2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1 緒論1</b></p><p>  1.1課題的提出及意義1</p><p>  1.2國外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>  1.3國內(nèi)水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p> 

2、 1.4液壓技術(shù)在水草收割船中的應(yīng)用及特點(diǎn)2</p><p>  2 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析3</p><p>  2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成3</p><p>  2.1.1 控制回路的選擇3</p><p>  2.1.2 變量泵控定量馬達(dá)的無級(jí)調(diào)速方案的確定3</p><p>  2.2

3、整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成4</p><p>  2.2.1液壓系統(tǒng)調(diào)速方案4</p><p>  2.3馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇5</p><p>  2.3.1低速方案的特點(diǎn)5</p><p>  2.3.2高速方案的特點(diǎn)5</p><p>  3 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5</p><

4、p>  3.1 BYD-1水草收割船液壓原理設(shè)計(jì)5</p><p>  3.1.1行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5</p><p>  3.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>  3.1.3輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>  3.2水草收割船液壓系統(tǒng)草圖7</p><p>  3.3

5、液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析8</p><p>  3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計(jì)8</p><p>  3.3.2液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì)9</p><p>  3.3.3液壓泵的選擇與設(shè)計(jì)10</p><p>  3.3.4 液壓閥的選擇11</p><p>  3.3.5管道的尺寸的確定11</p>

6、<p>  3.3.6液壓泵站的選擇12</p><p><b>  結(jié) 論13</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>  致 謝15</b></p><p><b>  1 緒論</b>

7、</p><p>  1.1課題的提出及意義</p><p>  水草在日常生活中有諸多的作用和價(jià)值,例如養(yǎng)殖、生態(tài)和景觀等有重要的價(jià)值體現(xiàn),吸引著人們大量種植。但由于種植量過大,同時(shí)缺乏相應(yīng)的管理措施,導(dǎo)致人工種植的水草一度發(fā)展到過剩的狀態(tài)。為了保持水域的生態(tài)平衡,需要在景觀水域中大量種植水草,但是在每年的高溫時(shí)節(jié),水草生長非常迅速,必須及時(shí)進(jìn)行收割清理,否則會(huì)對(duì)水質(zhì)造成二次污染。目前,

8、水草治理方法主要有化學(xué)清除法和物理收割法?;瘜W(xué)清除法會(huì)引起水質(zhì)污染,破壞生態(tài)環(huán)境,并對(duì)其他生物的生存造成很大影響。所以,人們大都采用更為環(huán)保的物理收割法來治理水草。但由于人工收割效率低下,往往打撈的速度跟不上水草生長的速度,因而機(jī)械收割就成為理想的水草治理方式。</p><p>  目前,市場(chǎng)上一般的水草收割機(jī)多是機(jī)械控制的,動(dòng)力來源復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)收割船的簡單,智能,據(jù)此現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊,機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn),效率

9、高,機(jī)身全部動(dòng)力來源為液壓,液壓控制液壓系統(tǒng)控制船的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)的水草收割船。這種新型的水草收割船可在水下實(shí)現(xiàn)切割,回收,傳送一體化連續(xù)作業(yè)方式,能夠達(dá)到清除多余的水草的目的,充分體現(xiàn)簡便化。</p><p>  1.2國外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>  對(duì)于水草收割機(jī)器的研制,國外起步比較早,早在50年代荷蘭等國家就開始使用專門的機(jī)械進(jìn)行河道的清淤除草作業(yè)

10、。荷蘭在1958年IHC CO Konljn機(jī)械廠研制出H系列兩棲式挖泥船共6種機(jī)型,隨后又相繼開發(fā)出M 系列、s系列和FB系列等多種清淤機(jī)械;隨后HERDER公司也開始研制各種機(jī)型的河道除草機(jī)。起初他們一般是把切割器安裝在液壓挖掘機(jī)或農(nóng)用拖拉機(jī)上,把溝渠、河道內(nèi)的蒲草、雜草切割后撈起放于岸邊,其整機(jī)需停在岸邊或沿岸邊行駛進(jìn)行作業(yè),這就是陸用割草機(jī)。由于陸用割草機(jī)的使用范圍有較大限制,河道、溝渠旁常揎有樹木,無法停機(jī),遠(yuǎn)離岸邊的水草又無

