畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題目 油菜收獲機(jī)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要本次設(shè)計(jì)的題目是油菜收獲機(jī)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，油菜收獲機(jī)的動(dòng)力來源是液壓，液壓系統(tǒng)控制收獲機(jī)的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。液壓系統(tǒng)是由動(dòng)力元件（液壓泵） 、控制元件（液壓閥） 、執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)） 、輔助元件（油箱、油管、過濾器）等組成。在設(shè)計(jì)過程中每一部分都要經(jīng)過分析，篩選，畫出液壓系統(tǒng)原理圖。在確定液壓系統(tǒng)原理圖前先確定液壓執(zhí)行元件的形式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)壓力，流量，功率等參數(shù)，制定基本的方案，再擬定液壓原理圖，然后根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的液壓元件，最后進(jìn)行強(qiáng)度校核，編寫說明書。關(guān)鍵詞：油菜收獲機(jī)、液壓系統(tǒng)、原理圖。ABSTRACTThis design is subject rapeseed harvester hydraulic motor driving part design, the power source is a hydraulic rapeseed harvesting machine, the hydraulic system control harvester walking cutting station and conveying means for moving the lift.The hydraulic system is by the power components (hydraulic pump), control components (hydraulic valve), the actuator (hydraulic cylinders, hydraulic motors), of auxiliary components (fuel tank, tubing, filters). Each part in the design process to go through the analysis, screening, draw hydraulic system schematic diagram.Before to determine the hydraulic system diagram to determine the hydraulic actuator in the form of the system of thermodynamic analysis, to determine the system pressure, flow, power and other parameters to develop a basic program, and then draw up the hydraulic schematic diagram, and then in accordance with national standards and select the appropriate hydraulic components, and finally the strength check, write the manual.Keywords: Rapeseed harvesting machine, hydraulic systems, schematics.西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II目 錄摘要 .IABSTRACT .I第 1 章 緒論 11.1 課題的提出及意義 .11.2 國(guó)外油菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r .11.3 國(guó)內(nèi)油菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r .21.4 液壓技術(shù)在油菜收割機(jī)中的應(yīng)用及特點(diǎn) .3第 2 章 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析 52.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成 .52.1.1 控制回路的選擇 .52.1.2 變量泵控定量馬達(dá)的無級(jí)調(diào)速方案的確定 .52.2 整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 .62.3 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇 .62.3.1 低速方案的特點(diǎn) .62.3.2 高速方案的特點(diǎn) .7第 3 章 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 83.1 油菜收割機(jī)液壓原理設(shè)計(jì) .83.1.1 行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) .83.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .93.1.3 輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .93.2 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)圖 103.