《自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械技術(shù)條件》編制說明-廣西

1、自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械技術(shù)條件（征求意見稿）編制說明一、背景、目的和意義自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械用于桑園內(nèi)桑枝的砍伐、收集、打捆和粉碎。我國是桑蠶產(chǎn)業(yè)大國，蠶桑的種植面積達 1100 多萬畝。桑樹伐條作業(yè)是桑樹栽培和管理過程中的重要工序，季節(jié)性強，勞動強度大，一般每年需要夏、冬 2 次砍伐，每年夏伐都是在春末夏初進行，此時正值水稻等夏收夏種大忙時期，農(nóng)活集中，勞力缺乏。如果是作為提取中藥的桑枝一般每隔 59 天就要收割一次。目前基本采用人工作業(yè)模式，大都使用簡易工具剪伐，工效低，勞動強度大。桑蠶產(chǎn)業(yè)每年產(chǎn)生大量的桑枝， 按年畝產(chǎn)桑枝 1 噸計算，廣西每年產(chǎn)桑枝近 300 萬噸。桑

2、枝主要可以用來提取中草藥，造紙，木材加工， 生物質(zhì)燃料， 還可用作食用菌培養(yǎng)基，特別是作為目前我國中醫(yī)新藥降糖藥的唯一原料，桑枝的砍伐收集顯得尤為重要。然而由于缺乏相應的技術(shù)支持，絕大部分桑枝被隨意丟棄或燒掉， 桑枝利用率不到 10% ，造成極大的浪費。目前，自治區(qū)政府正在積極大力推廣桑枝食用菌菌棒、桑枝制炭、 桑枝制板、 桑枝造紙等桑枝綜合利用技術(shù)，延長蠶桑產(chǎn)業(yè)鏈，提高蠶農(nóng)收入，達到社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益等綜合效益多贏的目的。桑枝綜合利用技術(shù)推廣的最大難題就是桑枝的收割收集。針對這一現(xiàn)狀，國內(nèi)不少單位近年來開始投入大量人力1物力研發(fā)自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械。國內(nèi)桑枝剪伐的機具，主

3、要靠人力作用的簡單工具設(shè)備，如：長柄手剪或剪枝剪，以及電動剪刀和背負式割灌機等，此類機具勞動強度大，效率低下，無法滿足作業(yè)需求。廣西大學機械工程學院瞄準了這一市場需求，近年來致力于自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的創(chuàng)新與研發(fā)，獲得了廣西重點研發(fā)計劃項目（項目名稱為桑樹伐條粉碎打捆機械關(guān)鍵技術(shù)研究與應用 ,合同編號為桂科AB16380235）的資助，目前已成功研發(fā)兩種機型，申請相關(guān)發(fā)明專利12 項，已獲授權(quán)發(fā)明專利6項。然而成功研發(fā)出的創(chuàng)新產(chǎn)品目前面臨市場推廣應用和產(chǎn)業(yè)化最大的問題之一是國內(nèi)尚無相關(guān)的技術(shù)標準，同時國內(nèi)目前良莠不齊的自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械械也急需要一個技術(shù)標準進行規(guī)范。因此

4、制定自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械技術(shù)標準十分迫切和重要。只有制定相應的技術(shù)標準，才能對研發(fā)者、生產(chǎn)者進行有效地規(guī)范，才能持續(xù)提高其研發(fā)和生產(chǎn)能力，促進技術(shù)進步，同時，購買方的利益才能得到有效保障。該標準的制定也將對廣西特色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到積極地促進作用，對整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展、不斷進步有著重要意義。二、工作概況1、任務(wù)來源根據(jù)原自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于下達 2017 年第三批廣西地方標準制定（修訂）項目計2劃的通知文件要求，由廣西大學、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機械鑒定站等單位聯(lián)合承擔起草工作。2、主要工作過程（ 1） 預研階段 (2017 年 1 月至

