與拖拉機(jī)配套用液壓站的研制

牛青

摘要：近幾年，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中前置式機(jī)具的使用數(shù)量大大增加，這類機(jī)具普遍存在安裝匹配困難，互換性和通用性較差的問題。通過研制一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、易于操作的三點(diǎn)懸掛式液壓站，安裝在拖拉機(jī)后側(cè)，將后輸出軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為高壓液壓能，為前置式機(jī)具提供驅(qū)動動力，以解決這類機(jī)具在裝配和互換等方面的問題。

關(guān)鍵詞：液壓站；后輸出軸；旋鈕開關(guān)

中圖分類號：S219文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.008

0引言

近幾年，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的快速發(fā)展，各式各樣的前置式機(jī)具大量應(yīng)用，目前常用的有前置式大蒜收獲機(jī)、前置式胡蘿卜挖掘機(jī)和前置式割曬機(jī)等機(jī)械。這些機(jī)械均是采用不同方式安裝在拖拉機(jī)的前部進(jìn)行作業(yè)，而且這些機(jī)具大多選用了液壓升降的方式進(jìn)行操控，驅(qū)動動力則來自于發(fā)動機(jī)，由皮帶、齒輪、變速箱等裝置實(shí)現(xiàn)動能傳輸，安裝時(shí)需要對拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)進(jìn)行部分改裝，就會導(dǎo)致拖拉機(jī)自帶的液壓功能無法正常使用，而且降低了前置式機(jī)具的互換性和通用性，增加其制造成本和安裝匹配的難度。因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、易于操作的后置三點(diǎn)懸掛式液壓站，將后輸出軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為高壓液壓能，為前置式機(jī)具提供驅(qū)動動力。

1技術(shù)方案及結(jié)構(gòu)組成

1.1技術(shù)方案

液壓站采用三點(diǎn)懸掛方式安裝在拖拉機(jī)后側(cè)，由拖拉機(jī)后輸出軸提供動力，通過萬向節(jié)、花鍵軸傳遞至液壓站齒輪泵，液壓油經(jīng)過液壓油管、液壓馬達(dá)、單向閥、散熱器、溢流閥、電磁換向閥等裝置共同作用，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，為前置式機(jī)具提供驅(qū)動動力。液壓站安裝有電控旋鈕開關(guān)，由拖拉機(jī)電瓶供電（24 V直流），使用延長電纜把開關(guān)安裝在機(jī)手駕駛位置，機(jī)手通過調(diào)整開關(guān)實(shí)現(xiàn)對液壓站的操作。

1.散熱器2.風(fēng)扇3.機(jī)架4.散熱液壓馬達(dá)支架5.下連接卡6.散熱液壓馬達(dá)7.散熱馬達(dá)進(jìn)油管8.液壓表9.液壓泵10.液壓泵支架

11.液壓泵進(jìn)油管12.液壓油箱13.散熱器出油管14.單向閥15.電磁換向閥出油管16.電磁換向閥進(jìn)油管17.電磁換向閥

18.溢流閥19.散熱器進(jìn)油管20.驅(qū)動油管21.散熱馬達(dá)出油管

1.2結(jié)構(gòu)組成

液壓站機(jī)架由50 mm×50 mm的方形鋼管焊接而成，下連接卡、人字架、液壓油箱、液壓泵支架、散熱液壓馬達(dá)支架均焊接在機(jī)架上。液壓泵支架和液壓馬達(dá)支架由40 mm×40 mm的方形鋼管焊接而成，液壓油箱由5 mm厚鋼板焊接而成。上連接卡焊接在人字架上，斜拉桿將上連接卡和機(jī)架使用螺栓進(jìn)行緊固連接，以加強(qiáng)液壓站的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。液壓泵通過螺栓固定在液壓泵支架上，泵軸為花鍵軸，通過萬向節(jié)與拖拉機(jī)后輸出軸連接，實(shí)現(xiàn)動力傳遞。散熱液壓馬達(dá)通過螺栓固定在散熱液壓馬達(dá)支架上，散熱馬達(dá)軸端安裝有散熱風(fēng)扇。散熱器通過螺栓固定在機(jī)架上，由風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷散熱。電磁換向閥通過螺栓固定在散熱液壓馬達(dá)支架上部，電磁換向閥由拖拉機(jī)電瓶提供24 V直流電進(jìn)行驅(qū)動，機(jī)手通過電控旋鈕開關(guān)對電磁換向閥進(jìn)行操作。溢流閥、三通、單向閥、液壓表通過液壓油管與各部件進(jìn)行連接，共同調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)對液壓油管內(nèi)液壓油的流向和壓力的控制。本液壓站結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用可靠，拆卸方便，不需要對拖拉機(jī)等動力機(jī)械進(jìn)行任何改裝，作業(yè)穩(wěn)定性高（如圖1所示）。

