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1、 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 封 面 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途

2、 作者： Pan Hongliang 僅供個(gè)人學(xué)習(xí) 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 1 緒論 1.1 課題地提出及意義 水草在日常生活中有諸多地作用和價(jià)值 , 例如養(yǎng)殖、生態(tài)和景觀等有重要地價(jià)值體現(xiàn) , 吸引著人們大量種植 . 但由于種植量過大 , 同時(shí)缺乏相應(yīng)地管理措施 , 導(dǎo)致人工種植地水草一度發(fā)展到過剩地狀態(tài) . 為了保持水域地生態(tài)平衡 , 需要在景

3、觀水域中大量種植水草 , 但是在每年地高溫時(shí)節(jié) , 水草生長非常迅速 , 必須及時(shí)進(jìn)行收割清理 , 否則會對水質(zhì)造成二次污染 . 目前 , 水草治理方法主要有化學(xué)清除法和物理收割法 . 化學(xué)清除法會引起水質(zhì)污染 , 破壞生態(tài)環(huán)境 , 并對其他生物地生存造成很大影響 . 所以 , 人們大都采用更為環(huán)保地物理收割法來治理水草 . 但由于人工收割效率低下 , 往往打撈地速度跟不上水草生長地速度 , 因而機(jī)械收割就成為理想地水草治理方式 . 目前 , 市場上一般地水草收割機(jī)多是機(jī)械控制地 , 動(dòng)力來源復(fù)雜 , 難以實(shí)現(xiàn)收 割船地簡單 , 智能 , 據(jù)此現(xiàn)狀 , 設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊 , 機(jī)構(gòu)傳

4、動(dòng)平穩(wěn) , 效率高 , 機(jī)身全 部動(dòng)力來源為液壓 , 液壓控制液壓系統(tǒng)控制船地行走、割臺地升降以及輸送裝置 地運(yùn)動(dòng)地水草收割船 . 這種新型地水草收割船可在水下實(shí)現(xiàn)切割 , 回收 , 傳送一體 化連續(xù)作業(yè)方式 , 能夠達(dá)到清除多余地水草地目地 , 充分體現(xiàn)簡便化 . 1.2 國外水草收割船地發(fā)展?fàn)顩r 對于水草收割機(jī)器地研制 , 國外起步比較早 , 早在 50年代荷蘭等國家就開始使用專門地機(jī)械進(jìn)行河道地清淤除草作業(yè) . 荷蘭在 1958年IHC COKonljn 機(jī)械廠研制出 H系列兩棲式挖泥船共 6種機(jī)型 , 隨后又相繼開發(fā)出 M 系列、s系

5、列和 FB系列等多種清淤機(jī)械；隨后 HERDER公司也開始研制各種機(jī)型地河道除草機(jī) . 起初他們一般是把切割器安裝在液壓挖掘機(jī)或農(nóng)用拖拉機(jī)上 , 把溝渠、河道內(nèi)地蒲草、雜草切割后撈起放于岸邊 , 其整機(jī)需停在岸邊或沿岸邊行駛進(jìn)行作業(yè) , 這就是陸用割草機(jī) . 由于陸用割草機(jī)地使用范圍有較大限制 , 河道、溝渠旁常揎有樹木 , 無法停 機(jī) , 遠(yuǎn)離岸邊地水草又無法切割到 , 因此研制一種能在河道中航行地水中割草機(jī) 應(yīng)運(yùn)而生 .60 年代 , 英國地 Rolbe公司開發(fā)出 Oibeaux系列水中割草機(jī) , 英國地 John wider( 工程 ) 公司也開發(fā)出自己地系列產(chǎn)品 . 這些

6、產(chǎn)品至今還在世界各地廣泛使用 . 1.3 國內(nèi)水草收割船地發(fā)展?fàn)顩r 對于國內(nèi)一些相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)入該領(lǐng)域 , 并且取得了一定地研究成果 , 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 如寧波農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所、桂林象山農(nóng)機(jī)廠、紹興縣農(nóng)林管理總部聯(lián)合研究地WH1800型河道清草機(jī) , 北京市水利局聯(lián)合數(shù)家單位共同開發(fā)地 SGY-2.5型水草收割機(jī) , 上海電器集團(tuán)現(xiàn)代化裝備有限公司新液壓長研究開發(fā)地 GC2230型號河道割草保潔船以及 GC2000型小型河道割草作業(yè)機(jī)械 . 經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)地發(fā)展歷程 , 水草收割機(jī)地設(shè)計(jì) , 由開始地岸邊切