11、法切割到,因此研制一種能在河道中航行的水中割草機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。60年代,英國的Rolbe公司開發(fā)出Oibeaux系列水中割草機(jī),英國的John wider(工程)公司也開發(fā)出自己的系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品至今還在世界各地廣泛使用。</p><p>  1.3國內(nèi)水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>  對(duì)于國內(nèi)一些相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)入該領(lǐng)域,并且取得了一定的研究成果,如寧波農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所、桂林象山

12、農(nóng)機(jī)廠、紹興縣農(nóng)林管理總部聯(lián)合研究的WH1800型河道清草機(jī),北京市水利局聯(lián)合數(shù)家單位共同開發(fā)的SGY-2.5型水草收割機(jī),上海電器集團(tuán)現(xiàn)代化裝備有限公司新液壓長研究開發(fā)的GC2230型號(hào)河道割草保潔船以及GC2000型小型河道割草作業(yè)機(jī)械。</p><p>  經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程,水草收割機(jī)的設(shè)計(jì),由開始的岸邊切割水草作業(yè),水中水草作業(yè),水中收割水草作業(yè),到現(xiàn)在的水中切割、收獲、后續(xù)處理一體化作業(yè)模式,功能

13、日益完善,而且經(jīng)過長時(shí)間的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累,其工作模式也發(fā)生了很大的改變。其主要是朝著小型化、智能化方向發(fā)展。</p><p>  1.4液壓技術(shù)在水草收割船中的應(yīng)用及特點(diǎn)</p><p>  液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì),利用壓力能來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。 而液壓系統(tǒng)是由以下組成:</p><p>  1)能源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分(電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī))所輸出

14、的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能,給系統(tǒng)提供壓力油液。</p><p>  2)執(zhí)行裝置——液壓機(jī)(液壓缸、液壓馬達(dá))。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,推動(dòng)負(fù)載做功。</p><p>  3)控制裝置——液壓閥(流量閥、壓力閥、方向閥等)。通過它們的控制和調(diào)節(jié),使液流的壓力、流速和方向得以改變,從而改變執(zhí)行元件的力(或力矩)、速度和方向。</p><p>  4)輔助裝置——油箱、

15、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來,以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。</p><p>  5)工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油,系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。</p><p>  由于液壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn),因此,它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時(shí),也被應(yīng)用到航天航空、海洋開發(fā)、

16、核能工程和地震預(yù)測(cè)等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。</p><p>  BYD-1水草收割船就是以液壓為動(dòng)力來源,并通過液壓控制水草收割船的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>  特點(diǎn):</b></p><p>  (1)簡化結(jié)構(gòu),提高可靠性。水草收割船是由多個(gè)工作模塊組成,各工作模塊分散在整機(jī)的各個(gè)部位。若過多地采用皮帶、齒輪、

17、鏈條等機(jī)械零件,一方面帶來了復(fù)雜的結(jié)構(gòu),另一方面導(dǎo)致可靠性較低。收割過程中密集的水草可能會(huì)纏住傳動(dòng)部件,增加傳動(dòng)負(fù)荷甚至使機(jī)器卡死。運(yùn)用液壓技術(shù),可以使水草收割船在結(jié)構(gòu)上獲得簡化,可以方便地實(shí)現(xiàn)各種功能要求,可方便地控制各種參數(shù),利于動(dòng)力分配及各模塊間的節(jié)拍整合與優(yōu)化,有利于提高收割船的整體性能,提高可靠性。</p><p>  (2) 改善行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。水草收割船要求行走系統(tǒng)能適應(yīng)水上作業(yè)的各種復(fù)雜情況,

18、如頻繁的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等,在整個(gè)收獲流程中,水草必須從收割船的前部由前至后、從底到高輸送,這就要求行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無級(jí)調(diào)節(jié)行駛速度來適應(yīng)作業(yè)中隨時(shí)變化的水下條件和作物長勢(shì)。因此采用輪邊式靜壓驅(qū)動(dòng)是最佳的方案,它不但可滿足水草收割船對(duì)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊要求,而且還可以大大簡化行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其次,車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向,可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使得轉(zhuǎn)向省力、方便靈活。</p><p>  (3) 實(shí)

