双面绿篱修剪装置有限元分析与优化设计
2021-01-27王金刚邢洁勤赵秋俊
机械设计与制造 2021年1期
王金刚,邢洁勤,赵秋俊
(1.河北工业大学机械工程学院,天津 300131;2.北京经纬恒润科技有限公司,北京 100191)
1 引言
绿篱隔离带是城市绿化的重要组成部分,对保护生态平衡、改善气候、防风固沙、美化环境、组织交通、诱导视线、吸收汽车尾气等有着积极作用,而且整体造价低廉、环保性能好、美化效果独特[1-2]。但是,绿篱隔离带的自然生长会遮挡司机视线和交通指示牌,妨碍通讯设施和道路监控设备的安装与维护[3]。因此,定期修剪道路绿篱隔离带,不仅可以保证绿篱隔离带的良好生长,而且可以保证行车、路人和线路安全[4]。
自上世纪五十年代起,国外开始研究绿篱隔离带修剪专用设备,从最初的手动式剪刀发展到便携式修剪机再到具有自主动力的机动式修剪机械[5]。我国对绿篱修剪机械的研究起步比较晚,到20世纪70 年代末期,部分企业才开始引进国外先进技术和样机产品,通过仿制、改进生产出适应国内绿篱修剪作业的园林养护机械,如车载式绿化树木修剪装置[6]。这使得传统的人工修剪模式得到了大幅度改善,但也存在造价高、功能单一、结构笨重、修剪范围有限、整机利用率低和能源消耗大等缺点[7]。同时,随着我国节能减排战略的实施,轻量化设计将成为机械行业产品的发展方向,作为修剪装置也应当朝着低排放、低噪声的方向发展[8]。数据表明,若整车重量降低10%,燃油效率可提升(6~8)%[9]。针对现存修剪装置的不足,并结合绿篱修剪作业的特点,开发一款新型双面绿篱修剪装置,运用有限元分析的方法探究设计的合理性,并根据结果对该装置的尺寸进行优化,达到了轻量化设计的目的。……
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