7、割水草作業(yè) , 水中水草作業(yè) , 水中收割水草作業(yè) , 到現(xiàn)在地水中切割、 收獲、后續(xù)處理一體化作業(yè)模式 , 功能日益完善 , 而且經(jīng)過長時(shí)間地摸索和經(jīng)驗(yàn)積累 , 其工作模式也發(fā)生了很大地改變 . 其主要是朝著小型化、智能化方向發(fā)展 . 1.4 液壓技術(shù)在水草收割船中地應(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)地傳動(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 （電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)） 所輸出地機(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)（液壓缸、液壓馬達(dá)） . 通過它

8、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（流量閥、壓力閥、方向閥等） . 通過它們地控制和調(diào)節(jié) , 使液流地壓力、流速和方向得以改變 , 從而改變執(zhí)行元件地力（或力矩） 、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)有許多突出地優(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)、

9、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)測等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域 . BYD-1水草收割船就是以液壓為動(dòng)力來源 , 并通過液壓控制水草收割船地行 走、割臺地升降以及輸送裝置地運(yùn)動(dòng) . 特點(diǎn)： (1) 簡化結(jié)構(gòu) , 提高可靠性 . 水草收割船是由多個(gè)工作模塊組成 , 各工作模塊分散在整機(jī)地各個(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)雜地結(jié)構(gòu) , 另一方面導(dǎo)致可靠性較低 . 收割過程中密集地水草可能會纏住傳動(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) , 可以使水草收割船在結(jié)構(gòu)上獲得簡化 ,

10、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)力分配及各模塊間地節(jié)拍整合與優(yōu)化 , 有利于提高收割船地整體性能 , 提高可靠性 . (2) 改善行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)地性能 . 水草收割船要求行走系統(tǒng)能適應(yīng)水上作業(yè)地 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 各種復(fù)雜情況 , 如頻繁地前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等 , 在整個(gè)收獲流程中 , 水草必須從收割船地前部由前至后、從底到高輸送 , 這就要求行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無級調(diào)節(jié)行駛速度來適應(yīng)作業(yè)中隨時(shí)變化地水下條件和作物長勢 . 因此采用輪邊式靜壓驅(qū)動(dòng)是最佳地方案 , 它不但可滿足水草收割船對行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)地特殊要求 , 而且還可以大大簡化

11、行走系統(tǒng)地結(jié)構(gòu) . 其次 , 車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)地方式可以實(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、方便靈活 . (3) 實(shí)現(xiàn)操縱和控制地多樣性 . ①改變變量泵斜盤傾角和方向即可方便地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換向和變速 , 前進(jìn)、倒退、制動(dòng)、變速只需一根操縱桿即可完成 ; ②液壓傳動(dòng)裝置功率密度大 , 扭矩慣量比大 , 因而動(dòng)態(tài)性能好 , 加之閉式系統(tǒng)在減速過程中己具有制動(dòng)能力 , 因而速度變化快捷柔和 , 沖擊小 , 迅速變換方向和加減速不會損壞傳動(dòng)系統(tǒng)和船體 ; ③前進(jìn)、倒退可以獲得相同速度 . 液壓傳動(dòng)這種快速機(jī)動(dòng)性和操縱靈便性大大提高了作業(yè)能力 , 操縱地簡便性同時(shí)減輕司機(jī)地

12、勞動(dòng)強(qiáng)度 , 使之能夠集中精力用于主要地作業(yè)任務(wù)而提高生產(chǎn)率 . (4) 可控性好 . 借助于液壓元件和各種回路很容易實(shí)現(xiàn)液壓反饋控制 , 使發(fā)動(dòng)機(jī) - 行走機(jī)構(gòu) - 外負(fù)荷形成一個(gè)自控式負(fù)荷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) , 發(fā)動(dòng)機(jī)地轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩適應(yīng)于外負(fù)荷變化而連續(xù)變化 , 發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)保持高傳動(dòng)效率 . 液壓控制通過傳感器監(jiān)測各種狀態(tài)參數(shù) , 通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算輸出理想地控制目標(biāo)指令 , 使在整個(gè)工作范圍內(nèi)達(dá)到自動(dòng)化控制 , 機(jī)器地燃料經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、作業(yè)生產(chǎn)率均可達(dá)到最佳值 . 2 BYD-1 水草收割船液壓系統(tǒng)地構(gòu)成分析 2.1 液壓行走系統(tǒng)地構(gòu)成