19、現(xiàn)操縱和控制的多樣性。①改變變量泵斜盤傾角和方向即可方便的實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換向和變速,前進(jìn)、倒退、制動(dòng)、變速只需一根操縱桿即可完成;②液壓傳動(dòng)裝置功率密度大,扭矩慣量比大,因而動(dòng)態(tài)性能好,加之閉式系統(tǒng)在減速過程中己具有制動(dòng)能力,因而速度變化快捷柔和,沖擊小,迅速變換方向和加減速不會(huì)損壞傳動(dòng)系統(tǒng)和船體;③前進(jìn)、倒退可以獲得相同速度。液壓傳動(dòng)這種快速機(jī)動(dòng)性和操縱靈便性大大提高了作業(yè)能力,操縱的簡便性同時(shí)減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度,使之能夠集中精力用于主要的

20、作業(yè)任務(wù)而提高生產(chǎn)率。</p><p>  (4) 可控性好。借助于液壓元件和各種回路很容易實(shí)現(xiàn)液壓反饋控制,使發(fā)動(dòng)機(jī)-行走機(jī)構(gòu)-外負(fù)荷形成一個(gè)自控式負(fù)荷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩適應(yīng)于外負(fù)荷變化而連續(xù)變化,發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)保持高傳動(dòng)效率。液壓控制通過傳感器監(jiān)測(cè)各種狀態(tài)參數(shù),通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算輸出理想的控制目標(biāo)指令,使在整個(gè)工作范圍內(nèi)達(dá)到自動(dòng)化控制,機(jī)器的燃料經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、作業(yè)生產(chǎn)率均可達(dá)到最佳值。</p&

21、gt;<p>  2 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析</p><p>  2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成</p><p>  2.1.1 控制回路的選擇</p><p>  農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)最常用的型式是軸向活塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量或變量的活塞液壓馬達(dá)的閉式回路。軸向活塞泵使變量的控制簡單而可靠。而活塞馬達(dá)能很方便的反向轉(zhuǎn)動(dòng)?;钊奖煤婉R達(dá)比

22、其他形式具有較高的容積效率和總效率。</p><p>  軸向活塞泵控變量馬達(dá)雖然具有雙向雙變量調(diào)速的特性,但是考慮其開發(fā)成本(一般說,變量馬達(dá)比定量馬達(dá)貴的多),選用軸向活塞泵控定量馬達(dá)的方式比較合理。其優(yōu)點(diǎn)為:</p><p>  (1)通過操縱桿在帶負(fù)載時(shí)可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)速控制。</p><p>  (2)結(jié)構(gòu)緊湊,只有一個(gè)體積不大的補(bǔ)油用的油箱,因而自重輕。&

23、lt;/p><p>  (3)油液成閉式環(huán)節(jié),不接觸空氣,減少了混入空氣的機(jī)會(huì)系統(tǒng)中,采用雙向變量泵,直接用液壓泵的變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)速度和方向,避免了換向閥控制方式造成的節(jié)流損失。</p><p>  2.1.2 變量泵控定量馬達(dá)的無級(jí)調(diào)速方案的確定</p><p>  變量泵一方面要調(diào)節(jié)其自身的排量來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速,另一方面還要使發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)同外部載荷之間始終保持合

24、理的匹配,這方面的成型技術(shù)很多,具體包括電液比例控制和機(jī)械—液壓伺服控制兩大類。本文考慮水草收割船作為一種農(nóng)業(yè)機(jī)械要求開發(fā)成本低一些,因此采用手動(dòng)式機(jī)械—液壓伺服控制方式來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)之間的匹配和泵排量的調(diào)節(jié),雖然其匹配方式不夠精確,但考慮到它的性價(jià)比對(duì)于水草收割船來說較為合適。</p><p>  無級(jí)變速裝置由變量泵、油馬達(dá)組成,改變液壓泵的排量獲得不同的傳動(dòng)比,使機(jī)具在不停車的狀態(tài)下同步無級(jí)變速

25、,以適應(yīng)采收不同量的水草。而且僅靠控制變量油泵手柄實(shí)現(xiàn)同步無級(jí)變速,駕駛員操縱疲勞強(qiáng)度低。由于控制變量泵的手柄可固定在一定位置,可保證泵排量為定值。液壓系統(tǒng)伺服缸的進(jìn)油出口常設(shè)有阻尼孔,能限制加速,控制響應(yīng)時(shí)間,在機(jī)具變速過程中做到安全,平穩(wěn),從而保證機(jī)具的收獲水草作業(yè)質(zhì)量。此外,變量泵—定量馬達(dá)方案的優(yōu)點(diǎn)還在于:通過改變泵的排量,水草收割船的理論速度可無級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)泵的排量為零時(shí),水草收割船停車。將泵的排量從零增加就可使水草收割船原地起

