半干旱沙地深栽造林钻孔机的性能试验与研究

深栽造林是解决半干旱沙地造林成活率和保存率最有效的方法之一 ,深栽造林钻孔机是用于深栽造林最为有效的设备。通过对设计制造的深栽造林钻孔机在实地 -科尔沁沙地进行的钻孔阻力矩与钻头转速、进给速度不同造林地不同土壤硬度之间的关系等的性能试验表明 :该机在科尔沁半干旱沙地进行造林作业、在钻头转速为 36 0～ 40 0r min和进给速度为 0 .0 47m s时具有最佳工作状况和最大钻孔造林效率。在科尔沁沙地的土壤硬度条件下 ,用于深栽造林钻孔机的钻孔直径为 90mm时最大的钻孔阻力矩为 5 3Nm ,而该机所能提供的钻孔力矩完全满足这一要求 ,并具有足够的扭矩储备。

挖坑机钻头的有限元分析与试验

为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。

果园轻简型挖穴机的电动助力系统设计

在手摇式果园轻简型挖穴机上安装直流电动机、传动机构、安全装置和电控装置,构成果园轻简型挖穴机电动助力系统。系统运行结果表明:空载时,挖穴机携带直径分别为30和20 cm的钻头上升和下降的平均速度与蓄电池功耗间的线性相关系数分别为0.790、0.910、0.927和0.865,线性度较高;携带大、小钻头实地挖穴时,助力系统能够以1.32或1.43 cm/s的速度提升挖穴机,提升钻头所需的启动电流没有明显差异。

国内外挖坑机的研究现状及发展趋势

国家林业局公布的第五次全国森林资源调查报告显示:我国森林资源状况比较匮乏,远远低于世界平均水平。“沙尘暴”在我国京津地区的出现更使人们清醒地认识到:如果不加快植树造林和保护生态环境,人类将无处生存。在机械化退耕还林和植树造林的过程中,挖坑机是一种主要的机械化造林设备之一,其性能将直接影响植树造林的质量和速度。为此,介绍了国内外挖坑机的发展现状,分析了挖坑机的发展趋势,并对挖坑机的研发方向提出了建议。

石质山地手提式挖坑机钻头的研制

本文通过对研制的几种手提式挖坑机钻头的结构特点、参数选择、刀片及钻尖的型式、材料及热处理工艺等所进行的理论分析及生产试验,证明了所研制的钻头在含石砾量40％～60％的陡坡石质山地的挖坑整地作业中,具有良好的适应性,钻头入土快、生产效率高、成本低、劳动强度低、各项指标达到林业技术要求。

轻型挖坑机结构设计

针对我国植树造林需求量大,人工造林劳动强度大、工作效率低的特点,通过比较现有挖坑机的优缺点对背负式挖坑机进行了优化的总体设计,突出了背负式挖坑机的便携式特点。该机采用小型汽油发动机作为动力装置,使用软轴作为主传动装置并使用二级圆锥齿轮减速,利用钻头完成最后的挖坑作业。该机具有坑径在300mm以下的挖坑能力,适合于培育容器苗的移栽。该机在质量上得到了相对的降低,完全符合一人操作的要求,外观设计简易精巧,携带方便,环境适应能力强,工作效率有明显的提高。

基于ANSYS的植树挖坑机主轴的优化设计

用有限元分析软件ANSYS对挖坑机主轴进行优化设计,从理论上说明优化设计的数学模型,并给出具体的设计步骤。通过得出的优化结果,说明ANSYS优化设计模块在机械结构优化设计上的优越性和可行性,为其他较为复杂的结构优化提供新的思路和方法。

山地果园便携式挖穴机的研制

为解决山地果园人工锄头挖穴劳动强度大、效率低,现有大型挖穴机及手持式汽油挖穴机在山地果园作业适应性不强等生产实际问题,加速我国山地果园挖穴作业机械化进程,在系统分析丘陵山区机械化挖穴作业特点的基础上,借鉴已有挖穴机的优点,设计了一种双立柱便携式挖穴机。重点分析了该挖穴机的整机结构、工作原理以及关键部件的模块化设计原理。样机采用高强度轻质材料制作。样机测试试验结果表明,该挖穴机拆装方便、作业效率高、出土率达85%,挖穴效率为130穴/h,各穴一致性变异系数为10%,达到了设计指标,能较好地解决现有挖穴机在坡地果园作业时搬移不便、对操作者产生损伤等问题。

分层式挖坑机的设计

枣树移栽具有特殊农艺要求,即挖坑时表土与心土应分开存放,移栽回填时先埋表土,后埋心土。但目前的挖坑机在工作时,在螺旋翼片的作用下土壤散落至坑的周围,心土完全覆盖了表土,回填后不能满足枣树移栽的特殊农艺要求,需要人工完成挖坑、表土心土分离及回填工艺,工作效率低、劳动强度大。针对这一问题,设计了分层式挖坑机。该分层式挖坑机分为内排式和外排式两种,挖坑时表土暂时分离收集,心土在高速旋转的螺旋翼片作用下散落至离坑较远的周围;挖土工艺结束后,移栽时先将收集的表土回填,再回填心土,实现枣树移栽的特殊农艺要求。试验结果表明,分层式挖坑机能够稳定、可靠地实现表土分离收集功能,移栽回填后的土壤实现了心土在上、表土在下的特殊农艺要求,对于实现枣树挖坑的机械化具有重要意义。

