摘 要

当发生森林火灾时，为防止火灾扩大蔓延和方便灭火救援，在森林之间、森林与村庄、学校、工厂等之间设置防火隔离带,这时就需要有专门的机具来进行耕翻作业。本课题是基于多功能森林消防车不仅能提供各种高效的灭火功能，而且可以开辟森林防火带的设计思想，研究开发与多功能消防车配套的、能够在火情紧急时快速开辟森林防火线的森林防火开沟器。

本文就国内外防火开沟犁的研究成果，归纳出防火开沟犁的总体结构以及刀片、液压装置、支撑装置等部件设计。总结出国内外目前的研究状况，并在此基础上分别对设备适用性和通过性进行对比分析，为未来防火开沟犁的设计提出一种新的可行方案。

关键词：森林防火；开沟器； 研究成果

Design and performance analysis of forest fire prevention opener

ABSTRACT

When forest fire, setting the fire belt between forest, forest and villages, schools, factories to prevent the spread of fire and facilitate fire rescue.At this time will need to have a special machine for ploughing operation. This topic is based on the research of multi-function forest fire engines, the main idea is that, in the real forest fire occurs, the model of forest fire engines can not only provide all kinds of effective extinguishing function, can also create forest fire zones, it can be more efficient for fire disaster, the losses to a minimum.

In this paper, summarizes the overall structure of the fire ditching plough and the design of blade, hydraulic device, supporting device and other parts. This paper summarizes the current research status at home and abroad, and analyzes the applicability and through sexual of the equipment, and puts forward a new feasible scheme for the design of fire ditching plough.

Keywords: Forest fire prevention; Opener; Surface design; Statics analysis.

目 录

1 课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1开沟装置的研究方法及现状 4

1.2.2 曲面参数化研究 5

1.2.3 有限元分析在开沟装置中的应用 6

1.3 研究内容： 8

2防火开沟犁的整机设计 9

2.1防火开沟犁的设计要求 9

2.1.1结构与功能要求 9

2.1.2主要技术指标 9

2.2防火开沟器的整机结构 9

3中间犁体的设计 13

3.1犁体曲面设计 13

3.1.1犁体曲面的数学模型 14

3.2犁体的结构设计 16

4支撑部件设计 21

4.1中间主机架的设计 21

4.2滚轮连接杆的设计 22

4.3滚轮及中间轴承的设计 23

4.4中间液压杆及两端机架的设计 26

总 结 30

致 谢 31

参考文献 32

1 课题研究的目的和意义

当前，我国林业正处在转型升级的新阶段和加快发展的战略机遇期，林业的战略地位显著提升，发展空间极大拓展，发展条件全面优化，国际共识空前深化，建设任务异常艰巨。特别是在科学发展成为我国经济社会发展的主题、建设生态文明成为中国特色社会主义现代化建设重要布局、建设生态良好国家成为全面建设小康社会重要目标的新形势下，林业为科学发展提供生态保障、为建设生态文明完成首要任务、为建设生态良好国家发挥主体作用的责任十分重大而紧迫。

森林在国民经济中占有重要地位，它仅能提供国家建设和人民生活所需的木材及林副产品，而且还肩负着释放氧气、调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙、美化环境、净化空气、减少噪音及旅游保健等多种使命。同时，森林还是农牧业稳产高产的重要条件。然而，森林火灾会给森林带来严重危害。森林火灾位居破坏森林的三大自然灾害（病害、虫害、火灾）之首。它不仅给人类的经济建设造成巨大损失，破坏生态环境，而且还会威胁到人民生命财产安全。

森林火灾是世界上最为严重的自然灾害和突发公共危机事件之一，其具有突发性强、来势迅猛、扑救困难、极易成灾等特点。森林火灾一旦发生将给森林和生态环境带来严重危害，并造成巨大的经济损失。据统计，全球每年森林火灾的发生次数约在 22 万次以上，每年烧毁的森林面积超过 640 万 hm²，约占世界森林覆盖率的 0.23%以上。我国森林面积为 12000 万 hm²，而每年被火灾吞噬的森林面积为 110 万 hm²，占全国森林面积的 0.8%～0.9%，可见森林火灾的危害是相当严重的^[1]。

随着科学技术的发展和人类对森林火灾认识的不断深入，防火方法和防火装备研究也日趋活跃。许多国家对防火装备的研制给予高度重视，并已研制出了一些有效的防火设备，这些设备在森林防火中起到了重要作用。

1.2 国内外研究现状

为了实现实地开沟最佳效果，如入土性能、覆盖性能及自身的抗冲击、抗疲劳性能，工作装置刀片的设计尤为重要。

法国库恩（KUHN）农机公司设计的农用圆盘耙组，采用缺口、全缘或叶状圆盘排布，并配有刮土铲，采用经过热处理的超高强度钢材制成，该圆盘耙具有出色的作业能力和性能。它有三个优点，分别是

1.工作时可以完全监视整个设备。

2.各个维护点易于接近。

3.采用高强度的中央耙梁和 GS 铸造轴承座（在库恩的铸造厂生产），可靠性极高，能够经得住任何测试的考验。如图1

图1法国库恩农用圆盘耙

我国禹城市红日机械制造有限公司生产的圆盘耙和圆盘犁采用65锰钢弹簧