森林防火开沟犁的设计及性能分析

摘要

为防止山火蔓延、保护森林资源,在林区开设防火线是主要措施之一。但由于比较成熟的、专门用于开设防火线的开沟设备非常少,一般直接采用农用开沟设备进行作业,其开沟效率不高且杂草覆盖效果不好。基于多功能森林消防车,笔者设计了一款能与其相配套使用的三悬架型式的森林防火开沟犁,犁体曲面设计成三片曲率不同的曲面,以适应复杂土质环境,获得良好翻土性能。运用ANSYS软件对开沟犁的静力学、动力学及动力消耗进行了分析。结果表明,最大总体变形0.32 mm发生在犁铧刃口末端;最大应变0.000 2 mm、最大应力34.74 MPa发生在犁柱与犁片焊接最上端。犁体完全入土后土壤平均反力为7.89 k N;开沟犁整机所消耗的平均功率为23.67 k W。通过进行开沟犁的牵引阻力试验,获得单个犁体牵引阻力为6.9 k N,试验值与仿真值基本相符。