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析 113.3.1 液壓缸的分析設(shè)計(jì) 113.3.2 液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì) 113.3.3 液壓泵的選擇與設(shè)計(jì) 133.3.4 液壓閥的選擇 143.3.5 管道尺寸的確定 143.3.6 液壓泵站的選擇 14第 4 章 日常維護(hù)保養(yǎng) .154.1 液壓驅(qū)動(dòng)部分 154.2 常見液壓系統(tǒng)故障分析與處理方法 154.3 其它注意事項(xiàng) 16結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 19西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論1.1 課題的提出及意義油菜是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)型作物，在全國(guó)的種植面積和產(chǎn)量約占世界的1/3，居世界首位。收獲作業(yè)是谷物栽培的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于谷物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要的影響，它有很強(qiáng)的季節(jié)性。收獲過早，籽粒還不飽滿，會(huì)影響產(chǎn)量，過遲，又非常容易造成自然落粒損失。因而尋求快速、高效、優(yōu)質(zhì)的收獲法，具有重大的意義。油菜收割在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家一般采用專用油菜收割機(jī)，一次性完成收割脫粒，主要產(chǎn)品有美國(guó)的“紐荷蘭型”等。我國(guó)目前的油菜收割機(jī)大部分都是在水稻、小麥的收割機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，功能并不完善。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)國(guó)際化的速度。所以，要加快油菜機(jī)械的現(xiàn)代化，我們必須研發(fā)出功能完善且效率高的大型油菜收割機(jī)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般技術(shù)問題的獨(dú)立思考工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)想和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法。1.2 國(guó)外油菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r近幾年國(guó)外收割機(jī)發(fā)展較快。型號(hào)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(guó)外收割機(jī)無論在機(jī)型、機(jī)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(gè)方面：1．向高效大型發(fā)展近年來，國(guó)外許多公司都生產(chǎn)了不少高效率的大型谷物收割機(jī)。這一趨勢(shì)越來越明顯。90年代美國(guó)收割機(jī)的擁有量中，喂人5～6kg／s以上的就占7O%。各國(guó)除增加配套動(dòng)力的功率外，還通過適當(dāng)增大機(jī)器工作部件的尺寸、應(yīng)用新原理的工作部件、改善和強(qiáng)化傳統(tǒng)工作部件的結(jié)構(gòu)性能等措施來提高生產(chǎn)率。如E516的凹板弧長(zhǎng)加大到800mm，逐稿器鍵長(zhǎng)近5m；D106清選上篩總長(zhǎng)近2m；萬國(guó)公司采用軸流滾筒脫粒裝置代替現(xiàn)有的傳統(tǒng)式脫粒分離裝置提高機(jī)器的生產(chǎn)率。2．由牽引式向自走式發(fā)展由于自走式具有機(jī)動(dòng)靈活，無需開道、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在各國(guó)普遍生產(chǎn)和使用的都是自走式收割機(jī)。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23. 向系列化、通用化發(fā)展產(chǎn)品實(shí)行系列化、通用化可大大縮短設(shè)計(jì)周期。降低成本，方便使用。目前世界上絕大多數(shù)廠家均成系列地生產(chǎn)各種規(guī)格的收割機(jī)。如福格森公司生產(chǎn)MF540～MF760五種系列產(chǎn)品。約翰迪爾公司生產(chǎn)JD935-JD985等7種型號(hào)系列產(chǎn)品。同一系列的零件，通用化程度高。如歐洲型系列產(chǎn)品中70%的零件是通用的，同時(shí)它還可以配用各種割臺(tái)．大大方便了生產(chǎn)和使用。4.努力提高機(jī)器的可靠性和使用壽命收割機(jī)使用時(shí)間短、季節(jié)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。設(shè)法提高機(jī)器的使用可靠性和延長(zhǎng)使用壽命，是各國(guó)近年研究改進(jìn)的一個(gè)主要方向。為此，各國(guó)生產(chǎn)機(jī)器時(shí)，廣泛采用薄鋼板冷彎加工成彎曲型鋼來代替扁鋼、采用薄壁鋼管代替角鋼、采用焊接結(jié)構(gòu)代替螺釘或鉚釘聯(lián)接。既保證了必要的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且衛(wèi)節(jié)省了材料，減少了材料規(guī)格及緊固零件的品種，這就大大有利于組織生產(chǎn)。5．廣泛采用先進(jìn)技術(shù)，提高機(jī)器工作性能為了提高機(jī)器的作業(yè)質(zhì)量并使其高效、安全、可靠地工作，現(xiàn)代聯(lián)臺(tái)收割機(jī)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(dòng)等先進(jìn)技術(shù)，這是90年代以來國(guó)外收割機(jī)發(fā)展的又一重要特點(diǎn)。6．不斷改善駕駛員的工作條件改善駕駛員工作條件，提高工作環(huán)境的舒適性是增加作業(yè)時(shí)間、提高工效和收割質(zhì)量的重要保證。此外，世界上許多廠家近年來還生產(chǎn)了許多坡地型收割機(jī)，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(dú)聯(lián)體的ckk-5型等，以滿足坡地收獲的需要。