《自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械技术条件》编制说明-广西

1、自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械技术条件（征求意见稿）编制说明一、背景、目的和意义自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械用于桑园内桑枝的砍伐、收集、打捆和粉碎。我国是桑蚕产业大国，蚕桑的种植面积达 1100 多万亩。桑树伐条作业是桑树栽培和管理过程中的重要工序，季节性强，劳动强度大，一般每年需要夏、冬 2 次砍伐，每年夏伐都是在春末夏初进行，此时正值水稻等夏收夏种大忙时期，农活集中，劳力缺乏。如果是作为提取中药的桑枝一般每隔 59 天就要收割一次。目前基本采用人工作业模式，大都使用简易工具剪伐，工效低，劳动强度大。桑蚕产业每年产生大量的桑枝， 按年亩产桑枝 1 吨计算，广西每年产桑枝近 300 万吨。桑

2、枝主要可以用来提取中草药，造纸，木材加工， 生物质燃料， 还可用作食用菌培养基，特别是作为目前我国中医新药降糖药的唯一原料，桑枝的砍伐收集显得尤为重要。然而由于缺乏相应的技术支持，绝大部分桑枝被随意丢弃或烧掉， 桑枝利用率不到 10% ，造成极大的浪费。目前，自治区政府正在积极大力推广桑枝食用菌菌棒、桑枝制炭、 桑枝制板、 桑枝造纸等桑枝综合利用技术，延长蚕桑产业链，提高蚕农收入，达到社会效益、经济效益和生态效益等综合效益多赢的目的。桑枝综合利用技术推广的最大难题就是桑枝的收割收集。针对这一现状，国内不少单位近年来开始投入大量人力1物力研发自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械。国内桑枝剪伐的机具，主

3、要靠人力作用的简单工具设备，如：长柄手剪或剪枝剪，以及电动剪刀和背负式割灌机等，此类机具劳动强度大，效率低下，无法满足作业需求。广西大学机械工程学院瞄准了这一市场需求，近年来致力于自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的创新与研发，获得了广西重点研发计划项目（项目名称为桑树伐条粉碎打捆机械关键技术研究与应用 ,合同编号为桂科AB16380235）的资助，目前已成功研发两种机型，申请相关发明专利12 项，已获授权发明专利6项。然而成功研发出的创新产品目前面临市场推广应用和产业化最大的问题之一是国内尚无相关的技术标准，同时国内目前良莠不齐的自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械械也急需要一个技术标准进行规范。因此

4、制定自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械技术标准十分迫切和重要。只有制定相应的技术标准，才能对研发者、生产者进行有效地规范，才能持续提高其研发和生产能力，促进技术进步，同时，购买方的利益才能得到有效保障。该标准的制定也将对广西特色产业的发展起到积极地促进作用，对整个行业的持续发展、不断进步有着重要意义。二、工作概况1、任务来源根据原自治区质监局广西壮族自治区质量技术监督局关于下达 2017 年第三批广西地方标准制定（修订）项目计2划的通知文件要求，由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站等单位联合承担起草工作。2、主要工作过程（ 1） 预研阶段 (2017 年 1 月至

5、 2017 年 2 月)成立了标准制定小组，组长由广西大学机械工程学院副院长蒙艳玫教授担任。在深入调查自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械生产流程以及技术指标等的基础上，对项目进行了必要的可行性分析和论证。初步确定了标准名称和基本结构，涵盖技术要素，拟出主要章条及各章条所规定的主要技术内容。（ 2）立项阶段 (2017 年 3 月至 2017 年 5 月 )工作小组于 2017 年 3 月提出广西地方标准制定（修订）项目建议书，并于 2017 年 5 月由广西质量技术监督局下达了任务。（ 3）起草阶段 (2017 年 6 月至 2018 年 11 月 )任务下达后，领导小组立即组织有关人员制定了实施

6、方案，并成立了起草小组。起草小组成员包括广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站，组长由蒙艳玫担任，负责全面工作。起草小组按照工作安排，通过严格、 严谨地比对、 整理、汇总有关的自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的标准，逐步确定了自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的生产技术要求，并在广泛查阅相关资料的基础上，于2018 年 5 月下旬形成3了标准初稿、讨论稿。2018 年 5 月，召开了由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站等单位相关专家参加的讨论会。之后在经过反复讨论、充分论证、修改完善的基础上，于2018 年 11 月形成了标准征求意见稿

