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本文以挖坑机进给运动形式为主线,分别对恒定进给、非恒定进给挖坑机进行了研究。针对不同作业要求研制了四种类型挖坑机。着重研究了,曲柄滑块进给机构挖坑机的进给机构运动特性、钻头消耗功率变化规律;开合螺母进给机构挖坑机的进给参数及进给机构工作原理、钻头扭矩变化规律。完成以下研究内容:(1)曲柄滑块进给机构挖坑机研究根据挖坑机升土理论,结合现代数学分析方法,运用Matlab软件计算出了对应于不同摇杆长度、不同钻头转速的土壤质点垂直速度表,确定摇杆长度为0.75m。分析了曲柄滑块进给机构运动特性,得到了钻头进给量与挖掘深度参数方程,绘制了钻头进给量随钻头挖掘深度变化曲线。开展了钻头消耗功率特性实验,研究实验数据发现,挖坑机钻头消耗功率与挖坑机钻头进给量呈正相关性;钻头消耗功率在挖掘深度为200mm时达到最大值,随后随挖掘深度增加而减小。(2)开合螺母进给机构挖坑机研究根据经典挖坑升土理论,运用现代数学分析方法,绘制了以钻头进给量为自变量的挖坑机土壤质点垂直速度和钻头堵塞临界速度图线,确定了挖坑机钻头不发生堵塞且挖坑效率较高时对应的钻头进给量为5mm。采用解析法,结合数值分析方法计算出了对应于不同螺母拨片转动角、不同动销轨道角度的半螺母摆角表,确定了螺母拨片动销轨道角为105°。开展了检验开合螺母进给机构挖坑机工作性能的实验,得到了不同进给量对应的钻头扭矩、扭矩标准差、钻头位移随时间变化图线。得到了有关钻头扭矩变化的系列结论。(3)高效轻便挖坑机研究研制了两种类型的高效轻便挖坑机。滑轮组进给机构挖坑机,可通过调节手轮和滚筒的半径比,以实现手轮操作的省力特性。同时也可减轻操作人员反复弯腰操作的劳动负担。手动进给挖坑机工作时,若遇石块、树根等障碍物可灵活控制钻头的进给运动,防止钻头损坏,顺利完成挖坑作业。