林业用多功能土壤采集装置研究

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摘 要：基于林业发展要求，需要在现有基础上研究开发更多新型设备。以土壤采集为目的，对多功能土壤采集装置进行功能分析，提高各基础功能的实际操作性。通过对土壤的有效采集，及对采集样品的分析，分析林业种植地区土壤构成、肥力状况以及林木生长状况等，并基于分析结果来后续改善措施进行优化，争取不断促进我国林业的发展。本文对林业用多功能土壤采集装置进行了简要分析。

关键词：林业；土壤采集；装置研究

中图分类号：S778 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160333167

1 林业多功能土壤采集装置结构分析

林业用多功能土壤采集装置的研究，要求其主要具有采集筒、把手、伸缩刀、照明装置等。其中采集筒为空心圆柱状，并设置有2只把手，便于土壤采集时操作。可将把手分别设在所述采集筒上端两侧，且把手为空心圆柱状，并且远离采集筒的一端内壁上成型有第1内螺纹。另外，伸缩刀包括刀壳、刀体，可将刀壳设计为空心圆柱状，对刀壳一端设计第3开口，且在刀壳远离第3开口的一侧外壁上成型有第1外螺纹；刀壳侧壁上沿其长度方向设有滑槽，所述滑槽靠近第3开口一侧设置卡槽。刀体头部设计为刀尖状，而刀体尾部的一侧面安装有卡块，且卡块插设在滑槽内。因为林业种植环境的特殊性，为提高土壤采集有效性，可以对采集装置安装照明装置，包括设在采集筒上端的照明灯、开关、电源。按照此类设计方案，对林业土壤采集装置进行初步研究，可以基本上满足本采集土壤、照明、修剪枝叶等功能需求。

2 林业用土壤采集装置液压系统设计

2.1 泵源系统

选择用型号为CBN-E3的齿轮泵，其额定排量为20mL/r，额定工作压力为16Mpa，系统动力为12P柴油机，工作流量为40～60L/min[1]。

2.2 液压冲击器

液压冲击器运行时主要将压力油液作为工作介质，通过运行可以将压力能转换为活塞动能，利用往复运动来实现能量的传递。对于液压冲击器来说，其输入参数为压力油液工作压力与流量，而输出参数为活塞冲击能与运动频率。可以选择用YC70液压冲击器，其工作压力为9～10Mpa，工作流量25～32L/min。

3 采集过程

3.1 启动阶段

在采集装置启动阶段，液压系统内高压截止阀处于打开状态，在装置顺利启动后保证工作油回到油箱内，使得发动机在空载状态下运行。待到达土壤采集区域后，将装置车挺稳后拉起手刹，确保车辆固定不动。

3.2 采样阶段

在装置正式进行采样时，需要将截止阀关闭，使得液压油可以通过减压阀进入到多路换向阀内。将换向阀开启，支撑油缸向外伸出，确保其支撑架垂直于地面后停止操作。对支腿油缸进行操作，使其设备下圆盘与地面稳定接触，对其施加一定的压力后将其微微抬离起后停止操作[2]。对升降油缸进行操作时，需要将其上升到顶点位置固定，并安装土壤采样管。一切准备就绪后，增大发动机油门，提高发动机转速，对采样管进行操作使其能够快速移动到地面并保持稳定。将高压截止阀打开，确保液压冲击器能够正常动作。还需要对高压截止阀动作速度进行调整，并根据实际需要对升降油缸与液压冲击器速度进行调整，提高土壤采集效率。

3.3 采样结束

当采样达到规定深度后，依次关闭截止阀、升降缸，在液压冲击器停止工作后，通过升降油缸将采样管从土壤内拔出，取下采样管后将液压冲击器降到下止点，并收起支腿油缸与支撑油缸。打开高压截止阀，使得液压油直接回到油箱，完成采样工作。

4 结束语

多功能土壤采集装置的研究，从结构系统与控制系统着手，基于林业土壤采集需求，提高各结构设计的有效性与实用性。利用液压控制系统，提高土壤采集过程中各结构系统运行的有效性，提高样品采集综合效果。

参考文献

[1] 张凯，刘成良.车载液压振动式土壤采集装置研究[J].南京信息工程大学学报（自然科学版），2010（04）：297-301.

作者简介：赵莹（1986-），女，大专，吉林省汪清县人，汪清县林业局职能人员，林业助理工程师，主要从事林业营林生产工作；通信作者；周旭昌（1965-），男，大专，吉林省珲春市人，汪清县林业局职能人员，正高级工程师，主要从事森林培育、森林经理及林木育种研究。