液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的使用現(xiàn)狀

張朝輝

液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的使用現(xiàn)狀

張朝輝

（長春職業(yè)技術(shù)學(xué)校吉林長春130102）

文章分析了液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的使用現(xiàn)狀，以施肥播種機(jī)和拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)為例，對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，探究了液壓技術(shù)的靜液壓驅(qū)動、節(jié)能、無泄漏等優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)機(jī)械中具有的應(yīng)用價值，對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。

液壓技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；應(yīng)用現(xiàn)狀

液壓技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，國防工業(yè)、冶金工業(yè)、汽車船舶工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)均有涉及，可以說只要有機(jī)械設(shè)備，便可采用液壓技術(shù)，可見液壓技術(shù)的發(fā)展前景極為廣闊。當(dāng)前液壓技術(shù)已經(jīng)被許多發(fā)達(dá)國家應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，其可讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能性和操縱性有質(zhì)的提升[1]。但相比其他國家，我國在農(nóng)業(yè)機(jī)械引入技術(shù)方面依然存在許多不足，導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化、智能化、信息化的發(fā)展一直受到阻礙，因此我國需要積極使用液壓技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能性，并通過對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行研究與創(chuàng)新，從而逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化[2]。文章對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的使用現(xiàn)狀及具體應(yīng)用進(jìn)行探討，并對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用價值進(jìn)行分析，最后對農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

1 液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的使用現(xiàn)狀

液壓技術(shù)是一種以液體為傳動介質(zhì)并具有控制和傳動機(jī)械作用的基礎(chǔ)性機(jī)械工程技術(shù)，其在自動控制、無極調(diào)速、過載保護(hù)等方面均具有極大的技術(shù)優(yōu)勢，在我國各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備中均可發(fā)現(xiàn)液壓技術(shù)的身影。隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，液壓技術(shù)在其影響下獲得了前所未有的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，液壓技術(shù)主要被應(yīng)用于拖拉機(jī)、播種機(jī)、收割機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械中，可實(shí)現(xiàn)液壓制動。此外，液壓技術(shù)也常以液壓傳動件的形式被廣泛應(yīng)用于懸掛系統(tǒng)、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化配置中[3]。雖然液壓技術(shù)除了被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)中，在切割器等多種農(nóng)用機(jī)械部件中也可實(shí)現(xiàn)液壓技術(shù)的應(yīng)用，但是多個液壓傳動一同工作時，液壓傳動相互產(chǎn)生的影響還未明確，因此液壓技術(shù)的自主調(diào)控功能目前還不能達(dá)到較高水平。

2 液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的具體應(yīng)用

2.1 在施肥播種機(jī)中的應(yīng)用

液壓技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)施肥播種機(jī)的變量施肥。施肥播種機(jī)中具有實(shí)時定位的GPS系統(tǒng)，在施肥工程中，GPS系統(tǒng)能夠?qū)Φ乩砦恢眠M(jìn)行精準(zhǔn)識別，農(nóng)戶僅需要在施肥前制訂好施肥處方圖，施肥時GPS系統(tǒng)便會將判斷此時的施肥量，并將判斷數(shù)據(jù)傳輸至控制器，農(nóng)戶則可根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)控制施肥量[4]，當(dāng)農(nóng)戶通過控制器對施肥量進(jìn)行調(diào)整后，施肥播種機(jī)便會通過對調(diào)速閥進(jìn)行控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到變量施肥的目的。由于當(dāng)前存在的控制單元系統(tǒng)主要有氮、鉀、磷等3個，因此施肥播種機(jī)的施肥控制系統(tǒng)中共設(shè)置3個液壓回路，但除了控制液壓馬達(dá)降低施肥速度之外，還可通過控制施肥通路來實(shí)現(xiàn)施肥量的調(diào)整，每一個控制單元僅需要串聯(lián)一組液壓系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)，但是液壓技術(shù)在施肥播種機(jī)中應(yīng)用的穩(wěn)定性還有待研究。

2.2 在拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)中的應(yīng)用

拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的不斷發(fā)展，人們對農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)位置精準(zhǔn)度和控制效率等方面的要求也逐漸提高，但僅僅依靠原有的液壓懸掛系統(tǒng)無法滿足人們對農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求。然而機(jī)電液一體化技術(shù)在懸掛系統(tǒng)中的應(yīng)用一定程度上解了燃眉之急。電液控制的空間結(jié)構(gòu)靈活性高，且能夠更好地發(fā)揮出自身性能，在調(diào)節(jié)位置、限位高度調(diào)節(jié)等方面均可發(fā)揮作用，同時反應(yīng)速度快，精準(zhǔn)度極高。液壓技術(shù)在拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)中的應(yīng)用，大幅度提升了拖拉機(jī)運(yùn)作性能和效率，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[5]。

3 液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用價值

3.1 靜液壓驅(qū)動

研究調(diào)查顯示，我國大部分國產(chǎn)收割機(jī)故障發(fā)生的原因多與變速箱有關(guān)，由于收割機(jī)運(yùn)作過程中會產(chǎn)生較大頻率的振動，收割機(jī)中其余部件受長期振動的影響，使用壽命顯著下降，從而導(dǎo)致收割機(jī)容易損壞。相比傳統(tǒng)變速箱，靜液壓驅(qū)動裝置同樣可實(shí)現(xiàn)無級變速，此外還具有較大的調(diào)速范圍和功率，將其應(yīng)用于收割機(jī)等結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣化、行駛速度遲緩的農(nóng)業(yè)機(jī)械中，在運(yùn)作過程中，靜液壓驅(qū)動技術(shù)可將農(nóng)業(yè)機(jī)械調(diào)整至規(guī)定工況模式，并可確保其他部件恒速運(yùn)作，其在確保農(nóng)業(yè)機(jī)械保證運(yùn)作效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械的保護(hù)，從而延長農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用壽命[6]。

