| 标题 | 4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的研究设计 |
| 范文 | 张雪+公衍峰+袁玉龙 摘要随着现代农业机械技术的进步，液压技术及电气技术在农机中的应用愈来愈广，本文着重介绍4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的组成及设计计算等内容。 关键词自走式玉米收获机液压系统电气系统研究设计 0引言 液压技术及电气技术是机械自动化、智能化的基础。农业机械越来越多地应用液压系统和电气系统，特别在收获机械上的表现尤为突出，本文阐述了4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的研究设计。 1自走式玉米收获机液压系统 1.1液压系统总体方案 自走式玉米收获机的液压系统（图1）主要由双联齿轮泵、手动多路阀、分配器、单路稳定分流阀、单向节流阀、单作用油缸、双作用油缸、全液压转向器和油箱等组成。图1液压系统示意图 1.液压油箱总成2.双联齿轮泵CB-306/3103.发动机4.单路稳定分流阀FLD-755.手动多路换向阀DF3-406.单向节流阀 LDF-L10H-S7.割台升降油缸 ZG63×2608.转向油缸SG50×1309.秸秆粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(带浮动)11.全液压转向器BZZ1-10012.果穗箱卸粮油缸SG50×132513.行走无级变速油缸 SG50×98液压系统包括转向、主操纵、秸秆粉碎操纵三个子系统，三个子系统共用一个油箱，转向和主操纵系统共用双联齿轮泵中的一个油泵，通过单路稳定分流阀FLD-7.5分成两个子系统，秸秆粉碎操纵单用另一个油泵。 转向子系统用于控制转向轮的转向，主要工作部件有全液压转向器BZZ1-100、转向油缸SG50×130等元件。 主操纵子系统用于控制割台升降、果穗箱卸粮和行走无级变速。主要工作部件有手动多路换向阀DF3-40(带一路锁)、单向节流阀 LDF-L10H-S、割台升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸粮油缸 SG50×1325及行走无级变速油缸 SG50×98等元件。 秸秆粉碎操纵子系统用于控制秸秆粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(带浮动) 和秸秆粉碎器升降油缸 SG40×190。 1.2液压系统计算及液压元件的选择 1.2.1液压系统压力 目前，国内农业机械上广泛采用16 MPa的液压系统压力，故本机系统压力确定为16 MPa，既可以满足要求，又不增加液压件的采购成本。 1.2.2收获台升降液压缸 收获台总重T=1500 kg左右，系统效率按80%计算，系统压力p=128 kg/cm2，所需液压缸柱塞受力面积为S，则 S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2 柱塞直径d=4Sπ=386 mm。本机选定柱塞直径为d=50 mm，并根据收获台升降两极限位置要求确定行程为260 mm。 考虑到下降的平稳性，在油路中加装一单向节流阀，以控制割台下降速度。 1.2.3果穗箱翻转液压缸 果穗箱空箱重800 kg，装满果穗总重1500 kg，根据结构分析，液压缸承力点承重3000 kg，经计算活塞无杆腔直径d=40 mm，但是由于活塞杆行程太长，考虑到活塞杆稳定问题，选定活塞直径d=63 mm，并根据液压缸位置和翻转位置要求确定行程为1325 mm。 1.2.4转向液压缸 转向系统采用标准单液压缸驱动转向轮力臂。根据转向桥负荷、摆动半径、转向力臂、转向轮轮距等参数，计算出转向缸无杆腔活塞直径并选定为50 mm，行程130 mm。 1.2.5全液压转向器排量 液压缸容积V=πR2L=π×252×13=25525 mL 活塞两个极端位置方向盘转动圈数取4，系统效率取75%，则转向器排量为851 mL/r，选用转向器标准系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液压转向器。 