甘蔗收獲機全液壓系統(tǒng)設計反思

甘蔗收獲機全液壓系統(tǒng)設計反思 摘要：全液壓系統(tǒng)是目前甘蔗收獲機中的最核心裝置，液壓技術是目前研究甘蔗收獲機技術的一個重要方向。本文結合當前的研究成果，介紹了當前適應性較強、系統(tǒng)較為穩(wěn)定、技術也更為成熟的切段式甘蔗收割機的工作原理，分析了各個環(huán)節(jié)液壓系統(tǒng)的設計，僅供參考。關鍵詞：切段式甘蔗收獲機；全液壓系統(tǒng)；機械設計1甘蔗收獲機工作原理切段式甘蔗收獲機在進行收割作業(yè)時首先利用分禾器將纏繞在一塊和倒伏的甘蔗相分離，扶起倒伏的甘蔗，將行間內(nèi)的甘蔗集中在收獲機的工作范圍之內(nèi)，利用壓倒輥推倒甘蔗，使用底部切刀圓盤將甘蔗旋轉切斷，接著運用輸送系統(tǒng)將已經(jīng)切斷的甘蔗輸送到除雜裝置上，利用切段裝置將其切成甘蔗段，再利用鼓風機吹走甘蔗葉子和甘蔗梢的雜物，使較重的甘蔗段落入甘蔗收集袋里或者輸送臂上，最后將甘蔗運送出去1。切段式甘蔗收獲機功能比較齊全，自動化程度較高，但是要求收割后的甘蔗必須在相應的時間范圍內(nèi)運送至糖廠進行加工，不然甘蔗內(nèi)的糖分就會減少或變質。2全液壓系統(tǒng)在甘蔗收獲機中的技術應用甘蔗收獲機由多個分散在機器內(nèi)部的模塊構成，如果過多采用齒輪、皮帶、鏈條等零件，一方面會使機器結構更加復雜，甚至難以實現(xiàn)；另一方面則會導致機器可靠性降低。與其他作物收獲機相比，甘蔗收獲機面臨的工作環(huán)境更為惡劣，在收割過程中出現(xiàn)故障的可能性應較大，比如在收割過程中，甘蔗葉和甘蔗田里的藤蔓等雜物會纏住各機器部件，砍甘蔗時迸出的糖漿也會凝固在傳動軸的附近，使機器負荷較重，容易導致機器被卡死2。采用液壓技術有助于進一步簡化收獲機的各項結構，能夠方便控制收獲機的各項功能參數(shù)，有利于優(yōu)化各模塊之間的動力分配，有助于從總體上提升甘蔗收獲機的性能，增強其可靠性。甘蔗收獲機的行走系統(tǒng)需要能夠適應田間作業(yè)的頻繁前進、后退等多種復雜狀況，在收獲過程中，甘蔗收獲機需要在保持發(fā)動機轉速恒定的基礎上不斷調節(jié)行進速度以應對經(jīng)常改變的作業(yè)條件，因此一般會選取輪邊式靜壓驅動以簡化行走系統(tǒng)結構。液壓傳動裝置動態(tài)性能較為出色，能夠使前進后退保持相同的速度，而且即使快速轉換方向和加減速度也不會對傳動系統(tǒng)和甘蔗收獲機造成損壞，操作方式也相對簡單，只需要操作桿就能完成變速、轉向、前進及后退等動作，簡便的操作能夠很大程度上減輕操控者的勞動強度，有助于其將全部精力運用于當前作業(yè)中，能夠有效提高生產(chǎn)效率3。利用液壓技術進行轉向驅動，能夠開闊甘蔗流通的空間范圍，使轉向作業(yè)更加方便省力。3甘蔗收獲機全液壓系統(tǒng)設計優(yōu)化甘蔗收獲機的全液壓傳動方式包括轉向行走回路、割臺回路、切段回路、排雜風機回路、升降臺輸送回路和切梢刀盤回路等多項系統(tǒng)構成，其中消耗功率較多的是前幾種回路4。