1.3 國(guó)內(nèi)油菜收割機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)的谷物收割機(jī)是以引進(jìn)國(guó)外機(jī)器和技術(shù)為基礎(chǔ)，通過消化、吸收、仿制并逐步國(guó)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(dǎo)地位的格局，部分產(chǎn)品己走出國(guó)門進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。從我國(guó)收割機(jī)的發(fā)展歷史來看，牽引式收割機(jī)是最早投入生產(chǎn)的收割機(jī)，第一代是北京農(nóng)業(yè)機(jī)械廠根據(jù)原蘇聯(lián)C-6型樣機(jī)研制，并于1956年正式投產(chǎn)的GT-4.9型收割機(jī)。該機(jī)割幅4.9m，自帶29.4kw發(fā)動(dòng)機(jī)，喂入量2,5kg/s，由東方紅一54/75等大型拖拉機(jī)牽引作業(yè)，結(jié)構(gòu)上采用了輸送帶平臺(tái)式割臺(tái)、釘齒式脫粒滾筒、回轉(zhuǎn)帶式分離裝置、兩級(jí)風(fēng)扇篩子式清選裝置、糧箱卸糧且機(jī)后設(shè)有集草車。90年代以來，根據(jù)農(nóng)村小型拖拉機(jī)占主導(dǎo)地位的實(shí)際，我國(guó)北方和南方部分地區(qū)積極研制、開發(fā)西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3小型拖拉機(jī)配套的收割機(jī)，作為大中型收割機(jī)的補(bǔ)充，取得了較顯著的成績(jī)。1.4 液壓技術(shù)在油菜收割機(jī)中的應(yīng)用及特點(diǎn)液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用壓力能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。 而液壓系統(tǒng)是由以下組成：1）能源裝置—液壓泵。它將動(dòng)力部分所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。2）執(zhí)行裝置—液壓機(jī)。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。3）控制裝置—液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力、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(shí)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。由于液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時(shí)，也被應(yīng)用到航天航空、海洋開發(fā)、核能工程和地震預(yù)測(cè)等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。油菜收割機(jī)就是以液壓為動(dòng)力來源，并通過液壓控制油菜收割機(jī)的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：(1)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高可靠性。油菜收割機(jī)是由多個(gè)工作模塊組成，各工作模塊分散在整機(jī)的各個(gè)部位。若過多地采用皮帶、齒輪、鏈條等機(jī)械零件，一方面帶來了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，另一方面導(dǎo)致可靠性較低。收割過程中密集的油菜可能會(huì)纏住傳動(dòng)部件，增加傳動(dòng)負(fù)荷甚至使機(jī)器卡死。運(yùn)用液壓技術(shù)，可以使油菜收割機(jī)在結(jié)構(gòu)上獲得簡(jiǎn)化，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種功能要求，可方便地控制各種參數(shù)，利于動(dòng)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。(2)改善行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。油菜收割機(jī)要求行走系統(tǒng)能適應(yīng)各種復(fù)雜情況作業(yè)，如頻繁的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等，在整個(gè)收獲流程中，油菜必須從由前至后、從底到高輸送，這就要求行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無級(jí)調(diào)節(jié)行駛速度來適應(yīng)作業(yè)中隨時(shí)變化的作物長(zhǎng)勢(shì)。因此采用輪邊式靜壓驅(qū)動(dòng)是最佳的方案，它不但可滿足油菜收割機(jī)對(duì)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊要求，而且還可以大大簡(jiǎn)化行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其次，車輪獨(dú)立驅(qū)西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4動(dòng)的方式可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使得轉(zhuǎn)向省力、方便。(3)實(shí)現(xiàn)操縱和控制的多樣性。(4)可控性好。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5第 2 章 油菜收割機(jī)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 控制回路的選擇農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)最常用的型式是軸向活塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量或變量的活塞液壓馬達(dá)的閉式回路。軸向活塞泵使變量的控制簡(jiǎn)單而可靠。