又称软轴割灌机。旋切刀具由软轴传动，对地形的适应性较前者为好。在割灌机上增设一些附属装置和设备，还可用于收割稻麦、抽水、钻孔、磨锯齿等，实现一机多用。

割灌机是造林和抚育幼林用的机械，一般多用于林地清理、幼林抚育、次生林抚育与间伐、割灌木、割草和伐小径木，是小型轻便的机械。在割灌机上增设一些附属装置和设备后，还可用于收割稻麦、抽水、钻孔、磨锯齿等，实现一机多用。

机械化植树造林的主要设备，多与拖拉机配套使用。植树机分为连续开沟式、间断开沟式和选择挖坑式3种。连续开沟式和间断开沟式植树机:工作时，开沟器切开、破碎和推移土壤形成连续(或间断)的栽植沟。苗木按规定的栽植深度和株距被栽入沟内，覆土压实轮随即推拥苗木周围的土壤并压实。

山地和丘陵地区造林整地的主要设备。分为拖拉机悬挂式和手提式。①拖拉机悬挂式挖坑机:分为机械传动和液压传动两类。前者由拖拉机动力输出轴经传动轴、减速器驱动螺旋钻头旋转而挖坑，后者由液压系统驱动油马达带动钻头旋转。挖坑直径通常为50~80厘米。②手提式挖坑机:它由小型汽油机、减速器、离合器和螺旋钻头组成，机重10~15千克，两人或一人操纵。挖坑直径通常为15~35厘米。

选择挖坑式植树机出现于70年代，其结构原理与连续开沟式和间断开沟式大不相同，植苗员可在适宜栽植的点上操纵植树器挖坑植树，从而提高了机器的机动性和对不同地面的适应性。

一种保护林木的小型机械，用于防治病虫害,多为手提式或背负式,由燃烧、冷却系统、燃油、空气供给系统，药剂供剂系统和启动系统组成。它的工作原理是利用脉冲喷气式发动机喷发的高温高速气体的热能、动能和灼热的金属表面，使液态油溶性药剂剧烈蒸发雾化。高速气流与相对静止的空气相撞击，扩散成白色烟雾，随自然气流弥漫和渗透到待防治林木的各处。

以汽油机为动力的手持式链锯,用于伐木、打枝和造材。油锯根据需要可制成长把和短把两类。它由发动机(1.5~3千瓦)、传动机构、锯木机构和操纵装置组成。锯木机构的锯链是切削部件，用合金钢制成的切削齿与连接片按顺序排列，并由链轴铰接成环状链条。 在驱动链轮的驱动下，锯链的左右切削齿沿锯导板的导槽高速回转而锯木。伐区作业联合机用于伐区作业(伐木、打枝、归堆、集材和短途运材等)的多工序机器。它运用农业联合收割机的原理,将传统的各个独立工序合并,由2~3台甚至一台机器来完成。应用较多的是由伐木归堆机、打枝造材机和自装集材机组成的三机一套体系。

木材生产切削机械包括伐木、打枝、造材、剥皮和削片用的机械。例如伐区作业联合机就是用于伐区作业的多工序机器。它运用农业联合收割机的原理，将传统的各个独立工序合并，由2~3台甚至一台机器来完成。

这类机械包括集材、装卸、选材、归楞、出河等作业用的机械，主要有森林铁道和机车车辆、林用汽车、拖拉机、绞盘机等。 绞盘机用于山地架空索道集运木材和贮木场装卸作业，分为固定式和自行式两种。①固定式绞盘机:多由撬式框形底架、动力机、传动减速机构、卷筒和操纵机构组成。②自行式绞盘机:卷筒等工作装置安装在拖拉机底盘、挖掘机底盘或专用底盘上，由动力输出轴驱动。索道用的绞盘机通常配有用于架设索道的液压升降金属架杆、2个缠绕卷筒和1个摩擦卷筒。自行式绞盘机有取代固定式绞盘机的趋势。

