械矿山冶金轻工农机渔业林业等各方面。同时,也被应用到航天航空海洋开发核能工程和地震预测等各个工程技术领域。水草收割船就是以液压为动力来源,并通过液压控制水草收割船的行走割台的升降以及输送装置的运动。特点简化结构,提高可靠性。水草收割船是由多个工作模块组成,各工作模块分散在整机的各个部位。若过多地采用皮带齿轮链条等机械零件,方面带来了复杂的结构,另方面导致可靠性较低。收割过程中密集的水草可能会缠住传动部件,增加传动负荷甚至使机器卡死。运用液压技术,可以使水草收割船在结构上获得简化,可以方便地实现各种功能要求,可方便地控制各种参数,利于动力分配及各模块间的节拍整合与优化,有利于提高收割船的整体性能,提高可靠性。改善行走驱动系统的性能。水草收割船要求行走系统能适应水上作业的各种复杂情况,如频繁的前进后退转向等,在整个收获流程中,水草必须从收割船的前部由前至后从底到高输送,这就要求行走驱动系统无级调节行驶速度来适应作业中随时变化的水下条件和作物长势。因此采用轮边式静压驱动是最佳的方案,它不但可满足水草收割船对行走驱动系统的特殊要求,而且还可以大大简化行走系统的结构。其次,车轮驱动的方式可以实现差速转向,可以实现原地转向。液压转向系统使得转向省力方便灵活。实现操纵和控制的多样性。改变变量泵斜盘倾角和方向即可方便的实现平稳换向和变速,前进倒退制动变速只需根操纵杆即可完成液压传动装置功率密度大,扭矩惯量比大,因而动态性能好,加之闭式系统在减速过程中己具有制动能力,因而速度变化快捷柔和,冲击小,迅速变换方向和加减速不会损坏传动系统和船体前进倒退可以获得相同速度。液压传动这种快速机动性和操纵灵便性大大提高了作业能力,操纵的简便性同时减轻司机的劳动强度,使之能够集中精力用于主要的作业任务而提高生产率。可控性好。借助于液压元件和各种回路很容易实现液压反馈控制,使发动机行走机构外负荷形成个自控式负荷驱动系统,发动机的转速及转矩适应于外负荷变化而连续变化,发动机和液压系统保持高传动效率。液压控制通过传感器监测各种状态参数,通过计算机运算输出理想的控制目标指令,使在整个工作范围内达到自动化控制,机器的燃料经济性动力性作业生产率均可达到最佳值。水草收割船液压系统的构成分析液压行走系统的构成控制回路的选择农业机械液压驱动行走系统最常用的型式是轴向活塞变量泵带动个定量或变量的活塞液压马达的闭式回路。轴向活塞泵使变量的控制简单而可靠。而活塞马达能很方便的反向转动。活塞式泵和马达比其他形式具有较高的容积效率和总效率。轴向活塞泵控变量马达虽然具有双向双变量调速的特性,但是考虑其开发成本般说,变量马达比定量马达贵的多,选用轴向活塞泵控定量马达的方式比较合理。其优点为通过操纵杆在带负载时可以进行无级调速控制。结构紧凑,只有个体积不大的补油用的油箱,因而自重轻。油液成闭式环节,不接触空气,减少了混入空气的机会系统中,采用双向变量泵,直接用液压泵的变量机构调节速度和方向,避免了换向阀控制方式造成的节流损失。变量泵控定量马达的无级调速方案的确定变量泵方面要调节其自身的排量来实现无级变速,另方面还要使发动机和液压传动系统同外部载荷之间始终保持合理的匹配,这方面的成型技术很多,具体包括电液比例控制和机械液压伺服控制两大类。本文考虑水草收割船作为种农业机械要求开发成本低些,因此采用手动式机械液压伺服控制方式来实现发动机和液压传动系统之间的匹配和泵排量的调节,虽然其匹配方式不够精确,但考虑到它的性价比对于水草收割船来说较为合适。无级变速装置由变量泵油马达组成,改变液压泵的排量获得不同的传动比,使机具在不停车的状态下同步无级变速,以适应采收不同量的水草。而且仅靠控制变量油泵手柄实现同步无级变速,驾驶员操纵疲劳强度低。由于控制变量泵的手柄可固定在定位置,可保证泵排量为定值。液压系统伺服缸的进油出口常设有阻尼孔,能限制加速,控制响应时间,在机具变速过程中做到安全,平稳,从而保证机具的收获水草作业质量。此外,变量泵定量马达方案的优点还在于通过改变泵的排量,水草收割船的理论速度可无级调节。当泵的排量为零时,水草收割船停车。将泵的排量从零增加就可使水草收割船原地起步,结构比较简单般说,变量泵比变量马达造价低。整机的调速系统构成液压系统调速方案采用液压系统进行调速,关键在于如何控制管路系统中的流量,液压系统的调速方式由节流调速和容积调速两种控制形式。节流调速在液压控制系统中,节流调速是实现各种控制功能的基本手段之。它具有结构简单,成本低廉,容易调节及控制精度高等优点。但是流体流过阀体不可避免地会产生压力降。这种压力降是实现种控制所必须的,另方面,从能量转换角度,会引起系统的发热等不良反映,因此限制了其使用的范围。通常节流调速的控制功率范围不超过千瓦,油路上安装个直动式小流量溢流阀也称缓冲阀起限制作用。在制动过程中,让封闭的高压油液通过缓冲阀溢出些,起缓冲降压作用。般将缓冲阀的调定压力和主溢流阀调成样或略低,这样可保证启动力矩和制动力矩几乎相等,使回转机构不仅有样制动作用,而且制动比较平稳,冲击力小,缓冲后的油液进入另油路,起补油作用。