7、。3、标准主要起草人员及所做工作人员姓名职称/ 职务所在单位承担任务首席蒙艳玫教授、副院长广西大学负责标准框架的设计、组织安排、专家整体协调、最终审核等。韦锦讲师广西大学负责项目立项申报、 主要技术内容的确定。张长水高级工程师广西计量检测研究院标准规划、实地考察、走访等。黄志华高级工程师广西壮族自治区农业标准规划、资料收集、调研等。机械鉴定站陈昊技术经理广西大学负责起草部分标准、 意见收集、 修改和验证试验。成员赵秦川技术经理广西大学负责起草部分标准、 意见收集、 修改和验证试验。唐治宏高级实验师广西大学收集资料、 实验方案规划， 实验方案修改等。董振讲师广西大学调研相关资料、主持验证试验。周

8、清副教授广西大学负责协调、主持验证试验。王小纯教授广西大学负责协调、参与草案起草。邱恒先高级工程师广西农业机械鉴定站负责协调、参与草案起草。李岩舟副教授广西大学负责协调、参与草案起草。三、标准编制原则1、规范性标准的编写符合GB/T1.1-2009标准化工作导则第14部分标准的结构和编写；按照广西地方标准制定程序，在预立项和立项的基础上，开展了调研、起草标准、征求意见等活动，各阶段目标明确、分工有序、流程严谨、环环相扣，并及时对出现的问题进行了总结、改进。2、指导性及可操作性本标准的起草由广西大学、广西壮族自治区计量检测研究院、广西壮族自治区农业机械鉴定站等机构全程参与，运用科学的方法对相关技

9、术细节做了充分研讨，提出了具有普遍指导意义的技术要求，并在广泛查阅和研究相关标准的基础上完成。本标准表述准确、逻辑严谨、通俗易懂、科学适用、指导性强。四、主要技术内容1、术语和定义桑枝，为桑园内桑树的枝叶、枝条、嫩枝的总称。自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械，是一种砍伐桑枝的机械设备， 主要用于桑园内桑枝的砍伐、 收集、打捆、粉碎。2、型号编制规则规定了自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的型号编制应遵循的要求，并列出了型号编制示例。3、主要性能指标及依据3.1 枝条直径根据用户需求和现场勘查确定砍伐的树枝直径的最大值，原值约为 27mm ，进行向上取整为 30mm ，然后根据不同季节的桑枝直径值，将其

10、再划分成两个范围，同时进行5向上取整。如：冬季桑枝直径基本在 20mm 以下；夏季桑枝直径基本在 27mm 以下。3.2 劈裂率劈裂率是指单位数量砍伐枝条内，切口破裂的枝条数量所占的比率。劈裂率影响着砍伐后桑树的生长状态。劈裂后的枝条可能会干枯死亡，劈裂后的切口也可能会在下雨存水导致桑树发霉腐烂死亡。通过试验和调查得出，劈裂率最大值在低速取 3% 、中速取 6% 、高速取 10% 对桑树生长影响不大，同时又可以较容易实现。3.3 剪切密度比剪切密度比是单位砍伐面积内，剪切枝条截面的总面积所占的比率。比率越大，剪切面积越大，刀盘所需剪切时间越长，剪切速度变慢。剪切密度比既影响着砍伐质量，也影响着

11、自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的磨损状况。指标的确定由装备的使用场合（桑园）确定，调查桑园内桑枝的剪切密度比。本指标要满足绝大多数砍伐情况，在满足桑园需要的情况下，做大量试验确定在连续砍伐过程中保证刀具不崩刃、设备不受破坏时的指标值，做到既满足用户需求，又能保证设备工作状态良好，并尽量做到范围较大。现场调查发现，桑园大多为 7% 左右。通过试验，当指标取 10% 时，既能满足大部分桑园的工作情况，又对设备的破坏影响较小。3.4 漏切率漏切率是单位数量砍伐枝条内，未切断的枝条数量所占6的比率。对于用来养蚕的桑树，伐条是为了能够促进枝条更新和生长，增强抗病防虫效果，提高桑树产叶量。漏切则会影响上述

12、效果。试验后通过对漏切率的统计，并结合用户需求，在中速、低速、高速下最大值分别取0.11% 、 0.07% 、0.05% 效果较好。3.5 切口光整率单位数量砍伐枝条内，切口处光整的枝条数所占的比率。切口光整率与劈裂率类似，同样会影响着砍伐后桑树的生长状态。太不光整的切口会在下雨时存水，导致桑树发霉腐烂。通过试验和调查得出，切口光整率最小值在低速取90% 、中速取92% 、高速取95% 对桑树生长影响不大，同时又可以较容易实现。3.6 粉碎比粉碎前最大桑枝体积和粉碎后最大桑枝碎块体积的比值。粉碎比是检查粉碎效果的重要指标。粉碎桑枝是为了将桑枝还田，腐烂后做肥料，桑枝基本已经木质化，如果粉碎不够

