DX1B型竹根挖掘机的设计与试验

为了解决竹根挖掘过程中机械化程度低的问题,针对竹林复杂的地形条件和农艺要求,设计了一种DX1B型自动竹根挖掘机。该文阐述了该机器主要的工作原理、主要结构和关键部件的结构设计与主要参数计算,并对刀筒及其内部的压力弹簧进行有限元力学分析,对机器的强度进行验证。同时,对支架进行模态分析获得前四阶固有频率和振型,并进行机器的动态平稳性分析以便结构设计时避开共振频率激励。最后,制作小型的物理样机进行竹林间性能试验来验证竹根挖掘性能。试验结果表明:样机的刀筒外径为40~120 mm,挖掘竹径为30~70 mm的竹根,最大挖掘深度为250 mm,大多数竹根挖掘到150~200 mm左右的深度时,就可将竹底部根须扭断从而将竹根带出,且竹根形状保持良好;当样机掘根的速度为2 mm/s左右时,工作机构的平稳性和效率最优,整个掘根工作过程一般需要2~5 min,竹根挖掘效率相对于手工挖掘提高60%以上。该机器可实现自动掘进挖根和自动取根的效果,还能实现自动排土、排根的功能,整个挖掘过程无需人与竹根或者土壤接触。该研究可为丘陵山区等复杂地况的竹根清除问题提供解决方案,为竹根挖掘机实现全自动操作提供参考。