曲阜兴亚机械

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挖坑机是一种以汽油机为动力的便捷式挖坑工具，该机器体积小，动力大、方便携带、适合植树造林、果园种植、大棚建设、沙漠绿化等。这是一款非常适合我国地形状况的机器，目前发展、销售、使用空间巨大。挖坑机种树、打桩一机多用，安全可靠，产销一体化，量大从优。质量有保障。新型的汽油挖坑机在技术部门的研制下，成功利用齿轮之间的传动原理，设计生产了新型的齿轮式二级变速器。大大增加了机器的耐磨性、使用性，更有效的提高了挖坑的效率，同时又能节省人力以及节油节能的特点。结构：由汽油发动机、离合器、减速器、钻头及操纵装置等组成。

发动机采用功率为3.2千瓦的二冲程风冷汽油机，其动力通过离合器和减速器驱动钻头进行作业。离合器是发动机和工作部件间的连接装置，一般采用离心式摩擦离合器。当发动机达到一定转速时，离合器主动盘重锤所产生的离心力克服了弹簧的拉力，离合器就自动接合，并经减速器将动力传递给钻头。减速器是挖坑机的重要部件，其作用是将发动机的转速变为钻头的工作转速，有圆柱齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器和摆线针齿减速器等类型。以采用摆线针齿 减速器较普遍，它具有减速比较大、体积小、重量轻、噪声低和传动平稳等特点。操纵装置常采。

立项依据与研究内容： 1、 项目的立项依据    2、 项目的研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题 2.1 研究目标  针对机械化植树技术体系，通过研究植树挖坑机的钻头在砂壤土挖坑作业过程中旋转速度和下降深度对土壤阻力的影响，准确把握其内在规律，一方面通过试验来初步分析，获得统计学模型；另一方面采用离散元法进行与试验相对应的数值计算，理论与实际结合，对挖坑机钻头贯入土壤过程钻头对土壤变形的作用机理进行深入研究，建立其相互作用的数值模型，为植树挖坑机钻头的工作动态参数选择以及挖坑机的设计改进提供基础理论依据。   2.2 研究内容  植树挖坑机动力消耗的影响因素主要有钻头贯入速度、坑径、坑深和土壤物性等。由于本课题的数值分析采用的是离散元法，而离散元法的优势正是分析松散的颗粒介质动力学行为，故该课题以砂壤土作为土壤样本，分别考虑植树挖坑机钻头的转速和贯入深度对土壤阻力的影响，

通过挖坑机对实验得到的不同土壤类型、不同土壤硬度和不同钻头转速的大量实验数据，应用实验统计方法，建立关于挖坑机钻头进给阻力和扭转力矩与上述因素之间的统计模型。实验过程中，每一组实验需重复2-3次，以消除由于土样配置所产生的测量误差。挖坑实验考虑的影响因素及其水平如表1所示。    表1 实验中影响因素及其水平列表   钻头转速(r/min)  土壤类型 土壤硬度(kg/cm2 )  1 55 砂土 10 2 110 粘土 20 3  165  石质山地  30     （2）对钻头动态工作进行有限元分析  首先，对挖坑机钻头进行数值建模。ANSYS的几何建模功能不如其他建模软件功能强大，而且，ANSYS具有与其他建模软件的接口，因此建模使用的软件可以是PROE或CATIA等制图软件，将建好的钻头模型导入到ANSYS进行有限元计算分析。

  其次，为了挖坑机数值计算时考虑土壤对钻头的真实作用，将实验得到的土壤对挖坑机钻头的作用力（包括铅垂阻力与扭转力矩）与时间的函数关系，作为非线性荷载，施加到钻头螺旋翼片的有限元模型上。由于钻头的运动为边旋转边直线下降，因此在土壤作用力加载的时候，需要分次施加，即将总的工作时间分成若干时间段，然后在每一时间段内将对应的实验作用力与时间的数据结果施加到有限元模型上进行动态计算。