林業機械

營林機械因為林木生產周期長，作業條件複雜和投資大，收益慢的緣故而發展緩慢。1888年，在美國出現第一台植樹機，因結構不夠完善，未能普遍使用。二十世紀20年代前後，德國生產的林業整地機械開始由畜力牽引過渡到拖拉機牽引。70年代以來，由於人工造林日益受到重視，營林集約化程度提高，營林機械的發展才逐步加快。

營林機械包括種子採集和處理、林地清理、整地育苗、中幼林撫育和林木保護等作業用的機械。其中常用的有採種機、割灌機、挖坑機、築床機、插條機和植樹機等。

林業機械是用於營林(包括造林、育林和護林)、木材切削和林業起重輸送的機械。廣義的林業機械還包括木材加工機械、人造板機械和林產化工設備等綜合利用機械。

林業機械大多是在移動情況下進行露天作業，因受自然條件的影響而具有一定的區域性。林業機械對於加快綠化速度、擴大森林資源和促進生態系統良性循環都有重要意義。

機 械在林業生產中的使用始於木材搬運。1892年，第一台拖拉機在美國問世后，很快就在林區獲得應用，但由於不適應林區複雜的自然條件，效率較低。19世紀後期，仿效採礦工業，在林區開始使用鐵軌道、木軌道和簡易車輛搬運木材。20世紀初，森林鐵道開始用於木材運輸。

1913年，美國製成蒸汽機集材絞盤機，1914年德國製成第一台雙人動力鏈鋸。從此林區開始用動力鋸鋸木和用絞盤機拖集木材。

二十世紀40年代末期，前蘇聯製造出履帶式集材拖拉機。1957年，第一批四輪驅動、折腰轉向的輪式集材拖拉機問世，因速度快、重量輕、耗油少、效率高而獲得迅速發展。50年代末期，各主要林業國都實現了木材生產機械化。

二十世紀60年代以來，隨著汽車工業和林區道路網的發展，汽車運材逐漸取代費用昂貴的森林鐵道運材。運材汽車發展成為具有隨車液壓起重臂的自裝集運材汽車，並與拖車組成汽車列車。60年代後期出現的伐區作業聯合機，是木材生產機械化的重大發展。

常見的有拖拉機懸掛式築床機，由機架、卧式旋耕器、左右步道犁和整形器等組成，能同時完成整地、築床兩道工序。

又稱插穗機。常見的拋射式插條機由拖拉機牽引，由機架、地輪、傳動裝置、供條裝置、分條裝置、運條裝置、開溝壓實裝置和貯條箱等組成。穗條經分條、運條裝置送至一定高度，借慣性作用被拋入導穗槽，沿槽下滑至距地面約25毫米處時以約4米/秒的速度拋射至開溝器開出的栽植溝，隨即由壓實輪壓實插穗周圍的土壤。

多為拖拉機懸掛式，由固定在機架上的U型刀和抖土器組成、底刀和側刀從要求的深度切開苗木根部的土壤並將苗木挺起，動力輸出軸驅動的螺旋抖土器抖落在苗根上的土壤。

用振動方法採種的機械。因樹木的果實和種子形態大小差別很大，樹木生長的地形條件也大不相同，多年來採種人一直使用上樹機具，如上樹腳扣、上樹梯和升降機等。70年代出現振動採種機。它的工作裝置安裝在拖拉機或其他行走或動力機械上，用油馬達驅動振動頭，產生振落效果而不損傷採種樹。採集的球果或種子再經處理機械進行乾燥、脫粒、去翅和清選。

造林和撫育幼林用的機械，可用於林地清理、幼林撫育、次生林撫育與間伐、割灌木、割草和伐小徑木，是小型輕便的機械。一般可分為側掛式和背負式。①側掛式割灌機：又稱硬軸割灌機，其結構是在長約1.5米的套有鋁合金套管的傳動軸一端配置 0.75～1.85千瓦的汽油機和離合器，另一端安裝由減速器和圓鋸片（或刀片）組成的工作頭。機具側掛在操作者肩下，揮動裝有手柄的傳動軸，高速（4500～5000轉/分）旋轉的刀具即能切割灌木、雜草。以尼龍繩代替刀具亦能割草。②背負式割灌機：又稱軟軸割灌機。旋切刀具由軟軸傳動，對地形的適應性較前者為好。在割灌機上增設一些附屬裝置和設備，還可用於收割稻麥、抽水、鑽孔、磨鋸齒等，實現一機多用。

割灌機是造林和撫育幼林用的機械，一般多用於林地清理、幼林撫育、次生林撫育與間伐、割灌木、割草和伐小徑木，是小型輕便的機械。在割灌機上增設一些附屬裝置和設備后，還可用於收割稻麥、抽水、鑽孔、磨鋸齒等，實現一機多用。

機械化植樹造林的主要設備，多與拖拉機配套使用。植樹機分為連續開溝式、間斷開溝式和選擇挖坑式3種。連續開溝式和間斷開溝式植樹機：工作時，開溝器切開、破碎和推移土壤形成連續（或間斷）的栽植溝。苗木按規定的栽植深度和株距被栽入溝內，覆土壓實輪隨即推擁苗木周圍的土壤並壓實。

山地和丘陵地區造林整地的主要設備。分為拖拉機懸掛式和手提式。①拖拉機懸掛式挖坑機：分為機械傳動和液壓傳動兩類。前者由拖拉機動力輸出軸經傳動軸、減速器驅動螺旋鑽頭旋轉而挖坑，後者由液壓系統驅動油馬達帶動鑽頭旋轉。挖坑直徑通常為50～80厘米。②手提式挖坑機：它由小型汽油機、減速器、離合器和螺旋鑽頭組成，機重10～15千克，兩人或一人操縱。挖坑直徑通常為15～35厘米。

