液力式行走底盘的设计

崔俊星

摘 要：近年来，果园的栽培模式相对于以往有较大的更新，新建果园开始采用矮砧密植型栽培模式，所以果园在此时也可以實现机械化管理工作。文章主要是以果园的机械作业需求为切入点，通过对果园作业机械化中某一机械设备的分析，研究设计出配套植保、果实采摘、果树修剪、运输的农机具，并设计出了液力式行走底盘，促进了果园工作的开展。

关键词：液力式；行走底盘；设计；计算

引言

随着我国城市进程的不断加速，果农的年龄开始老化，农村青、壮年更多地喜欢外出打工，从事果园劳动的一般是家里闲着无事的人员。因此，从这里不难看出，从事这一行业的青年果农人数相对较少。果农在农忙的时候无法找到可用的劳动力，随着务工成本的上升，果农的收入和产出受到了影响，因此果园工作机械化已经变得十分紧迫。在文章中，作者设计了液力式行走底盘，改进了果农的工作环境，同时也使果农的产出有了显著的提升。

1 转向系统设计

众所周知，转向系统是衡量行车安全性高低的主要部分，转向系统设计得巧妙可在一定程度上提高车本身的价格。当代社会的轮式车辆大多采用梯形转弯机构，梯形机构的设计不同，决定了转弯性能的不同。在车辆转弯过程中，前轮的两个偏转角的值偏离越小，那么说明此梯形转弯系统越好，反之越差。比较完美的梯形机构设计使得两个转向轮运行流畅，行车的阻碍力度得到减小，行车轮胎的损耗也得到大幅度降低，转弯力矩也有所改善，由此可见转弯系统的重中之重就是如何设计配对车辆完美运行的梯形机构。在行车过程中，车辆转向性能的优劣由两个部分决定，一个是转向臂的长度，另一个则是梯形底角（梯形机构中的一部分）。对于一般应用前轮转向的汽车来说，在转向或掉头时，转向梯形发挥了作用，其作用是总保持两前轮在不平行的状态。两前轮在转向时，两个轮子本身独立，即独自有独自的转向角以及各自的转向中心，这样使得形成的四个轮子在一个相同点上。假设液压缸横置是一个杆，那么转向梯形结构可以用图1表示。

文章用的目标是液力式行走底盘，在（1）、（2）公式中，代入底盘参数，93.5毫米到127.5毫米为L1取值，汽车转向节臂为100毫米（取整计算可得），？兹为54.7，根据公式可得，H（液压缸外偏距）是150毫米。在计算过程中需要用到Adams和Matlab，以计算出L2（连杆长度）和P（液压缸安装距），从而可以更好地改进整个运行工作。

2 传动系统设计

近年来，整体式液压无级变速装置（Hydro Static Transmission）即HST技术在农业机械化作业中有了较快的发展。其由功率元件和控制元件等组成的闭式回路系统，其能量的传动把原动力和工作机之间的优点综合在一起，从而有效地实现机械能向液压能的转变，并再次把液压能转变为机械能，实现无级调速。泵和马达都是HST的主要部件，其都是由一些专业厂家生产的。HST技术是一种先进的技术，但是其结构相对复杂。简化其结构，使其更加方便操作，更好地服务于农业机械化仍是其发展的方向和重点。而要想更好地与国际接轨，就要利用好这一技术，并进行产品创新。

2.1 液压系统功率的确定

在设计中，主要关注的一部分是发动机飞轮的额定功率，另一部分是HST角功率，他们的比值参数很重要。在设计过程中，整机调速范围比较大，而且发动机功率可以被其吸收到，通过把变量泵与定量马达组合应用于HST中。如果在设计时，液压系统的功率并不在计算范围内，就会导致系统无法进行有效调节，出现狭窄或者波动。

2.2 关键部件选型

2.2.1 液压马达的计算与选型

在规范的定义中，液压马达的主要作用就是把液压能装换为机械能的装置。液压马达有两种，一个是低速液压马达，另一个是高速液压马达。转速在500r/min之上，是高速的液压马达，低于这个值则是低速的液压马达。根据其他类型还可以分为叶片式液压马达、齿轮式液压马达等。高速液压马达中又可以含有齿轮式的液压马达、叶片式的液压马达以及轴向柱塞式的液压马达等。

式中：pm表示马达工作压力，定值为30MPa；？浊mm表示马达机械效率，定值是0.95。按照设计的标准情况，选定液压马达径向柱塞马达。根据产品目录，取Vm=160ml/r排量。

2.2.2 液压泵的选型

从液压泵的选择情况来看，一般要可以提供一定压力和流量的液体，实现机械能向液体压力能的转化。液压泵的主要组成为：叶片泵、齿轮泵、螺杆泵、柱塞泵等。在进行泵体选择时，要参考相关资料及其特点，并结合果园的实际情况做出相应的选择，最终所需要选择齿轮泵要保证体积小，便于携带和维护，以及具备较好的加工性能；叶片泵运行平稳，且不会发出很大的噪声、对油品质量有很大的保证，但是其内部结构较为复杂；柱塞泵则对工作压力要求较高，价格贵；螺杆泵工作可靠、容积效率高。以上这些设备的特性决定了在进行泵选择的过程中要针对不同的果园，选择不同的传统系统。

3 结束语

综合上面的情况来看，不难发现作者对液力式行走底盘整机进行了全面的设计，提出了一套可以实现对果园进行机械化操作的设备，有效地提高了果园工作的效率。与此同时，结合电气自动化技术的发展，也再次使得液力式行走底盘可以更好地完成自动化作业，从而使果农可以在果园中取得更大的产出以及有更高的工作效率。

参考文献

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