楊韓暉,劉　烽（云南省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所,昆明　650031）

現(xiàn)代液壓技術(shù)在煙草中耕機(jī)械中的應(yīng)用

楊韓暉,劉烽
（云南省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所,昆明650031）

摘要：現(xiàn)代液壓技術(shù)在煙草封頂、施藥機(jī)械中的應(yīng)用。利用液壓傳動(dòng)功率體積比大、可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速、布置靈活的特點(diǎn)，以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)煙草種植過程中，封頂、施藥等中耕作業(yè)的機(jī)械化。

關(guān)鍵詞：三輪液壓驅(qū)動(dòng)自走機(jī)械；閉式軸向變量；柱塞泵液壓轉(zhuǎn)向器

1　引言

當(dāng)前我國烤煙生產(chǎn)一般需要經(jīng)過以下步驟，首先進(jìn)行育苗與耕地、施肥等工作，期間主要是進(jìn)行灌溉與病蟲害防治的管理，然后采摘優(yōu)良的煙草采用先進(jìn)的工藝進(jìn)行烘烤等步驟。封頂噴藥作為煙草種植中耕管理的主要工作內(nèi)容，在烤煙生產(chǎn)中是耗費(fèi)勞動(dòng)力較多的環(huán)節(jié)之一，目前我國煙株封頂機(jī)械化還處于空白。本文探討采用液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化煙株封頂及噴藥，有效提高封頂和噴藥的工作效率，提高煙葉產(chǎn)品質(zhì)量，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，降低煙株封頂和噴藥的成本，促進(jìn)煙葉生產(chǎn)規(guī)模化程度的提高和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，填補(bǔ)我國煙株封頂機(jī)械化的空白。

2　結(jié)構(gòu)組成和技術(shù)參數(shù)

圖1

表1　三輪自走式煙葉封頂機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注

（1）生產(chǎn)率畝／h≥5

（2）封頂調(diào)節(jié)高度mm200-500可調(diào)節(jié)

（3）行距mm1100-1200可調(diào)節(jié)

（4）工作行數(shù)行2

（5）驅(qū)動(dòng)最大功率Kw40

（6）外形尺寸（長×寬×高）mm4×2.5×3

（7）整機(jī)質(zhì)量T≤2.5

（8）動(dòng)力形式柴油機(jī)液壓傳動(dòng)復(fù)合系統(tǒng)

3　主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選用

3.1原動(dòng)機(jī)的選擇

根據(jù)總機(jī)質(zhì)量和完成封頂、噴藥所需功率要求選擇，廣西玉柴動(dòng)力機(jī)械有限公司生產(chǎn)的4KT12-55柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力,功率：40Kw、最大轉(zhuǎn)速2600r/min、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪室兩側(cè)預(yù)留齒輪泵動(dòng)力接口。

3.2行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選用

液壓行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為開式和閉式系統(tǒng)，兩者各具特點(diǎn)：開式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，由于系統(tǒng)工作完的油液回油箱,因此可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)的作用。但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統(tǒng)，導(dǎo)致路上需設(shè)置背壓閥，這將引起附加的能量損失,使油溫升高。閉式系統(tǒng)，液壓泵的進(jìn)油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連，工作液體在系統(tǒng)的管路中進(jìn)行封閉循環(huán)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為緊湊，油液與空氣接觸機(jī)會(huì)較少，空氣不易滲入系統(tǒng)，故傳動(dòng)的平穩(wěn)性好。主要通過工作機(jī)構(gòu)的變速或者對(duì)馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作過程，避免了在開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。相對(duì)來說閉式系統(tǒng)較操作起來更加的繁瑣，因?yàn)橄鄬?duì)開放式系統(tǒng)其油液不回油箱,因此這樣閉式系統(tǒng)油液的散熱和過濾的條件就不如開放式系統(tǒng)?？紤]到田間自走機(jī)械對(duì)傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求較高；工況復(fù)雜多變要求頻繁前進(jìn)、倒車，液壓系統(tǒng)換向頻煩；田間作業(yè)空間狹小對(duì)接夠的緊湊性要求嚴(yán)格等因素，選擇了閉式液壓行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