甘蔗收獲機行走液壓系統(tǒng)中設計了兩個控制變量液壓馬達和變量泵，組成了補油回路和控制油路共用的閉式液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)中實現(xiàn)能量轉化的過程是通過壓力油液來實現(xiàn)的，如果對液壓系統(tǒng)設計計算不合理，沒有充分了解實際作業(yè)情況，就可能會出現(xiàn)設計出來的系統(tǒng)壓力較大，壓力油液回流，造成壓力損失過大，引發(fā)油液發(fā)熱，系統(tǒng)在運行時會釋放出較多熱量的情況發(fā)生，高溫度的液壓油會降低系統(tǒng)效率，甚至無法工作，設計中運用冷卻器先將液壓油降溫之后再流回油箱，再在補油的油路中放置一個潔凈過濾器，使其達到符合標準的潔凈程度。同時，想要減少因溫度過高而造成的系統(tǒng)壓力損耗還需要盡可能地縮短管路長度，減少管路彎曲程度，降低截面變化，根據(jù)流速對管路的管徑進行驗算，設計的密封要與實際使用條件相適應。在油箱上方與熱源較遠的地方設置通風口可以提高散熱效果，將系統(tǒng)中各項壓力閥的壓力控制在能夠滿足正常工作的最低下限壓力。改善管道壓力損耗狀況需要減小管道內(nèi)壁的粗糙程度，或者直接選用柔性平板以降低摩擦阻力，其次，可以在流體中適量添加減阻劑，比如金屬皂、高分子化合物等。將甘蔗收獲機的傳統(tǒng)系統(tǒng)全部改為液壓傳動模式，可以使其一次性完成整項收割工作5。扶起和分開甘蔗稈系統(tǒng)與輸送、升降和轉向系統(tǒng)均采用雙聯(lián)泵，為各個環(huán)節(jié)單獨供油，運用調速閥門調節(jié)運行速度。目前全液壓轉向系統(tǒng)可以利用方向盤實現(xiàn)對轉向油缸的方向轉動控制，對于沖擊較大的油缸，可以考慮增加儲能器，能夠減少因為作業(yè)田地環(huán)境差異對液壓缸造成的沖擊。4結語綜上所述，液壓傳動系統(tǒng)的使用，簡化了傳動結構，在一定程度上解決了動力分配、動力傳遞的困難，更好的實現(xiàn)最佳動力特性，滿足甘蔗聯(lián)合收獲機各工況下的作業(yè)性能。但對甘蔗收獲機液壓系統(tǒng)的研究從來沒有停止過，不同的甘蔗收獲機，功率不同，作業(yè)的適應性不同，生產(chǎn)效率也不一樣。因此，對液壓系統(tǒng)的設計要求也不相同，不同機器的液壓系統(tǒng)應根據(jù)機器的特點進行設計、驗證，不可盲目照抄照搬，使系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。參考文獻：1單曉敏，王叢瑞，黃云戰(zhàn)，等.基于區(qū)間數(shù)TOPSIS法的甘蔗聯(lián)合收割機液壓系統(tǒng)設計方案評估J.機械設計與制造，2017(10)：67-70.2麻芳蘭，林亞洲，董超，等.小型甘蔗收獲機切梢裝置液壓系統(tǒng)的設計及試驗J.農(nóng)機化研究，2017，39(4)：55-61.3劉恩辰，葛動元，羅信武.整桿式甘蔗收割機液壓系統(tǒng)設計與分析J.中國農(nóng)機化學報，2018，39(5)：5-8.4賴曉，秦志文，張彪，等.甘蔗收割機行駛液壓系統(tǒng)仿真分析J.裝備制造技術，2016(5)：8-10.5黃瓊春，李尚平，李冰，等.小型甘蔗收獲機臺架結構分析與輕量化設計J.農(nóng)機化研究，2018，40(6)：29-32.