煙草收獲機液壓馬達驅(qū)動部分的設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）
題目 煙草收獲機液壓馬達驅(qū)動部分的設(shè)計
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摘要
液壓系統(tǒng)有一個控制元件（液壓閥），所述致動器（液壓缸，液壓馬達），該動力元件（泵），所述輔助元件（容器，管道，過濾器）等。在設(shè)計過程中，要通過分析每個部分，篩選，繪制液壓系統(tǒng)原理圖。
本次設(shè)計的題目是煙草收獲機液壓馬達驅(qū)動部分的設(shè)計，煙草收獲動力源液壓，液壓系統(tǒng)控制作物行走，升降和移動的切割臺飲水機。
要先確定液壓執(zhí)行元件的形式再確定液壓系統(tǒng)原理圖，對系統(tǒng)的工況進行分析，以此來確定系統(tǒng)的壓力，流量，功率等參數(shù)，通過制定基本的方案來擬定液壓原理圖，選擇適合國家標準的液壓元件，編寫說明書之前一定要經(jīng)過強力的核對。
關(guān)鍵詞：煙草收獲機、液壓系統(tǒng)、原理圖。
ABSTRACT
The hydraulic system is a control element (hydraulic valve), the actuator (hydraulic cylinder, hydraulic motor), the power element (pump), the auxiliary element (tanks, pipes, filters) and other components. In the design process to go through each part of the analysis, screening, draw hydraulic system schematic.
This design is subject tobacco harvester hydraulic motor parts of the design, the power source is a hydraulic tobacco harvester, a hydraulic control system running harvester, cutting movement of the lift table and the transportation means.
Before determining the hydraulic system diagram to determine the form of the first hydraulic actuator, the system condition analysis to determine the system pressure, flow, power and other parameters, to develop a basic plan, and then develop hydraulic schematics, then according to the national standard, select the appropriate hydraulic components, final strength check, written instructions.
Keywords: Tobacco harvester、hydraulic system、schematic.
I
目 錄
摘要 I
ABSTRACT I
第1章 緒論 1
1.1 課題的提出及意義 1
1.2 國內(nèi)收獲機的發(fā)展狀況 1
1.3 國外收獲機的發(fā)展狀況 2
1.4 液壓技術(shù)在煙草收獲機中的應(yīng)用及特點 3
第2章 煙草收獲機液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析 5
2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成 5
2.1.1 控制回路的選擇 5
2.1.2 變量泵控定量馬達的無級調(diào)速方案的確定 5
2.2 整機的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 5
2.3 馬達驅(qū)動方案的選擇 6
2.3.1 低速方案的特點 6
2.3.2 高速方案的特點 6
第3章 煙草收獲機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 8
3.1 煙草收獲機液壓原理設(shè)計 8
3.1.1 行走液壓驅(qū)動系統(tǒng) 8
3.1.2 割臺升降液壓系統(tǒng)設(shè)計 9
3.2 煙草收獲機液壓系統(tǒng)圖 9
3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析 10
3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計 10
3.3.2 液壓馬達的分析與設(shè)計 11
3.3.3 液壓泵的選擇與設(shè)計 12
3.3.4 液壓閥的選擇 13
3.3.5 管道尺寸的確定 13
3.3.6 液壓泵站的選擇 13
第4章 日常維護保養(yǎng) 14
4.1 液壓驅(qū)動部分 14
4.2 常見液壓系統(tǒng)故障分析與處理方法 14
4.3 其它注意事項 15
結(jié)論 17
參考文獻 18
II
第1章 緒論
1.1 課題的提出及意義