液压分层式挖坑机的设计

枣树移栽有特殊农艺要求,即移栽时先回填埋表土、后回填底土,因此挖坑时表土与底土应分离存放。然而传统的挖坑机在工作时,土壤在高速旋转的螺旋翼片的作用下抛出,在坑的周围散落,表土被底土完全覆盖,不能实现表土与底土的分离存放,移栽回填后不能满足表土在下、底土在上的特殊农艺要求,因此需要人工完成挖坑、表土底土分离存放,工作效率低、劳动强度大。针对这一问题,设计了一种液压分层式挖坑机,挖坑时表土暂时分离存放,底土在高速旋转的螺旋翼片的作用下抛出,散落至坑周围,移栽时先将表土回填,再回填底土,实现枣树移栽的特殊农艺要求。试验结果表明,液压分层式挖坑机能够稳定可靠的实现表土分离存放功能,挖坑质量较好,移栽回填后的土壤实现了表土在下、底土在上的特殊农艺要求,提高了挖枣树坑的效率,减轻了劳动强度,对于改进目前的挖枣树坑工艺、实现挖枣树坑的机械化具有重要意义。

螺旋钻孔机切削机构的理论分析

螺旋钻孔机是基建施工中常用的大型灌注桩施工机械。在进行成孔作业时，其钻具前端的切削刃的形态及其动态性能对整个切削过程有很大影响，这里通过理论比较和实验研究，对螺旋钻孔机切削机构的理论进行分析探讨，以寻求合理的设计理论依据。

深栽造林钻孔机钻头结构的有限元分析及优化

钻头是深栽造林钻孔机最重要的工作部件,强度和变形是钻头设计过程中必须考虑的问题。利用SolidWorks Simulation插件对深栽造林钻孔机钻头进行了有限元分析,并在此基础上对钻头结构进行了优化,使钻头厚度减小了2mm、质量减轻了2.1kg,达到了结构优化的目的。

挖坑机刀片切削模型的建立及其MATLAB分析

挖坑机在我国植树造林、保护生态环境中具有重要的地位。本文对挖坑机的重要工作零件—刀片建立了其纯切削模型,并运用MATLAB分析了刀片的结构几何参数对切削力的影响关系。

山地果园便携式挖穴机的挖穴性能试验

为降低山地果园挖穴作业的劳动强度,提高挖穴效率,分析了山地果园便携式挖穴机整机结构和工作原理,并对挖穴机的挖穴性能进行试验,包括土壤坚实度试验、挖穴机振动试验及土壤回填率试验。结果表明,被测土壤的坚实度平均值为4.24 MPa;挖穴机携带直径为10、15、20和25 cm钻头挖穴时土壤回填率分别为18.5%、19%、20.75%和22.75%,表明该机性能满足山地果园对挖穴作业孔径及深度的需求;便携式挖穴机工作过程中的平均振动加速度相对于手提式挖穴机减少了24%,且该振动直接传递到机架,不会存在手传振动引起操作者不舒适,表明该挖穴机可减轻作业时的劳动强度,提高安全性,适合长时间作业。试验结果为便携式挖穴机的进一步优化和推广应用提供了依据。

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。

基于Pro/E和ANSYS的挖坑机钻头主轴的优化设计

在研究挖坑机工作原理的基础上,基于Pro/E平台,通过参数化方法建立挖坑机主轴的几何模型,采用IGES文件格式将模型导入ANSYS软件中,用有限元方法对挖坑机主轴结构应力进行了分析。结果表明:在受力情况下,应变、应力的极值出现的位置,有利于钻头主轴的优化设计。

长螺旋升土原理及引起桩周建筑物开裂的原因探讨

长螺旋CFG(Cement Fly-ash Gravel)桩成桩过程引起桩周土体开裂,影响建筑物的安全是郑州地区长螺旋CFG桩面临的主要环境岩土工程问题。本文从长螺旋升土原理出发,推导出了长螺旋CFG桩升土所需要的最低转速,根据不同土类对长螺旋的摩擦系数不同,得出运输不同土的最低转速是不同的。在相同转速下,不同土的上升速度是不相同的,造成部分螺旋未充满土,给扰动后的流塑土流动提供了临空面,造成了"过量排土",从而引起桩周建筑物开裂。

镧薄膜表面的激活化学吸附研究

用俄歇谱及分子束技术就地与非就地研究了蒸发稀土金属镧薄膜的表面特性。一种情况是在镀膜机内制作镧薄膜，从镀膜机中取出，暴露在大气中，然后放入超高真空室内进行研究。另一种情况是La薄膜在超高真空室内制备并就地研究。结果表明，两种情况下获得的两样品的俄歇谱图不同。样品1的俄歇谐相当于表面组分主要为La（OH）3，它是由空气中的氧和水汽与表面作用形成的。样品2的俄歇谱相当于表面主要组分为La。少量的La（OH）3是La和超高真空室内的残余H2O作用的结果。用分子束技术对CH4在两样品表面的激活化学吸附特性进行了研究。实验发现初始粘着几率S0强烈地依赖于入射分子束的平动能，并以En＝Ecos2θi表征。在两种情况下都有初始粘着几率随平动能增大而线性增加。当样品表面温度由500K升至700K时，两样品的阈值能和活化能都不随表面温度变化，在相同气体作用下，阈值能和活化能仅由样品本身的结构和性质决定。

挖穴机的发展及其在石质山地的应用

植树造林在建设环境友好型社会中有着重要地位,而挖穴机在植树造林中起着至关重要的作用。结合挖穴机的实地运用,阐述挖穴机的设计要求以及类型,包括钻头关键部件的材料选择、动力装置的选型、穴径穴深的要求;基于国内外挖穴机典型科研成果,分析研究现状及发展趋势;重点探讨手提式挖穴机在石质山地的应用,围绕作业中钻头与砾石刚性接触瞬间对机具和操作者产生的损害等问题,给出相应的措施。

螺旋钻具上的土的动力分析

结合实验分析土在螺旋钻具上的动态，以求得螺旋钻具在掘削土的过程中所消耗的扭矩，为设计提供依据。