张朝辉
液压技术在农业机械中的使用现状
张朝辉
(长春职业技术学校吉林长春130102)
文章分析了液压技术在农业机械中的使用现状,以施肥播种机和拖拉机悬挂系统为例,对液压技术在农业机械中的具体应用进行了探讨,探究了液压技术的静液压驱动、节能、无泄漏等优势在农业机械中具有的应用价值,对液压技术在农业机械中的发展趋势进行了分析。
液压技术;农业机械;应用现状
液压技术的应用十分广泛,国防工业、冶金工业、汽车船舶工业、农业机械等行业均有涉及,可以说只要有机械设备,便可采用液压技术,可见液压技术的发展前景极为广阔。当前液压技术已经被许多发达国家应用于农业机械中,其可让农业机械的智能性和操纵性有质的提升[1]。但相比其他国家,我国在农业机械引入技术方面依然存在许多不足,导致我国农业机械自动化、智能化、信息化的发展一直受到阻碍,因此我国需要积极使用液压技术,提升农业机械的智能性,并通过对液压技术在农业机械中的应用进行研究与创新,从而逐步实现农业机械智能化[2]。文章对液压技术在农业机械中的使用现状及具体应用进行探讨,并对液压技术在农业机械中的应用价值进行分析,最后对农业机械液压技术的发展趋势进行展望。
液压技术是一种以液体为传动介质并具有控制和传动机械作用的基础性机械工程技术,其在自动控制、无极调速、过载保护等方面均具有极大的技术优势,在我国各行各业的机械设备中均可发现液压技术的身影。随着电子信息技术的快速发展,液压技术在其影响下获得了前所未有的发展。在农业领域,液压技术主要被应用于拖拉机、播种机、收割机等农业机械中,可实现液压制动。此外,液压技术也常以液压传动件的形式被广泛应用于悬挂系统、液压转向系统等农业机械标准化配置中[3]。虽然液压技术除了被应用在农业机械当中,在切割器等多种农用机械部件中也可实现液压技术的应用,但是多个液压传动一同工作时,液压传动相互产生的影响还未明确,因此液压技术的自主调控功能目前还不能达到较高水平。
液压技术的应用,可实现施肥播种机的变量施肥。施肥播种机中具有实时定位的GPS系统,在施肥工程中,GPS系统能够对地理位置进行精准识别,农户仅需要在施肥前制订好施肥处方图,施肥时GPS系统便会将判断此时的施肥量,并将判断数据传输至控制器,农户则可根据获得的数据控制施肥量[4],当农户通过控制器对施肥量进行调整后,施肥播种机便会通过对调速阀进行控制,进而调节液压马达转速,最终达到变量施肥的目的。由于当前存在的控制单元系统主要有氮、钾、磷等3个,因此施肥播种机的施肥控制系统中共设置3个液压回路,但除了控制液压马达降低施肥速度之外,还可通过控制施肥通路来实现施肥量的调整,每一个控制单元仅需要串联一组液压系统便可实现,但是液压技术在施肥播种机中应用的稳定性还有待研究。
拖拉机是农业生产中的重要农业机械设备,随着农业机械的不断发展,人们对农业机械作业位置精准度和控制效率等方面的要求也逐渐提高,但仅仅依靠原有的液压悬挂系统无法满足人们对农业机械的要求。然而机电液一体化技术在悬挂系统中的应用一定程度上解了燃眉之急。电液控制的空间结构灵活性高,且能够更好地发挥出自身性能,在调节位置、限位高度调节等方面均可发挥作用,同时反应速度快,精准度极高。液压技术在拖拉机悬挂系统中的应用,大幅度提升了拖拉机运作性能和效率,从而提高农业生产效率[5]。
研究调查显示,我国大部分国产收割机故障发生的原因多与变速箱有关,由于收割机运作过程中会产生较大频率的振动,收割机中其余部件受长期振动的影响,使用寿命显著下降,从而导致收割机容易损坏。相比传统变速箱,静液压驱动装置同样可实现无级变速,此外还具有较大的调速范围和功率,将其应用于收割机等结构形态多样化、行驶速度迟缓的农业机械中,在运作过程中,静液压驱动技术可将农业机械调整至规定工况模式,并可确保其他部件恒速运作,其在确保农业机械保证运作效率的基础上,实现对农业机械的保护,从而延长农业机械的使用寿命[6]。
据统计,我国农业机械总动力目前已超过45000 KW,因此积极采用节能技术不仅能够节省能源,优化农业机械的主机性能,同时还能达到减少污染、保护环境的效果。液压技术可有效控制农业机械的能源消耗,例如大马力拖拉机中的液压转向系统,将负荷传感技术引入其中,则能大幅低降低节流损失量,同时也可降低系统温度,最终实现液压系统的节能效果。通过液压技术实现农业机械能源消耗的减少,在能源物质不断减少的今天,不仅能够为农业生产节省经济成本,同时也是对我国提倡节能减排的积极响应。