實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要載體是煙田機械化，是先進生產(chǎn)力的重要標志，是現(xiàn)代煙草種植發(fā)展、穩(wěn)定植煙面積、提高生產(chǎn)力、增加煙農(nóng)收入的有效途徑，大力發(fā)展機械化生產(chǎn)是現(xiàn)階段煙葉生產(chǎn)的現(xiàn)實選擇。機械化生產(chǎn)的煙草，特別是在煙草收割進程的當前水平低，遠離現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，因此，實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)的現(xiàn)代化，中國必須有自主研發(fā)的煙草收割機。通過本論文中，培養(yǎng)學生的綜合分析和專業(yè)的獨立工作能力，拓寬思維能力，以及學生的知識技術(shù)，確定問題的解決方案，確定正確的設(shè)計思想，設(shè)計理念和創(chuàng)新思維，掌握主控制器深化設(shè)計一般程序規(guī)范和方法。
1.2 國內(nèi)收獲機的發(fā)展狀況
我國的收獲機是以引進國外機器和技術(shù)為基礎(chǔ)，通過消化、吸收、仿制并逐步國產(chǎn)化而不斷發(fā)展起來的。目前己形成了大中小型并重，牽引式、自走式和懸掛式共存，自行研制開發(fā)占主導地位的格局，部分產(chǎn)品己走出國門進入國際市場。
從我國聯(lián)合收獲機的發(fā)展歷史來看，牽引式聯(lián)合收獲機是最早投入生產(chǎn)的聯(lián)合收獲機，第一代是北京農(nóng)業(yè)機械廠根據(jù)原蘇聯(lián)C-6型樣機研制，并于1956年正式投產(chǎn)的GT-4.9型聯(lián)合收獲機。1963年轉(zhuǎn)由開封聯(lián)合收獲機廠生產(chǎn)，并對分離裝置、傳動系統(tǒng)和配套動力等進行了改進，使其工作性能大大改善，成為60, 70年代我國聯(lián)合收獲機保有量最多的機型。
50、60年代國內(nèi)不少單位也曾針對農(nóng)村條件，研制過許多體積較小，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)方便，適合轉(zhuǎn)小地塊作業(yè)的牽引式聯(lián)合收獲機，但因設(shè)計不夠完善合理，存在問題較多，有的未投產(chǎn)，有的也只有少量生產(chǎn)。70年代以后依蘭收獲機廠、中國農(nóng)機研究院和有關(guān)單位借鑒從國外引進的和我國仿制的聯(lián)合收獲機的結(jié)構(gòu)優(yōu)點，先后研制了幾種性能比較理想的小割幅牽引式聯(lián)合收獲機，使我國牽引式聯(lián)合收獲機趨于成熟。70年代末、80年代初，在東風ZKB-5型的基礎(chǔ)上進一步改進設(shè)計，研制了東風LZ一型大型自走式聯(lián)合收獲機，這是我國產(chǎn)量最大、保有量最多的大型自走式聯(lián)合收獲機。80年代，我國引進國外技術(shù)，研制、開發(fā)了一些技術(shù)上比較先進的大型自走式聯(lián)合收獲機，如佳木斯、開封聯(lián)合收獲機廠生產(chǎn)的JL-1055型聯(lián)合收獲機四平聯(lián)合收獲機廠生產(chǎn)的SL-E514型聯(lián)合收獲機等。80年代末、90年代初，我國與德國克拉斯等國外先進收獲機制造公司聯(lián)合和自行研制開發(fā)的中、小型自走式聯(lián)合收獲機進一步完善了傳動系統(tǒng)與工作部件的設(shè)計，成功地運用了軸流滾筒式脫粒裝置。90年代以來，根據(jù)農(nóng)村小型拖拉機占主導地位的實際，我國北方和南方部分地區(qū)積極研制、開發(fā)小型拖拉機配套的聯(lián)合收獲機，作為大中型聯(lián)合收獲機的補充，取得了較顯著的成績。
1.3 國外收獲機的發(fā)展狀況
近幾年國外聯(lián)合收獲機發(fā)展較快，型號趨于齊全，設(shè)施不斷完善。從型式看，有牽引式、自走式和懸掛式；從割幅看，有2m左右的割幅，也有7-8m的割幅，從用途看。有單一型，也有多用途型。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要。國外聯(lián)合收獲機無論在機型、機種和結(jié)構(gòu)性能上都有很大的發(fā)展和變化，主要有以下幾個方面：
1．向高效大型發(fā)展
近年來，許多外國公司已經(jīng)產(chǎn)生了很多高效率的種糧大戶聯(lián)合收割機。這種趨勢越來越明顯。如加拿大麥賽福格森公司的MF760型。喂人量達到6～7kg/s，配套動力也增大到110～125kW。為提高時間利用率而采用快速掛接割臺，加大糧倉，改進卸糧裝置，快速方便的調(diào)節(jié)機構(gòu)等措施，從而大大提高了機器的生產(chǎn)率。
2．由牽引式向自走式發(fā)展
使用自走式靈活，沒有路徑，操作簡單，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國家自走式聯(lián)合收割機。
3. 向系列化、通用化發(fā)展
目前世界上絕大多數(shù)廠家均成系列地生產(chǎn)各種大小規(guī)格的聯(lián)合收獲機。產(chǎn)品實行系列化、通用化可大大縮短設(shè)計周期。降低成本，方便使用。如福格森公司生產(chǎn)MF540～MF760五種系列產(chǎn)品。新式收割臺多具有浮動仿形性能和割茬高度自動控制裝置，可以廣泛地適應(yīng)田間各種變化的條件。