5、 2017 年 2 月)成立了標準制定小組，組長由廣西大學機械工程學院副院長蒙艷玫教授擔任。在深入調(diào)查自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械生產(chǎn)流程以及技術(shù)指標等的基礎(chǔ)上，對項目進行了必要的可行性分析和論證。初步確定了標準名稱和基本結(jié)構(gòu)，涵蓋技術(shù)要素，擬出主要章條及各章條所規(guī)定的主要技術(shù)內(nèi)容。（ 2）立項階段 (2017 年 3 月至 2017 年 5 月 )工作小組于 2017 年 3 月提出廣西地方標準制定（修訂）項目建議書，并于 2017 年 5 月由廣西質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達了任務(wù)。（ 3）起草階段 (2017 年 6 月至 2018 年 11 月 )任務(wù)下達后，領(lǐng)導小組立即組織有關(guān)人員制定了實施

6、方案，并成立了起草小組。起草小組成員包括廣西大學、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機械鑒定站，組長由蒙艷玫擔任，負責全面工作。起草小組按照工作安排，通過嚴格、 嚴謹?shù)乇葘Α?整理、匯總有關(guān)的自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的標準，逐步確定了自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的生產(chǎn)技術(shù)要求，并在廣泛查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，于2018 年 5 月下旬形成3了標準初稿、討論稿。2018 年 5 月，召開了由廣西大學、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機械鑒定站等單位相關(guān)專家參加的討論會。之后在經(jīng)過反復討論、充分論證、修改完善的基礎(chǔ)上，于2018 年 11 月形成了標準征求意見稿

7、。3、標準主要起草人員及所做工作人員姓名職稱/ 職務(wù)所在單位承擔任務(wù)首席蒙艷玫教授、副院長廣西大學負責標準框架的設(shè)計、組織安排、專家整體協(xié)調(diào)、最終審核等。韋錦講師廣西大學負責項目立項申報、 主要技術(shù)內(nèi)容的確定。張長水高級工程師廣西計量檢測研究院標準規(guī)劃、實地考察、走訪等。黃志華高級工程師廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)標準規(guī)劃、資料收集、調(diào)研等。機械鑒定站陳昊技術(shù)經(jīng)理廣西大學負責起草部分標準、 意見收集、 修改和驗證試驗。成員趙秦川技術(shù)經(jīng)理廣西大學負責起草部分標準、 意見收集、 修改和驗證試驗。唐治宏高級實驗師廣西大學收集資料、 實驗方案規(guī)劃， 實驗方案修改等。董振講師廣西大學調(diào)研相關(guān)資料、主持驗證試驗。周

8、清副教授廣西大學負責協(xié)調(diào)、主持驗證試驗。王小純教授廣西大學負責協(xié)調(diào)、參與草案起草。邱恒先高級工程師廣西農(nóng)業(yè)機械鑒定站負責協(xié)調(diào)、參與草案起草。李巖舟副教授廣西大學負責協(xié)調(diào)、參與草案起草。三、標準編制原則1、規(guī)范性標準的編寫符合GB/T1.1-2009標準化工作導則第14部分標準的結(jié)構(gòu)和編寫；按照廣西地方標準制定程序，在預立項和立項的基礎(chǔ)上，開展了調(diào)研、起草標準、征求意見等活動，各階段目標明確、分工有序、流程嚴謹、環(huán)環(huán)相扣，并及時對出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)、改進。2、指導性及可操作性本標準的起草由廣西大學、廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機械鑒定站等機構(gòu)全程參與，運用科學的方法對相關(guān)技

9、術(shù)細節(jié)做了充分研討，提出了具有普遍指導意義的技術(shù)要求，并在廣泛查閱和研究相關(guān)標準的基礎(chǔ)上完成。本標準表述準確、邏輯嚴謹、通俗易懂、科學適用、指導性強。四、主要技術(shù)內(nèi)容1、術(shù)語和定義桑枝，為桑園內(nèi)桑樹的枝葉、枝條、嫩枝的總稱。自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械，是一種砍伐桑枝的機械設(shè)備， 主要用于桑園內(nèi)桑枝的砍伐、 收集、打捆、粉碎。2、型號編制規(guī)則規(guī)定了自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的型號編制應遵循的要求，并列出了型號編制示例。3、主要性能指標及依據(jù)3.1 枝條直徑根據(jù)用戶需求和現(xiàn)場勘查確定砍伐的樹枝直徑的最大值，原值約為 27mm ，進行向上取整為 30mm ，然后根據(jù)不同季節(jié)的桑枝直徑值，將其

