小型挖坑机的设计

亿m³,林业用地的木材蓄积量达到124.9亿m³;国内人工林蓄积量为10.1亿m³,人16.55%,远低于27%的全球森林平均覆盖率，仅仅达到后者的61.3%左右；从人均方面来看，国内人均森林蓄积量仅有全球人均水平的1/8,人均森林面积同样仅达到全球人率高、质量有保障等。据估算，挖坑机的工作效率高达人工挖坑的30倍以上，而挖坑2.1国内外研究现状1)内蒙赤峰田丰农林机械厂的主营产品是3WH-60型悬挂式挖坑机，这款挖坑机的整体结构科学合理，操作简单而轻便，用起来十分灵活，挖坑效率达到了80-150坑每小时，挖坑最大深度为1200mm,挖坑直径大约是250-600mm,能够2)山东大丰机械厂的主营产品是大丰王系列WKJ-60/70挖坑机，挖坑效率达到了60坑每小时，设备转速高达248转/min,挖坑最大深度为650-800mm,还可按照用户需3)哈尔滨林业福马机电设备公司的主营产品同样是悬挂式挖坑机，其挖坑效率达到了120坑每小时，挖坑最大深度为800mm,挖坑直径大约是250-600mm,能够搭配4)对我国而言，手提式挖坑机尚属新兴产品，是一种适合家庭使用或者复杂地形具代表性的国产手提式挖坑机是哈尔滨林业福马机电设备公司生产的3WS-2.8型手提挖坑直径大约320-500mm,挖坑最大深度约为500mm,设备总重仅有17.6kg。从设计具体来说，常应用于开挖黄土高原沟坡、坡度不超过35度的山地荒林、次生林等等。出了挖坑机在各种工作环境下的动态力学指标，归纳了影响挖坑机钻头转矩的各项因在平地行驶时依靠轮胎，遇到坡地或者不平整地形则转而采用行走脚，可以在56度以挖坑机，该机通过一台H35D发动机驱动，设备总重不超过7.0kg,挖坑直径大约为为1.3KW、转矩为1.7N·m的发动机，设备总重约8.2kg,钻头最高转速达到190r/min,美国企业研发出一款HYD-TB11H型液压挖坑机，设备总重仅有170kg,转速最高可达141r/min,钻头转矩达到了349N·m。美国有一款安装了4.1KW功率发动机的MDL-5B2.2挖坑机的构造(1)按配套动力和挂结方式分1)手提式挖坑机体，只需两人甚至单人便可操作，既可挖坑又可整地，适合使用在坡度不超过35度的2)悬挂式挖坑机3)自走式挖坑机将机械能转变成液压能，并驱动挖坑机的所有部分工作。地钻装置包括两个主要部分，分别是钻头和内置有油马达的减速器。液压油驱动控制系统，随后由控制系统驱动油马达工作，接着经由减速器来驱动钻头轴，钻头轴中安装了一根方轴，只需延伸方轴或者拔出方轴的定位销，便可以加大挖坑深度。这款挖坑机能够挖出直径达0.45m、坑深4.5m的坑。QW-1000型挖坑机基本上是属于这种类型，但它是车载钻机的形式。(2)按钻头安装位置分1)立式挖坑机立式挖坑机是常见的一种类型，亦称立轴式挖坑机，即钻头的钻杆与减速器输出轴联接是和地面呈垂直状态的。这种挖坑机一般仅适用于进行挖坑作业。2)卧式挖坑机卧式挖坑机也被称为水平轴式挖坑机，其钻头轴杆基本处于水平安装状态，可以按照具体工作条件来适当调整气钻杆倾斜度。2.2.3挖坑机的钻头挖坑机钻头无疑是挖坑机最重要的零部件。按照挖坑机的作业条件及技术需求来看，挖坑机的作业类型主要包括三种，分别是挖坑、整地以及开沟。当采用螺旋式钻头的挖坑机处于挖坑作业状态时，会将大多数土壤抛出坑外，通常适用于树木栽种、建筑挖坑等作业环境。当挖坑机处于整地作业状态时，并不会将土壤抛出坑外，通常适用于植树造林、播种等作业环境。当挖坑机处于开沟作业状态时，往往会将土壤集中由一侧或者两侧抛出坑外，通常适用于开挖沟渠等作业环境。因此，最适合本次毕设的是螺旋式钻头。螺旋式钻头包括四个组成部分，分别是钻尖、螺旋翼片、刀片等。钻头在运转过程中，会一边旋转一边朝下进行进给运动。在挖坑机作业的时候，钻尖既发挥了定心作用，又起到了将中心土壤切去的作用，会顺着钻头刀片的排列方式来切割土壤，随后将土壤顺着螺旋翼片提升，最后向着坑四周抛出，钻头螺旋翼片部分长度直接决定了抛出坑的土壤量。倘若坑深度超过螺旋式钻头的总长，那么必须实施多次抛土操作。螺旋式钻头的工作面呈现和钻头轴线相垂直的圆柱体直线段，并伴有钻头划出的螺旋导向线。