红枣收获机液压转向系统的设计与研究

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1、2015年10月农机化研究第10期红枣收获机液压转向系统的设计与研究1，21，21，21，21，21，2王乐，坎杂，李成松，付威，张慧明，王丽红(1．石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832003;2．新疆生产建设兵团农业机械重点实验室，新疆石河子832003)摘要:针对矮化密植红枣的种植模式，研制了自走式矮化密植红枣收获机，通过分析红枣收获机整机性能指标和工作要求，设计了液压转向系统，对主要液压元件进行选型;运用AMESim仿真软件搭建了液压系统模型，设置了系统中主要元件的参数。仿真结果显示:转向驱动油缸满足实际工况的动作要求，验证了模型的正确性，为红枣收获机液

2、压转向系统的开发和改进提供了一定的理论依据。关键词:红枣;收获机械;转向系统;液压系统;仿真分析中图分类号:S225．93文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0120－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.026获机。该机采用全液压驱动及电控，液压助力转向的0引言动力分配及液压元件的选择是液压系统设计的关键。红枣是我国林果业中的特色林果，其种植面积和为此，本文通过液压系统的设计及仿真，验证液压系2产量均占世界的99%;韩国仅有0．1万hm红枣种植统设计的合理性。面积，总产2万t。因此，我国红枣是世界最大的生产1红

3、枣收获机液压转向系统2国和出口国。目前，新疆红枣已经突破46．7万hm，新疆生产建设兵团的标准矮化密植枣园种植面积达1．1转向系统设计要求2［1］到13．3万hm，其种植模式适合机械化采收作业。红枣收获机转向系统的设计首先要保证转向功20世纪60年代，国外林果收获广泛采用机械化作业，率要求，在此基础上考虑结构稳定和操作可靠性。红林果机械收获的生产效率与人工相比提高了约5～10枣收获机的转向是由发动机输出动力驱动液压泵，通倍。随着新疆矮化密植红枣规模化种植，种植面积迅过转向器控制液压油路驱动液压油缸实现的，要求工猛增长，人工收获已不能满足红枣的产业化生产的需作平稳、结构

4、合理、可靠性高，适用于农用机械低速、求，使用机械替代人工收获是新疆红枣产业发展的必高转向阻力及高工作强度的特点。然趋势。近年来，新疆农垦科学院机械装备研究所和1．2液压转向系统组成及工作原理石河子大学机械电气工程学院对红枣机械化采收装液压转向系统主要由转向油缸、液压转向器、优［2］备进行了深入研究。先阀及液压泵4部分组成，如图1所示。目前，收获期红枣采收主要靠人工完成，采收成当方向盘不动、转向器处于中位时，发动机处于本约占生产成本的20%～30%，且劳动强度大、效率熄火状态，油泵不供油，优先阀的控制弹簧将阀芯推低;又因新疆红枣收获季节与棉花等经济作物收获期向右位，接通

5、CF口油路;发动机启动后，优先阀给CF重叠，导致雇工极其困难，不能适时收获，造成红枣品分配油路油液，流经转向器内的中位节流口时，产生［3］质下降。为满足新疆矮化密植枣园机械化作业要压降，推动优先阀阀芯左移，EF阀口开大，CF阀口关求，有效解决人工采收存在的问题，石河子大学机械小，此时只有很小流量的液压油流经CF口至油箱，大电气工程学院研制了4ZZ－4自走式红枣收部分液压油经EF口与系统合流。当转动方向盘时，转向器进出口开启，高压油经转向器控制仪与转角成收稿日期:2014－11－27比例地进入转向油缸，实现转向［4］。基金项目:国家自然科学基金项目(51365049);

6、石河子大学校级优秀［5－7］1．3液压元件选型青年项目(2013ZＲKXYQ－YD22)1．3．1液压油缸的选择作者简介:王乐(1988－)，男，安徽淮北人，硕士研究生，(E－mail)本文转向力矩计算式根据液压系统设计计算经验408581234@qq．com。通讯作者:坎杂(1963－)，男(蒙古族)，新疆精河人，教授，博士生公式。导师，(E－mail)kz－shz@163．com。转动转向轮所需要的总力矩为·120·2015年10月农机化研究第10期1BfTL=0．05G··(1)e2000．71+B式中TL—转向阻力矩，TL=24552N·m;f—车轮与地面的摩

7、擦系数，取f=0．8(田间路面);G—前桥负荷，取G=296000N;e—转向节主销的偏移距，取e=80mm;B—转向轮断面宽度，取B=356mm。转向液压缸最大推力为Fsmax=TL/rmin=81840N(2)式中Fsmax—转向液压缸最大推力(N);rmin—最小转向阻力臂，取rmin=0．3m。转向液压缸工作面积为Asc=Fsmax/(Psc·ηscm)(3)2式中Asc—转向液压缸工作面积(mm);Psc—转向液压缸工作压力，取12MPa;ηscm—转向液压缸机械效率，取ηscm=0．9(一般为0．88～0．97)。转向液压缸内径为2A2s