液壓挖坑機的研制及其關(guān)鍵部件工作過程仿真.pdf

1、為了提高我國森林覆蓋率及林果經(jīng)濟作物的種植面積，實現(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)的機械化水平。針對山東省林果種植的地理條件（丘陵山地較多，地形復(fù)雜等）及當前國內(nèi)外栽植機械發(fā)展現(xiàn)狀，本文研制出一種大功率，手推式液壓傳動林果栽植挖坑機，利用ANSYS有限元分析軟件，對鉆桿、螺旋翼片及切土刀片等關(guān)鍵部件的工作過程進行模擬仿真，獲得這些部件的應(yīng)力應(yīng)變分布情況，模擬結(jié)果對關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計、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，對其進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，對該機進行現(xiàn)場測試，結(jié)果表明其各項指標均達到了設(shè)計要求。
　　 該挖坑機采用7.3 kW四沖程汽油發(fā)動機作為動力源，設(shè)計出一套完整獨立的液壓傳動系統(tǒng)(CBR-E25型齒輪泵、BM-250型號馬達)，降低工作過程中的振動，改善了勞動條件，實現(xiàn)了人機和諧工作。另外系統(tǒng)中的手動換向閥可實現(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800 mm，對于一般土質(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)國內(nèi)外便攜式、懸掛式挖坑機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出總體設(shè)計目標，利用Pro/E、AutoCAD等計算機輔助設(shè)計軟件，對主要部件（鉆頭、機架、液壓件與機架的連接件等）進行三維建模，重點研究了螺旋升角、土壤阻力對挖坑作業(yè)的影響，螺旋鉆頭合適的轉(zhuǎn)速范圍等

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