由于高度的系列化、通用化和較強的適應(yīng)性，對于不同用戶的需要都能給予滿足，維修的時候也很方便，從而提高了工作的生產(chǎn)能力。如約翰?迪爾公司在西德的聯(lián)臺收獲機廠只有1500余人，但每年可生產(chǎn)各種型號的聯(lián)合收獲機400～500臺。
4.努力提高機器的可靠性和使用壽命
使用時間短、季節(jié)性強、結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴是它的特點。各國近年研究改進的一個主要方向就是設(shè)法提高機器的使用可靠性和延長使用壽命。
5．廣泛采用先進技術(shù)，提高機器工作性能
為了提高機器的作業(yè)質(zhì)量并使其高效、安全、可靠地工作，90年代以來國外聯(lián)合收割機發(fā)展的一個重要特點是，現(xiàn)代聯(lián)臺收獲機上廣泛采用各種電子儀表監(jiān)視裝置以及電器、液壓控制和液壓驅(qū)動等先進技術(shù)。
6．不斷改善駕駛員的工作條件
提高駕駛員的工作條件，提高舒適的工作環(huán)境，增加正常運行時間，是提高工作效率和作物的質(zhì)量的重要保證。世界上許多廠家近年來還生產(chǎn)了許多坡地型聯(lián)合收獲機，如約翰迪爾公司的JD965型；多米那特的85H 型，紐荷蘭的Sl540A型以及獨聯(lián)體的ckk-5型等，以滿足坡地收獲的需要。
1.4 液壓技術(shù)在煙草收獲機中的應(yīng)用及特點
液壓傳動是流體作為工作介質(zhì)，使用壓力能來驅(qū)動所述致動器驅(qū)動模式。 而液壓系統(tǒng)是由以下組成：
1）能源裝置—液壓泵。它的機械功率部分傳送到油壓系統(tǒng)為液壓能。
2）執(zhí)行裝置—液壓機。通過該液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，促進了有源負載做功。
3）控制裝置—液壓閥。可通過控制和調(diào)節(jié)其壓力，流速和方向改變，以改變所述元件的力，速度和方向。
4）輔助裝置—油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。
5）工作介質(zhì)—液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。
煙草收獲機就是以液壓為動力來源，并通過液壓控制煙草收獲機的行走、割臺的升降以及輸送裝置的運動。
特點：
(1)改善行走驅(qū)動系統(tǒng)的性能。煙草收割機需要足系統(tǒng)可以等適應(yīng)各種復雜的操作，如經(jīng)常向前的，向后的，在收獲過程中，煙草收獲機行駛驅(qū)動系統(tǒng)需要連續(xù)速度改變工作，在任何時間，以滿足收獲。因此，采用靜液壓驅(qū)動車輪的是最好的解決方法，它是將不僅對煙草收獲行駛驅(qū)動系統(tǒng)滿足特定的要求，同時還可以極大地簡化了系統(tǒng)的操作的結(jié)構(gòu)。其次，這樣的車輪獨立驅(qū)動可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，原地轉(zhuǎn)向就可以實現(xiàn)。液壓轉(zhuǎn)向，使轉(zhuǎn)向省力，方便。
(2)簡化結(jié)構(gòu)，提高可靠性。煙草收獲機是由多個工作模塊組成，各工作模塊分散在整機的各個部位。若過多地采用皮帶、齒輪、鏈條等機械零件，一方面帶來了復雜的結(jié)構(gòu)，另一方面導致可靠性較低。收割過程中密集的煙草可能會纏住傳動部件，增加傳動負荷甚至使機器卡死。運用液壓技術(shù)，可以使煙草收獲機在結(jié)構(gòu)上獲得簡化，可以方便地實現(xiàn)各種功能要求，可方便地控制各種參數(shù)，利于動力分配及各模塊間的節(jié)拍整合與優(yōu)化，有利于提高收割的整體性能，提高可靠性。
(3)實現(xiàn)操縱和控制的多樣性。
(4)可控性好。
19
第2章 煙草收獲機液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析
2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成
2.1.1 控制回路的選擇
循環(huán)運動系統(tǒng)驅(qū)動的最常見的類型與農(nóng)業(yè)機械的液壓傳動由軸向柱塞泵變量柱塞泵固定或可變液壓馬達。軸向活塞泵使變量的控制簡單而可靠。而活塞馬達能很方便的反向轉(zhuǎn)動?；钊奖煤婉R達比其他形式具有較高的容積效率和總效率。
雙向雙變量調(diào)速是軸向活塞泵控變量馬達的一個重要特性，但是由于成本較高，選用軸向活塞泵控定量馬達的方式比較合理。其相較于雙向雙變量優(yōu)點為:
(1)在帶負載時，通過操作桿可以進行無級調(diào)速控制。
(2)結(jié)構(gòu)緊湊，只有一個體積不大的補油用的油箱，因而自重輕。
(3)油液成閉式環(huán)節(jié)，不接觸空氣，減少了混入空氣的機會系統(tǒng)中，采用雙向變量泵，直接用液壓泵的變量機構(gòu)調(diào)節(jié)速度和方向，避免了換向閥控制方式造成的節(jié)流損失。
2.1.2 變量泵控定量馬達的無級調(diào)速方案的確定