選擇挖坑式植樹機出現於70年代，其結構原理與連續開溝式和間斷開溝式大不相同，植苗員可在適宜栽植的點上操縱植樹器挖坑植樹，從而提高了機器的機動性和對不同地面的適應性。

一種保護林木的小型機械，用於防治病蟲害，多為手提式或背負式，由燃燒、冷卻系統、燃油、空氣供給系統，藥劑供劑系統和啟動系統組成。它的工作原理是利用脈衝噴氣式發動機噴發的高溫高速氣體的熱能、動能和灼熱的金屬表面，使液態油溶性藥劑劇烈蒸發霧化。高速氣流與相對靜止的空氣相撞擊，擴散成白色煙霧，隨自然氣流瀰漫和滲透到待防治林木的各處。

以汽油機為動力的手持式鏈鋸，用於伐木、打枝和造材。油鋸根據需要可製成長把和短把兩類。它由發動機（1.5～3千瓦）、傳動機構、鋸木機構和操縱裝置組成。鋸木機構的鋸鏈是切削部件，用合金鋼製成的切削齒與連接片按順序排列，並由鏈軸鉸接成環狀鏈條。在驅動鏈輪的驅動下，鋸鏈的左右切削齒沿鋸導板的導槽高速迴轉而鋸木。伐區作業聯合機用於伐區作業（伐木、打枝、歸堆、集材和短途運材等）的多工序機器。它運用農業聯合收割機的原理，將傳統的各個獨立工序合併，由2～3台甚至一台機器來完成。應用較多的是由伐木歸堆機、打枝造材機和自裝集材機組成的三機一套體系。

木材生產切削機械包括伐木、打枝、造材、剝皮和削片用的機械。例如伐區作業聯合機就是用於伐區作業的多工序機器。它運用農業聯合收割機的原理，將傳統的各個獨立工序合併，由2～3台甚至一台機器來完成。

這類機械包括集材、裝卸、選材、歸楞、出河等作業用的機械，主要有森林鐵道和機車車輛、林用汽車、拖拉機、絞盤機等。絞盤機用于山地架空索道集運木材和貯木場裝卸作業，分為固定式和自行式兩種。①固定式絞盤機：多由撬式框形底架、動力機、傳動減速機構、捲筒和操縱機構組成。②自行式絞盤機：捲筒等工作裝置安裝在拖拉機底盤、挖掘機底盤或專用底盤上，由動力輸出軸驅動。索道用的絞盤機通常配有用於架設索道的液壓升降金屬架桿、2個纏繞捲筒和1個摩擦捲筒。自行式絞盤機有取代固定式絞盤機的趨勢。

林業起重輸送機械包括集材、裝卸、選材、歸楞、出河等作業用的機械，主要有森林鐵道和機車車輛、林用汽車、拖拉機、絞盤機等。

大部分農業機械的發動機都是柴油機，因此柴油的凈化工作很重要。柴油凈化有三種方法。首先是把購回來的柴油靜置沉澱96小時以上，再就是加油時將漏斗加濾網，再加一層綢布。從油桶取油時，取過濾器外加包一層綢布或打字機蠟紙，並應定期清洗或更換。

要經常注意使用潔凈的符合本機標準的潤滑油。機油過濾器的過濾芯要定期清洗，轉子式的過濾器在轉子內壁貼一層寬窄長短合適的牛皮紙，便於在離心作用下吸附污垢。濾芯上吸附的污物清洗時最好用打氣筒充氣，從內向外吹氣，用毛刷刷洗，絕不要用手抹。黃油要用潔凈的鈣基潤滑脂，勿隨便亂注其他潤滑油。

發動機運轉時，氣缸每分鐘吸入空氣2～4立方米。為了保證進入氣缸的空氣乾淨，必須對空氣濾清器加強檢查，定期清洗。

發動機冷卻水最好用軟水，即雪、雨水或經處理的自來水和潔凈的井水等，冷卻系統清洗時按水容積的比例加1%的燒鹼和0.5%的煤油。

林業機械作業大多在野外、露天，經常和灰塵、泥沙、水接觸，機體最易臟污。因此，要經常擦洗，使機身不生鏽，必要時給予補漆，以防鏽蝕。

中國林業機械與發達國家相比，還處於弱勢地位。為縮小與林業發達國家的差距，80年代中期，在研製樹木移植機時，為了保證設計的合理性和先進性，一方面對其關鍵部件--鏟刀機械的入土過程和入土阻力，進行深入地理論分析。同時依據相似理論，利用模型鏟進行了大量的模擬試驗，獲得了計算樹木移植機下鏟阻力的數學模型，經原型鏟驗證，其計算精度完全達到了國際上土壤一機器系統力學的通用允差值。

90年代前期，中國科學家致力於林木種子介電分選機理的研究、木材削片機連續切削理論的探討，為林業機械基礎理論研究開闢了新的途徑。

在林業機械產品的研製上突出一個“新”字，是中國林業機械發展一貫奉行的準則。沒有創新，林業機械就不可能發展。70年代初在林業機械廠蹲點時，中國第一台國產矮把油鋸的設計成功，70年代中期，中國背負式森林滅火機投入研製，年代末國內剛剛開始進行機械產品標準化的時候，中國制定了第一批架空索道及其附件的產品標準。進入80年代，中國針對城市綠化中大徑級樹木特別是常綠樹的移植的難點，研製成功了新型4YS-80樹木移植機，可以帶土球移植徑級10厘米的樹木、成活率100%、效率較人工操作提高50倍以上，填補了中國園林機械的一項重要空白。