灌木的平茬作业是林业生产的重要环节,针对沙生灌木的种植和利用过程存在的生产效率低、采收成本高、平茬质量差,采收不便等问题,研究适合我国国情、生产率高、符合沙生灌木生长环境的平茬关键技术,开发以履带底盘为动力的灌木平茬机。通过研究灌木切割基本原理,分析圆锯片回转切割的运动和受力情况,得出了平茬机不漏割的条件以及功率消耗的取决因素,分析表明:其中影响灌木锯切力的主要因素为灌木种类、灌木直径、灌木含水率、锯片种类、锯切线速度、进给速度。设计了灌木锯切试验台,包括锯切装置、进给夹持机构、变频调速电机、齿轮箱、冷却与润滑系统、控制系统和测试仪器等。然后对试验台的锯切装置、进给夹持机构等关键部件进行了设计计算与分析,最后根据试验台的技术要求与用途,选用合适的变频调速电机、齿轮箱、冷却与润滑系统及测试仪器。进行了室内灌木锯切性能研究,结果显示:灌木含水率和灌木直径对锯切力及锯切功率具有显著性影响,锯切参数影响大小排序为:锯切线速度>进给速度>锯片规格。确定了灌木平茬机各参数的最优合理设置:平茬季节选在灌木含水率在20%左右,灌木直径为15mm左右的时候最佳,平茬机锯切时刀盘线速度为40~60m/s,选用的锯片齿距为9.81mm,厚度为2mm。设计并分析了灌木平茬机的主要部件,设计的刀盘采用组合式结构,锯片厚度为2mm,齿数为200;机器切割转速为1500r/min,单个刀盘切割功率为1.68kW;设计的输送装置采用节距p=15.875mm的滚子输送链进行输送,输送线速度选为1.8m/s,输送功率为1.77kW,切割电机功率为7.5kW;设计了挂接与仿形装置,采用悬挂式结构,利用液压缸升降与机具自适应仿形系统相结合的方法进行仿形。利用灌木平茬机样机对柠条灌木进行平茬试验研究,结果表明:机器行进速度对灌木损伤率和割净率具有显著性影响,随着机器行进速度的增大,损伤率不断增大,而割净率不断减小,但是生产效率越高,为了保证生产率,建议控制行进速度在3km/h~4km/h之间,损伤率在3%以下,平均割净率达到98%~98.7%。