13、将影响还田效果。 通过实验， 粉碎比取在 700 以上时还田效果较好。3.7 留茬高度自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械作业结束后，切割端面与地面之间的距离。留茬高度太矮会破坏桑树老枝，留茬高度太高会导致砍伐不够彻底，都会影响下一季桑枝的产量。根据多方实地考察及桑农提供的桑园管理经验，确定留茬高度一般为 25-35cm 。73.8 连续工作时间该项指标由两方面确定，一方面是，砍伐机械在这个时间段内不会由于发热和疲劳造成装备的损坏，这项数据通过试验获得。另一方面是根据用户需求确定，通过用户给出所需的合适的砍伐长度，结合砍伐装备的运行速度，确定出对应的连续工作时间。综合考虑上述情况，中速、低速连续砍伐

14、时间为 3 小时，高速连续砍伐时间为2 小时能够满足需求。3.9 刀具额定转速在已知最大砍伐直径和自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械行走速度的情况下，进行砍伐试验，逐步增加刀具转速，直到砍伐后劈裂率、剪切密度比、漏切率、切口光整率满足要求。大量试验记录平均值，并进行向上取整。如：在低速下，刀盘转速达到约2300rpm，能够满足砍伐后劈裂率、剪切密度比、漏切率、切口光整率的要求，向上取整取到2500rpm；中速和高速分别为2700rpm和 2800rpm，向上取整都取到3000rpm。4、生产试验生产试验是设备投产前的重要一步。为了避免试验过程中，设备运行发生偶然性失误，且考虑试验的经济性，设备选取

15、 2 台为宜。设备的连续工作时间为3 小时，处于砍伐工人正常的工作时长范围内。设备运行 3 小时后测量马达温升，根据马达规格说明书确定温升应低于55 。根据设备运行的速度，确定单次工作距离不少于5 公里。在基本的试验准备完成后通过测定劈裂率、漏切率、切8口光整率、留茬高度、粉碎比这五个核心指标，若试验结果满足指标的要求，证明设备的工作可靠性、性能稳定性达到要求，设备通过试验。5、检验规则为了使设备能够满足自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械所需要的功能，对已生产的设备给出了严格的检验规则。检验项目及不及格分类的原则：A 类：安全是国家标准GB 10396-2006的强制规定，因此必须放入A 类。如果

16、产品没有物理性破坏，其在完整状态下运行，某些参数不合格而使得自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械不能完成要求的任务、且该参数无法通过单一因素进行校正，是由整体决定的，我们将其称为产品的重要性能参数项。因此，重要参数项有以下判据，当重要性能参数项不合格时，无论其他项是否合格，产品都被认定为不合格。综上，重要指标项应放入A 类。自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的砍伐速度无法通过单一因素控制，且其不合格时自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械无法完成任务，因此应放入A 类。自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械的留茬高度无法通过单一因素控制，且其不合格时自动化桑树伐条、粉碎、打捆机械无法完成任务，因此应放入A 类。B 类：

17、 B 类中若出现不合格，可通过材料替换、品质替换等方式使其合格，即可以通过单一因素的改变将其校正成合格的产品，我们将此分为B 类，图样的规定可以让车间重新加工予以满足，传动轴、机架的强度可以通过更换材料的9方式加强，刀盘、液压油管可通过增强品质方式加强，工作路程可通过增强续航能力来加强。因此上述应被分为B 类。C 类： C 类中若出现不合格，一般是由管控粗糙、部分产品异常、操作性、因节约减少某些必要成分（如标志外观等）造成的，这些常常会造成产品使用时出现隐患或者使用过程人机交互体验不佳。综上，铸件、外购件、焊接件、机械加工等质量的管控，因产品异常或选型不合理导致电机温升高、操作性不灵活、噪音过高、外观质量、产品标志等应被分为 C 类。五、与相关标准及强制性标准的关系经查阅，未发现国内外类似标准。本标准通过引用下列标准，符合国家强制性标准的要求：GB/T 1209.3-2009农业机械切割器第 3 部分：动刀片、定刀片和刀杆JB/T 11403-2013电动碎枝机和切枝机GB/T 3852-2008联轴器轴孔和联结型式与尺寸JB/T 5673-2015农林拖拉机及机具涂漆通用技术条件GB