自定義在一方面，變量泵的排量來實現(xiàn)其自身的無級變速器，而另一方面要保持合理的匹配，很多這種形式的技術(shù)，具體包括電液比例控制系統(tǒng)和機械發(fā)動機和液壓系統(tǒng)與外部負載之間 - 液壓伺服控制兩類。本文考慮煙草收獲機作為一種農(nóng)業(yè)機械，開發(fā)成本不能過高，因此選用手動式機械—液壓伺服控制方式來實現(xiàn)發(fā)動機和液壓傳動系統(tǒng)之間的匹配和泵排量的調(diào)節(jié)。
無級變速裝置由變量泵、油馬達組合物來改變液壓泵的排量，以獲得不同的傳動比，使其具備在不停車的狀態(tài)下收割不同量煙草的同步無級變速。而且僅靠控制變量油泵手柄實現(xiàn)同步無級變速，駕駛員操縱疲勞強度低?？刂谱兞勘玫氖直晒潭ㄔ谝欢ㄎ恢?，所以可保證泵排量為定值。液壓系統(tǒng)伺服缸的進油出口常設(shè)有阻尼孔，能限制加速，控制響應(yīng)時間，在機具變速過程中做到安全，平穩(wěn)，從而保證機具的收獲煙草作業(yè)質(zhì)量。此外，變量泵 - 定量馬達的優(yōu)勢項目：通過改變泵的排量理論速度可以適應(yīng)煙草收割機。如果泵的排量為零，煙草作物的停車場。零煙草作物的地位開始提高泵的排量，結(jié)構(gòu)相對簡單。
2.2 整機的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成
液壓控制系統(tǒng)，關(guān)鍵是管道系統(tǒng)的流的速度，液壓系統(tǒng)由兩個節(jié)氣門控制速度和形式的容積受控的方式。
容積調(diào)速: 通過改變液壓泵或液壓馬達的工作容積的方法來達到調(diào)速，叫做容積調(diào)速。該回路具有效率高，被廣泛的使用。根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇不同的搭配方法，如定量變量泵控馬達，發(fā)動機和其他定量變量泵控制，也可根據(jù)不同組件的不同選擇音量調(diào)節(jié)器速度控制性能的要求，這樣你就可以達到理想的速度快的特點，又使系統(tǒng)的效率大大提高。容積控制可以適合于不同的應(yīng)用程序，能夠在工作狀態(tài)下使液壓參數(shù)快速而頻繁的變化，因而控制的程度的工作參數(shù)的油壓顯著改善。使用具有可變速度的電機控制的泵的數(shù)量的基礎(chǔ)上的所述特征量煙草作物的液壓系統(tǒng)。
節(jié)流調(diào)速:在液壓控制系統(tǒng)中，節(jié)流調(diào)速是實現(xiàn)各種控制功能的基本手段之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便成本低，控制精度高。然而，通過閥門的流體流動是不可避免的壓降。這個壓力降是必需的，以實現(xiàn)某些類型的控制，對從能量轉(zhuǎn)換的觀點出發(fā)，另一方面可引起發(fā)熱等副作用系統(tǒng)，從而限制了使用范圍。通常節(jié)流調(diào)速的控制功率范圍不超過5千瓦，更大的功率采用容積調(diào)速比較合理。煙草收獲機割臺升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)就是基于節(jié)流調(diào)速的這些特點，選用節(jié)流調(diào)速。
煙草收獲機液壓調(diào)速系統(tǒng): 通過分析這兩種速度的液壓調(diào)速系統(tǒng)，包括節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速方式的復合調(diào)速系統(tǒng)，將在下面分別進行說明。煙草收割機割臺升降液壓系統(tǒng)，液壓輸送機和切割系統(tǒng)液壓系統(tǒng)采用基于的購物車升力要求的位置控制和傳輸機制和切削機理，高速穩(wěn)定，氣體控制措施，使用它是很容易控制的速度控制閥。
2.3 馬達驅(qū)動方案的選擇
煙草收獲機行走驅(qū)動輪要求轉(zhuǎn)速不是很高，使用中既有用低速液壓馬達直接驅(qū)動和高速馬達經(jīng)過齒輪等減速箱驅(qū)動的兩種方案，習慣上稱“低速方案”和“高速方案”。
2.3.1 低速方案的特點
最能體現(xiàn)在液壓驅(qū)動器的設(shè)計的靈活性的優(yōu)點，而有些可以直接向驅(qū)動輪提供安裝空間，整體結(jié)構(gòu)被組裝提供了很多便利，液壓馬達及減速齒輪傳動輪的減速裝置，從而避免功率損失和過分的噪聲。
2.3.2 高速方案的特點
低速方案要求液壓馬達直接和驅(qū)動輪連接，其與發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩的負載需求進行交互，但也來自車輪被連接到承載的徑向和軸向載荷的各種，有時需要一個離合器，制動器具有額外的功能。成為中間溶液與高速傳輸鏈路共享這些功能，對發(fā)動機的要求相對較低。因此，在很多場合下仍采用高速方案。
對于煙草收獲機行走液壓系統(tǒng)采用高速方案，同時由于輸送機構(gòu)和切割機構(gòu)要求較高的轉(zhuǎn)速，所以輸送和切割馬達也選用高速方案。
第3章 煙草收獲機液壓系統(tǒng)的設(shè)計
3.1 煙草收獲機液壓原理設(shè)計
3.1.1 行走液壓驅(qū)動系統(tǒng)
行走系統(tǒng)的工作原理及基本組成。現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機械中，由本機的行程和制動要求的正和負方向上封閉的紙張環(huán)路液壓系統(tǒng)運行，本文行走液壓系統(tǒng)采用閉式回路。為了適應(yīng)這種載荷的特點，同時考慮農(nóng)業(yè)機械價格因素的特點，煙草收獲行走傳動帶軸向柱塞泵通過定量閉路柱塞液壓馬達和雙泵驅(qū)動的價格因素的特點 - 雙定量繞電機電路獨立馳運動組成。受控變量軸向柱塞泵是簡單和可靠的。徑向柱塞馬達可以輕松反轉(zhuǎn)。活塞泵和馬達具有高的容積效率及比其他形式的整體效率。同時，單個控制電路連接的機器的兩側(cè)，以達到向前，向后，并在速度上的相應(yīng)變化，同時也為了實現(xiàn)在不同的方向轉(zhuǎn)彎的任何行動和原地轉(zhuǎn)彎。