1.2.6液压泵排量 液压泵排量要满足所需最大流量的元器件，本机中为果穗箱翻转液压缸。果穗箱液压缸活塞半径R=0315 dm,行程为L=1325 dm，要求从翻转到止点时间为t=15 s，计算液压缸流量为Q，则 Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液压缸需流量为33 L/min。 系统中设计果穗箱与转向器采用共泵系统，由单路稳定分流阀进行分流，转向器分流流量为7 L/min，所以泵出口流量为Q=40 L/min。 容积效率取μ=09，泵转速为n=2000 rpm，所需泵排量为q，则 q=1000Qμn=222 mL/r，选定标准排量为25 mL/r。 由于秸秆粉碎器需要有上升、下降、中立和浮动4个位置，由单独泵供油，计算排量为6 mL/r，最终选用排量为6/25 mL/r的双联齿轮泵。 1.2.7其他液压件选用 秸秆粉碎器液压缸为双作用缸，根据计算，选用活塞直径40 mm，行程190 mm。 行走无机变速液压缸为双作用缸，选用活塞直径50 mm，行程98 mm。 根据系统流量和压力要求，选用40 L/min 流通能力的DF3-40多路阀和FP75B分配器。 2自走式玉米收获机电气系统 电气系统由供电、启动、显示仪表、工作报警、照明和辅助系统等组成。设计电压为24 V，由2个12 V,160 Ah的电瓶串联而成，采用单线，负极搭铁。为联合收获机供电、启动和照明，检测和指示收获机和其主要工作部件的运行状况，便于驾驶员掌握机器运行情况，保证收获机在工作环境变化及振动、雨淋和尘埃条件下可靠工作。 自走式玉米联合收获机的电气系统如下： （1）供电系统：蓄电池、发电机及调节器等； （2）启动系统：钥匙开关、启动电路、启动电机、启动预热器等； （3）显示仪表：水温表、油压表、油量表、转速表、电压表及传感器等；作业中仪表监视各种工作状况进行指示； （4）工作报警：水温高、油压低、充放电指示、空滤堵塞；工作中如有故障，报警系统会发出报警； （5）照明系统：组合控制开关、大灯（远、近光）、转向灯、示宽灯、刹车灯、工作灯；照明系统应符合国家上路标准； （6）辅助系统：雨刮器、喇叭、电风扇、收音机、全车线束、继电器、电路保护器等。 3结束语 4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统通过空运转试验及在黑龙江省绥化市北林区、青冈县，哈尔滨市呼兰区等地的试验及大面积作业考核，整个系统动作准确，工作流畅。该系统具有结构简单，性能可靠，工作平稳等特点。各项性能指标均达到国内先进水平，具有广阔的应用和推广前景。 参考文献： [1]公衍峰，曹海峰，焦国鹏,等.宽幅折叠液压驱动灭茬起垄联合作业机液压系统设计[J].农机使用与维修，2013(10)：21-22. [2]陈志,华国柱,李树君,等.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007：223-228.（03） 摘要随着现代农业机械技术的进步，液压技术及电气技术在农机中的应用愈来愈广，本文着重介绍4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的组成及设计计算等内容。 关键词自走式玉米收获机液压系统电气系统研究设计 0引言 液压技术及电气技术是机械自动化、智能化的基础。农业机械越来越多地应用液压系统和电气系统，特别在收获机械上的表现尤为突出，本文阐述了4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的研究设计。 1自走式玉米收获机液压系统 1.1液压系统总体方案 自走式玉米收获机的液压系统（图1）主要由双联齿轮泵、手动多路阀、分配器、单路稳定分流阀、单向节流阀、单作用油缸、双作用油缸、全液压转向器和油箱等组成。图1液压系统示意图 1.液压油箱总成2.双联齿轮泵CB-306/3103.发动机4.单路稳定分流阀FLD-755.手动多路换向阀DF3-406.单向节流阀 LDF-L10H-S7.割台升降油缸 ZG63×2608.转向油缸SG50×1309.秸秆粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(带浮动)11.全液压转向器BZZ1-10012.