玉米收獲機(jī)液壓割臺(tái)設(shè)計(jì)

河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院　張少亮

玉米收獲機(jī)液壓割臺(tái)設(shè)計(jì)

河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院張少亮

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)步，液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)越多，收割臺(tái)是收獲機(jī)的關(guān)鍵部件之一，摘取果穗的工作主要是收割臺(tái)完成的，收割臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)收割效率有著至關(guān)重要的影響，本文介紹了一種自行走式玉米收獲機(jī)液壓割臺(tái)。

收獲機(jī)；收割臺(tái)；液壓系統(tǒng)；同步控制

引言

近幾年，玉米收獲機(jī)行業(yè)一路高歌，近年來(lái)市場(chǎng)上玉米收獲機(jī)銷售數(shù)量翻番增長(zhǎng)，聯(lián)合收獲機(jī)因與傳統(tǒng)耕作方式相比，效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，國(guó)外如美國(guó)、德國(guó)、烏克蘭、俄羅斯已基本實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化［1］，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用液壓技術(shù)，并且向著高效、大型、自動(dòng)化和智能化方向高速發(fā)展，液壓技術(shù)的應(yīng)用尤為突出，液壓技術(shù)的應(yīng)用簡(jiǎn)化了傳動(dòng)線路，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修方便，本文介紹了一種自行走式玉米割臺(tái)及其液壓系統(tǒng)。

1主要參數(shù)

根據(jù)玉米聯(lián)合收獲機(jī)實(shí)際中的應(yīng)用情況，通過(guò)理論分析，確定玉米聯(lián)合收獲機(jī)以下執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工況和參數(shù)，如表1所示。

表1　各執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)速及負(fù)載

2工作過(guò)程

切割臺(tái)主要承擔(dān)摘取果穗的工作，分布有3個(gè)切割刀馬達(dá)，3組（6個(gè)）夾持輪馬達(dá)，為了保證收割效率，使切割臺(tái)能夠高效地工作，各組馬達(dá)之間還要保證一定的同步精度。

當(dāng)收獲機(jī)開機(jī)工作時(shí)，收獲機(jī)沿著玉米行間行走，由夾持輪馬達(dá)帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由變速箱變速帶動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)。隨著玉米收獲機(jī)向前推進(jìn)，玉米稈進(jìn)入收獲臺(tái)，在一組滾刀的作用下玉米稈向下拽出，由于下部支撐板間隙較小，故而玉米棒脫落，被擋片傳送到工作臺(tái)后部，切割刀將玉米稈切碎，從而實(shí)現(xiàn)秸稈還田，果穗則進(jìn)入攪龍，升運(yùn)器馬達(dá)驅(qū)動(dòng)升運(yùn)器，把果穗送入果穗收集箱。

3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)到各個(gè)執(zhí)行元件，同時(shí)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)在確保各執(zhí)行元件正常工作的前提下，保證夾持輪和切割刀以所要求的同步精度高效工作。

3.1液壓系統(tǒng)的組成及工作原理

本系統(tǒng)主要由液壓泵、溢流閥、二位四通電磁閥、分流集流閥、馬達(dá)和油箱等組成。液壓系統(tǒng)的齒輪液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，分成三路，一路通過(guò)溢流閥，二位四通電磁閥，分流集流閥控制夾持輪馬達(dá)，一路通過(guò)二位二通電磁閥，溢流閥控制升降馬達(dá)，最后一路通過(guò)二位二通電磁閥、溢流閥、分流集流閥控制切割刀馬達(dá)。

當(dāng)油泵開始工作時(shí)，泵供油經(jīng)過(guò)分流集流閥同步回路，分別控制相應(yīng)的馬達(dá)，控制馬達(dá)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械工作環(huán)境惡劣，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡死的情況，與傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)相比，本液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁閥控制可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件倒轉(zhuǎn)，當(dāng)出現(xiàn)卡死情況時(shí)，執(zhí)行元件倒轉(zhuǎn)，避免了停機(jī)人工操作的問(wèn)題。

3.2同步控制回路

摘取果穗的工作主要由收割臺(tái)完成，收割臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)收割效率有著至關(guān)重要的影響，收割臺(tái)上有3個(gè)切割刀馬達(dá)，3組6個(gè)夾持輪馬達(dá)。為了保證收割臺(tái)高效正常地工作，切割刀馬達(dá)和夾持輪馬達(dá)都要保證一定的同步率，而同步率的精度主要靠同步控制回路實(shí)現(xiàn)。

考慮到切割刀馬達(dá)和夾持輪馬達(dá)的同步率以及農(nóng)民購(gòu)買力、制造成本，本系統(tǒng)采用了系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，又能夠滿足馬達(dá)同步精度的分流集流閥同步回路，其液壓同步回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修方便，對(duì)負(fù)載變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，即使完全偏載仍能保持速度同步。

3.3液壓系統(tǒng)的計(jì)算

目前，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械廣泛采用16MPa的液壓系統(tǒng)壓力，故本機(jī)系統(tǒng)壓力確定為16MPa，既可滿足要求，又不增加液壓件的采購(gòu)成本［2］。

切獲刀馬達(dá)：選擇長(zhǎng)江液壓有限公司CM5-10。

夾持輪馬達(dá)：選擇榆次液壓CM-FM40-FL。

升運(yùn)器馬達(dá)：選擇長(zhǎng)江液壓有限公司CMG2100-B1。

4結(jié)論

本文主要介紹了實(shí)現(xiàn)玉米采摘與輸送環(huán)節(jié)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這使得玉米收獲機(jī)操作省力且靈活方便，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)使主機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊美觀，根據(jù)國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)狀分析，液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛，本文對(duì)自走式玉米收獲機(jī)液壓割臺(tái)的設(shè)計(jì)，為今后液壓系統(tǒng)在收割臺(tái)的應(yīng)用方面提供了重要的借鑒及參考。

［1］候海濤.國(guó)內(nèi)外玉米收獲機(jī)械比較［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2006，74-75.

［2］張雪.4YZ244型自走式玉米收獲機(jī)液壓及電氣系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)［J］.農(nóng)機(jī)使用于維修，2014，7-8.