26、步,結(jié)構(gòu)比較簡單(一般說,變量泵比變量馬達(dá)造價(jià)低)。</p><p>  2.2整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>  2.2.1液壓系統(tǒng)調(diào)速方案</p><p>  采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速,關(guān)鍵在于如何控制管路系統(tǒng)中的流量,液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式由節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩種控制形式。</p><p>  節(jié)流調(diào)速:在液壓控制系統(tǒng)中,節(jié)流調(diào)速是實(shí)現(xiàn)各種

27、控制功能的基本手段之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,容易調(diào)節(jié)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是流體流過閥體不可避免地會(huì)產(chǎn)生壓力降。這種壓力降是實(shí)現(xiàn)某種控制所必須的,另一方面,從能量轉(zhuǎn)換角度,會(huì)引起系統(tǒng)的發(fā)熱等不良反映,因此限制了其使用的范圍。通常節(jié)流調(diào)速的控制功率范圍不超過5千瓦,更大的功率采用容積調(diào)速比較合理。水草收割船割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)就是基于節(jié)流調(diào)速的這些特點(diǎn),選用節(jié)流調(diào)速的。</p><p&

28、gt;  容積調(diào)速:利用改變液壓泵或液壓馬達(dá)的工作容積的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)速,叫做容積調(diào)速。這種回路具有效率高,所以被廣泛的使用??梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的要求,選擇不同的搭配方式,如定量泵控制變量馬達(dá),變量泵控制定量馬達(dá)等,同時(shí)還可以根據(jù)調(diào)速的要求不同選擇容積調(diào)速元件的不同調(diào)節(jié)特性,這樣可以實(shí)現(xiàn)希望的調(diào)速特性,又使系統(tǒng)的效率大大提高。容積控制能夠適應(yīng)各種應(yīng)用的場(chǎng)合,能夠在工作狀態(tài)下使液壓參數(shù)快速而頻繁的變化,從而控制水平大大提高。水草收割船行走液壓系統(tǒng)

29、就是基于容積調(diào)速的以上特點(diǎn)采用變量泵控制定量馬達(dá)的。</p><p>  水草收割船液壓調(diào)速系統(tǒng):通過以上兩種調(diào)速方式的分析,水草收割船的液壓調(diào)速系統(tǒng)包括節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速方式的復(fù)合調(diào)速系統(tǒng),下面分別進(jìn)行說明。水草收割船割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng),采用節(jié)流控制措施,這是因?yàn)榕_(tái)架升降對(duì)位置控制要求高,而輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)對(duì)速度穩(wěn)定要求高,所以采用調(diào)速閥很容易控制轉(zhuǎn)速。水草收割船由于工作在水上的

30、特點(diǎn)以及水草品種和產(chǎn)量的不同,因而行走速度要求頻繁的變化,采用容積調(diào)速方式較為合理。</p><p>  2.3馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇</p><p>  水草收割船行走驅(qū)動(dòng)輪要求轉(zhuǎn)速不是很高(每分幾十轉(zhuǎn)),使用中既有用低速液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)和高速馬達(dá)經(jīng)過齒輪等減速箱驅(qū)動(dòng)的兩種方案,習(xí)慣上稱“低速方案”和“高速方案”。</p><p>  2.3.1低速方案的特點(diǎn)<

31、/p><p>  最能體現(xiàn)液壓傳動(dòng)布局靈活性的優(yōu)點(diǎn),有些可以直接安裝在驅(qū)動(dòng)輪上,減少安裝空間,為整體設(shè)計(jì)提供很多方便, 由于節(jié)省了液壓馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)輪之間的減速裝置,因此避免產(chǎn)生功率損失和過多的噪音。</p><p>  2.3.2高速方案的特點(diǎn)</p><p>  低速方案要求液壓馬達(dá)直接和驅(qū)動(dòng)輪連接,這就要求馬達(dá)輸出與負(fù)載相配合的扭矩,而且還要承受由驅(qū)動(dòng)輪傳來的各種徑向