而活塞馬達(dá)能很方便的反向轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊奖煤婉R達(dá)比其他形式具有較高的容積效率和總效率。軸向活塞泵控變量馬達(dá)雖然具有雙向雙變量調(diào)速的特性，但是考慮其開發(fā)成本，選用軸向活塞泵控定量馬達(dá)的方式比較合理。其優(yōu)點(diǎn)為:(1)通過操縱桿在帶負(fù)載時(shí)可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)速控制。(2)結(jié)構(gòu)緊湊，只有一個(gè)體積不大的補(bǔ)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(jī)會(huì)系統(tǒng)中，采用雙向變量泵，直接用液壓泵的變量機(jī)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(dá)的無級(jí)調(diào)速方案的確定變量泵一方面要調(diào)節(jié)其自身的排量來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，另一方面還要使發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)同外部載荷之間始終保持合理的匹配，這方面的成型技術(shù)很多，具體包括電液比例控制和機(jī)械—液壓伺服控制兩大類。本文考慮油菜收割機(jī)作為一種農(nóng)業(yè)機(jī)械要求開發(fā)成本低一些，因此采用手動(dòng)式機(jī)械—液壓伺服控制方式來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)之間的匹配和泵排量的調(diào)節(jié)，雖然其匹配方式不夠精確，但考慮到它的性價(jià)比對(duì)于油菜收割機(jī)來說較為合適。無級(jí)變速裝置由變量泵、油馬達(dá)組成，改變液壓泵的排量獲得不同的傳動(dòng)比，使其具備在不停車的狀態(tài)下同步無級(jí)變速，以適應(yīng)采收不同量的油菜。而且僅靠控制變量油泵手柄實(shí)現(xiàn)同步無級(jí)變速，駕駛員操縱疲勞強(qiáng)度低。由于控制變量泵的手柄可固定在一定位置，可保證泵排量為定值。液壓系統(tǒng)伺服缸的進(jìn)油出口常設(shè)有阻尼孔，能限制加速，控制響應(yīng)時(shí)間，在機(jī)具變速過程中做到安全，平穩(wěn)，從而保證機(jī)具的收獲油菜作業(yè)質(zhì)量。此外，變量泵—定量馬達(dá)方案的優(yōu)點(diǎn)還在于:通過改變泵的排量，油菜收割機(jī)的理論速度可無級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)泵的排量為零時(shí)，油菜收割機(jī)停車。將泵的排量從零增加就可使油菜收割機(jī)原地起步，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）62.2 整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，關(guān)鍵在于如何控制管路系統(tǒng)中的流量，液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式由節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩種控制形式。節(jié)流調(diào)速:在液壓控制系統(tǒng)中，節(jié)流調(diào)速是實(shí)現(xiàn)各種控制功能的基本手段之一。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，容易調(diào)節(jié)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是流體流過閥體不可避免地會(huì)產(chǎn)生壓力降。這種壓力降是實(shí)現(xiàn)某種控制所必須的，另一方面，從能量轉(zhuǎn)換角度，會(huì)引起系統(tǒng)的發(fā)熱等不良反映，因此限制了其使用的范圍。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。油菜收割機(jī)割臺(tái)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(diǎn)，選用節(jié)流調(diào)速。容積調(diào)速:利用改變液壓泵或液壓馬達(dá)的工作容積的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，叫做容積調(diào)速。這種回路具有效率高，所以被廣泛的使用?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的要求，選擇不同的搭配方式，如定量泵控制變量馬達(dá)，變量泵控制定量馬達(dá)等，同時(shí)還可以根據(jù)調(diào)速的要求不同選擇容積調(diào)速元件的不同調(diào)節(jié)特性，這樣可以實(shí)現(xiàn)希望的調(diào)速特性，又使系統(tǒng)的效率大大提高。容積控制能夠適應(yīng)各種應(yīng)用的場(chǎng)合，能夠在工作狀態(tài)下使液壓參數(shù)快速而頻繁的變化，從而控制水平大大提高。油菜收割機(jī)行走液壓系統(tǒng)就是基于容積調(diào)速的以上特點(diǎn)采用變量泵控制定量馬達(dá)的。油菜收割機(jī)液壓調(diào)速系統(tǒng):通過以上兩種調(diào)速方式的分析，油菜收割機(jī)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(fù)合調(diào)速系統(tǒng)，下面分別進(jìn)行說明。油菜收割機(jī)割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)，采用節(jié)流控制措施，這是因?yàn)榕_(tái)架升降對(duì)位置控制要求高，而輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)對(duì)速度穩(wěn)定要求高，所以采用調(diào)速閥很容易控制轉(zhuǎn)速。