王躍欽，韓守振

（一拖（黑龍江）東方紅工業(yè)園有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

液壓行走驅(qū)動系統(tǒng)由于具有功率大、安裝布置緊湊、操作簡便、故障率低和便于維護等特點，非常適合應(yīng)用于作業(yè)形式多變、工作條件惡劣的農(nóng)業(yè)機械中。隨著液壓行走系統(tǒng)近幾年的技術(shù)成熟和快速發(fā)展，用戶開始追求追求性能好、操作舒適的高端農(nóng)業(yè)設(shè)備。為更好地滿足用戶需求；減輕用戶勞動強度和提高生活質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用液壓技術(shù)創(chuàng)造了有利條件。

1 玉米籽粒收割機行走參數(shù)

液壓行走系統(tǒng)的設(shè)計，首先需要滿足收割機的總體設(shè)計的性能要求。根據(jù)4YZ-6型液壓自走式玉米籽粒收割機的實際工況和整機性能，確定選擇南齒S970-31000型前橋總成，主變速箱為四個前進(jìn)檔和一個倒檔，主變速箱各檔傳動比為：i1=29.3；i2=14.62；i3=7.29；i4=3.64；i倒=12.93；末端傳動比為：i末=7.73；前輪輪胎直徑為1665mm；輸入轉(zhuǎn)速（r/min）為：885～2050；輸出轉(zhuǎn)速（r/min）為：3.91～72.86；整機重量（含糧重）為13噸；發(fā)動機功率132千瓦；行走速度（km/h）為0～20。

2 液壓行走系統(tǒng)方案

4YZ-6型玉米籽粒收割機的液壓系統(tǒng)由行走系統(tǒng)及作業(yè)系統(tǒng)兩個分支系統(tǒng)組成。作業(yè)系統(tǒng)包含轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)，所有液壓系統(tǒng)共享一個液壓油箱和齒輪泵，通過單路穩(wěn)定分流閥分成兩個子系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用于控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向，操縱系統(tǒng)用于控制割臺、卸糧筒卸糧。本文主要展開對液壓行走系統(tǒng)采用閉式靜液壓系統(tǒng)進(jìn)行研究，4YZ-6型液壓自走式玉米籽粒收割機的液壓行走系統(tǒng)，主要由發(fā)動機、電磁換向閥、液壓泵、液壓油箱、前橋齒輪箱總成、液壓馬達(dá)和過濾器等組成，原理圖如圖1所示。

圖14 Y Z-6型收割機的液壓行走系統(tǒng)原理圖

3 液壓馬達(dá)計算

在為行走收割機系統(tǒng)選擇馬達(dá)時，需要考慮收割機的基本參數(shù)（見表1）來確定馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速及最大需求扭矩。

表14 Y Z-6型玉米籽粒收割機行走參數(shù)

1）馬達(dá)最高輸出轉(zhuǎn)速為

式中V—收割機前進(jìn)速度（km/h）；i1—主變速箱傳動比；i2—末端傳動傳動比。

2）馬達(dá)的最大負(fù)載和輸出扭矩計算

按照收割機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，鑒于4YZ-6型玉米籽粒收割機的實際收獲狀況，分析各種工況占比，確定收割機各種工況，工況如表2所示。

表2 收割機典型工況表

為保證馬達(dá)輸出足夠的扭矩來驅(qū)動收割機的行走，需計算收割機的整體牽引力，驅(qū)動馬達(dá)的最大負(fù)載為收割機Ⅱ檔（Vmax=5km/h）滿載爬坡工況進(jìn)行計算，其計算公式為：

式中：F—車輛整體牽引力（N）；f—克服阻力的牽引力（N）；F1—爬坡需要的牽引力（N）；Fa—加速所需要的牽引力（N）。

滾動阻力（f）是收割機經(jīng)過某種地面時所要克服的力，推薦以最惡劣工況2來確定數(shù)值，公式為

坡道阻力（F1）是車輛上坡時所需要的力為

加速度牽引力（FA）是車輛在規(guī)定時間內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)到最大速度所需要的力，

公式以平均加速度來計算Ⅱ檔的牽引力為

計算馬達(dá)所需輸出扭矩公式為：

將表1中4YZ—6型玉米籽粒收割機行走參數(shù)數(shù)據(jù)代入公式（2）、（3）、（4）、（5）和（6）中，求出馬達(dá)所需輸出扭矩值為509Nm。

3）馬達(dá)排量為

式中：Vg—馬達(dá)排量(mL/r)；T—馬達(dá)所需輸出扭矩（N·m）；P—馬達(dá)額定工作壓力（105Pa）。

綜上所述，根據(jù)馬達(dá)最高輸出轉(zhuǎn)速n0=2916r/min，馬達(dá)額定工作壓力P=40MPa，馬達(dá)排量滿足Vg＞80ml/r。

4 液壓泵的設(shè)計和選型

液壓泵工作壓力應(yīng)大于系統(tǒng)執(zhí)行原件最高工作壓力與泵到執(zhí)行元件間總的管路壓力損失之和，本系統(tǒng)驅(qū)動馬達(dá)的工作壓力最高，泵與馬達(dá)之間有一個換向閥和溢流閥，取管路壓力損失為0.5MPa，所以確定液壓泵工作壓力設(shè)定為40MPa。

由于本系統(tǒng)采用閉式結(jié)構(gòu)，管路泄漏量較小，忽略泄漏系數(shù)，液壓泵流量按照公式Qg＞＞Vg·n0計算，側(cè)泵的最大流量為235L/min。其馬達(dá)主要技術(shù)參數(shù)見表3；根據(jù)液壓泵的工作壓力和最大流量，選取最大理論排量為90ml/r的變量柱塞泵，在2916r/min的條件下，最大流量為262L/min，選擇HAA2FM 80/6馬達(dá)型號；選擇HA4VTG90變量柱塞泵。

5 結(jié)語

4YZ－6 型玉米籽粒收割機液壓行走驅(qū)動通過在黑龍江克山地區(qū)試驗和可靠性考核說明：整體系統(tǒng)操作流暢、方面、性能可靠平穩(wěn)等優(yōu)點，特別對收割機行走系統(tǒng)無極變速調(diào)節(jié)表現(xiàn)突出，過壟時效率高和操作簡潔方便。不足之處為：文章計算過程忽略了泄漏系數(shù)、馬達(dá)的機械效率和機械變速箱的機械效率等。

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