如圖3.1采用一個具有定量馬達的液壓行走驅(qū)動。電荷泵的輸出在一個可變排量泵，它作為輸入到一個信道，并且其多余的油控制閥和填補該循環(huán)的機油壓力中的端部的閉合回路?；y能自動使回路的低壓端與充油壓力控制閥相連接。由充油壓力控制閥出來的自由油流，經(jīng)過液壓馬達和泵殼油路使泵和馬達得到冷卻，最后流到貯油箱中。
圖3.1 煙草收獲機的單邊行走驅(qū)動回路
驅(qū)動系統(tǒng)由變量泵，定量馬達，補油泵，補油溢流閥,單向閥，安全閥，梭閥,溢流閥和油箱組成。在這個系統(tǒng)中，兩個液壓泵的能量，以及主控制元件。改變流速和主油泵油通過達到采收時間和減刑的可變方向，可以充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點。閉式回路的主軸上通軸上設(shè)置一小排量齒輪補油泵，補油溢流閥和單向閥和集成到主泵，沖洗冷卻閥集成到引擎。補油溢流閥的設(shè)定，補油單向閥油過濾器向著主油路的低壓側(cè)，偏移量移除泵，馬達和從沖洗閥中的冷卻流的體積損失。該系統(tǒng)的電荷泵部分的存在增加了穩(wěn)定的一個小的附加損耗，然而，它的運動是相對小的主泵和壓力，以使額外的功耗通常是可以在不使用只有1-2％的總發(fā)送功率的。
行駛驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方案。使用液壓傳動煙草收割機，其由所述發(fā)動機到車輪的可變排量泵驅(qū)動為分割左右液壓結(jié)構(gòu)的動力傳遞模式，驅(qū)動系統(tǒng)是通過液壓馬達，在經(jīng)減速后驅(qū)動左右履帶使機械行走。傳遞到輪邊減速裝置使機械其整個傳動路線如圖3.2所示。
圖3.2 煙草收獲機行走系統(tǒng)的傳動方案
3.1.2 割臺升降液壓系統(tǒng)設(shè)計
臺架升降臺是由平衡閥和左右并聯(lián)液壓缸組成。左右液壓缸之所以采用并聯(lián)的方式，因為氣缸由同一馬達和大致相同的速度繞臺架。利用均壓閥的目的是防止未經(jīng)過度向下滑動架的液壓缸的回歸，使得在一定負載的條件下，在滑架延遲的有效遏制緩降。如圖3.3所示。
圖3.3 割臺升降系統(tǒng)
3.2 煙草收獲機液壓系統(tǒng)圖
根據(jù)前面的單個系統(tǒng)設(shè)計分析后，畫出煙草收獲機的整個液壓系統(tǒng)原理圖。如圖3.5所示。由齒輪泵從油箱吸油向主油路供油，經(jīng)三聯(lián)多路換向閥，操縱雙作用缸、單作用缸實現(xiàn)收割機割臺升降，切割器升降等動作，其中單作用缸的上升速度由調(diào)速閥設(shè)定，系統(tǒng)回油路經(jīng)過濾器回油箱。
圖3.5 煙草收獲機液壓系統(tǒng)圖
3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析
3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計
1初選系統(tǒng)工作壓力
煙草收獲機屬于農(nóng)業(yè)機械取工作壓力16MPa。
2液壓缸主要是起到使割臺升降的作用，其在運動過程中受到外部載荷F
工作載荷F每缸受力取最大值F=G=5000×9.8=49000N
液壓缸的有效作用面積
液壓缸的直徑
則根據(jù)桿徑比
求得活塞桿直徑
根據(jù)GB/T2348-1993進行圓整，活塞內(nèi)徑為63mm，活塞桿直徑為45mm。
3計算液壓缸所需流量
式中A—液壓缸有效作用面積（）；
v—活塞與缸體的相對速度（m/s）取20mm/s。
3.3.2 液壓馬達的分析與設(shè)計
1行走系統(tǒng)
行走系統(tǒng)液壓馬達控制煙草收獲機的前進、后退和轉(zhuǎn)向。煙草收獲機總阻力根據(jù)經(jīng)驗公式取
式中：ξsk—粘性阻力系數(shù)；
ξw—興波阻力系數(shù)
R1ˊ= (1+Q)()= (1+1.6) ×10.1 = 26.3 N
R2ˊ= (1+Q)()= (1+1.6) ×78.4 = 204 N
根據(jù)明輪推進器的推力
P=Gp·ρ·n2·D2·Fp
式中：Gp—推進力系數(shù)，查得Gp = 5.5；
Fp—明輪的作用面積
Fp=2 Bk·Tk 20.5
n—明輪工作轉(zhuǎn)速，n = 0.6 r/s；
計算得明輪總推進力P = 854 N ，單個輪推力F輪=P/2=427N
根據(jù)明輪軸的設(shè)計計算，軸的轉(zhuǎn)矩
T=9549=4809.61N·m
式中：轉(zhuǎn)速n = 0.15 r/s
功率P=Np×η=1.15kw
液壓馬達的排量為
式中T—馬達的載荷轉(zhuǎn)矩（Nm）；
液壓馬達的進出口壓差。
液壓馬達所需流量
式中q—液壓馬達排量（）；
—液壓馬達的轉(zhuǎn)速（r/s）。
根據(jù)手冊選用型號為YLM16-2000的液壓馬達兩個。參數(shù)如下：
排量V=2034 ml/r；額定壓力=16Mpa；最高壓力=25Mpa；額定扭矩=6030Nm單位理論扭矩=323Nm；轉(zhuǎn)速范圍2320r/min。
2輸送裝置