果穗箱卸粮油缸SG50×132513.行走无级变速油缸 SG50×98液压系统包括转向、主操纵、秸秆粉碎操纵三个子系统，三个子系统共用一个油箱，转向和主操纵系统共用双联齿轮泵中的一个油泵，通过单路稳定分流阀FLD-7.5分成两个子系统，秸秆粉碎操纵单用另一个油泵。 转向子系统用于控制转向轮的转向，主要工作部件有全液压转向器BZZ1-100、转向油缸SG50×130等元件。 主操纵子系统用于控制割台升降、果穗箱卸粮和行走无级变速。主要工作部件有手动多路换向阀DF3-40(带一路锁)、单向节流阀 LDF-L10H-S、割台升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸粮油缸 SG50×1325及行走无级变速油缸 SG50×98等元件。 秸秆粉碎操纵子系统用于控制秸秆粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(带浮动) 和秸秆粉碎器升降油缸 SG40×190。 1.2液压系统计算及液压元件的选择 1.2.1液压系统压力 目前，国内农业机械上广泛采用16 MPa的液压系统压力，故本机系统压力确定为16 MPa，既可以满足要求，又不增加液压件的采购成本。 1.2.2收获台升降液压缸 收获台总重T=1500 kg左右，系统效率按80%计算，系统压力p=128 kg/cm2，所需液压缸柱塞受力面积为S，则 S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2 柱塞直径d=4Sπ=386 mm。本机选定柱塞直径为d=50 mm，并根据收获台升降两极限位置要求确定行程为260 mm。 考虑到下降的平稳性，在油路中加装一单向节流阀，以控制割台下降速度。 1.2.3果穗箱翻转液压缸 果穗箱空箱重800 kg，装满果穗总重1500 kg，根据结构分析，液压缸承力点承重3000 kg，经计算活塞无杆腔直径d=40 mm，但是由于活塞杆行程太长，考虑到活塞杆稳定问题，选定活塞直径d=63 mm，并根据液压缸位置和翻转位置要求确定行程为1325 mm。 1.2.4转向液压缸 转向系统采用标准单液压缸驱动转向轮力臂。根据转向桥负荷、摆动半径、转向力臂、转向轮轮距等参数，计算出转向缸无杆腔活塞直径并选定为50 mm，行程130 mm。 1.2.5全液压转向器排量 液压缸容积V=πR2L=π×252×13=25525 mL 活塞两个极端位置方向盘转动圈数取4，系统效率取75%，则转向器排量为851 mL/r，选用转向器标准系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液压转向器。 1.2.6液压泵排量 液压泵排量要满足所需最大流量的元器件，本机中为果穗箱翻转液压缸。果穗箱液压缸活塞半径R=0315 dm,行程为L=1325 dm，要求从翻转到止点时间为t=15 s，计算液压缸流量为Q，则 Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液压缸需流量为33 L/min。 系统中设计果穗箱与转向器采用共泵系统，由单路稳定分流阀进行分流，转向器分流流量为7 L/min，所以泵出口流量为Q=40 L/min。 容积效率取μ=09，泵转速为n=2000 rpm，所需泵排量为q，则 q=1000Qμn=222 mL/r，选定标准排量为25 mL/r。 由于秸秆粉碎器需要有上升、下降、中立和浮动4个位置，由单独泵供油，计算排量为6 mL/r，最终选用排量为6/25 mL/r的双联齿轮泵。 1.2.7其他液压件选用 秸秆粉碎器液压缸为双作用缸，根据计算，选用活塞直径40 mm，行程190 mm。 行走无机变速液压缸为双作用缸，选用活塞直径50 mm，行程98 mm。 根据系统流量和压力要求，选用40 L/min 流通能力的DF3-40多路阀和FP75B分配器。 2自走式玉米收获机电气系统 电气系统由供电、启动、显示仪表、工作报警、照明和辅助系统等组成。设计电压为24 V，由2个12 V,160 Ah的电瓶串联而成，采用单线，负极搭铁。为联合收获机供电、启动和照明，检测和指示收获机和其主要工作部件的运行状况，便于驾驶员掌握机器运行情况，保证收获机在工作环境变化及振动、雨淋和尘埃条件下可靠工作。 