切割装置也是单向运动,因此可用同样的系统。水草收割船液压系统草图根据前面的单个系统设计分析后,画出水草收割船的整个液压系统原理图。如图所示。图水草收割船液压系统草图液压系统参数的理论分析液压缸的分析设计初选系统工作压力水草收割船属于农业机械取工作压力。液压缸主要是起到使割台升降的作用,其在运动过程中受到外部载荷工作载荷每缸受力取最大值液压缸的有效作用面积,未找到引用源。液压缸的直径,未找到引用源。则根据杆径比求得活塞杆直径,未找到引用源。根据进行圆整,活塞内径为,活塞杆直径为。计算液压缸所需流量式中液压缸有效作用面积,未找到引用源。活塞与缸体的相对速度取。液压马达的分析与设计行走系统行走系统液压马达控制水草收割船的前进后退和转向。水草收割船总阻力根据经验公式取,未找到引用源。式中ξ粘性阻力系数ξ兴波阻力系数ˊ,未找到引用源。ˊ,未找到引用源。根据明轮推进器的推力式中推进力系数,查得明轮的水力作用面积,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。明轮工作转速计算得明轮总推进力,单个轮推力轮根据明轮轴的设计计算,轴的转矩,未找到引用源。式中转速功率η液压马达的排量为,未找到引用源。式中马达的载荷转矩,未找到引用源。液压马达的进出口压差。液压马达所需流量式中液压马达排量,未找到引用源。,未找到引用源。液压马达的转速。根据手册选用型号为的液压马达两个。参数如下排量额定压力,未找到引用源。最高压力,未找到引用源。额定扭矩,未找到引用源。单位理论扭矩,未找到引用源。转速范围,未找到引用源输送装置由于输送带在工作时部分是在水中,在行进中会产生行进阻力。由经验公式,输送带产生的阻力可由下计算式中物体垂直于运动方向的截面积,未找到引用源。阻力系数,查得输送带阻力只有在收割水草时产生,所以代入公式得考虑水草的附加阻力则前输送带阻力。当进行水草收割作业时,水草收割机总阻力航行时总阻力。根据输送装置的设计计算,输入传送带的扭矩为。查手册选择型号为的液压马达。参数如下排量压力扭矩转速范围,未找到引用源同样根据切割装置的设计计算,输入切割机主轴的转速为。查机械设计手册选择型号为的液压马达。参数如下排量压力扭矩转速范围,未找到引用源马达流量液压泵的选择与设计液压泵的最大工作压力,未找到引用源。式中,未找到引用源。液压缸或马达最大工作压力,未找到引用源。从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。,未找到引用源。取。即,未找到引用源液压泵的流量式中系统泄漏系数,般取,这里取,未找到引用源。同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量,对于用节流阀调速的系统还需要加上溢流阀的最小流量,般取,未找到引用源。。即行走系统液压泵的流量取控制输送装置切割装置和割台升降的液压泵的流量取选择液压泵的规格根据,未找到引用源。和,未找到引用源。选择泵,为使泵有定压力储备,所选泵的额定压力般比最大压力大,未找到引用源。,未找到引用源对于行走系统,从手册中选择型号为的斜盘式轴向柱塞液压泵,参数如下公称压力,公称排量,额定转速转,公称流量,最大理论转矩。而控制输送装置切割装置和割台升降的液压泵选择径向柱塞定量泵,排量,未找到引用源。,额定压力,最高压力,最高转速。液压阀的选择根据系统的工作压力和实际通过阀的最大流量选择,溢流阀按泵的最大流量选,节流阀和调速阀,考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量定比实际通过的流量大些,允许有,未找到引用源。以内的短时间过流量。管道的尺寸的确定管道内径计算,未找到引用源。式中通过管道内的流量,未找到引用源。管道内允许流速计算出内径后根据标准选取液压泵吸油管道取。液压泵站的选择根据需要选择电动泵站。流量,油箱可用油。结论经过几个月的努力,终于将水草收割船液压系统的设计完成了,经过这次毕业设计我复习巩固了液压传动的各方面内容,对液压系统设计的流程有了定的了解对液压的应用有了进步的认识,把液压与实际生活的事物可以联系起来。本次设计内容需要在图书馆内查阅有关的知识,在网上寻找相应的资料,来丰富及完善自己的设计,并提高了书写报告的能力,并在上绘制出水草收割船液压系统的装配图和零件图,巩固了自身的实际应用水平。参考文献王文深,王保铭编液压与气动机械工业出版社王昌禄编简明机械设计北京中国农业机械出版社,汪恺主编机械设计标准应用手册北京机械工业出版社,实用机械设计手册编写组编实用机械设计手册北京机械工业出版社,濮良贵编等机械设计西安高等教育出版社,秦曾煌编等电工学哈尔滨高等教育出版社,孙桓编等机械原理西安
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