2.3 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇油菜收割機(jī)行走驅(qū)動(dòng)輪要求轉(zhuǎn)速不是很高(每分幾十轉(zhuǎn))，使用中既有用低速液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)和高速馬達(dá)經(jīng)過齒輪等減速箱驅(qū)動(dòng)的兩種方案，習(xí)慣上稱“低速方案”和“高速方案” 。2.3.1 低速方案的特點(diǎn)最能體現(xiàn)液壓傳動(dòng)布局靈活性的優(yōu)點(diǎn)，有些可以直接安裝在驅(qū)動(dòng)輪上，減少安裝空間，為整體設(shè)計(jì)提供很多方便， 由于節(jié)省了液壓馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)輪之間的減速裝置，因此避免產(chǎn)生功率損失和過多的噪音。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）72.3.2 高速方案的特點(diǎn)低速方案要求液壓馬達(dá)直接和驅(qū)動(dòng)輪連接，這就要求馬達(dá)輸出與負(fù)載相配合的扭矩，而且還要承受由驅(qū)動(dòng)輪傳來的各種徑向和軸向載荷，有時(shí)還需要有離合，制動(dòng)的附加功能。而高速方案可以利用中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)來分擔(dān)這些功能，對(duì)馬達(dá)的要求相對(duì)較低。因此，在很多場(chǎng)合下仍采用高速方案。對(duì)于油菜收割機(jī)行走液壓系統(tǒng)采用高速方案，同時(shí)由于輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)要求較高的轉(zhuǎn)速，所以輸送和切割馬達(dá)也選用高速方案。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8第 3 章 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 油菜收割機(jī)液壓原理設(shè)計(jì)3.1.1 行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)行走系統(tǒng)的工作原理及基本組成?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，由于對(duì)機(jī)器的正，反方向行走及制動(dòng)的要求，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(diǎn)，同時(shí)考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械價(jià)格因素的特點(diǎn)，油菜收割機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)采用軸向柱塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量的柱塞液壓馬達(dá)的閉式回路，且為雙泵—雙定量馬達(dá)組成的左右獨(dú)立馳動(dòng)回路。軸向柱塞泵使變量的控制簡(jiǎn)單而可靠。徑向柱塞式馬達(dá)能很方便地反向轉(zhuǎn)動(dòng)。柱塞式泵和馬達(dá)比其他形式具有較高的容積效率和總效率。同時(shí)，兩邊回路進(jìn)行統(tǒng)一控制，即可聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器的前進(jìn)，后退及相應(yīng)的速度改變，又可分別動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同方向的轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)彎。如圖3.1采用一個(gè)具有定量馬達(dá)的液壓行走驅(qū)動(dòng)。充油泵的輸出通過變量泵上充當(dāng)入口的那一個(gè)通道(由馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向決定)進(jìn)入閉式回路，而其多余的油液則在馬達(dá)端通過充油壓力控制閥(溢流閥)而離開此回路。梭行滑閥能自動(dòng)使回路(的任一支路)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(dá)和泵殼油路使泵和馬達(dá)得到冷卻，最后流到貯油箱中。圖3.1 油菜收割機(jī)的單邊行走驅(qū)動(dòng)回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由變量泵，定量馬達(dá)，補(bǔ)油泵，補(bǔ)油溢流閥,單向閥，安全閥，梭閥,溢流閥和油箱組成。在這個(gè)系統(tǒng)中泵既是液壓能源，又是主要的控制元件。通過泵的變量改變主油路中的油的流量和方向，實(shí)現(xiàn)收割機(jī)的變速和換向，可以充分發(fā)揮西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。閉式回路的主軸上通軸上設(shè)置一小排量齒輪補(bǔ)油泵，補(bǔ)油溢流閥和補(bǔ)油單向閥多集成于主泵，沖洗冷卻閥組則集成于馬達(dá)。補(bǔ)油溢流閥調(diào)節(jié)補(bǔ)油壓力，補(bǔ)油單向閥選擇補(bǔ)油方向，向主油路低壓側(cè)補(bǔ)油，以補(bǔ)償由于泵，馬達(dá)容積損失及由沖洗冷卻閥組中卸掉之流量。補(bǔ)油泵的存在使系統(tǒng)增加了一部分很小的穩(wěn)定的附加損失，但其排量和壓力相對(duì)于主泵很小，因此其附加功率損失通常僅為傳動(dòng)裝置總功率的1%～2%，可以不計(jì)。行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案。行駛系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)方式的油菜收割機(jī)，其動(dòng)力傳動(dòng)方式為分置式結(jié)構(gòu)，即發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)左右變量泵，經(jīng)左右液壓馬達(dá)后傳遞到輪邊減速裝置，在經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)左右履帶使機(jī)械行走。其整個(gè)傳動(dòng)路線如圖3.2所示。