由于輸送帶在在行進中會產(chǎn)生行進阻力。由經(jīng)驗公式，輸送帶產(chǎn)生的阻力可由下計算：
式中：a—物體垂直于運動方向的截面積，a=1.2×0.8 = 0.96；
c—阻力系數(shù)，查得c=1.12；
輸送帶阻力只有在收割煙草時產(chǎn)生，所以V=V1=0.556 m/s
代入公式得：
Rx=166.19 N
考慮煙草的附加阻力Rf=Rx則前輸送帶阻力：
R=Rf+Rx=332.38 N。
當進行煙草收割作業(yè)時，煙草收獲機總阻力
R1=332.38+26.3=358.68 N；
航行時總阻力R2=204N。
根據(jù)輸送裝置的設(shè)計計算，輸入傳送帶的扭矩為T=198.58N·m。
查手冊選擇型號為YLM1-63的液壓馬達。參數(shù)如下
排量V=64 ml/r；壓力P=25Mpa；扭矩T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍151500r/min。
同樣根據(jù)切割裝置的設(shè)計計算，輸入切割機主軸的轉(zhuǎn)速為738 r/min。查機械設(shè)計手冊選擇型號為YLM1-63的液壓馬達。參數(shù)如下
排量V=64 ml/r；壓力P=25Mpa；扭矩T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍151500r/min。
馬達流量
3.3.3 液壓泵的選擇與設(shè)計
液壓泵的最大工作壓力
式中—液壓缸或馬達最大工作壓力；
—從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。取0.5Mpa。
即16+0.5=16.5Mpa。
液壓泵的流量
式中K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3，這里取K=1.2.
—同時動作的液壓缸或液壓馬達的最大總流量，對于用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)還需要加上溢流閥的最小流量，一般取。
即行走系統(tǒng)液壓泵的流量取
控制輸送裝置、切割裝置和割臺升降的液壓泵的流量取
選擇液壓泵的規(guī)格
根據(jù)和選擇泵，為使泵有一定壓力儲備，所選泵的額定壓力一般比最大壓力大25%-60%。對于行走系統(tǒng)，從手冊中選擇型號為200GM14-1B的斜盤式軸向柱塞液壓泵，參數(shù)如下
公稱壓力20Mpa，公稱排量200Ml/r,額定轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)，公稱流量200L/min，最大理論轉(zhuǎn)矩666NM。
而控制輸送裝置、切割裝置和割臺升降的液壓泵選擇徑向柱塞定量泵JB-G100，排量100ML/r，額定壓力25Mpa，最高壓力32Mpa，最高轉(zhuǎn)速1500r/min。
3.3.4 液壓閥的選擇
因此，所選擇的流系統(tǒng)的最大工作壓力和實際閥，安全閥的選擇，根據(jù)該泵的最大流量，油門和速度控制閥，考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)該是最低的恒定速度致動器的要求。流量控制閥一定比實際通過的流量大一些，允許有20%以內(nèi)的短時間過流量。
3.3.5 管道尺寸的確定
管道內(nèi)徑計算
式中Q—通過管道內(nèi)的流量（）；
v—管道內(nèi)允許流速（m/s）
計算出內(nèi)徑后根據(jù)GB/T2351-1993標準選取液壓泵吸油管道取25mm。
3.3.6 液壓泵站的選擇
根據(jù)需要選擇PER4560WT-RW電動泵站。流量2.1L/min，油箱可用油60L。
第4章 日常維護保養(yǎng)
4.1 液壓驅(qū)動部分
1液壓油油位應(yīng)在油標中位刻度以上。
2開機運行時必須先打開冷卻水源。
3泵的最大工作壓力一般設(shè)定在12MPa的，夾緊缸工作壓力通常設(shè)定為6MPa?10兆帕。僅當不存在夾緊缸制動電路是基于制動壓力，打開該泵的工作壓力調(diào)整，最大制動壓力通常是開放的2 MPa，不大于5兆帕較大;對于沒有液壓夾緊系統(tǒng)，輔助泵是在開放齒輪剎車時才使用，輔助泵壓力不大于5MPa的高。
4按要求及時更換泵配過濾器和張緊油路精過濾器濾芯（首次更換時間為運行200小時，以后每運行500小時必須進行更換）。
5按要求及時更換液壓油（首次運行200小時后更換，以后每3000小時左右更換），液壓油為長城或昆侖牌68#抗磨液壓油，嚴禁使用任何牌號再生油。
6不能有任何異物在更換濾芯和更換液壓油時進入到油箱或管路中。
7檢查液壓膠管是否老化及管接頭是否有漏油現(xiàn)象。
8液壓張緊裝置能夠隨時靈活調(diào)節(jié)運載鋼絲繩在運行過程中的張力，活動部位移動是否靈活。
9驅(qū)動輪輪襯磨損余厚不小于原厚度的三分之一，否則應(yīng)及時更換輪襯；
10驅(qū)動輪鍵不松動，緊固螺母不得松動；
11驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動靈活，無異常擺動和異常聲響。
4.2 常見液壓系統(tǒng)故障分析與處理方法
故障
原因
處理方法
電機工作但補油泵無壓力
1. 電機反轉(zhuǎn)
2. 油箱無油
3. 補油泵吸油管進空氣
1. 改接電路使電機順時針轉(zhuǎn)動
2. 加油至油標尺刻線中部
3. 擰緊吸油管，檢查密封圈
補油泵壓力<8 Kg/cm2
1. 補油泵磨損
2. 補油溢流閥卡死或損壞
3. 主油泵的內(nèi)泄漏太大