在同心圆柱体的基础上截钻头表面，便可以获得多条螺旋线，螺旋升角和圆柱体半径之间存在反向关系。螺旋形钻头工作面不能展开成平面。第3章手提式挖坑机的设计图3-1手提式挖坑机结构示意图螺旋形钻头8作为工作部件，并分别利用螺栓将钻头轴杆与横梁5相连，钻头横轴上分别焊接了三片垂直刀6和两片水平刀7。保护罩9固定于发动机底板之下，主要作用是手提式挖坑机钻头由大刀翼2,小刀翼4,刀体3及其中心刃1等组成(图3-3)。其大、小刀翼的切削面磨成200的刀刃；入土角图3-3双头螺旋式钻头结构示意图刀片就是所谓的钻铧(钻铲),主要作用是切割土壤，在作业过程中极易出现磨损。钻头在入土之前，必须确保实际后角ε大于0,否则刀片必然会产生过宽的背棱，角ε。据试验，当名义后角ε处于250-450之间时，入土阻力与力矩达到最小值。此钻头刀片的最佳厚度是8-10毫米，刀刃的最佳厚度是0.5-1毫米。一般利用65Mn钢或者65SiMnRe钢来制造钻头刀片，钻头刀刃淬火区的最佳厚度是25-35毫米，硬度3.3离合器的设计3.4具体设计步骤1)确定总体设计方案所以选择设计为压缩弹簧形式，被动盘和离心块之间的距离是1mm,满足要求且便于2)确定离合器需要传递的扭矩：故Mf=β×Memax=1.2×5.93=7.116N.m3)初定结合转速：nl=2100r/min得n2=2625r/min4)确定离合器结构形式的直径D和盘壁厚度分别是100mm与2mm,以厚度为3mm的石棉充当摩擦配合，据此可知，被动盘的半径R约为44mm;根据离心块质心半径确定范围，随后参考已经明确的离心块外形与结构，计算出r=20mm;以45号钢为原材料制作被动盘和离心块，因为选择石棉充当摩擦配合，所以(1)摆线针轮行星减速器的结构特点传动效率近乎100%。传动比范围远大于普通减速器，国内现有的单级传动比、二级传(2)摆线针轮行星传动的传动比上，上面同时存在偏心距A,一旦输入轴H开始旋转，摆线轮a在环绕输入轴H轴线(3)摆线针轮行星减速器的输出机构速目的，不过因为摆线轮a是在以偏心距A为半径的轴线Oa上进行圆周运动，所以如借助孔销式输出机构将摆线轮a的角速度传递至输出轴V。图3-4与图3-5分别体图3-4图3-5摆线针轮行星传动结构示意图H.输入轴V.输出轴1.偏心套2.摆线轮3.针齿销(套)4.柱销(套)摆线轮上沿直径Dw的圆周上均布有Zw个直径为dw的圆孔(一般称为柱销孔),在输出轴的圆盘上沿直径Dw的圆周上均布有Zw个直径为dp的柱销，柱销上套有直式中dw-柱销孔的直径dp-柱销套的直径A-偏心距/2;dw-dp=2A,所以BC=(dw-dp)/2=A=OaO,这时销孔销轴，摆线轮和输出轴中心B、C、Oa和O构成一平行四边形，不论摆线轮转到什么位置，00aBC总是平行第4章ZL型摆线针轮行星减速器的结构形式轮齿数Za=传动比=25;转矩Tmax=5.93(Nm)输出轴：(2)确定传动的结构型式根据手提式挖坑机使用要求，选用立式、一个摆线轮、针轮固定的结构型式。(3)确定摆线轮、针轮的齿数和主要零件的材料摆线轮齿数Za=25针轮齿数Zb=26主要零件材料GCr15,HRC60-64针齿壳材料镁合金材料针齿套柱齿销材料GCr15,HRC60-64柱销材料GCr15,HRC60-64柱销套材料GCr15,HRC58-62(4)确定针轮直径DZ用经验公式估算式中Tv—输出转矩(Nm),Tv=129_62(Nm)(五)确定短幅系数K₁和偏心距e因Z,=26,故可先取K₁=0.65则圆整成尾数为0.5mm的倍数，即可取e=2mm,则短幅系数为D₁=(0.4~0.5)Dz=(0.4~0.5)×初选摆线轮的宽度bg’=0.15RZ=0.15×70=10.5mm所以轴承选择根据手册查的，42305型轴承的特性额定动载荷C=24.133(kN)轴承外径D1=0.062m轴承宽度b=0.017m滚子长度1<bc取1=8mm参考文献型双螺旋叶片植树挖坑机的设计.《新疆农机化》,2020(03):31-33.[2]靳培英.微型液压挖坑机螺旋钻头的设计与分析.《当代农机》,2020(06):57-58.[3]房强.挖坑机在林业发展中的应用.《农业科技与装备》,2020(02):56-5