本文在综述国内外林火扑救装备的发展与研究现状的基础上,针对林火扑救的现实需求,提出了以沙土为灭火材料,通过就地取材的方式进行林火扑救的思想,开展了全新结构形式抛土灭火机的整机设计与研究。抛土灭火机以土壤为灭火材料,利用土壤碎块对燃烧物的快速抽打和覆盖分离可燃物和空气,同时降低燃烧物的温度,从而实现灭火。抛土灭火机采用全液压驱动,选用履带式液压底盘作为移动载具,整机的作业时速为1.1km/h。抛土灭火机的核心工作机组是旋切机组和抛撒铲斗,旋切机由液压马达直接驱动,负责旋切取土碎土,旋切机以30°斜置角挂载在前架,单侧旋切机的有效作业幅宽为350mm,旋切深度为50～100mm,旋切机组的整体取土能力为0.6～1.3m3/min。抛撒铲斗主要工作部件为翻土转轴和抛撒转轴,通过翻土转轴完成土壤的上抛和二次碎土,上抛的土壤再由抛撒转轴进行锤击抛撒,实现抛土灭火作业。抛撒铲斗的最大有效抛土量为0.9m3/min,所抛土壤的集中落点距离为10m,最大抛撒距离为21m,可形成9m2的覆盖面积,平均覆盖厚度为40mm。通过研究分析抛土灭火机的各关键工作机组,建立了旋切机组和抛撒铲斗的运动学模型,确定了抛土灭火机各主要机组的运动参数和工作特性,针对旋切机刀盘旋切碎土的作业过程,利用LS-DYNA对旋切刀盘进行动力学仿真的数值模拟研究。通过旋切刀盘的数值仿真模拟研究分析了刀盘旋切碎土作业时土壤被破坏的情况,切削力与旋切过程参数的变化关系以及旋切功耗等,直观地反映了旋切刀盘旋切碎土的整体特性。