4. 集成塊內(nèi)阻尼閥失效
1. 更換補油泵或送修
2. 清洗、調(diào)整或更換溢流閥
3. 修理或更換主泵或馬達
4. 由我廠派員現(xiàn)場處理
驅(qū)動馬達輸出力矩不夠
1. 油泵磨損導致內(nèi)泄大
2. 油泵上的主溢流閥卡滯或損壞
1. 修理油泵或馬達
2. 清洗、調(diào)整或更換溢流閥
鋼絲繩速度不夠
1. 油泵或馬達磨損導致內(nèi)泄大
2. 最大泵控壓力太低
3. 最大比例閥電壓小于14V
4. 阻尼閥堵塞
1. 維修油泵或馬達
2. 比例溢流閥壞或補油泵壓力低于18bar
3. 檢查電路
4. 清洗阻尼閥
鋼絲繩最低速度不能為零
1. 比例溢流閥的最低壓力>5bar
2. 放大器的最低輸出電壓大于2.5V DC
3. 阻尼閥磨損
1. 清洗或更換比例溢流閥
2. 維修或更換放大器
3. 更換阻尼閥
在加載過程中鋼絲繩的張力不能維持恒定
1. 張緊壓力調(diào)節(jié)溢流閥卡死
1. 清洗或更換溢流閥
在卸載過程中鋼絲繩的張力不能維持恒定
1. 張緊壓力傳感器失靈
2. 換向電磁閥沒有得電或動作
3. 張緊泵壓力調(diào)節(jié)溢流閥失效
4. 張緊油泵磨損或損壞
1. 校驗或更換傳感器
2. 檢查電路或更換電磁閥
3. 清洗或更換溢流閥
4. 維修或更換張緊油泵
張緊力不夠
1. 張緊油泵損壞
2. 兩個溢流閥磨損或卡滯
3. 節(jié)流閥處于關(guān)閉狀態(tài)
1. 維修或更換張緊油泵
2. 清洗、調(diào)整或更換溢流閥
3. 開啟節(jié)流閥
停機后張緊力迅速下降
1. 張緊壓力調(diào)節(jié)溢流閥磨損
2. 液壓鎖磨損或卡滯
3. 蓄能器的充氮壓力低于4Mpa或高于10Mpa
1. 更換溢流閥
2. 清洗或更換液壓鎖
3. 將充氮壓力調(diào)至6Mpa
液壓系統(tǒng)溫度過高(>95℃)
1. 液壓泵或馬達磨損導致內(nèi)泄大
2. 主油泵內(nèi)部的溢流閥磨損或卡滯
3. 冷卻器的水流量不夠
4. 冷卻器內(nèi)部結(jié)垢
1. 修理或更換液壓泵、馬達
2. 清洗、調(diào)整或更換溢流閥
3. 增加冷卻器的供水流量
4. 清洗或更換冷卻器
4.3 其它注意事項
1張緊液壓油過濾器和泵配過濾器的濾芯首次更換時間為200小時，以后每500小時必須進行更換；
2第一次運行200小時后要更換液壓油，以后每3000小時左右更換液壓油。所用油品必須為長城或昆侖牌68號抗磨液壓油（塑料小桶裝）。每次注油量約為90升。絕不允許使用任何牌號的再生油；
3指示張緊力的壓力表每增加10bar(1Mpa)代表張緊力增加9.8公斤/平方厘米,依此類推;
4每次更換濾芯和更換液壓油時不能有任何異物進入到油箱或管路中。因為使用或維護過程中導致的系統(tǒng)污染事件將由相關(guān)人員承擔所造成的損失；
5油箱內(nèi)油溫最高不超過85℃，工作中出現(xiàn)異常，油溫突然升高，應(yīng)立即停車檢查，排除故障。
結(jié)論
在老師的嚴格要求和精心指導下，經(jīng)過這幾個月，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對液壓傳動裝置，液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程有更深的了解，液壓得到更好的理解應(yīng)用，液壓可以被鏈接到現(xiàn)實生活的東西的各個方面，本次的設(shè)計內(nèi)容需要查閱書本上的相關(guān)知識內(nèi)容，在互聯(lián)網(wǎng)上，以豐富的相關(guān)信息和改進，找到自己的設(shè)計，提高了寫論文的能力。通過在AutoCAD上繪制出煙草收獲機液壓系統(tǒng)的裝配圖和零件圖，鞏固了自身AutoCAD的實際應(yīng)用水平。雖然我的設(shè)計作品不是很成熟，有大量的信息仍然存在許多不足之處，但我感到一種巨大的幸福感，因為我真的去了每一個過程需要一個完整的設(shè)計，并且享受每一個過程，更重要的是這個設(shè)計我加入了他們的新想法。
本課題在選題及研究過程中得到了老師的悉心指導。老師非常關(guān)注我的設(shè)計進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵，老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。
這次畢業(yè)設(shè)計還得到了很多其他老師和同學的熱心幫助，他們的建議使我的論文更加嚴謹。感謝老師，有不少的問題是在他們的幫助下解決的。
最后感謝母校，感謝系領(lǐng)導這幾年來對我的悉心培養(yǎng)和生活學習方面的關(guān)心和幫助，使我順利完成學業(yè)，我會繼續(xù)努力拼搏，做一個有益于社會的人。
參考文獻
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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學生姓名
專業(yè)班級
機制
指導教師
單 位
機電工程系
課題性質(zhì)
設(shè)計t 論文□
課題來源
科研t 教學□ 生產(chǎn)□ 其它□
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
煙草收獲機液壓馬達驅(qū)動部分的設(shè)計
開題報告（闡述課題的目的、意義、研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、研究方案、進度安排、預期結(jié)果、參考文獻等）