32、和軸向載荷,有時(shí)還需要有離合,制動(dòng)的附加功能。而高速方案可以利用中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)來分擔(dān)這些功能,對(duì)馬達(dá)的要求相對(duì)較低。因此,在很多場(chǎng)合下仍采用高速方案。</p><p>  對(duì)于水草收割船行走液壓系統(tǒng)采用高速方案,同時(shí)由于輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)要求較高的轉(zhuǎn)速,所以輸送和切割馬達(dá)也選用高速方案。</p><p>  3 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>  

33、3.1 BYD-1水草收割船液壓原理設(shè)計(jì)</p><p>  3.1.1行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p>  圖3-1 水草收割船的單邊行走驅(qū)動(dòng)回路</p><p>  行走系統(tǒng)的工作原理及基本組成?,F(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中,由于對(duì)機(jī)器的正,反方向行走及制動(dòng)的要求,本文行走液壓系統(tǒng)采用閉式回路。為了適應(yīng)這種載荷的特點(diǎn),同時(shí)考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械價(jià)格因素的特點(diǎn),水草收割船的行走驅(qū)動(dòng)采用軸

34、向柱塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量的柱塞液壓馬達(dá)的閉式回路,且為雙泵—雙定量馬達(dá)組成的左右獨(dú)立馳動(dòng)回路。軸向柱塞泵使變量的控制簡單而可靠。徑向柱塞式馬達(dá)能很方便地反向轉(zhuǎn)動(dòng)。柱塞式泵和馬達(dá)比其他形式具有較高的容積效率和總效率。同時(shí),兩邊回路進(jìn)行統(tǒng)一控制,即可聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)船體的前進(jìn),后退及相應(yīng)的速度改變,又可分別動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)不同方向的轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)彎。</p><p>  如圖 3—1采用一個(gè)具有定量馬達(dá)的液壓行走驅(qū)動(dòng)。充油泵的輸出通

35、過變量泵上充當(dāng)入口的那一個(gè)通道(由馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向決定)進(jìn)入閉式回路,而其多余的油液則在馬達(dá)端通過充油壓力控制閥(溢流閥)而離開此回路。梭行滑閥能自動(dòng)使回路(的任一支路)的低壓端與充油壓力控制閥相連接。由充油壓力控制閥出來的自由油流,經(jīng)過液壓馬達(dá)和泵殼油路使泵和馬達(dá)得到冷卻,最后流到貯油箱中。</p><p>  圖3-3 水草收割船行走系統(tǒng)的傳動(dòng)方案</p><p>  驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由變量泵,

36、定量馬達(dá),補(bǔ)油泵,補(bǔ)油溢流閥,單向閥,安全閥,梭閥,溢流閥和油箱組成。在這個(gè)系統(tǒng)中泵既是液壓能源,又是主要的控制元件。通過泵的變量改變主油路中的油的流量和方向,實(shí)現(xiàn)船體的變速和換向,可以充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。閉式回路的主軸上通軸上設(shè)置一小排量齒輪補(bǔ)油泵,補(bǔ)油溢流閥和補(bǔ)油單向閥多集成于主泵,沖洗冷卻閥組則集成于馬達(dá)。補(bǔ)油溢流閥調(diào)節(jié)補(bǔ)油壓力,補(bǔ)油單向閥選擇補(bǔ)油方向,向主油路低壓側(cè)補(bǔ)油,以補(bǔ)償由于泵,馬達(dá)容積損失及由沖洗冷卻閥組中卸掉之流量

37、。補(bǔ)油泵的存在使系統(tǒng)增加了一部分很小的穩(wěn)定的附加損失,但其排量和壓力相對(duì)于主泵很小,因此其附加功率損失通常僅為傳動(dòng)裝置總功率的1%~2%,可以不計(jì)。</p><p>  行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案。對(duì)于行駛系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)方式的水草收割船來說,其動(dòng)力傳動(dòng)方式為分置式結(jié)構(gòu),即發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)左,右變量泵,經(jīng)左右液壓馬達(dá)后傳遞到輪邊減速裝置,在經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)左右履帶使機(jī)械行走。其整個(gè)傳動(dòng)路線如圖3一3</p>&l

38、t;p>  圖3-4 割臺(tái)升降系統(tǒng)</p><p>  3.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  如圖 3-4 所示,臺(tái)架升降臺(tái)是由平衡閥和左右并聯(lián)液壓缸組成。左右液壓缸之所以采用并聯(lián)的方式,主要是因?yàn)榕_(tái)架左右液壓缸所受到的力基本相同,而且速度也基本相同。采用平衡閥的目的是為了防止在液壓缸回程時(shí)不至于產(chǎn)生臺(tái)架過快的降下來,從而在一定的負(fù)載情況下,有效的緩解臺(tái)架的降速。&l