13、 控制回路地選擇 農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)最常用地型式是軸向活塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量 或變量地活塞液壓馬達(dá)地閉式回路 . 軸向活塞泵使變量地控制簡單而可靠 . 而活塞馬達(dá)能很方便地反向轉(zhuǎn)動(dòng) . 活塞式泵和馬達(dá)比其他形式具有較高地容積效率和總效率 . 軸向活塞泵控變量馬達(dá)雖然具有雙向雙變量調(diào)速地特性 , 但是考慮其開發(fā)成 本 ( 一般說 , 變量馬達(dá)比定量馬達(dá)貴地多 ), 選用軸向活塞泵控定量馬達(dá)地方式比較合理 . 其優(yōu)點(diǎn)為 : (1) 通過操縱桿在帶負(fù)載時(shí)可以進(jìn)行無級調(diào)速控制 . (2) 結(jié)構(gòu)緊湊 , 只有一個(gè)體積不大地補(bǔ)油用地油箱 , 因而

14、自重輕 . (3) 油液成閉式環(huán)節(jié) , 不接觸空氣 , 減少了混入空氣地機(jī)會系統(tǒng)中 , 采用雙向變量泵 , 直接用液壓泵地變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)速度和方向 , 避免了換向閥控制方式造成 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 地節(jié)流損失 . 變量泵控定量馬達(dá)地?zé)o級調(diào)速方案地確定 變量泵一方面要調(diào)節(jié)其自身地排量來實(shí)現(xiàn)無級變速 , 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地匹配 , 這方面地成型技術(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 . 本文考慮水草收割船作為一種農(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

15、控制方式來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)之間地匹配和泵排量地調(diào)節(jié) , 雖然其匹配方式不夠精 確 , 但考慮到它地性價(jià)比對于水草收割船來說較為合適 . 無級變速裝置由變量泵、 油馬達(dá)組成 , 改變液壓泵地排量獲得不同地傳動(dòng)比 , 使機(jī)具在不停車地狀態(tài)下同步無級變速 , 以適應(yīng)采收不同量地水草 . 而且僅靠控制變量油泵手柄實(shí)現(xiàn)同步無級變速 , 駕駛員操縱疲勞強(qiáng)度低 . 由于控制變量泵地手柄可固定在一定位置 , 可保證泵排量為定值 . 液壓系統(tǒng)伺服缸地進(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)具地收獲水草作業(yè)質(zhì)量

16、 . 此外 , 變量泵—定量馬達(dá)方案地優(yōu)點(diǎn)還在于 : 通過改變泵地排量 , 水草收割船地理論速度可無級調(diào)節(jié) . 當(dāng)泵地排量為零時(shí) , 水草收割船停車 . 將泵地排量從零增加就可使水草收割船原地起步 , 結(jié)構(gòu)比較簡單 ( 一般說 , 變量泵比變量馬達(dá)造價(jià)低 ). 2.2 整機(jī)地調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 液壓系統(tǒng)調(diào)速方案 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)中地流量 , 液壓系統(tǒng)地調(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)各種控制功能地基本手段之 一 . 它具有結(jié)構(gòu)簡單 , 成本低廉 ,

17、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產(chǎn)生壓力降 . 這種壓力降是實(shí)現(xiàn)某種控制所必須地 , 另一方面 , 從能量轉(zhuǎn)換角度 , 會引起系統(tǒng)地發(fā)熱等不良反映 , 因此限制了其使用地范圍 . 通常節(jié)流調(diào)速地控制功率范圍不超過 5千瓦 , 更大地功率采用容積調(diào)速比較合理 . 水草收割船割臺升降液壓系統(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)速地這些特點(diǎn) , 選用節(jié)流調(diào)速地 . 容積調(diào)速 : 利用改變液壓泵或液壓馬達(dá)地工作容積地方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)速 , 叫做容積調(diào)速 . 這種回路具有效率高 , 所以被廣泛地使用 . 可以根據(jù)系統(tǒng)地要求 , 選擇不同地搭配方式 , 如定量泵控

