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挖坑机

植树造林整地机械之一。又称挖穴机。适用于苗木栽植、树木移植时挖坑和挖坑追肥。发展简况挖植树坑是繁重的劳动,用手工工具挖坑工效很低,若土质坚硬或含有石砾则工效更低。本世纪40年代美国研制出挖坑机,开始用于农场或牧场修建栅栏或篱笆时挖坑埋置支持桩。最早是一种双轮式,以汽油发动机为动力,配用螺旋形钻头的挖坑机;卸掉钻头换装圆锯片则可用来锯小树和割灌木、割草。

植树造林整地机械之一。又称挖穴机。适用于苗木栽植、树木移植时挖坑和挖坑追肥。

发展简况

挖植树坑是繁重的劳动,用手工工具挖坑工效很低,若土质坚硬或含有石砾则工效更低。本世纪40年代美国研制出挖坑机,开始用于农场或牧场修建栅栏或篱笆时挖坑埋置支持桩。最早是一种双轮式,以汽油发动机为动力,配用螺旋形钻头的挖坑机;卸掉钻头换装圆锯片则可用来锯小树和割灌木、割草。在拖拉机配有动力输出轴后,挖坑机多设计成拖拉机后悬挂式。为适应山地丘陵挖坑的需要,西欧各国和苏联将伐木的汽油动力链锯改装设计成手提式挖坑机,既轻便又一机多用。50年代,挖坑机逐渐用于植树挖坑。中国于50年代末期开始研制挖坑机,有手提式和悬挂式两种类型,前者用于一般造林挖坑,后者用于栽植橡胶树、果树和行道树等。

主要类型

按配套动日和挂结方式分为拖拉机悬挂式,便携式两大类。

图1 悬挂式挖坑机

图2 手提式挖坑机

①悬挂式挖坑机

由机架、悬挂机构、万向传动轴、减速器和钻头等部分组成(图1)。多采用后悬挂式。拖拉机的动力经动力输出轴、传动减速装置驱动钻头旋转进行挖坑。钻头由拖拉机的液压系统控制升降。悬挂机构型式很多,一般采用不平行四杆机构,结构简单,又能基本上满足钻头入土时保持垂直于地面的要求。传动轴常以方轴和方轴套连接两个万向联轴节的传动型式,利用两个联轴节所允许的倾角来弥补轴间偏移量,使输出轴和输入轴转速均匀和挖坑钻土过程平稳。减速器多为圆锥齿轮结构。钻头是挖坑机的主要工作部件,依靠钻头的旋转与进给实现切土、升土和排土而形成坑穴。钻头的结构包括钻杆、钻尖、刀片和翼片。根据翼片的结构不同有单螺旋型、双螺旋型、叶片型和螺旋齿型等几种型式。单螺旋型是在钻杆上单头螺旋翼片的始端安装一个可换的切土刀片,工作时消耗能量较小,但因切土时受力不均衡,稳定性较差,适于挖坑径35厘米以下的小坑。双螺旋型由双头螺旋翼片和两个刀片构成,工作稳定,但消耗能量较大,用于挖50~80厘米的大坑。叶片型的翼片为锥形工作面,工作时消耗能量大,适于挖坑深与坑径的比值等于或小于0.75的浅坑。这三种钻头都有较好的升土、排土性能,所以称为挖坑型钻头。螺旋刀型是在钻杆端部焊有上下两把螺旋刀,两刀间隔180°,切割阻力小而有滑切作用,有利于切断草皮、树根和防止缠草堵塞。工作时被切削疏松的土壤留在坑内而不排出,所以也称松土型钻头。钻尖装在钻杆的下端,起定位和中心切土作用。有分叉型、三角型和螺旋型等。钻头的结构参数与其旋转速度和每转的进给量,是影响挖坑机性能和挖坑质量的重要因素。钻头的转速因土质不同而有较大变化,一般为160~280转/分,钻头的直径大则转速低。

②手提式挖坑机

由小型汽油发动机、离合器、减速器、钻头、手柄操纵部分等组成(图2)。结构简单紧凑,体积小,重量轻,适用于35°以下的山地丘陵的挖坑整地。发动机一般为2~5马力,采用离心式自动离合器传递发动机发出的扭矩,减速器将发动机每分钟5000~7000转的转速,减至180~250转后驱动钻头旋转挖坑。减速器的结构有圆柱齿轮传动、圆弧齿涡轮涡杆传动、摆线针齿行星传动和少齿差行星齿轮传动等型式。两种行星传动结构能满足传动比大、承载能力强和传动效率高的要求。钻头多为单螺旋翼片式。为了平衡钻头的受力,有的在与螺旋翼片对称的另一侧加一个带刃的副翼,只切土而不具升土作用。

发展前景

从40年代开始使用挖坑机以来,挖坑机的性能逐步提高,使用日益广泛。拖拉机悬挂式挖坑机由后悬挂式发展为前悬挂式、侧悬挂式,因而减轻了操作人员的劳动强度,并能扩大视野,提高作业效率;由单钻头发展为双钻头、多钻头,有利于挖坑和多点等距栽植。悬挂机构的结构更趋合理,提高了挖坑机的纵向和横向稳定性以及挖坑的垂直度。液压马达直接驱动钻头挖坑的机型的进一步完善,会更加简化机具结构,节省材料,便于根据不同工作条件选择钻头转速,减少能量消耗。手提式挖坑机将向轻便、节能、减振、降噪、一机多用和便于操纵的方向发展,大大增强机具的机动性和多用性。随着机械振动研究的进展和对挖坑机理及钻头结构研究的深入,挖坑的质量、机具的寿命和操作人员的舒适性部将得到显著提高。

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