液壓挖坑機(jī)的研制及其關(guān)鍵部件工作過程仿真.pdf

1、為了提高我國(guó)森林覆蓋率及林果經(jīng)濟(jì)作物的種植面積，實(shí)現(xiàn)高效造林，降低生產(chǎn)成本，迫切需要提高林果栽植作業(yè)的機(jī)械化水平。針對(duì)山東省林果種植的地理?xiàng)l件（丘陵山地較多，地形復(fù)雜等）及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外栽植機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀，本文研制出一種大功率，手推式液壓傳動(dòng)林果栽植挖坑機(jī)，利用ANSYS有限元分析軟件，對(duì)鉆桿、螺旋翼片及切土刀片等關(guān)鍵部件的工作過程進(jìn)行模擬仿真，獲得這些部件的應(yīng)力應(yīng)變分布情況，模擬結(jié)果對(duì)關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計(jì)、選擇提供數(shù)據(jù)支持與理論分析依據(jù)

2、。為了提高刀片的入土性能及耐磨性能，對(duì)其進(jìn)行硼鉻稀土共滲處理，表面形成了厚度為0.15 mm，硬度為1800Hv的硼化物層，對(duì)該機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果表明其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
　　 該挖坑機(jī)采用7.3 kW四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，設(shè)計(jì)出一套完整獨(dú)立的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)(CBR-E25型齒輪泵、BM-250型號(hào)馬達(dá))，降低工作過程中的振動(dòng)，改善了勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)和諧工作。另外系統(tǒng)中的手動(dòng)換向閥可實(shí)現(xiàn)螺旋鉆頭正反轉(zhuǎn)。通過更換

3、不同直徑的鉆頭，獲得的坑徑在300～600 mm可調(diào)，最深坑深可達(dá)800 mm，對(duì)于一般土質(zhì)而言，其挖坑效率在100坑/h，并且能夠?qū)崿F(xiàn)丘陵、緩坡地帶的挖坑作業(yè)。
　　 本文首先根據(jù)國(guó)內(nèi)外便攜式、懸掛式挖坑機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，提出總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，利用Pro/E、AutoCAD等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，對(duì)主要部件（鉆頭、機(jī)架、液壓件與機(jī)架的連接件等）進(jìn)行三維建模，重點(diǎn)研究了螺旋升角、土壤阻力對(duì)挖坑作業(yè)的影響，螺旋鉆頭合適的轉(zhuǎn)速范圍等

4、相關(guān)理論計(jì)算;其次，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，通過理論計(jì)算，選用合理的液壓元件（液壓泵、液壓馬達(dá)、溢流閥、換向閥等），使得鉆頭工作過程中平穩(wěn)快速，振動(dòng)小;再次，利用ANSYS有限元分析軟件，對(duì)挖坑機(jī)主要工作部件（螺旋鉆頭、螺旋翼片、切土刀、限位塊以及鉆桿）進(jìn)行有限元模擬仿真，獲得這些部件的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、模態(tài)模擬分析結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇起到指導(dǎo)作用，大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低了設(shè)計(jì)成本;接著，針對(duì)傳統(tǒng)鉆頭入土性能及耐磨性差的缺點(diǎn)，對(duì)切片