18、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)速地要求不同選擇容積調(diào)速元件地不同調(diào)節(jié)特性 , 這樣可以實(shí)現(xiàn)希望地調(diào)速特性 , 又使系統(tǒng)地效率大大提高 . 容積控制能夠適應(yīng)各種應(yīng)用地場合 , 能夠在工作 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 狀態(tài)下使液壓參數(shù)快速而頻繁地變化 , 從而控制水平大大提高 . 水草收割船行走 液壓系統(tǒng)就是基于容積調(diào)速地以上特點(diǎn)采用變量泵控制定量馬達(dá)地 . 水草收割船液壓調(diào)速系統(tǒng) : 通過以上兩種調(diào)速方式地分析 , 水草收割船地液壓調(diào)速系統(tǒng)包括節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速方式地復(fù)合調(diào)速系統(tǒng) , 下面分別進(jìn)行說明 . 水草收割船割臺升降

19、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_架升降對位置控制要求高 , 而輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)對速度穩(wěn)定要求高 , 所以采用調(diào)速閥很容易控制轉(zhuǎn)速 . 水草收割船由于工作在水上地特點(diǎn)以及水草品種和產(chǎn)量地不同 , 因而行走速度要求頻繁地變化 , 采用容積調(diào)速方式較為合理 . 2.3 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案地選擇 水草收割船行走驅(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)地兩種方案 , 習(xí)慣上稱“低速方案”和“高速方案” . 低速方案地特點(diǎn) 最

20、能體現(xiàn)液壓傳動(dòng)布局靈活性地優(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)輪之間地減速裝置 , 因此避免產(chǎn)生功率損失和過多地噪音 . 高速方案地特點(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)載相配合地扭矩 , 而且還要承受由驅(qū)動(dòng)輪傳來地各種徑向和軸向載荷 , 有時(shí)還需要有離合 , 制動(dòng)地附加功能 . 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 , 對馬達(dá)地要求相對較低 . 因此 , 在很多場合下仍采用高速方案 . 對于水草收割船行走液壓系統(tǒng)采用高速方案 , 同時(shí)由于輸送機(jī)構(gòu)和切

21、割機(jī)構(gòu)要求較高地轉(zhuǎn)速 , 所以輸送和切割馬達(dá)也選用高速方案 . 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 3 BYD-1 水草收割船液壓系統(tǒng)地設(shè)計(jì) 3.1 BYD-1 水草收割船液壓原理設(shè)計(jì) 行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 圖3-1 水草收割船地單邊行走驅(qū)動(dòng)回路 行走系統(tǒng)地工作原理及基本組成 . 現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中 , 由于對機(jī)器地正 , 反方向行走及制動(dòng)地要求 , 本文行走液壓系統(tǒng)采用閉式回路 . 為了適應(yīng)這種載荷地特點(diǎn) , 同時(shí)考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械價(jià)格因素地特點(diǎn) , 水草收割船地行走驅(qū)動(dòng)采用軸向柱塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量地柱塞液壓馬達(dá)地閉式回路 , 且為

22、雙泵—雙定量馬達(dá)組成地左右獨(dú)立馳動(dòng)回路 . 軸向柱塞泵使變量地控制簡單而可靠 . 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地容積效率和總效率 . 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)船體地前進(jìn) , 后退及相應(yīng)地速度改變 , 又可分別動(dòng)作 , 實(shí)現(xiàn)不同方向地轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)彎 . 如圖 3 —1采用一個(gè)具有定量馬達(dá)地液壓行走驅(qū)動(dòng) . 充油泵地輸出通過變量泵上充當(dāng)入口地那一個(gè)通道 ( 由馬達(dá)地轉(zhuǎn)動(dòng)方向決定 ) 進(jìn)入閉式回路 , 而其多余地油液則在馬達(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 ( 地任一支路 ) 地低壓端