圖3.2 油菜收割機(jī)行走系統(tǒng)的傳動(dòng)方案3.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)臺(tái)架升降臺(tái)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，主要是因?yàn)榕_(tái)架左右液壓缸所受到的力基本相同，而且速度也基本相同。采用平衡閥的目的是為了防止在液壓缸回程時(shí)不至于產(chǎn)生臺(tái)架過快的降下來，從而在一定的負(fù)載情況下，有效的緩解臺(tái)架的降速。如圖3.3所示。圖3.3 割臺(tái)升降系統(tǒng)3.1.3 輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)油菜收割機(jī)輸送裝置由液壓馬達(dá)控制傳送帶組成，傳送帶只向一個(gè)方向移動(dòng)因西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10此用一個(gè)單向液壓馬達(dá)控制即可。在換向閥迅速關(guān)閉時(shí)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)力矩比啟動(dòng)力矩大得多，會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊，造成液壓管路和構(gòu)件的破壞。解決制動(dòng)時(shí)壓力沖擊的措施就是限制制動(dòng)壓力，從而限制制動(dòng)力矩不致過大。在液壓馬達(dá)兩條油路上安裝一個(gè)直動(dòng)式小流量溢流閥起限制作用。在制動(dòng)過程中，讓封閉的高壓油液通過緩沖閥溢出一些，起緩沖降壓作用。一般將緩沖閥的調(diào)定壓力和主溢流閥調(diào)成一樣或略低，這樣可保證啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩幾乎相等，使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不僅有一樣制動(dòng)作用，而且制動(dòng)比較平穩(wěn)，沖擊力小，緩沖后的油液進(jìn)入另一油路，起補(bǔ)油作用。切割裝置也是單向運(yùn)動(dòng)，因此可用同樣的系統(tǒng)。如圖3.4所示。圖3.4 輸送裝置和切割裝置液壓系統(tǒng)3.2 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)圖根據(jù)前面的單個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析后，畫出油菜收割機(jī)的整個(gè)液壓系統(tǒng)原理圖。如圖 3.5 所示。圖3.5 油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)圖西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113.3 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(jì)1 初選系統(tǒng)工作壓力油菜收割機(jī)屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械取工作壓力 16MPa。2 液壓缸主要是起到使割臺(tái)升降的作用，其在運(yùn)動(dòng)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236105.1049mPFA?????液壓缸的直徑D.2065.343?????則根據(jù)桿徑比 7.0dQ求得活塞桿直徑 mD708.43.?根據(jù) GB/T2348-1993 進(jìn)行圓整，活塞內(nèi)徑為 63mm，活塞桿直徑為 45mm。3 計(jì)算液壓缸所需流量sLAvQ061251625.3???式中 A—液壓缸有效作用面積（ ）；v—活塞與缸體的相對(duì)速度（m/s）取 20mm/s。3.3.2 液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì)1 行走系統(tǒng)行走系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制油菜收割機(jī)的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。油菜收割機(jī)總阻力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取2)(VRWSKSK????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 N1WSKR?R2ˊ= (1+Q)( )= (1+1.6) ×78.4 = 204 N2西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12根據(jù)明輪推進(jìn)器的推力P=Gp·ρ·n 2·D2·Fp式中：Gp—推進(jìn)力系數(shù)，查得 Gp = 5.5；Fp—明輪的作用面積Fp=2 Bk·Tk 2 0.5n—明輪工作轉(zhuǎn)速，n = 0.6 r/s；計(jì)算得明輪總推進(jìn)力 P = 854 N ，單個(gè)輪推力 F 輪 =P/2=427N根據(jù)明輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸的轉(zhuǎn)矩 T=9549 =4809.61N·m 3n式中：轉(zhuǎn)速 n = 0.15 r/s功率 P=Np×η=1.15kw液壓馬達(dá)的排量為rmq31094.5.016482???????式中 T——馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩（Nm） ；液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差。21p???液壓馬達(dá)所需流量sqnQM 33109745.0194. ??????式中 q——液壓馬達(dá)排量（ ） ；rm3——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速（r/s） 。根據(jù)手冊(cè)選用型號(hào)為 YLM16-2000 的液壓馬達(dá)兩個(gè)。