3.2 節(jié)能

據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力目前已超過45000 KW，因此積極采用節(jié)能技術(shù)不僅能夠節(jié)省能源，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的主機(jī)性能，同時還能達(dá)到減少污染、保護(hù)環(huán)境的效果。液壓技術(shù)可有效控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的能源消耗，例如大馬力拖拉機(jī)中的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，將負(fù)荷傳感技術(shù)引入其中，則能大幅低降低節(jié)流損失量，同時也可降低系統(tǒng)溫度，最終實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的節(jié)能效果。通過液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械能源消耗的減少，在能源物質(zhì)不斷減少的今天，不僅能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，同時也是對我國提倡節(jié)能減排的積極響應(yīng)。

3.3 無泄漏

在液壓技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械早期，常會出現(xiàn)泄漏和噪音，并難以解決，對液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展與應(yīng)用造成了嚴(yán)重阻礙。隨著液壓技術(shù)水平的不斷提升，液壓技術(shù)中的無泄漏技術(shù)被研發(fā)出來，并已得到廣泛應(yīng)用。無泄漏技術(shù)主要包括新型管接頭組建的開發(fā)與應(yīng)用、螺紋式插裝閥、組合密封、液壓系統(tǒng)污染控制技術(shù)等，將這些無泄漏技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，不僅一定程度上提高了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，同時在環(huán)境保護(hù)方面也發(fā)揮了重要作用[7]。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢

雖然我國液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用也得到了有效發(fā)展，同時也獲得了良好的應(yīng)用效果，但是以目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓技術(shù)依然具有較大的發(fā)展空間，尤其是機(jī)電液控制技術(shù)的發(fā)展，其不僅能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的飛躍式發(fā)展，對于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械朝自動化和智能化方向快速發(fā)展也具有重要意義。

4.1 最大限度發(fā)揮液壓技術(shù)自身優(yōu)勢

當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)技術(shù)的研發(fā)工作以軟件控制為主，但在當(dāng)前技術(shù)研發(fā)工作中，以獲得技術(shù)的水平還不足以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。然而通過液壓控制技術(shù)，可將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與軟件控制有效聯(lián)系在一起，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化發(fā)展[8]。因此我國相關(guān)研究人員需要積極發(fā)掘液壓技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢，通過一系列創(chuàng)新研發(fā)，使得液壓技術(shù)能夠最大限度地將自身優(yōu)勢發(fā)揮出來，并將其與農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用中體現(xiàn)出更高的價值。

4.2 提高液壓系統(tǒng)應(yīng)用比例

雖然我國已經(jīng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中大量使用液壓技術(shù)，但是我國農(nóng)業(yè)機(jī)械對機(jī)械傳動模式的使用依然要顯著高于液壓傳動，想要促進(jìn)液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展，則必須大力推廣液壓技術(shù)，政府相關(guān)部門可通過政策扶持，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓技術(shù)的使用率[9]。此外，液壓系統(tǒng)使用率較低也可能與農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)條件和對技術(shù)的了解程度有一定關(guān)聯(lián)，因此，一方面政府相關(guān)部門可通過政策扶持，給予農(nóng)戶一定的經(jīng)濟(jì)支持，從而降低農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)壓力，并通過技術(shù)培訓(xùn)，改變農(nóng)戶對液壓技術(shù)的看法，讓農(nóng)戶明確液壓系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用是順應(yīng)時代發(fā)展趨勢的，從而提高農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化發(fā)展意識。

4.3 實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)板塊化

目前液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)模式主要以生產(chǎn)廠家自己研發(fā)生產(chǎn)為主，因此導(dǎo)致不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出的液壓系統(tǒng)在技術(shù)水平上多少會有些差異，這種現(xiàn)象會嚴(yán)重影響液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用。因此液壓技術(shù)在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)該積極開展液壓系統(tǒng)板塊化的研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)板塊化和通用化。

4.4 實(shí)現(xiàn)全液壓底盤驅(qū)動

拖拉機(jī)等大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的電源對電機(jī)驅(qū)動要求較高，并且在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)驅(qū)動不僅會造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的提高，同時還需要對農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行大幅度改動。全液壓底盤驅(qū)動不僅不會耗費(fèi)過多成本，同時還可大幅度增強(qiáng)大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的底盤驅(qū)動力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)底盤驅(qū)動，并能夠?qū)ο嚓P(guān)執(zhí)行部件進(jìn)行有效的控制與通信[10]。

5 小結(jié)

科學(xué)技術(shù)水平的提高往往會帶動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在高新技術(shù)不斷發(fā)展的社會背景下，將各種高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，不僅能讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展走上新的臺階，同時對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升也可起到重要作用。作為眾多科學(xué)技術(shù)中的一員，液壓技術(shù)是當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中的技術(shù)手段之一，充分利用其技術(shù)優(yōu)勢，并結(jié)合未來發(fā)展趨勢，對液壓技術(shù)進(jìn)行大力研發(fā)，對于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化具有重要意義。

[1]周陽.液壓技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(14):67.

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張朝輝(1962- )，男，滿族，吉林長春人，碩士，高級講師，研究方向：農(nóng)機(jī)、汽車。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.39