23、與充油壓力控制閥相連接 . 由充油壓力控制閥出來地自由油流 , 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 3-3 水草收割船行走系統(tǒng)地傳動(dòng)方案 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 , 又是主要地控制元件 . 通過泵地變量改變主油路中地油地流量和方向 , 實(shí)現(xiàn)船體地變速和換向 , 可以充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)地優(yōu)點(diǎn) . 閉式回路地主軸上通軸上設(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)

24、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)油泵地存在使系統(tǒng)增加了一部分很小地穩(wěn)定地附加損失 , 但其排量和壓力相對于主泵很小 , 因此其附加功率損失通常僅為傳動(dòng)裝置總功率地 1%～ 2%,可以不計(jì) . 行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)地傳動(dòng)方案 . 對于行駛系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)方式地水草收割船來 說 , 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 3一3 圖 3-4 割臺升降系統(tǒng)

25、 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 割臺升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 如圖 3-4 所示 , 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)地方式 , 主要是因?yàn)榕_架左右液壓缸所受到地力基本相同 , 而且速度也基本相同 . 采用平衡閥地目地是為了防止在液壓缸回程時(shí)不至于產(chǎn)生臺架過快地降下來 , 從而在一定地負(fù)載情況下 , 有效地緩解臺架地降速 . 輸送裝置和切割裝置地液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 3-5 輸送裝置和切割裝置液壓系統(tǒng) 水草收割船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)因此用一個(gè)單向液壓馬達(dá)控制即可 . 在換向閥迅

26、速關(guān)閉時(shí) , 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)地制動(dòng)力矩比啟動(dòng)力矩大得多 , 會產(chǎn)生壓力沖擊 , 造成液壓管路和構(gòu)件地破壞 . 解決制動(dòng)時(shí)壓力沖擊地措施就是限制制動(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 （也稱緩沖閥） 起限制作用 . 在制動(dòng)過程中 , 讓封閉地高壓油液通過緩沖閥溢出一些 , 起緩沖降壓作用 . 一般將緩沖閥地調(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 , 緩沖后地油液進(jìn)入另一油路 , 起補(bǔ)油作用 . 切割裝置也是單向運(yùn)動(dòng) , 因此可用同樣地系統(tǒng) .

27、 3.2 水草收割船液壓系統(tǒng)草圖 根據(jù)前面地單個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析后 , 畫出水草收割船地整個(gè)液壓系統(tǒng)原理圖 . 如圖 3—6 所示 . 圖 3— 6 水草收割船液壓系統(tǒng)草圖 3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)地理論分析 液壓缸地分析設(shè)計(jì) 1 初選系統(tǒng)工作壓力 水草收割船屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械取工作壓力 16MPa. 2液壓缸主要是起到使割臺升降地作用 , 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 液壓缸地有效作用面積

28、液壓缸地直徑 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 則根據(jù)桿徑比 求得活塞桿直徑 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 式中 A——液壓缸有效作用面積（） ； v——活塞與缸體地相對速度（ m/s）取 20mm/s. 液壓馬達(dá)地分析與設(shè)計(jì) 1 行走系統(tǒng) 行走系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制水草收割船地前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向 . 水草收割船總阻力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取 式中： ξ sk ——粘性阻力系數(shù)； ξ w ——興波阻力系數(shù)

29、R1ˊ= (1+Q)()= (1+1.6) × 10.1 = 26.3 N R2ˊ= (1+Q)()= (1+1.6) × 78.4 =204N 根據(jù)明輪推進(jìn)器地推力 2 2 P=Gp·ρ·n ·D ·Fp 式中： Gp——推進(jìn)力系數(shù) , 查得 Fp——明輪地水力作用面積  Gp = 5.5  ； Fp=2 Bk· Tk n——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 , 根據(jù)明輪軸地設(shè)計(jì)計(jì)算 , 軸地轉(zhuǎn)矩  20.5 ； 單個(gè)輪推力 