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 2 320r/min。2 輸送裝置由于輸送帶在在行進(jìn)中會(huì)產(chǎn)生行進(jìn)阻力。由經(jīng)驗(yàn)公式，輸送帶產(chǎn)生的阻力可由下計(jì)算：2VacRX???式中：a—物體垂直于運(yùn)動(dòng)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油菜時(shí)產(chǎn)生，所以 V=V1=0.556 m/s代入公式得：西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13Rx=166.19 N考慮油菜的附加阻力 Rf=Rx 則前輸送帶阻力：R=Rf+Rx=332.38 N。當(dāng)進(jìn)行油菜收割作業(yè)時(shí)，油菜收割機(jī)總阻力R1=332.38+26.3=358.68 N；航行時(shí)總阻力 R2=204N。根據(jù)輸送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，輸入傳送帶的扭矩為 T=198.58N·m。查手冊(cè)選擇型號(hào)為 YLM1-63 的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下排量 V=64 ml/r；壓力 P=25Mpa；扭矩 T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍 15 1500r/min。同樣根據(jù)切割裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，輸入切割機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為 738 r/min。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為 YLM1-63 的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下排量 V=64 ml/r；壓力 P=25Mpa；扭矩 T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍 15 1500r/min。馬達(dá)流量min472386lqnQm???3.3.3 液壓泵的選擇與設(shè)計(jì)液壓泵的最大工作壓力????PP1式中 —液壓缸或馬達(dá)最大工作壓力；1P—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)(max?QKP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(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，對(duì)于用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)還maxQ需要加上溢流閥的最小流量，一般取 。s34105.??即行走系統(tǒng)液壓泵的流量取smlP 8.219809.).2974.0(1 343 ???????控制輸送裝置、切割裝置和割臺(tái)升降的液壓泵的流量取slQP 6.179).785.61(. ?選擇液壓泵的規(guī)格西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14根據(jù) 和 選擇泵，為使泵有一定壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般比最大PQ壓力大 25%-60%。對(duì)于行走系統(tǒng)，從手冊(cè)中選擇型號(hào)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(tái)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 液壓閥的選擇根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過閥的最大流量選擇，溢流閥按泵的最大流量選，節(jié)流閥和調(diào)速閥，考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求?？刂崎y的流量一定比實(shí)際通過的流量大一些，允許有 20%以內(nèi)的短時(shí)間過流量。3.3.5 管道尺寸的確定管道內(nèi)徑計(jì)算vQd?4?式中 Q—通過管道內(nèi)的流量（ ） ；sm/3v—管道內(nèi)允許流速（m/s）計(jì)算出內(nèi)徑后根據(jù) GB/T2351-1993 標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)泵站。流量 2.1L/min，油箱可用油 60L。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15第 4 章 日常維護(hù)保養(yǎng)4.1 液壓驅(qū)動(dòng)部分1 液壓油油位應(yīng)在油標(biāo)中位刻度以上。2 開機(jī)運(yùn)行時(shí)必須先打開冷卻水源。3 油泵工作壓力一般最高設(shè)定為 12MPa，張緊油缸的工作壓力一般設(shè)為6MPa～10MPa。在沒有張緊油缸僅用于制動(dòng)油路時(shí)，此泵的工作壓力根據(jù)制動(dòng)器開啟壓力設(shè)定，制動(dòng)器的最高開啟壓力一般為 2MPa，不得大于 5MPa；對(duì)于沒有液壓張緊的系統(tǒng)，輔泵只用于開啟減速機(jī)制動(dòng)器時(shí)，輔泵壓力不高于 5MPa。4 按要求及時(shí)更換泵配過濾器和張緊油路精過濾器濾芯（首次更換時(shí)間為運(yùn)行200 小時(shí)，以后每運(yùn)行 500 小時(shí)必須進(jìn)行更換） 。5 按要求及時(shí)更換液壓油（首次運(yùn)行 200 小時(shí)后更換，以后每 3000 小時(shí)左右更換） ，液壓油為長(zhǎng)城或昆侖牌 68#抗磨液壓油，嚴(yán)禁使用任何牌號(hào)再生油。6 每次更換濾芯和更換液壓油時(shí)不能有任何異物進(jìn)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(shí)靈活調(diào)節(jié)運(yùn)載鋼絲繩在運(yùn)行過程中的張力，活動(dòng)部位移動(dòng)是否靈活。