甘蔗收獲機(jī)全液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)反思

甘蔗收獲機(jī)全液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)反思 摘要：全液壓系統(tǒng)是目前甘蔗收獲機(jī)中的最核心裝置，液壓技術(shù)是目前研究甘蔗收獲機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要方向。本文結(jié)合當(dāng)前的研究成果，介紹了當(dāng)前適應(yīng)性較強(qiáng)、系統(tǒng)較為穩(wěn)定、技術(shù)也更為成熟的切段式甘蔗收割機(jī)的工作原理，分析了各個(gè)環(huán)節(jié)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，僅供參考。關(guān)鍵詞：切段式甘蔗收獲機(jī)；全液壓系統(tǒng)；機(jī)械設(shè)計(jì)1甘蔗收獲機(jī)工作原理切段式甘蔗收獲機(jī)在進(jìn)行收割作業(yè)時(shí)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(jī)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(zhuǎn)切斷，接著運(yùn)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(fēng)機(jī)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(yùn)送出去1。切段式甘蔗收獲機(jī)功能比較齊全，自動(dòng)化程度較高，但是要求收割后的甘蔗必須在相應(yīng)的時(shí)間范圍內(nèi)運(yùn)送至糖廠進(jìn)行加工，不然甘蔗內(nèi)的糖分就會(huì)減少或變質(zhì)。2全液壓系統(tǒng)在甘蔗收獲機(jī)中的技術(shù)應(yīng)用甘蔗收獲機(jī)由多個(gè)分散在機(jī)器內(nèi)部的模塊構(gòu)成，如果過多采用齒輪、皮帶、鏈條等零件，一方面會(huì)使機(jī)器結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，甚至難以實(shí)現(xiàn)；另一方面則會(huì)導(dǎo)致機(jī)器可靠性降低。與其他作物收獲機(jī)相比，甘蔗收獲機(jī)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(yīng)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(huì)纏住各機(jī)器部件，砍甘蔗時(shí)迸出的糖漿也會(huì)凝固在傳動(dòng)軸的附近，使機(jī)器負(fù)荷較重，容易導(dǎo)致機(jī)器被卡死2。采用液壓技術(shù)有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化收獲機(jī)的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)，能夠方便控制收獲機(jī)的各項(xiàng)功能參數(shù)，有利于優(yōu)化各模塊之間的動(dòng)力分配，有助于從總體上提升甘蔗收獲機(jī)的性能，增強(qiáng)其可靠性。甘蔗收獲機(jī)的行走系統(tǒng)需要能夠適應(yīng)田間作業(yè)的頻繁前進(jìn)、后退等多種復(fù)雜狀況，在收獲過程中，甘蔗收獲機(jī)需要在保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定的基礎(chǔ)上不斷調(diào)節(jié)行進(jìn)速度以應(yīng)對(duì)經(jīng)常改變的作業(yè)條件，因此一般會(huì)選取輪邊式靜壓驅(qū)動(dòng)以簡(jiǎn)化行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。液壓傳動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)性能較為出色，能夠使前進(jìn)后退保持相同的速度，而且即使快速轉(zhuǎn)換方向和加減速度也不會(huì)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)和甘蔗收獲機(jī)造成損壞，操作方式也相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要操作桿就能完成變速、轉(zhuǎn)向、前進(jìn)及后退等動(dòng)作，簡(jiǎn)便的操作能夠很大程度上減輕操控者的勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于其將全部精力運(yùn)用于當(dāng)前作業(yè)中，能夠有效提高生產(chǎn)效率3。利用液壓技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，能夠開闊甘蔗流通的空間范圍，使轉(zhuǎn)向作業(yè)更加方便省力。3甘蔗收獲機(jī)全液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化甘蔗收獲機(jī)的全液壓傳動(dòng)方式包括轉(zhuǎn)向行走回路、割臺(tái)回路、切段回路、排雜風(fēng)機(jī)回路、升降臺(tái)輸送回路和切梢刀盤回路等多項(xiàng)系統(tǒng)構(gòu)成，其中消耗功率較多的是前幾種回路4。甘蔗收獲機(jī)行走液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了兩個(gè)控制變量液壓馬達(dá)和變量泵，組成了補(bǔ)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(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的過程是通過壓力油液來實(shí)現(xiàn)的，如果對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算不合理，沒有充分了解實(shí)際作業(yè)情況，就可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)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(yùn)行時(shí)會(huì)釋放出較多熱量的情況發(fā)生，高溫度的液壓油會(huì)降低系統(tǒng)效率，甚至無法工作，設(shè)計(jì)中運(yùn)用冷卻器先將液壓油降溫之后再流回油箱，再在補(bǔ)油的油路中放置一個(gè)潔凈過濾器，使其達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的潔凈程度。同時(shí)，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(duì)管路的管徑進(jìn)行驗(yàn)算，設(shè)計(jì)的密封要與實(shí)際使用條件相適應(yīng)。在油箱上方與熱源較遠(yuǎn)的地方設(shè)置通風(fēng)口可以提高散熱效果，將系統(tǒng)中各項(xiàng)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(jī)的傳統(tǒng)系統(tǒng)全部改為液壓傳動(dòng)模式，可以使其一次性完成整項(xiàng)收割工作5。扶起和分開甘蔗稈系統(tǒng)與輸送、升降和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均采用雙聯(lián)泵，為各個(gè)環(huán)節(jié)單獨(dú)供油，運(yùn)用調(diào)速閥門調(diào)節(jié)運(yùn)行速度。目前全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以利用方向盤實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向油缸的方向轉(zhuǎn)動(dòng)控制，對(duì)于沖擊較大的油缸，可以考慮增加儲(chǔ)能器，能夠減少因?yàn)樽鳂I(yè)田地環(huán)境差異對(duì)液壓缸造成的沖擊。4結(jié)語綜上所述，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的使用，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，在一定程度上解決了動(dòng)力分配、動(dòng)力傳遞的困難，更好的實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)力特性，滿足甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)各工況下的作業(yè)性能。但對(duì)甘蔗收獲機(jī)液壓系統(tǒng)的研究從來沒有停止過，不同的甘蔗收獲機(jī)，功率不同，作業(yè)的適應(yīng)性不同，生產(chǎn)效率也不一樣。因此，對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也不相同，不同機(jī)器的液壓系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)機(jī)器的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)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(xiàn)：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(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案評(píng)估J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2017(10)：67-70.2麻芳蘭，林亞洲，董超，等.小型甘蔗收獲機(jī)切梢裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)J.農(nóng)機(jī)化研究，2017，39(4)：55-61.3劉恩辰，葛動(dòng)元，羅信武.整桿式甘蔗收割機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析J.中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2018，39(5)：5-8.4賴曉，秦志文，張彪，等.甘蔗收割機(jī)行駛液壓系統(tǒng)仿真分析J.裝備制造技術(shù)，2016(5)：8-10.5黃瓊春，李尚平，李冰，等.小型甘蔗收獲機(jī)臺(tái)架結(jié)構(gòu)分析與輕量化設(shè)計(jì)J.農(nóng)機(jī)化研究，2018，40(6)：29-32.