30、 F 輪 =P/2=427N 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(dá)地排量為 式中 T——馬達(dá)地載荷轉(zhuǎn)矩（ Nm）； 液壓馬達(dá)地進(jìn)出口壓差 . 液壓馬達(dá)所需流量 式中 q——液壓馬達(dá)排量（） ； ——液壓馬達(dá)地轉(zhuǎn)速（ r/s ） . 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 根據(jù)手冊選用型號為 YLM16-2000地液壓馬達(dá)兩個(gè) . 參數(shù)如下： 排量 V=2034 ml/r ；額定壓力 =16Mpa；最高壓力 =

31、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 由于輸送帶在工作時(shí)一部分是在水中 , 在行進(jìn)中會產(chǎn)生行進(jìn)阻力 . 由經(jīng)驗(yàn)公式 , 輸送帶產(chǎn)生地阻力可由下計(jì)算： 式中： a——物體垂直于運(yùn)動(dòng)方向地截面積 c——阻力系數(shù) , 查得 c = 1.12 ；  ,a = 1.2  ×0.8 = 0.96  ； 輸送帶阻力只有在收割水草時(shí)產(chǎn)生  , 所以  V=V1  = 0.556 m/s 代入公式得： R x =

32、166.19 N 考慮水草地附加阻力 Rf = Rx 則前輸送帶阻力： R = Rf + Rx = 332.38 N. 當(dāng)進(jìn)行水草收割作業(yè)時(shí) , 水草收割機(jī)總阻力 R1 = 332.38 + 26.3 = 358.68 N ； 航行時(shí)總阻力 R2 = 204 N. 根據(jù)輸送裝置地設(shè)計(jì)計(jì)算 , 輸入傳送帶地扭矩為 T=198.58N· m. 查手冊選擇型號為 YLM1-63地液壓馬達(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 151500r/min. 同樣根據(jù)切割裝置地

33、設(shè)計(jì)計(jì)算 , 輸入切割機(jī)主軸地轉(zhuǎn)速為 738 r/min. 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇型號為 YLM1-63地液壓馬達(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 151500r/min. 馬達(dá)流量 液壓泵地選擇與設(shè)計(jì) 液壓泵地最大工作壓力 式中——液壓缸或馬達(dá)最大工作壓力； ——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總地管路損失 . 取 0.5Mpa. 即 16+0.5=16.5Mpa. 液壓泵地流量 式中 K——系統(tǒng)泄漏系數(shù) , 一般取 K=1.1～1

34、.3, 這里取 K=1.2. ——同時(shí)動(dòng)作地液壓缸或液壓馬達(dá)地最大總流量 , 對于用節(jié)流閥調(diào)速地系統(tǒng)還需要加上溢流閥地最小流量 , 一般取 . 即行走系統(tǒng)液壓泵地流量取 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 控制輸送裝置、切割裝置和割臺升降地液壓泵地流量取 選擇液壓泵地規(guī)格 根據(jù)和選擇泵 , 為使泵有一定壓力儲備 , 所選泵地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地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)

35、, 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地液壓泵選擇徑向柱塞定量泵 JB-G100, 排量 100, 額定壓力 25Mpa,最高壓力 32Mpa,最高轉(zhuǎn)速 1500r/min. 液壓閥地選擇 根據(jù)系統(tǒng)地工作壓力和實(shí)際通過閥地最大流量選擇 , 溢流閥按泵地最大流量 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)定速度地要求 . 控制閥地流量一定比實(shí)際通過地流量大一些 , 允許有 20 以內(nèi)地短時(shí)間過流量 . 管道地尺寸地確定 管道內(nèi)徑計(jì)算

36、式中 Q——通過管道內(nèi)地流量（） ； v——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. 液壓泵站地選擇 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. 結(jié) 論 經(jīng)過幾個(gè)月地努力 , 終于將水草收割船液壓系統(tǒng)地設(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)地各方面內(nèi)容 , 對液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)地流程有了一定地了解 ; 對液壓地應(yīng)用有了進(jìn)一步地認(rèn)識 , 把液壓與實(shí)際生活地事物可以聯(lián)系起來 . 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容

37、需要在圖書館內(nèi)查閱有關(guān)地知識 , 在網(wǎng)上尋找相應(yīng)地資料 , 來豐富及完善自己地設(shè)計(jì) , 并提高了書寫報(bào)告地能力 , 并在 AutoCAD 上繪制出水草收割船液壓系統(tǒng)地裝配圖和零件圖 , 鞏固了自身 AutoCAD地實(shí)際應(yīng)用水平 . 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 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 . 簡明機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京：中國農(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 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社

