摘 要

当森林发生火灾的时候，为了防止大火的继续蔓延和方便对火灾的扑灭，必须在森林与森林之间，森林与住宅区、城市、村庄、工厂等设施之间设置森林防火隔离带，从而就需要专门的开沟装置进行开沟作业。本研究课题是基于多功能森林消防车的基础上进行专门用于林区的开沟犁。除了车体、铲头外主要包括犁刀、主轴、支撑架、连轮件、轮子、滑销、液压杆的设计。当液压杆开始工作并往下运动时，主轴连同犁刀一起往下并开始工作；当轮子触碰到地面时，主轴的高度便不再下降，此时通过调节滑销，可以使犁刀继续往下；反之，便停止工作。

关键字：森林防火；开沟犁；消防车

Design and performance analysis of forest fire prevention opener

ABSTRACT

When forest fires, in order to prevent the fire spreading and convenient to put out the fire, must be between forest and forest, forest and residential districts, cities, villages, factories and other facilities set between the forest fire belt, which requires special device to ditch ditch. This research topic is based on a multifunctional forest fire engine specially for the forest on the basis of the furrow plough. In addition to the car body, shovel head mainly includes the coulter, spindle, brace, even the wheel, the wheels, sliding pin, the design of the hydraulic lever. When start work and down movement hydraulic lever, spindle, together with the coulter down and began to work; When the wheel touches the ground, the height of the main shaft will no longer drop, this time by adjusting the slide pins, can make the coulter continue down; On the other hand, they stop working.

Key words: forest fire prevention; Furrow plough; The fire

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2国内外开沟装置的研究现状 2

1.2.1国内外开沟装置的概况 2

1.2.2开沟装置的研究方法现状 4

1.2.3有限元优化设计 5

1.3课题的主要研究内容 6

1.4本章小结 6

第二章 多功能森林消防车的整机设计 7

2.1 森林防火开沟犁的设计要求 7

2.1.1 结构与功能的要求 7

2.1.2 主要的技术指标 7

2.2森林防火开沟犁的整机设计 7

2.2.1 前置推土装置 9

2.2.2 专用防火开沟犁 10

第三章 森林防火开沟犁的设计 12

3.1 主轴的设计 12

3.2 犁体曲面的设计 12

3.2.1犁体空间坐标系的建立 13

3.2.2水平迹线方程的建立 13

3.2.3倾斜直元线方程 14

3.2.4 曲面方程 14

3.2.5犁体的元线投影角和犁体的水平迹线方程 15

3.2.6 基于Pro/Engineer软件的曲面设计 15

3.2.7 刀片部分的设计 17

3.3 液压杆和滑销的设计 17

3.4 连轮件和轮子的设计 18

3.5 支撑架的设计 18

3.6 液压缸的设计 19

3.6.1 液压回路的设计 19

3.6.2液压缸的内径和活塞直径的计算 20

3.7本章小结 20

第四章 总结与展望 21

4.1 本文的主要研究内容和结论 21

4.2本文的主要创新点 21

致 谢 22

参考文献 23

附录： 25

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

现如今，我国的林业正处在转型升级和加速发展的重要阶段，林业的地位较之以前也有了显著的提升。随着发展空间，发展条件和国际共识的拓展、优化和深化，建设任务也就随之变得艰巨。在科学发展的主题下，林业的发展为科学发展提供了不可或缺的保障。

据2014年中国林业网最新统计，林产业在2013年全年保持快速增长，总产值达4.73万亿元，相比2012年增加了7865亿元，同比增长19.93%。但在2013年，全国共发生3929起森林火灾，损毁13724平方公顷的森林面积，并造成55人伤亡。随着国家一些列的措施，森林防火等各项林业基础将会得到进一步的强化，同时也将对林业领域的科研工作提出了更高的更严苛的要求。

森林火灾是公认的最严重的自然灾害之一，其突发性强，扑灭救援困难，来势凶猛，造成的损失巨大。根据统计资料，全球每年大约会发生22万次以上的森林火灾，烧毁的森林面积每年超过640万平方公顷，大约占全球森林覆盖率的%0.23以上。而我国本身就属于少林国家，每年损失的森林面积大约占全国的森林面积的0.9%。因此森林防火势在必行。可就目前的国内情况而言，由于我国的消防技术和基础设施落后，从而制约了森林消防工作的开展，因此，提高和发展我国的森林消防技术及基础设施装备迫在眉睫。

众所周知，林区内的防火主要为防止山火蔓延，开设森林防火线和保护森林资源。当下我国开设了大约14万km左右长的防火隔离带，其中大多数采用机耕法。由于缺少相对成熟的且专门用于开设森林防火隔离带的开沟装置，所以导致覆盖效果、防火效果的不理想，而且工作效率也不高。

由森林警察学院研发的多功能消防车是目前装备中森林防火能力相对强的,该车机动性能较强，附着能力强，越野性能在其配备了直径为1400mm的大型轮胎后显著提升，除此之外，该车还搭载了高扬程水枪和灭火泡沫等一些其他的灭火装备。为了提高开设森林防火线的效率，需要给该车专门设计一款用于开设防火线的森林防火开沟器。

由于现有情况下林地缺乏专门用于开设森林防火隔离带的开沟装置，因此需要研究可悬挂式森林防火开沟装置，其可悬挂在消防车尾部，而且可以根据实际情况调整开沟装置的开沟效率。该车还会在车头配备一款刀片以用于砍掉那些阻挡车前进的小灌木，可以间接的提高开沟效率。

因此，研究一款专门用于林地作业的森林防火开沟装置是十分有必要且具有理论研究和实际应用价值的。