10、再劃分成兩個范圍，同時進行5向上取整。如：冬季桑枝直徑基本在 20mm 以下；夏季桑枝直徑基本在 27mm 以下。3.2 劈裂率劈裂率是指單位數(shù)量砍伐枝條內(nèi)，切口破裂的枝條數(shù)量所占的比率。劈裂率影響著砍伐后桑樹的生長狀態(tài)。劈裂后的枝條可能會干枯死亡，劈裂后的切口也可能會在下雨存水導致桑樹發(fā)霉腐爛死亡。通過試驗和調(diào)查得出，劈裂率最大值在低速取 3% 、中速取 6% 、高速取 10% 對桑樹生長影響不大，同時又可以較容易實現(xiàn)。3.3 剪切密度比剪切密度比是單位砍伐面積內(nèi)，剪切枝條截面的總面積所占的比率。比率越大，剪切面積越大，刀盤所需剪切時間越長，剪切速度變慢。剪切密度比既影響著砍伐質(zhì)量，也影響著

11、自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的磨損狀況。指標的確定由裝備的使用場合（桑園）確定，調(diào)查桑園內(nèi)桑枝的剪切密度比。本指標要滿足絕大多數(shù)砍伐情況，在滿足桑園需要的情況下，做大量試驗確定在連續(xù)砍伐過程中保證刀具不崩刃、設(shè)備不受破壞時的指標值，做到既滿足用戶需求，又能保證設(shè)備工作狀態(tài)良好，并盡量做到范圍較大?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，桑園大多為 7% 左右。通過試驗，當指標取 10% 時，既能滿足大部分桑園的工作情況，又對設(shè)備的破壞影響較小。3.4 漏切率漏切率是單位數(shù)量砍伐枝條內(nèi)，未切斷的枝條數(shù)量所占6的比率。對于用來養(yǎng)蠶的桑樹，伐條是為了能夠促進枝條更新和生長，增強抗病防蟲效果，提高桑樹產(chǎn)葉量。漏切則會影響上述

12、效果。試驗后通過對漏切率的統(tǒng)計，并結(jié)合用戶需求，在中速、低速、高速下最大值分別取0.11% 、 0.07% 、0.05% 效果較好。3.5 切口光整率單位數(shù)量砍伐枝條內(nèi)，切口處光整的枝條數(shù)所占的比率。切口光整率與劈裂率類似，同樣會影響著砍伐后桑樹的生長狀態(tài)。太不光整的切口會在下雨時存水，導致桑樹發(fā)霉腐爛。通過試驗和調(diào)查得出，切口光整率最小值在低速取90% 、中速取92% 、高速取95% 對桑樹生長影響不大，同時又可以較容易實現(xiàn)。3.6 粉碎比粉碎前最大桑枝體積和粉碎后最大桑枝碎塊體積的比值。粉碎比是檢查粉碎效果的重要指標。粉碎桑枝是為了將桑枝還田，腐爛后做肥料，桑枝基本已經(jīng)木質(zhì)化，如果粉碎不夠

13、將影響還田效果。 通過實驗， 粉碎比取在 700 以上時還田效果較好。3.7 留茬高度自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械作業(yè)結(jié)束后，切割端面與地面之間的距離。留茬高度太矮會破壞桑樹老枝，留茬高度太高會導致砍伐不夠徹底，都會影響下一季桑枝的產(chǎn)量。根據(jù)多方實地考察及桑農(nóng)提供的桑園管理經(jīng)驗，確定留茬高度一般為 25-35cm 。73.8 連續(xù)工作時間該項指標由兩方面確定，一方面是，砍伐機械在這個時間段內(nèi)不會由于發(fā)熱和疲勞造成裝備的損壞，這項數(shù)據(jù)通過試驗獲得。另一方面是根據(jù)用戶需求確定，通過用戶給出所需的合適的砍伐長度，結(jié)合砍伐裝備的運行速度，確定出對應的連續(xù)工作時間。綜合考慮上述情況，中速、低速連續(xù)砍伐