9 驅(qū)動(dòng)輪輪襯磨損余厚不小于原厚度的三分之一，否則應(yīng)及時(shí)更換輪襯；10 驅(qū)動(dòng)輪鍵不松動(dòng)，緊固螺母不得松動(dòng)；11 驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無異常擺動(dòng)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(jī)工作但補(bǔ)油泵無壓力1. 電機(jī)反轉(zhuǎn)2. 油箱無油3. 補(bǔ)油泵吸油管進(jìn)空氣1. 改接電路使電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)2. 加油至油標(biāo)尺刻線中部3. 擰緊吸油管，檢查密封圈補(bǔ)油泵壓力5bar2. 放大器的最低輸出電壓大于 2.5V DC3. 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(dòng)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(yàn)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(gè)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(jī)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 10Mpa1. 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(dá)磨損導(dǎo)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(dá)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(xiàng)1 張緊液壓油過濾器和泵配過濾器的濾芯首次更換時(shí)間為 200 小時(shí)，以后每500 小時(shí)必須進(jìn)行更換；2 第一次運(yùn)行 200 小時(shí)后要更換液壓油，以后每 3000 小時(shí)左右更換液壓油。所用油品必須為長(zhǎng)城或昆侖牌 68 號(hào)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(hào)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(shí)不能有任何異物進(jìn)入到油箱或管路中。因?yàn)槭褂没蚓S護(hù)過程中導(dǎo)致的系統(tǒng)污染事件將由相關(guān)人員承擔(dān)所造成的損失；西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）175 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。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18結(jié)論經(jīng)過幾個(gè)月的努力，終于將油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成了，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我復(fù)習(xí)鞏固了液壓傳動(dòng)的各方面內(nèi)容，對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解;對(duì)液壓的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，把液壓與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容需要在書本上查閱有關(guān)的知識(shí)，在網(wǎng)上尋找相應(yīng)的資料來豐富及完善自己的設(shè)計(jì)，提高書寫論文的能力。通過在 AutoCAD 上繪制出油菜收割機(jī)液壓系統(tǒng)的裝配圖和零件圖，鞏固了自身 AutoCAD 的實(shí)際應(yīng)用水平。在這個(gè)過程中我對(duì)書本有了更深的了解，學(xué)到了很多有價(jià)值東西，能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師。您淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。使我對(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很大的動(dòng)力，同時(shí)明白許多待人接物與為人處世的道理。其次，感謝我的室友及班級(jí)好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭业漠厴I(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。我們之間相互探討，相互激勵(lì)，使我總能攻克困難。在我不開心的時(shí)候，你們總會(huì)安慰我，我開心的時(shí)候總能有你們陪伴，我不會(huì)忘記，謝謝你們！最后對(duì)老師、同學(xué)再次致以我最衷心的感謝！教導(dǎo)過我的老師，你們的人格魅力永記我心間。身邊的同學(xué)和朋友，有你們，我的大學(xué)才算完整。寢室的密友，你們的天賦猶如上天恩賜，有了你們我的生活更加精彩。西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19參考文獻(xiàn)[1] 王文深，王保銘編. 液壓與氣動(dòng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社2009.8[2] 王昌祿編. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984.6.[3] 汪愷主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8.[4] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編． 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 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