自走式玉米联合收获机的电气系统如下： （1）供电系统：蓄电池、发电机及调节器等； （2）启动系统：钥匙开关、启动电路、启动电机、启动预热器等； （3）显示仪表：水温表、油压表、油量表、转速表、电压表及传感器等；作业中仪表监视各种工作状况进行指示； （4）工作报警：水温高、油压低、充放电指示、空滤堵塞；工作中如有故障，报警系统会发出报警； （5）照明系统：组合控制开关、大灯（远、近光）、转向灯、示宽灯、刹车灯、工作灯；照明系统应符合国家上路标准； （6）辅助系统：雨刮器、喇叭、电风扇、收音机、全车线束、继电器、电路保护器等。 3结束语 4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统通过空运转试验及在黑龙江省绥化市北林区、青冈县，哈尔滨市呼兰区等地的试验及大面积作业考核，整个系统动作准确，工作流畅。该系统具有结构简单，性能可靠，工作平稳等特点。各项性能指标均达到国内先进水平，具有广阔的应用和推广前景。 参考文献： [1]公衍峰，曹海峰，焦国鹏,等.宽幅折叠液压驱动灭茬起垄联合作业机液压系统设计[J].农机使用与维修，2013(10)：21-22. [2]陈志,华国柱,李树君,等.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007：223-228.（03） 摘要随着现代农业机械技术的进步，液压技术及电气技术在农机中的应用愈来愈广，本文着重介绍4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的组成及设计计算等内容。 关键词自走式玉米收获机液压系统电气系统研究设计 0引言 液压技术及电气技术是机械自动化、智能化的基础。农业机械越来越多地应用液压系统和电气系统，特别在收获机械上的表现尤为突出，本文阐述了4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统的研究设计。 1自走式玉米收获机液压系统 1.1液压系统总体方案 自走式玉米收获机的液压系统（图1）主要由双联齿轮泵、手动多路阀、分配器、单路稳定分流阀、单向节流阀、单作用油缸、双作用油缸、全液压转向器和油箱等组成。图1液压系统示意图 1.液压油箱总成2.双联齿轮泵CB-306/3103.发动机4.单路稳定分流阀FLD-755.手动多路换向阀DF3-406.单向节流阀 LDF-L10H-S7.割台升降油缸 ZG63×2608.转向油缸SG50×1309.秸秆粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(带浮动)11.全液压转向器BZZ1-10012.果穗箱卸粮油缸SG50×132513.行走无级变速油缸 SG50×98液压系统包括转向、主操纵、秸秆粉碎操纵三个子系统，三个子系统共用一个油箱，转向和主操纵系统共用双联齿轮泵中的一个油泵，通过单路稳定分流阀FLD-7.5分成两个子系统，秸秆粉碎操纵单用另一个油泵。 转向子系统用于控制转向轮的转向，主要工作部件有全液压转向器BZZ1-100、转向油缸SG50×130等元件。 主操纵子系统用于控制割台升降、果穗箱卸粮和行走无级变速。主要工作部件有手动多路换向阀DF3-40(带一路锁)、单向节流阀 LDF-L10H-S、割台升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸粮油缸 SG50×1325及行走无级变速油缸 SG50×98等元件。 秸秆粉碎操纵子系统用于控制秸秆粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(带浮动) 和秸秆粉碎器升降油缸 SG40×190。 1.2液压系统计算及液压元件的选择 1.2.1液压系统压力 目前，国内农业机械上广泛采用16 MPa的液压系统压力，故本机系统压力确定为16 MPa，既可以满足要求，又不增加液压件的采购成本。 1.2.2收获台升降液压缸 收获台总重T=1500 kg左右，系统效率按80%计算，系统压力p=128 kg/cm2，所需液压缸柱塞受力面积为S，则 S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2 柱塞直径d=4Sπ=386 mm。