CCG1000型割草船液压系统的设计

黄明智

[摘 要] 本文对CCG1000型割草船的液压系统进行了设计、计算与选型，利用液压原理和液压系统的特点结合割草船的需要，设计了该割草船的液压系统。

[关键词] 液压原理 液压缸 液压泵 液压阀

[中图分类号] S224 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2015）11-0226-01

前言

目前，水草治理方法主要有化学清除法和物理收割法两种。化学清除法会引起水质污染与恶化，破坏水域的生态环境，并对其他生物的生存造成很大影响。所以，人们大都采用更为环保的人工收割和机械收割的物理方法来治理水草。但由于人工收割效率低下，往往打捞的速度跟不上水草生长的速度，因而机械收割就成为理想的水草治理方式。

1 液压系统在割草船中的特点及应用

CCG1000割草船就是以液压为动力来源，并通过液压控制割草船的行走、割台的升降以及输送装置的远动以及割刀的反复切割。由多个机构组成，执行机构若过多的使用机械零件，一方面带来了复杂的结构，增加割草船的载重；另一方面导致可靠性较低。收割过程中密集的水草可能会缠住转动部件，增加传动负荷。运用液压技术，可以使割草船结构简化，方便实现各种功能要求，更方便的控制各种参数，利于提高割草船整体性能和可靠性。割草船在割草时能适应水上作业的各种复杂情况，如前进、后退、转向，在收割过程中，水草必须从割草船的前端由前至后、从低到高的输送，这就要求行走驱动系统无极调节行驶速度来适应作业中随时变化的水下条件和作物长势。因此采用液压静驱是最佳的方案。

2 液压系统在割草船中的应用方案

根据割草船要实现的动作要求其液压系统可分三个部分，行走系统、割台升降系统及割刀和输送系统。

本文行走液压系统采用闭式回路。为了适应这种载荷的特点，同时考虑农业机械价格的因素，割草船行走系统采用双联泵、2个双向明轮驱动马达、溢流阀、平衡阀、方向阀、油箱及柴油机等。其具体连接如图。采用双联泵不仅能够给行走系统提供动力也能给割台、割刀和输送系统提供动力，达到一机多用的功能；双向马达可实现船体的前进、倒退；马达运转即可实现船体的转弯；平衡阀可左右两个明轮的转速相同。

割台升降系统由平衡阀、方向阀和两个液压缸组成。采用平衡阀的原理和行走系统的差不多，主要是为了两个液压缸所受的载荷基本相同。

割刀和输送系统

在割刀切割和输送过程中不涉及换向的问题，所以此系统只由两个单向驱动马达、节流阀及控制开关阀组成。

3 液压部件的计算与选型

3.1 液压缸的计算

根据手册可查得液压马达型号BYM-320型，它的具体参数是：排量320mL/r；额定压力16MP；转速10-200r/min；额定转矩420NM。

3.2.2输送和切割马达的计算与选型

F输送作用在半径为180mm的链轮上，故T输送可计算为101N·M.

查手册可以选择BYM-160型马达，排量为0.16L/r，流量为0.01L/s。

割草船的割刀在工作时的转速是大于400r/min的，而切割所受的载荷并没有输送链的大，故在手册上可直接选择BM-D160的马达，此马达的转速可达400r/min，排量为0.159L/r，额定转矩为320 N·M。

流量为1.06L/s

3.3 液压泵的计算与选择

液压泵的选择主要取决于液压管路上的所有液压元件的液压和流量总和液压油在液压管路里的损失，所以在选择液压泵的时候要参考液压缸、马达的要求（液压阀和流量计的要求非常小，忽略不计）。

3.4 其他液压元件的选择

根据主管路的油压和流量可选择液压管的直径（这里我们选ф=25mm）、油箱（容量为100L）以及平衡阀、溢流阀节流阀等。

4 结论

通过对液压系统的计算与设计，并在液压系统中添加了节流阀、溢流阀和平衡阀，在能够完美的实现割草船的各个动作的同时也保证整个液压系统压力稳定、无过载、无油温过高、基本实现了两边明轮马达的同步、同速转动及液压缸同时起降，说明 CCG1000割草船的液压系统是合理的，并且在现实试制中也得到了验证。

参考文献

[1]王文斌，机械设计手册-液压传动与控制，机械工业出版社2007.2.