圖2　自走系統(tǒng)液壓原理圖

采取雙向變量液壓泵和定量馬達(dá)組成的閉式系統(tǒng)，斜盤式變量柱塞泵的流量與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速及排量成正比，并且可無級(jí)變量。回路中變量泵的出油口和馬達(dá)的進(jìn)油口相連，馬達(dá)的出油口和泵的進(jìn)油口相連，組成一個(gè)封閉的液壓油路，無需換向閥，通過調(diào)節(jié)變量泵斜盤的角度來轉(zhuǎn)變泵的流量及壓力油的方向，從而改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和

旋轉(zhuǎn)方向。變量泵的流量隨斜盤擺角變更可從零增添到最大值。當(dāng)斜盤擺過中位，可以安穩(wěn)轉(zhuǎn)變液體流動(dòng)方向，因此微動(dòng)性好，且工作安穩(wěn)。閉式液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工作中不斷有油液泄露(連續(xù)的高壓油內(nèi)泄是元件設(shè)計(jì)的固有產(chǎn)物)，為了彌補(bǔ)這些泄漏和耗費(fèi)，保持閉式系統(tǒng)正常工作，必需給閉式體系及時(shí)彌補(bǔ)油液。閉式系統(tǒng)主泵上通軸附設(shè)一個(gè)小排量補(bǔ)油泵，補(bǔ)油系統(tǒng)不僅能在主泵的排量產(chǎn)生變更時(shí)保證容積式傳動(dòng)的響應(yīng)，以此促進(jìn)動(dòng)作頻率的提升，并且對(duì)主泵進(jìn)油口處壓力促進(jìn)平衡，防止大流量時(shí)產(chǎn)賭氣蝕，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空，延長了工作壽命;另外，補(bǔ)油泵還能便利的為一些低壓幫助機(jī)構(gòu)供給動(dòng)力。本系統(tǒng)中補(bǔ)油泵提供行走馬達(dá)制動(dòng)器開啟、關(guān)閉的控制壓力油。

圖3

3.3封頂、噴藥系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的選用

（1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。為了最大限度的降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，本機(jī)采用全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由液壓轉(zhuǎn)向器、供油泵、溢流閥（或分流閥）、轉(zhuǎn)向油缸及其它連接附件組成。方向盤與轉(zhuǎn)向器閥芯連接在一起，工作時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，帶動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)過一定角度，轉(zhuǎn)向器將轉(zhuǎn)向油缸油路接通，油缸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，方向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧片使得閥套、閥芯回到中間位置，將油路關(guān)閉，轉(zhuǎn)向油缸鎖止，方向保持不動(dòng)。本機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和封頂?shù)侗P升降系統(tǒng)、噴頭升降系統(tǒng)共用一臺(tái)供油泵，為保證升降所需的壓力，采用閉芯型轉(zhuǎn)向器，這樣中位處于斷路狀態(tài)(閉芯),即當(dāng)轉(zhuǎn)向器不工作時(shí),液壓油被轉(zhuǎn)向器止,轉(zhuǎn)向器入口具有較高的壓力。

（2）噴藥、封頂系統(tǒng)。由油泵、手動(dòng)球閥、液壓馬達(dá)等組成，兩者共用一套供油系統(tǒng)，左右兩臺(tái)刀盤馬達(dá)串聯(lián)，噴藥驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與刀盤馬達(dá)并聯(lián)。通過手動(dòng)閥門控制液壓油的流通方向、流量大小控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

3　總結(jié)

通過此次應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了煙株機(jī)械化封頂、噴藥，有效提高工作效率，減小煙農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了煙葉生產(chǎn)規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚懷新.工程機(jī)械底盤及其液壓傳動(dòng)理論[M].北京:人民交通出版社,2001:42-68.

[2]官忠范.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)[M].沈陽:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.