菱形四輪中耕機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、甘蔗是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，是制糖和生產(chǎn)生物乙醇的重要原料。在全球范圍內(nèi)，我國甘蔗種植面積居世界第三，主要集中在廣西、云南、廣東、海南等省份。目前，我國甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化程度較低，甘蔗生產(chǎn)效率低、成本高，影響了我國制糖業(yè)在國際市場的競爭力。我國蔗區(qū)每年受臺風(fēng)影響較大，倒伏現(xiàn)象比較普遍。適時對甘蔗進(jìn)行培土管理，可以提高甘蔗抗倒伏性、去除雜草和促進(jìn)土壤中有機(jī)物的分解，為甘蔗種植中后期的生長提供更好的條件。
　　高稈作物中耕管理機(jī)需要有足夠的

2、離地間隙。我國目前中耕管理機(jī)械主要有手扶自走式微型機(jī)和懸掛式機(jī)具兩類。手扶自走式作業(yè)時需要人行走在操壟間操作，作業(yè)條件差、效率低。懸掛式機(jī)具因缺乏合適的高地隙拖拉機(jī)而影響作業(yè)窗口期長度。中耕機(jī)采用菱形四輪設(shè)計(jì)方案時，高稈作物從兩側(cè)臂與中部機(jī)架形成的龍門架內(nèi)通過，有利于延長中耕窗口期長度。菱形四輪車輛與傳統(tǒng)四輪車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)存在較大的差異。課題組前期研發(fā)了一種菱形四輪中耕機(jī)，并設(shè)計(jì)了一種前、后轉(zhuǎn)向輪分別通過各自液壓缸驅(qū)動的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

3、該系統(tǒng)在試驗(yàn)中存在左右轉(zhuǎn)向時方向盤轉(zhuǎn)動角度不一致、前后輪偏轉(zhuǎn)同步性差和轉(zhuǎn)向靈敏性差等問題。
　　本文在分析這些問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)其前、后輪同步對稱反向轉(zhuǎn)向的特點(diǎn)，利用正、反平行四邊形機(jī)構(gòu)，以現(xiàn)有機(jī)架的尺寸以及連桿布置條件為基礎(chǔ)，以前、后輪對稱反向轉(zhuǎn)動的同步性能為目標(biāo)，計(jì)算各連桿的具體尺寸，設(shè)計(jì)出一種前后轉(zhuǎn)向輪通過機(jī)械機(jī)構(gòu)連接的全液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。通過Creo的Elements模塊仿真試驗(yàn)和樣機(jī)實(shí)測試驗(yàn)，驗(yàn)證轉(zhuǎn)向過程中前、后輪偏轉(zhuǎn)角度的

4、差值。
　　（1）通過機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)將前、后轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行連接，使其達(dá)到反向同步偏轉(zhuǎn)，保證了四個車輪的軸線延長線交于同一個轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)上，基本使得四個車輪轉(zhuǎn)向過程中均為純滾動。
　?。?）通過匹配液壓轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向液壓缸參數(shù)，使得在駕駛中耕機(jī)時，駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時，方向盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與駕駛普通轎車相一致，提高中耕機(jī)的轉(zhuǎn)向靈敏性。
　?。?）對轉(zhuǎn)向控制液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件選型與參數(shù)確定，在AMESim平臺上對各個元件進(jìn)行虛擬建模，并

5、且對油路在受到不同控制信號、不同的工作狀態(tài)時的響應(yīng)特性進(jìn)行仿真分析，得到中耕機(jī)在各種狀況下進(jìn)行轉(zhuǎn)向時液壓油路的壓力流量變化情況。
　　結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的菱形四輪中耕機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠順利實(shí)現(xiàn)前、后車輪反向轉(zhuǎn)向，并且轉(zhuǎn)向過程中基本保持同步，工作順暢穩(wěn)定，在平地進(jìn)行行駛轉(zhuǎn)向過程中，前輪與后輪相差±0.5°,當(dāng)機(jī)架偏轉(zhuǎn)時，前、后輪偏轉(zhuǎn)相差±4°；轉(zhuǎn)向靈敏性基本達(dá)到與普通轎車一致的操縱效果，方向盤從中位分別向左右轉(zhuǎn)向各1.5圈達(dá)到左、