林业起重输送机械包括集材、装卸、选材、归楞、出河等作业用的机械，主要有森林铁道和机车车辆、林用汽车、拖拉机、绞盘机等。

机 械在林业生产中的使用始于木材搬运。1892年，第一台拖拉机在美国问世后，很快就在林区获得应用，但由于不适应林区复杂的自然条件，效率较低。19世纪后期，仿效采矿工业，在林区开始使用铁轨道、木轨道和简易车辆搬运木材。20世纪初，森林铁道开始用于木材运输。

1913年，美国制成蒸汽机集材绞盘机，1914年德国制成第一台双人动力链锯。从此林区开始用动力锯锯木和用绞盘机拖集木材。

二十世纪40年代末期，前苏联制造出履带式集材拖拉机。1957年，第一批四轮驱动、折腰转向的轮式集材拖拉机问世，因速度快、重量轻、耗油少、效率高而获得迅速发展。50年代末期，各主要林业国都实现了木材生产机械化。

二十世纪60年代以来，随着汽车工业和林区道路网的发展，汽车运材逐渐取代费用昂贵的森林铁道运材。运材汽车发展成为具有随车液压起重臂的自装集运材汽车，并与拖车组成汽车列车。60年代后期出现的伐区作业联合机，是木材生产机械化的重大发展。

营林机械因为林木生产周期长，作业条件复杂和投资大，收益慢的缘故而发展缓慢。1888年，在美国出现第一台植树机，因结构不够完善，未能普遍使用。二十世纪20年代前后，德国生产的林业整地机械开始由畜力牵引过渡到拖拉机牵引。70年代以来，由于人工造林日益受到重视，营林集约化程度提高，营林机械的发展才逐步加快。

营林机械包括种子采集和处理、林地清理、整地育苗、中幼林抚育和林木保护等作业用的机械。其中常用的有采种机、割灌机、挖坑机、筑床机、插条机和植树机等。

林业机械是用于营林(包括造林、育林和护林)、木材切削和林业起重输送的机械。广义的林业机械还包括木材加工机械、人造板机械和林产化工设备等综合利用机械。

林业机械大多是在移动情况下进行露天作业，因受自然条件的影响而具有一定的区域性。林业机械对于加快绿化速度、扩大森林资源和促进生态系统良性循环都有重要意义。

林业机械化的发展程度和水平因不同的国家和不同的工序而有差异。在营林机械化方面，各国机械化程度都比较低的是林木种实采集作业，而一般以育苗作业的机械化程度和水平为最高，通常采用有关的农业机械进行。中国近年来研制出的苗圃播种机、苗木移植机、插条机和起苗机等多种专用机械和一些多工序联合机械，进一步提高了苗圃的机械化水平。北美、北欧各国和日本等采用温室容器育苗，有利于机械化和自动化。在营造人工林的作业中，平原地区的整地、植苗造林已使用机械;山地造林除用飞机直播外,机械化程度还很低。在森林抚育方面，欧洲一些国家用疏伐联合机进行伐木和集材。森林火灾是威胁森林的一个严重问题，中国现用瞭望台、飞机巡逻和红外线探火仪发现火情，但灭火机械水平较低。美国、加拿大普遍使用飞机灭火。病虫害防治的机械化程度则各国均较高(见植物保护机械)。

在森林采伐运输的机械化方面，伐木和造林在中国使用油锯，打枝主要靠手工。坡度在20°以下的林区使用轮式或履带式集材拖拉机集材;坡度较大的山地林场由绞盘机驱动集材架空索道作业。山上楞场的归楞和装车作业，主要使用架杆起重机、木材装载机和装车索道等设备。北美、北欧各国和苏联的平原林区广泛使用伐区作业联合机。木材运输包括陆运和水运的机械化程度均较高。目前世界各国森铁运材和水运的比重逐渐减少，汽车运材比重增加，并向大功率列车化方向发展。在中国，比较典型的贮木场机械化作业是:运到贮木场的原条由装卸桥卸到卸车台上，然后通过传送机送到造材机造材。加工好的原木再通过选材传送机和抛木器卸到指定的存放架上，同类原木积到一定数量后由装卸桥送去归楞或装车。