2工作原理及過程

2.1電磁換向閥左位運(yùn)行

先將液壓站通過下連接卡、上連接卡與拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)的下拉桿、上拉桿進(jìn)行鉸接安裝，使用萬向節(jié)把拖拉機(jī)后輸出軸與液壓泵的花鍵軸連接起來，拖拉機(jī)后輸出軸啟動旋轉(zhuǎn)，機(jī)手調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)，當(dāng)開關(guān)觸點(diǎn)在A位置時(shí)（如圖2），電磁線圈通電，電磁換向閥運(yùn)行在左側(cè)工位。此時(shí)液壓泵輸送高壓油的傳遞關(guān)系是：液壓油從液壓油箱流經(jīng)液壓泵進(jìn)油管進(jìn)入液壓泵，液壓泵通過散熱馬達(dá)進(jìn)油管將液壓油輸入散熱液壓馬達(dá)，經(jīng)過散熱馬達(dá)出油管、單向閥、三通、電磁換向閥進(jìn)油管進(jìn)入電磁換向閥，經(jīng)由驅(qū)動油管流入前置式機(jī)具的驅(qū)動裝置，由驅(qū)動裝置流出的液壓油從另一根驅(qū)動油管回流至電磁換向閥，然后經(jīng)過電磁換向閥出油管、單向閥、三通、散熱器進(jìn)油管進(jìn)入散熱器，最后經(jīng)過散熱器出油管回流至液壓油箱。與此同時(shí)散熱液壓馬達(dá)持續(xù)作業(yè)，帶動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，對散熱器風(fēng)冷散熱，為液壓油降溫。液壓站作業(yè)過程中，可通過溢流閥和液壓表共同調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)內(nèi)液壓油的壓力。作業(yè)過程中如果出現(xiàn)液壓系統(tǒng)超壓，溢流閥啟動，由散熱馬達(dá)出油管流出的超壓液壓油，流經(jīng)單向閥、三通、溢流閥、散熱器進(jìn)油管、散熱器、散熱器出油管，回流至液壓油箱，對系統(tǒng)進(jìn)行泄壓保護(hù)，此時(shí)散熱液壓馬達(dá)仍持續(xù)作業(yè)，對散熱器風(fēng)冷散熱，為液壓油降溫（如圖2、圖3所示）。

1. 液壓油箱2.液壓泵3.液壓表4. 液壓馬達(dá)

5.單向閥6.電磁換向閥7.溢流閥8.散熱器

2.2電磁換向閥右位運(yùn)行

液壓站與拖拉機(jī)連接安裝完畢后，機(jī)手調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)，當(dāng)開關(guān)觸點(diǎn)在B位置時(shí)（如圖2），電磁線圈通電，電磁換向閥運(yùn)行在右側(cè)工位。此時(shí)液壓泵輸送高壓油的傳遞關(guān)系，與電磁換向閥左位運(yùn)行時(shí)相比，除了兩根驅(qū)動油管內(nèi)液壓油的流向相反之外，其它部件和油管內(nèi)的液壓油傳遞關(guān)系均相同。

2.3電磁換向閥中位運(yùn)行

當(dāng)前置式機(jī)具暫時(shí)不需要提供驅(qū)動動力時(shí)，機(jī)手調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)，使開關(guān)觸點(diǎn)在C位置時(shí)（如圖2），電磁線圈斷電，電磁換向閥運(yùn)行在中間工位。此時(shí)液壓泵輸送高壓油的傳遞關(guān)系是：液壓油從液壓油箱流經(jīng)液壓泵進(jìn)油管進(jìn)入液壓泵，液壓泵通過散熱馬達(dá)進(jìn)油管將液壓油輸入液壓馬達(dá)，經(jīng)過散熱馬達(dá)出油管、單向閥、三通、溢流閥、散熱器進(jìn)油管、散熱器、散熱器出油管，回流至液壓油箱。此時(shí)散熱液壓馬達(dá)仍持續(xù)作業(yè)，對散熱器風(fēng)冷散熱，為液壓油降溫，兩根驅(qū)動油管內(nèi)液壓油不流動。

如果拖拉機(jī)在長距離行駛途中，前置式機(jī)具長時(shí)間不作業(yè)，應(yīng)停止拖拉機(jī)后輸出軸旋轉(zhuǎn)，切斷液壓站的動力來源，使液壓站停止工作。

3生產(chǎn)應(yīng)用

2018年2月，后置三點(diǎn)懸掛式液壓站研制成功，4月中旬由商丘市金黃河農(nóng)機(jī)有限公司首批生產(chǎn)五臺樣機(jī)。5月中旬，液壓站安裝在90馬力拖拉機(jī)上，配套前置桿條升運(yùn)鏈?zhǔn)酱笏馐斋@機(jī)進(jìn)行作業(yè)考核，由液壓站為大蒜收獲機(jī)的液壓缸提供升降用液壓油，為振動松土機(jī)構(gòu)、升運(yùn)傳輸機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動動力。作業(yè)地點(diǎn)選在商丘市虞城縣店集鄉(xiāng)，考核投入機(jī)具3臺，共作業(yè)16天，每臺機(jī)具的平均工作時(shí)間為105 h/天。收獲機(jī)作業(yè)全過程液壓站運(yùn)行穩(wěn)定，液壓油油溫正常，期間未出現(xiàn)因液壓站故障引起的停機(jī)現(xiàn)象。本機(jī)具現(xiàn)已申請國家專利，申請?zhí)枮?018211678619。

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