本机选定柱塞直径为d=50 mm，并根据收获台升降两极限位置要求确定行程为260 mm。 考虑到下降的平稳性，在油路中加装一单向节流阀，以控制割台下降速度。 1.2.3果穗箱翻转液压缸 果穗箱空箱重800 kg，装满果穗总重1500 kg，根据结构分析，液压缸承力点承重3000 kg，经计算活塞无杆腔直径d=40 mm，但是由于活塞杆行程太长，考虑到活塞杆稳定问题，选定活塞直径d=63 mm，并根据液压缸位置和翻转位置要求确定行程为1325 mm。 1.2.4转向液压缸 转向系统采用标准单液压缸驱动转向轮力臂。根据转向桥负荷、摆动半径、转向力臂、转向轮轮距等参数，计算出转向缸无杆腔活塞直径并选定为50 mm，行程130 mm。 1.2.5全液压转向器排量 液压缸容积V=πR2L=π×252×13=25525 mL 活塞两个极端位置方向盘转动圈数取4，系统效率取75%，则转向器排量为851 mL/r，选用转向器标准系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液压转向器。 1.2.6液压泵排量 液压泵排量要满足所需最大流量的元器件，本机中为果穗箱翻转液压缸。果穗箱液压缸活塞半径R=0315 dm,行程为L=1325 dm，要求从翻转到止点时间为t=15 s，计算液压缸流量为Q，则 Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液压缸需流量为33 L/min。 系统中设计果穗箱与转向器采用共泵系统，由单路稳定分流阀进行分流，转向器分流流量为7 L/min，所以泵出口流量为Q=40 L/min。 容积效率取μ=09，泵转速为n=2000 rpm，所需泵排量为q，则 q=1000Qμn=222 mL/r，选定标准排量为25 mL/r。 由于秸秆粉碎器需要有上升、下降、中立和浮动4个位置，由单独泵供油，计算排量为6 mL/r，最终选用排量为6/25 mL/r的双联齿轮泵。 1.2.7其他液压件选用 秸秆粉碎器液压缸为双作用缸，根据计算，选用活塞直径40 mm，行程190 mm。 行走无机变速液压缸为双作用缸，选用活塞直径50 mm，行程98 mm。 根据系统流量和压力要求，选用40 L/min 流通能力的DF3-40多路阀和FP75B分配器。 2自走式玉米收获机电气系统 电气系统由供电、启动、显示仪表、工作报警、照明和辅助系统等组成。设计电压为24 V，由2个12 V,160 Ah的电瓶串联而成，采用单线，负极搭铁。为联合收获机供电、启动和照明，检测和指示收获机和其主要工作部件的运行状况，便于驾驶员掌握机器运行情况，保证收获机在工作环境变化及振动、雨淋和尘埃条件下可靠工作。 自走式玉米联合收获机的电气系统如下： （1）供电系统：蓄电池、发电机及调节器等； （2）启动系统：钥匙开关、启动电路、启动电机、启动预热器等； （3）显示仪表：水温表、油压表、油量表、转速表、电压表及传感器等；作业中仪表监视各种工作状况进行指示； （4）工作报警：水温高、油压低、充放电指示、空滤堵塞；工作中如有故障，报警系统会发出报警； （5）照明系统：组合控制开关、大灯（远、近光）、转向灯、示宽灯、刹车灯、工作灯；照明系统应符合国家上路标准； （6）辅助系统：雨刮器、喇叭、电风扇、收音机、全车线束、继电器、电路保护器等。 3结束语 4YZ244型自走式玉米收获机液压及电气系统通过空运转试验及在黑龙江省绥化市北林区、青冈县，哈尔滨市呼兰区等地的试验及大面积作业考核，整个系统动作准确，工作流畅。该系统具有结构简单，性能可靠，工作平稳等特点。各项性能指标均达到国内先进水平，具有广阔的应用和推广前景。 参考文献： [1]公衍峰，曹海峰，焦国鹏,等.宽幅折叠液压驱动灭茬起垄联合作业机液压系统设计[J].农机使用与维修，2013(10)：21-22. [2]陈志,华国柱,李树君,等.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007：223-228.（03） |
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