14、時間為 3 小時，高速連續(xù)砍伐時間為2 小時能夠滿足需求。3.9 刀具額定轉(zhuǎn)速在已知最大砍伐直徑和自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械行走速度的情況下，進行砍伐試驗，逐步增加刀具轉(zhuǎn)速，直到砍伐后劈裂率、剪切密度比、漏切率、切口光整率滿足要求。大量試驗記錄平均值，并進行向上取整。如：在低速下，刀盤轉(zhuǎn)速達到約2300rpm，能夠滿足砍伐后劈裂率、剪切密度比、漏切率、切口光整率的要求，向上取整取到2500rpm；中速和高速分別為2700rpm和 2800rpm，向上取整都取到3000rpm。4、生產(chǎn)試驗生產(chǎn)試驗是設(shè)備投產(chǎn)前的重要一步。為了避免試驗過程中，設(shè)備運行發(fā)生偶然性失誤，且考慮試驗的經(jīng)濟性，設(shè)備選取

15、 2 臺為宜。設(shè)備的連續(xù)工作時間為3 小時，處于砍伐工人正常的工作時長范圍內(nèi)。設(shè)備運行 3 小時后測量馬達溫升，根據(jù)馬達規(guī)格說明書確定溫升應低于55 。根據(jù)設(shè)備運行的速度，確定單次工作距離不少于5 公里。在基本的試驗準備完成后通過測定劈裂率、漏切率、切8口光整率、留茬高度、粉碎比這五個核心指標，若試驗結(jié)果滿足指標的要求，證明設(shè)備的工作可靠性、性能穩(wěn)定性達到要求，設(shè)備通過試驗。5、檢驗規(guī)則為了使設(shè)備能夠滿足自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械所需要的功能，對已生產(chǎn)的設(shè)備給出了嚴格的檢驗規(guī)則。檢驗項目及不及格分類的原則：A 類：安全是國家標準GB 10396-2006的強制規(guī)定，因此必須放入A 類。如果

16、產(chǎn)品沒有物理性破壞，其在完整狀態(tài)下運行，某些參數(shù)不合格而使得自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械不能完成要求的任務(wù)、且該參數(shù)無法通過單一因素進行校正，是由整體決定的，我們將其稱為產(chǎn)品的重要性能參數(shù)項。因此，重要參數(shù)項有以下判據(jù)，當重要性能參數(shù)項不合格時，無論其他項是否合格，產(chǎn)品都被認定為不合格。綜上，重要指標項應放入A 類。自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的砍伐速度無法通過單一因素控制，且其不合格時自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械無法完成任務(wù)，因此應放入A 類。自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械的留茬高度無法通過單一因素控制，且其不合格時自動化桑樹伐條、粉碎、打捆機械無法完成任務(wù)，因此應放入A 類。B 類：

17、 B 類中若出現(xiàn)不合格，可通過材料替換、品質(zhì)替換等方式使其合格，即可以通過單一因素的改變將其校正成合格的產(chǎn)品，我們將此分為B 類，圖樣的規(guī)定可以讓車間重新加工予以滿足，傳動軸、機架的強度可以通過更換材料的9方式加強，刀盤、液壓油管可通過增強品質(zhì)方式加強，工作路程可通過增強續(xù)航能力來加強。因此上述應被分為B 類。C 類： C 類中若出現(xiàn)不合格，一般是由管控粗糙、部分產(chǎn)品異常、操作性、因節(jié)約減少某些必要成分（如標志外觀等）造成的，這些常常會造成產(chǎn)品使用時出現(xiàn)隱患或者使用過程人機交互體驗不佳。綜上，鑄件、外購件、焊接件、機械加工等質(zhì)量的管控，因產(chǎn)品異?；蜻x型不合理導致電機溫升高、操作性不靈活、噪音過高、外觀質(zhì)量、產(chǎn)品標志等應被分為 C 類。五、與相關(guān)標準及強制性標準的關(guān)系經(jīng)查閱，未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外類似標準。本標準通過引用下列標準，符合國家強制性標準的要求：GB/T 1209.3-2009農(nóng)業(yè)機械切割器第 3 部分：動刀片、定刀片和刀桿JB/T 11403-2013電動碎枝機和切枝機GB/T 3852-2008聯(lián)軸器軸孔和聯(lián)結(jié)型式與尺寸JB/T 5673-2015農(nóng)林拖拉機及機具涂漆通用技術(shù)條件GB