丘陵山區(qū)小型多功能底盤液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_呂小榮

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1、丘陵山區(qū)小型多功能底盤液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_呂小榮第33卷第2期2014年3月華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofHuazhongAgriculturalUniversityVol．33No．2Mar．2014，128～132丘陵山區(qū)小型多功能底盤液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)呂小榮1丁為民2呂小蓮31．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與工程技術(shù)學(xué)院，雅安625014；2．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，南京210031；3．滁州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，滁州239000摘要針對(duì)中國西南丘陵山區(qū)地形及套作種植的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了小型多功能底盤液壓系統(tǒng)，并通過理論計(jì)算能縮小機(jī)器的外形尺寸，減輕機(jī)器的重量，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的無極變速完

2、成液壓元件的選型。設(shè)計(jì)的全液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，和原地轉(zhuǎn)向，有效解決套作地頭小空間轉(zhuǎn)向問題。液壓動(dòng)力測(cè)試的爬坡試驗(yàn)結(jié)果表明，該多功能底盤液壓系統(tǒng)的樣機(jī)能平穩(wěn)通過小于—————————————————————————————————————————————————————25°的斜坡，可以滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械在西南丘陵山區(qū)行走作業(yè)的基本要求。關(guān)鍵詞丘陵山區(qū)；多功能底盤；液壓系統(tǒng)；設(shè)計(jì)S220．2；S223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A2421（2014）02-0128-05文章編號(hào)1000-中圖分類號(hào)丘陵山區(qū)主要糧食和經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上占有較大比重。由于缺乏適用的農(nóng)機(jī)具，導(dǎo)生產(chǎn)成本不斷增高

3、，因而制約致機(jī)械化生產(chǎn)水平低，了丘陵山區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展。機(jī)械種植是解決該問題的重要途徑［1］可為我國西南丘陵山區(qū)套作田間耕作、轉(zhuǎn)向等特點(diǎn)，播種、灌溉等作業(yè)提供服務(wù)。1主要結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要求總體結(jié)構(gòu)與工作原理根據(jù)中國西南丘陵山區(qū)地形的特點(diǎn)及套作種植［1，7-11］。目前，小型履帶自走農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)1．1業(yè)工程學(xué)科中的運(yùn)用不斷增加，但利用全液壓底盤實(shí)現(xiàn)雙邊反向差速轉(zhuǎn)向在農(nóng)業(yè)機(jī)械中解決轉(zhuǎn)向難的［2］—————————————————————————————————————————————————————問題研究較少。Wong等分析了履帶底盤達(dá)到穩(wěn)但未分析單邊制動(dòng)轉(zhuǎn)向定轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)

4、的平衡條件，［3］［4］及雙邊反向轉(zhuǎn)向過程。曹付義等和楊洪征等的研究曾涉及到差速轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；張濤等和游四海等［6］［5］的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的小型機(jī)具必須具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)等特性。在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)小型多動(dòng)能底盤最寬處只有1100mm，離地間中，隙為180mm，軌距為720mm。小型多功能底盤的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示，主要由行走裝置、操縱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、懸掛裝置等組成。設(shè)計(jì)的多功能底盤在作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過分動(dòng)箱把動(dòng)力傳給液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)把動(dòng)力分別傳遞到行走系統(tǒng)和懸掛裝置，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的后、轉(zhuǎn)向等行走運(yùn)動(dòng)及掛接機(jī)具進(jìn)行播種、耕作前、的研究只涉及到差速轉(zhuǎn)

5、向機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真以及相關(guān)研究。與現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)具相比，套作機(jī)具面臨轉(zhuǎn)向的問題更為復(fù)雜且嚴(yán)重。中國西南丘陵山區(qū)套作種植土地規(guī)模小、分散、不規(guī)則、坡地多、道路差，而且作物種植在窄行距空間，所以農(nóng)機(jī)化作業(yè)的難度更—————————————————————————————————————————————————————等作業(yè)。［7-11］，大尤其在轉(zhuǎn)向方面，由于地頭轉(zhuǎn)向空間有限，1．2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求為研發(fā)適合中國西南丘陵山地套作田間作業(yè)的地區(qū)土質(zhì)粘重度大，加之底盤長(zhǎng)寬比較大，要求轉(zhuǎn)彎半徑小，使得轉(zhuǎn)向成為制約丘陵地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械的主要問題之一。筆者針對(duì)中國西南丘陵山區(qū)套作種

6、植嚴(yán)重缺乏小型農(nóng)業(yè)機(jī)具，特別是解決在窄行距空間轉(zhuǎn)向難問題，專門設(shè)計(jì)了全液壓自走式小型多小型多功能底盤，在充分結(jié)合西南丘陵山區(qū)套作種植的實(shí)際情況基礎(chǔ)上，對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出以下要求：整車初定質(zhì)量600kg；發(fā)動(dòng)機(jī)功率15kW；系統(tǒng)工作壓力16MPa；采用全液壓傳動(dòng)與控?zé)o級(jí)調(diào)速；行走速度0～5km/h；滾動(dòng)摩擦系功能底盤。這種小型多功能底盤采用全液壓傳動(dòng)，制，使機(jī)器具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、小半徑數(shù)0．12［12］。路面情況：西南丘陵套作田間道路。08-22收稿日期：2013-基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51105261）mail：lxrxj2008@16

7、3．com—————————————————————————————————————————————————————呂小榮，博士，副教授．研究方向：丘陵山區(qū)小型農(nóng)業(yè)機(jī)械．E-第2期呂小榮等：丘陵山區(qū)小型多功能底盤液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1292全液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的小型多功能底盤采用全液壓系統(tǒng)，管路連接簡(jiǎn)單，縮小了安裝空間，有效減輕了底盤的重量，使液壓底盤傳動(dòng)易實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；液壓元件采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用［13-15］。另外，設(shè)計(jì)的全液壓底盤能解決西南丘陵山區(qū)套作種植地頭空間小，農(nóng)業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)向難的瓶頸［8-9，16-17］。問題2．1全液壓系統(tǒng)的總

8、體方案設(shè)計(jì)