现代液压技术在烟草中耕机械中的应用

杨韩晖,刘　烽（云南省农业机械研究所,昆明　650031）

现代液压技术在烟草中耕机械中的应用

杨韩晖,刘烽
（云南省农业机械研究所,昆明650031）

摘要：现代液压技术在烟草封顶、施药机械中的应用。利用液压传动功率体积比大、可实现无极调速、布置灵活的特点，以柴油发动机作为原动力，实现烟草种植过程中，封顶、施药等中耕作业的机械化。

关键词：三轮液压驱动自走机械；闭式轴向变量；柱塞泵液压转向器

1　引言

当前我国烤烟生产一般需要经过以下步骤，首先进行育苗与耕地、施肥等工作，期间主要是进行灌溉与病虫害防治的管理，然后采摘优良的烟草采用先进的工艺进行烘烤等步骤。封顶喷药作为烟草种植中耕管理的主要工作内容，在烤烟生产中是耗费劳动力较多的环节之一，目前我国烟株封顶机械化还处于空白。本文探讨采用液压技术实现机械化烟株封顶及喷药，有效提高封顶和喷药的工作效率，提高烟叶产品质量，减小劳动强度，降低烟株封顶和喷药的成本，促进烟叶生产规模化程度的提高和标准化生产，填补我国烟株封顶机械化的空白。

2　结构组成和技术参数

图1

表1　三轮自走式烟叶封顶机主要技术参数

序号项目单位指标备注

（1）生产率亩／h≥5

（2）封顶调节高度mm200-500可调节

（3）行距mm1100-1200可调节

（4）工作行数行2

（5）驱动最大功率Kw40

（6）外形尺寸（长×宽×高）mm4×2.5×3

（7）整机质量T≤2.5

（8）动力形式柴油机液压传动复合系统

3　主要系统的设计、选用

3.1原动机的选择

根据总机质量和完成封顶、喷药所需功率要求选择，广西玉柴动力机械有限公司生产的4KT12-55柴油发动机作为原动力,功率：40Kw、最大转速2600r/min、发动机齿轮室两侧预留齿轮泵动力接口。

3.2行走驱动系统的选用

液压行走驱动系统分为开式和闭式系统，两者各具特点：开式系统结构较为简单，由于系统工作完的油液回油箱,因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。但因油液常与空气接触,使空气易于渗入系统，导致路上需设置背压阀，这将引起附加的能量损失,使油温升高。闭式系统，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。该系统结构较为紧凑，油液与空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。主要通过工作机构的变速或者对马达的变量机构实现工作过程，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。相对来说闭式系统较操作起来更加的繁琐，因为相对开放式系统其油液不回油箱,因此这样闭式系统油液的散热和过滤的条件就不如开放式系统。考虑到田间自走机械对传动的平稳性要求较高；工况复杂多变要求频繁前进、倒车，液压系统换向频烦；田间作业空间狭小对接够的紧凑性要求严格等因素，选择了闭式液压行走驱动系统。

图2　自走系统液压原理图

采取双向变量液压泵和定量马达组成的闭式系统，斜盘式变量柱塞泵的流量与驱动转速及排量成正比，并且可无级变量。回路中变量泵的出油口和马达的进油口相连，马达的出油口和泵的进油口相连，组成一个封闭的液压油路，无需换向阀，通过调节变量泵斜盘的角度来转变泵的流量及压力油的方向，从而改变马达的转速和

旋转方向。变量泵的流量随斜盘摆角变更可从零增添到最大值。当斜盘摆过中位，可以安稳转变液体流动方向，因此微动性好，且工作安稳。闭式液压驱动系统在工作中不断有油液泄露(连续的高压油内泄是元件设计的固有产物)，为了弥补这些泄漏和耗费，保持闭式系统正常工作，必需给闭式体系及时弥补油液。闭式系统主泵上通轴附设一个小排量补油泵，补油系统不仅能在主泵的排量产生变更时保证容积式传动的响应，以此促进动作频率的提升，并且对主泵进油口处压力促进平衡，防止大流量时产赌气蚀，可有效提高泵的转速和防止泵吸空，延长了工作寿命;另外，补油泵还能便利的为一些低压帮助机构供给动力。本系统中补油泵提供行走马达制动器开启、关闭的控制压力油。

图3

3.3封顶、喷药系统、转向系统的选用

（1）转向系统。为了最大限度的降低操作人员的劳动强度，本机采用全液压转向系统，由液压转向器、供油泵、溢流阀（或分流阀）、转向油缸及其它连接附件组成。方向盘与转向器阀芯连接在一起，工作时通过转动方向盘，带动阀芯转过一定角度，转向器将转向油缸油路接通，油缸动作实现转向，方向盘停止转动弹簧片使得阀套、阀芯回到中间位置，将油路关闭，转向油缸锁止，方向保持不动。本机转向系统和封顶刀盘升降系统、喷头升降系统共用一台供油泵，为保证升降所需的压力，采用闭芯型转向器，这样中位处于断路状态(闭芯),即当转向器不工作时,液压油被转向器止,转向器入口具有较高的压力。

（2）喷药、封顶系统。由油泵、手动球阀、液压马达等组成，两者共用一套供油系统，左右两台刀盘马达串联，喷药驱动马达与刀盘马达并联。通过手动阀门控制液压油的流通方向、流量大小控制执行机构的动作。

3　总结

通过此次应用，实现了烟株机械化封顶、喷药，有效提高工作效率，减小烟农劳动强度，促进了烟叶生产规模化和标准化，促进现代烟草农业的建设。

参考文献：

[1]姚怀新.工程机械底盘及其液压传动理论[M].北京:人民交通出版社,2001:42-68.

[2]官忠范.液压传动系统[M].沈阳:机械工业出版社,1982.