畢業(yè)設(shè)計（論文）的目的和意義：
煙田機械化是實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要載體，是先進生產(chǎn)力的重要標志，是發(fā)展現(xiàn)代煙草種植、穩(wěn)定植煙面積、提高生產(chǎn)力、增加煙農(nóng)收入的有效途徑，大力發(fā)展機械化生產(chǎn)是現(xiàn)階段煙葉生產(chǎn)的現(xiàn)實選擇。當前，我國煙葉生產(chǎn)機械化水平較低，特別是在煙葉采收過程中，遠遠不能適應(yīng)發(fā)展現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的需要，因此，要實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)現(xiàn)代化，我國必須要有自主研發(fā)的煙葉收獲機。通過本次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般技術(shù)問題的獨立思考工作能力，拓寬和深化學生的知識，樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計構(gòu)想和創(chuàng)新思維，掌握控制系統(tǒng)設(shè)計的一般程序規(guī)范和方法。
畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究現(xiàn)狀：
國外收割機的發(fā)展狀況
近幾年國外收割機發(fā)展較快。型號趨于齊全。設(shè)施不斷完善。從型式看，有牽引式、自走式和懸掛式；從割幅看有2m左右的割幅，也有7-8m的割幅，從用途看有單一型，也有多用途型。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要。國外收割機無論在機型、機種和結(jié)構(gòu)性能上都有很大的發(fā)展和變化，主要有以下幾個方面：
1．向高效大型發(fā)展
2．由牽引式向自走式發(fā)展
3. 向系列化、通用化發(fā)展
4.努力提高機器的可靠性和使用壽命
5.廣泛采用先進技術(shù)，提高機器工作性能
6.不斷改善駕駛員的工作條件
國內(nèi)收割機的發(fā)展狀況
從我國收割機的發(fā)展歷史來看，牽引式收割機是最早投入生產(chǎn)的收割機，第一代是北京農(nóng)業(yè)機械廠根據(jù)原蘇聯(lián)C-6型樣機研制，并于1956年正式投產(chǎn)的GT-4.9型收割機。該機割幅4.9m，自帶29.4kw發(fā)動機，喂入量2,5kg/s，由東方紅一54/75等大型拖拉機牽引作業(yè)，結(jié)構(gòu)上采用了輸送帶平臺式割臺、釘齒式脫粒滾筒、回轉(zhuǎn)帶式分離裝置、兩級風扇篩子式清選裝置、糧箱卸糧且機后設(shè)有集草車。
畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容和要求：
1.基于煙草收獲機的研究背景、意義及發(fā)展現(xiàn)狀；
2.基于煙草收獲機液壓系統(tǒng)總體方案設(shè)計，要求給出方案原理圖；
3.基于煙草收獲機液壓系統(tǒng)性能分析及各部分液壓元件的選擇；
4.基于煙草收獲機液壓系統(tǒng)液壓泵的選取與計算；
5.完成論文撰寫工作。
畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要工作：
1.下達任務(wù)書
2. 調(diào)研，查閱相關(guān)資料。完成基于煙草收獲機液壓系統(tǒng)設(shè)計的總體方案規(guī)劃，完成開題報告。
3. 完成煙草收獲機性能分析與原理設(shè)計，完成中期檢查。
4. 完成煙草收獲機各部分液壓元件的計算與選擇，完成初稿。
5.終稿完成，論文送審、準備答辯。
6.參加答辯。
畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究方案：
本文所研究的煙草收割機是一臺性能趨于完善的收割設(shè)備，煙草收獲機包含動力部分，行車部分，主傳送帶部分、采收部分，機架部分，風機部分，液壓升降轉(zhuǎn)向缸部分等。本課題主要任務(wù)為設(shè)計煙草收獲機各部分液壓系統(tǒng)的設(shè)計及計算。在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進行。
1）確定液壓執(zhí)行元件的形式；
2）進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；
3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；
4）選擇液壓元件；
5）液壓系統(tǒng)的性能驗算；
6）繪制工作圖，編制技術(shù)文件。
畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排：
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指導教師意見：
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教研室意見：
審查結(jié)果： 同 意□ 不 同 意□
教研室主任簽名：
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