4 Y Z-6型玉米籽粒收割机液压行走系统设计

王跃钦，韩守振

（一拖（黑龙江）东方红工业园有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

液压行走驱动系统由于具有功率大、安装布置紧凑、操作简便、故障率低和便于维护等特点，非常适合应用于作业形式多变、工作条件恶劣的农业机械中。随着液压行走系统近几年的技术成熟和快速发展，用户开始追求追求性能好、操作舒适的高端农业设备。为更好地满足用户需求；减轻用户劳动强度和提高生活质量，为农业机械应用液压技术创造了有利条件。

1 玉米籽粒收割机行走参数

液压行走系统的设计，首先需要满足收割机的总体设计的性能要求。根据4YZ-6型液压自走式玉米籽粒收割机的实际工况和整机性能，确定选择南齿S970-31000型前桥总成，主变速箱为四个前进档和一个倒档，主变速箱各档传动比为：i1=29.3；i2=14.62；i3=7.29；i4=3.64；i倒=12.93；末端传动比为：i末=7.73；前轮轮胎直径为1665mm；输入转速（r/min）为：885～2050；输出转速（r/min）为：3.91～72.86；整机重量（含粮重）为13吨；发动机功率132千瓦；行走速度（km/h）为0～20。

2 液压行走系统方案

4YZ-6型玉米籽粒收割机的液压系统由行走系统及作业系统两个分支系统组成。作业系统包含转向系统和操纵系统，所有液压系统共享一个液压油箱和齿轮泵，通过单路稳定分流阀分成两个子系统。 转向系统用于控制转向轮的转向，操纵系统用于控制割台、卸粮筒卸粮。本文主要展开对液压行走系统采用闭式静液压系统进行研究，4YZ-6型液压自走式玉米籽粒收割机的液压行走系统，主要由发动机、电磁换向阀、液压泵、液压油箱、前桥齿轮箱总成、液压马达和过滤器等组成，原理图如图1所示。

图14 Y Z-6型收割机的液压行走系统原理图

3 液压马达计算

在为行走收割机系统选择马达时，需要考虑收割机的基本参数（见表1）来确定马达的最高转速及最大需求扭矩。

表14 Y Z-6型玉米籽粒收割机行走参数

1）马达最高输出转速为

式中V—收割机前进速度（km/h）；i1—主变速箱传动比；i2—末端传动传动比。

2）马达的最大负载和输出扭矩计算

按照收割机行业标准要求，鉴于4YZ-6型玉米籽粒收割机的实际收获状况，分析各种工况占比，确定收割机各种工况，工况如表2所示。

表2 收割机典型工况表

为保证马达输出足够的扭矩来驱动收割机的行走，需计算收割机的整体牵引力，驱动马达的最大负载为收割机Ⅱ档（Vmax=5km/h）满载爬坡工况进行计算，其计算公式为：

式中：F—车辆整体牵引力（N）；f—克服阻力的牵引力（N）；F1—爬坡需要的牵引力（N）；Fa—加速所需要的牵引力（N）。

滚动阻力（f）是收割机经过某种地面时所要克服的力，推荐以最恶劣工况2来确定数值，公式为

坡道阻力（F1）是车辆上坡时所需要的力为

加速度牵引力（FA）是车辆在规定时间内从静止状态到最大速度所需要的力，

公式以平均加速度来计算Ⅱ档的牵引力为

计算马达所需输出扭矩公式为：

将表1中4YZ—6型玉米籽粒收割机行走参数数据代入公式（2）、（3）、（4）、（5）和（6）中，求出马达所需输出扭矩值为509Nm。

3）马达排量为

式中：Vg—马达排量(mL/r)；T—马达所需输出扭矩（N·m）；P—马达额定工作压力（105Pa）。

综上所述，根据马达最高输出转速n0=2916r/min，马达额定工作压力P=40MPa，马达排量满足Vg＞80ml/r。

4 液压泵的设计和选型

液压泵工作压力应大于系统执行原件最高工作压力与泵到执行元件间总的管路压力损失之和，本系统驱动马达的工作压力最高，泵与马达之间有一个换向阀和溢流阀，取管路压力损失为0.5MPa，所以确定液压泵工作压力设定为40MPa。

由于本系统采用闭式结构，管路泄漏量较小，忽略泄漏系数，液压泵流量按照公式Qg＞＞Vg·n0计算，侧泵的最大流量为235L/min。其马达主要技术参数见表3；根据液压泵的工作压力和最大流量，选取最大理论排量为90ml/r的变量柱塞泵，在2916r/min的条件下，最大流量为262L/min，选择HAA2FM 80/6马达型号；选择HA4VTG90变量柱塞泵。

5 结语

4YZ－6 型玉米籽粒收割机液压行走驱动通过在黑龙江克山地区试验和可靠性考核说明：整体系统操作流畅、方面、性能可靠平稳等优点，特别对收割机行走系统无极变速调节表现突出，过垄时效率高和操作简洁方便。不足之处为：文章计算过程忽略了泄漏系数、马达的机械效率和机械变速箱的机械效率等。

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