在液压技术应用于农业机械早期,常会出现泄漏和噪音,并难以解决,对液压技术在农业机械中的发展与应用造成了严重阻碍。随着液压技术水平的不断提升,液压技术中的无泄漏技术被研发出来,并已得到广泛应用。无泄漏技术主要包括新型管接头组建的开发与应用、螺纹式插装阀、组合密封、液压系统污染控制技术等,将这些无泄漏技术应用于农业机械,不仅一定程度上提高了我国农业机械的发展,同时在环境保护方面也发挥了重要作用[7]。
虽然我国液压技术在农业机械中的应用也得到了有效发展,同时也获得了良好的应用效果,但是以目前的发展状况来看,我国农业机械液压技术依然具有较大的发展空间,尤其是机电液控制技术的发展,其不仅能够促进农业机械的飞跃式发展,对于促进农业机械朝自动化和智能化方向快速发展也具有重要意义。
当前我国农业机械相关技术的研发工作以软件控制为主,但在当前技术研发工作中,以获得技术的水平还不足以达到实际应用的标准。然而通过液压控制技术,可将执行机构与软件控制有效联系在一起,从而促进农业机械自动化发展[8]。因此我国相关研究人员需要积极发掘液压技术的技术特点与优势,通过一系列创新研发,使得液压技术能够最大限度地将自身优势发挥出来,并将其与农业机械进行有机结合,让液压技术在农业机械应用中体现出更高的价值。
虽然我国已经在农业机械中大量使用液压技术,但是我国农业机械对机械传动模式的使用依然要显著高于液压传动,想要促进液压技术在农业机械中的发展,则必须大力推广液压技术,政府相关部门可通过政策扶持,提高农业机械液压技术的使用率[9]。此外,液压系统使用率较低也可能与农户的经济条件和对技术的了解程度有一定关联,因此,一方面政府相关部门可通过政策扶持,给予农户一定的经济支持,从而降低农户经济压力,并通过技术培训,改变农户对液压技术的看法,让农户明确液压系统在农业机械中的应用是顺应时代发展趋势的,从而提高农户的农业机械自动化发展意识。
目前液压系统的生产模式主要以生产厂家自己研发生产为主,因此导致不同生产厂家生产出的液压系统在技术水平上多少会有些差异,这种现象会严重影响液压技术在农业机械中的应用。因此液压技术在未来的发展过程中,应该积极开展液压系统板块化的研发工作,实现液压系统板块化和通用化。
拖拉机等大型农业机械的电源对电机驱动要求较高,并且在实际应用中,电机驱动不仅会造成农业生产成本的提高,同时还需要对农业机械进行大幅度改动。全液压底盘驱动不仅不会耗费过多成本,同时还可大幅度增强大型农业机械的底盘驱动力,进而实现底盘驱动,并能够对相关执行部件进行有效的控制与通信[10]。
科学技术水平的提高往往会带动农业产业的发展,在高新技术不断发展的社会背景下,将各种高新技术应用于农业机械中,不仅能让农业机械的发展走上新的台阶,同时对于农业生产效率的提升也可起到重要作用。作为众多科学技术中的一员,液压技术是当前被广泛应用于农业机械中的技术手段之一,充分利用其技术优势,并结合未来发展趋势,对液压技术进行大力研发,对于实现农业机械自动化具有重要意义。
[1]周阳.液压技术在现代农业机械中的应用现状及发展趋势[J].山东工业技术,2018(14):67.
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[3]马唯策.农业机械中液压技术的运用分析[J].南方农机,2018,49(5):51.
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[5]郭长艳,胡会林,杨浩.浅议机械自动化液压传动技术的广泛应用[J].建筑工程技术与设计,2018(20):1127.
[6]杨洪奎.农机液压技术的应用形式与常见故障分析[J].农机使用与维修,2019(8):80.
[7]陈远伟.液压技术在现代农业机械中的应用探究[J].湖北农机化,2019,219(6):55.
[8]余立刚.液压传动技术在收获机械中的运用探讨[J].湖北农机化,2019,218(5):18.
[9]刘陶武,邓维克.农业机械在实践应用中的液压故障与处理探讨[J].南方农机,2018,49(7):64.
[10]胡毅.液压传动技术在机械自动化实践中的应用[J].中国高新区,2018(5):161.
张朝辉(1962- ),男,满族,吉林长春人,硕士,高级讲师,研究方向:农机、汽车。
S220.3
A
2095-1205(2020)05-79-02
10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.39