油菜聯(lián)合收獲機串并聯(lián)組合式液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與試驗.pdf

1、油菜是我國重要的油料作物，相比于人工收獲，油菜的聯(lián)合收獲具有便捷、高效等優(yōu)點。針對傳統(tǒng)油菜聯(lián)合收獲機運動部件多，機械傳動路線長、結(jié)構(gòu)復雜，無法實現(xiàn)無級調(diào)速，難以根據(jù)各部件在不同工況下實現(xiàn)有效參數(shù)匹配等問題，設(shè)計了一套應用于4LYZ-1.8型油菜聯(lián)合收獲機的串并聯(lián)組合式雙泵多馬達液壓驅(qū)動系統(tǒng)。論文以整機及相關(guān)測試儀器作為試驗平臺，開展了油菜聯(lián)合收獲機主要部件及液壓回路空載和負載的功耗、轉(zhuǎn)速分析，并對整機液壓驅(qū)動系統(tǒng)及元件進行建模仿真分析。

2、本文旨在為簡化油菜聯(lián)合收獲機傳動結(jié)構(gòu)，為油菜聯(lián)合收獲機傳動系統(tǒng)的參數(shù)有效匹配和功率分配等提供科學依據(jù)。主要研究工作如下:
　　(1)設(shè)計了一套串并聯(lián)組合式雙泵多馬達液壓驅(qū)動系統(tǒng)。在對自行研制的油菜聯(lián)合收獲機工作部件的負載、轉(zhuǎn)速等的工況分析以及油菜聯(lián)合收獲試驗樣機主要工作部件實際測量的基礎(chǔ)上，進行液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計、參數(shù)計算及液壓元件選型，確定了油菜聯(lián)合收獲機關(guān)鍵部件的轉(zhuǎn)速與功率范圍以及液壓驅(qū)動系統(tǒng)工作原理，并開展核心元件的設(shè)計。<

3、br>　　(2)分析確定了負載敏感系統(tǒng)節(jié)流閥旋鈕打開角度θ與對應回路馬達轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系曲線，結(jié)果表明:①隨著節(jié)流閥打開角度θ的不斷增大，各回路液壓馬達的轉(zhuǎn)速不斷提高;②同一回路同排量馬達間數(shù)值完全相同;③同一回路不同排量的馬達轉(zhuǎn)速隨節(jié)流閥開度的變化相差較大。測試發(fā)動機轉(zhuǎn)速對θ～n曲線影響的試驗可知，在同一節(jié)流閥打開角度，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1000～1800 r/min范圍內(nèi)，割臺復合推運器、強制喂入輪、脫粒滾筒、拋揚機馬達轉(zhuǎn)速最大值與最小值的

4、差值依次為21.4 r/min、49 r/min、50 r/min、42 r/min。
　　(3)試驗研究了負載敏感系統(tǒng)液壓回路主要工作部件轉(zhuǎn)速對負載敏感系統(tǒng)總功耗的影響規(guī)律，四因素四水平正交試驗極差分析結(jié)果表明:影響油菜聯(lián)合收獲機負載敏感系統(tǒng)總功率的主次順序為脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、拋揚機轉(zhuǎn)速、割臺復合推運器轉(zhuǎn)速和強制喂入輪轉(zhuǎn)速。方差分析結(jié)果表明，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速對負載敏感系統(tǒng)總功耗影響極顯著，割臺滾筒轉(zhuǎn)速、旋風分離筒入口風速對總功耗影響顯著

5、，強制喂入輪轉(zhuǎn)速對總功耗影響不顯著。
　　(4)開展了主要工作部件所在回路的功耗測試與分析。液壓回路功耗分析試驗表明:油菜平均喂入量為1.5kg/s時，割臺平均功耗為1.68kW，強制喂入輪平均功耗為1.00kW，脫粒滾筒平均功耗為5.11kW，拋揚機及輸送裝置平均功耗為2.28kW，風機平均功耗為1.80kW。油菜聯(lián)合收獲機液壓驅(qū)動系統(tǒng)回路1～5實際運行時的功耗分配依次為:14％、8％、43％、19％、15％。
　　(5)

6、開展了關(guān)鍵部件不同轉(zhuǎn)速對油菜聯(lián)合收獲機各出料口物料質(zhì)量分布特征的影響研究。試驗分析表明:①影響縱軸流脫粒分離裝置排草口物料所占質(zhì)量比的主次順序為脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、割臺復合推運器轉(zhuǎn)速、離心風機轉(zhuǎn)速;②影響旋風分離筒下料口物料所占質(zhì)量比的主次順序為離心風機轉(zhuǎn)速、復合推運器轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速;③影響風機出料口物料所占質(zhì)量比的主次順序為離心風機轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、復合推運器轉(zhuǎn)速。
　　(6)基于AMESim仿真軟件對整機所選用液壓元件進行建模

7、仿真，建立了串并聯(lián)組合式雙泵多馬達液壓驅(qū)動系統(tǒng)仿真模型，對負載敏感系統(tǒng)回路測定值與仿真值進行了對比分析。仿真結(jié)果顯示，負載敏感系統(tǒng)回路中，割臺回路（回路1）、強制喂入輪回路（回路2）、脫粒滾筒回路（回路3）、拋揚機回路（回路4）占負載敏感系統(tǒng)中的總功耗依次為13％、7％、39％、18％。同時對液壓驅(qū)動系統(tǒng)液壓元件的物理運動特性進行了仿真分析。
　　(7)開展了4LYZ-1.8型油菜聯(lián)合收獲機作業(yè)時串并聯(lián)組合式雙泵多馬達液壓驅(qū)動系統(tǒng)

8、可靠性與適應性的田間試驗。試驗表明:油菜聯(lián)合收獲機運轉(zhuǎn)流暢，串并聯(lián)組合式雙泵多馬達液壓驅(qū)動系統(tǒng)能夠滿足油菜聯(lián)合收獲機的作業(yè)要求，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，各部件能根據(jù)不同作業(yè)的工況實現(xiàn)無級調(diào)速，割臺、撥禾輪的高度調(diào)節(jié)能夠滿足田間生產(chǎn)需求，油菜收獲時負載敏感系統(tǒng)能夠根據(jù)田間負載變化進行壓力、流量反饋調(diào)節(jié);通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度可有效實現(xiàn)各部件無級調(diào)速。所設(shè)計液壓驅(qū)動系統(tǒng)能夠滿足油菜聯(lián)合收獲機的驅(qū)動要求，簡化了傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了傳動系統(tǒng)的工作可靠性