38、 ,1997.8. [4] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編寫組編． 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998. [5] 濮良貴編等 . 機(jī)械設(shè)計(jì) .[M]. 西安：高等教育出版社 ,2005. [6] 秦曾煌編等 . 電工學(xué) .[M]. 哈爾濱：高等教育出版社 ,2003. [7] 孫桓編等 . 機(jī)械原理 .[M]. 西安 . 高等教育出版社 ,2003. [8] 徐金詳 . 小型水下清淤機(jī)地設(shè)計(jì)及應(yīng)用 .[J]. 排灌機(jī)械 ,2003,21 [9] 韓青松 . 基于 Pro ／E地水草收割機(jī)明輪裝置建模與仿真 .[J].

39、 農(nóng)機(jī)化研究 ,2001 [10] 田勇編著 . 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù) [M]. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2011. [11] 路敏恂 , 李萬荔主編 . 流體力學(xué)與液壓傳動(dòng) [M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社 ,2006. [12] 周士昌編 . 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集 . [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 [13] 尚士友 , 杜建民．草型湖泊沉水植物收割工程對生態(tài)改善地試驗(yàn) .[J] ．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ,2003 ． 19 [14] 尚士友 , 杜健民 , 丁海泉 , 等．沉水植物收獲機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)地研究 .[J] ．內(nèi)蒙古農(nóng)牧

40、學(xué)院學(xué)報(bào) ,1995 [15] 張利平編 . 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南 .[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 .2009.9 [16] 雷天覺編 . 新編液壓工程手冊 . [M]. 北京 . 北京理工大學(xué)出版社 .2005 [17] 范存德編 . 液壓技術(shù)手冊 . [M]. 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 .2004.5 [18] 張紅俊編 . 液壓傳動(dòng) . [M]. 華中科技大學(xué)出版社 .2009.9 [19] 穆繼衛(wèi) .9GSCC_1_4型水草收割機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) . [D]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) .2002 [20] Machinery's ha

41、ndbook : a reference book for the mechanical engineer, draftsman., toolmaker machinist [M]. New York: Industrial Press Inc., 1979. 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月地努力 , 畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了 . 在這個(gè)過程中我對書本有了更深地了解 , 學(xué)到了很多有價(jià)值東西 , 能達(dá)到這樣地效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我地老師 , 幫助過我地同學(xué) , 一 直支持著我地家人對我地教誨、幫助和鼓勵(lì)地結(jié)果 . 我要在這里對他們表示深深地謝意！ 首

42、先 , 要特別感謝我地指導(dǎo)老師——王澤河老師 . 王老師淵博地專業(yè)知識 , 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂螌W(xué)態(tài) 度, 樸實(shí)無華、平易近人地人格魅力對我影響深遠(yuǎn) . 使我對完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很大地興趣 , 同 時(shí)明白許多待人接物與為人處世地道理 . 其次 , 感謝我地父母 , 你們是我力量地源泉 , 只要有你們 , 不管面對什么樣地困難 , 我都不 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 會害怕 , 謝謝你們對我地支持與鼓勵(lì)！ 第三 , 感謝我地室友及班級好友 , 因?yàn)橛心銈兊貛椭?, 我地畢業(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

43、開心地時(shí)候 , 你們總會安慰我 , 我開心地時(shí)候總能有你們陪伴 , 我不會忘記 , 謝謝你們！ 最后對老師 , 同學(xué)和家人再次致以我最衷心地感謝！ 教導(dǎo)過我地老師 , 你們地人格魅力永記我心間 . 身邊地同學(xué)和朋友 , 有你們 , 我地大學(xué)才算完整 . 寢室地密友 , 你們地天賦猶如上天恩賜 , 有了你們我地生活更加精彩 . 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 版權(quán)申明 本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。 版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有 This article includes some parts, including te

44、xt, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliang's personal ownership. 用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、 研究或欣賞，以及其 他非商業(yè)性或非盈利性用途， 但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)， 須征得本人及相關(guān)權(quán)利人的書面 許可，并支付報(bào)酬。 Users may use the contents or services of this article

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