39、t;/p><p>  3.1.3輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>  圖3-5 輸送裝置和切割裝置液壓系統(tǒng)</p><p>  水草收割船輸送裝置由液壓馬達(dá)控制傳送帶組成,傳送帶只向一個(gè)方向移動(dòng)因此用一個(gè)單向液壓馬達(dá)控制即可。在換向閥迅速關(guān)閉時(shí),回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)力矩比啟動(dòng)力矩大得多,會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊,造成液壓管路和構(gòu)件的破壞。解決制動(dòng)時(shí)壓力沖擊的措施就是限制

40、制動(dòng)壓力,從而限制制動(dòng)力矩不致過大。在液壓馬達(dá)兩條油路上安裝一個(gè)直動(dòng)式小流量溢流閥(也稱緩沖閥)起限制作用。在制動(dòng)過程中,讓封閉的高壓油液通過緩沖閥溢出一些,起緩沖降壓作用。一般將緩沖閥的調(diào)定壓力和主溢流閥調(diào)成一樣或略低,這樣可保證啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩幾乎相等,使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不僅有一樣制動(dòng)作用,而且制動(dòng)比較平穩(wěn),沖擊力小,緩沖后的油液進(jìn)入另一油路,起補(bǔ)油作用。切割裝置也是單向運(yùn)動(dòng),因此可用同樣的系統(tǒng)。</p><p>

41、  3.2水草收割船液壓系統(tǒng)草圖</p><p>  根據(jù)前面的單個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析后,畫出水草收割船的整個(gè)液壓系統(tǒng)原理圖。如圖3—6所示。</p><p>  圖3—6 水草收割船液壓系統(tǒng)草圖</p><p>  3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析</p><p>  3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計(jì)</p><p><b

42、>  1初選系統(tǒng)工作壓力</b></p><p>  水草收割船屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械取工作壓力16MPa。</p><p>  2液壓缸主要是起到使割臺(tái)升降的作用,其在運(yùn)動(dòng)過程中受到外部載荷F</p><p>  工作載荷F每缸受力取最大值</p><p>  F=G=5000×9.8=49000N </p>

43、;<p>  液壓缸的有效作用面積</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p><b>  液壓缸的直徑</b></p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p><b>  則根據(jù)桿徑比</b></p>

44、<p>  求得活塞桿直徑 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>  根據(jù)GB/T2348-1993進(jìn)行圓整,活塞內(nèi)徑為63mm,活塞桿直徑為45mm。</p><p>  3計(jì)算液壓缸所需流量</p><p>  式中A——液壓缸有效作用面積( 錯(cuò)誤!未找到引用源。);</p><p>  v——活塞與缸體的相對(duì)速度(m/s)

45、取20mm/s。</p><p>  3.3.2液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>  1行走系統(tǒng)</b></p><p>  行走系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制水草收割船的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。水草收割船總阻力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p>

46、<p>  式中:ξsk ——粘性阻力系數(shù);</p><p>  ξw ——興波阻力系數(shù)</p><p>  R1ˊ= (1+Q)( 錯(cuò)誤!未找到引用源。)= (1+1.6) ×10.1 = 26.3 N</p><p>  R2ˊ= (1+Q)( 錯(cuò)誤!未找到引用源。)= (1+1.6) ×78.4 = 204 N</p&g

47、t;<p>  根據(jù)明輪推進(jìn)器的推力</p><p>  P=Gp·ρ·n2·D2·Fp</p><p>  式中:Gp——推進(jìn)力系數(shù),查得Gp = 5.5;</p><p>  Fp——明輪的水力作用面積</p><p>  Fp=2 Bk·Tk 錯(cuò)誤!未找到引用源。 2 錯(cuò)誤

48、!未找到引用源。0.5 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>  n——明輪工作轉(zhuǎn)速,n = 0.6 r/s;</p><p>  計(jì)算得明輪總推進(jìn)力P = 854 N ,單個(gè)輪推力F輪=P/2=427N</p><p>  根據(jù)明輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,軸的轉(zhuǎn)矩 </p><p>  T=9549 錯(cuò)誤!未找到引用源。=4809.61N

49、3;m </p><p>  式中:轉(zhuǎn)速n = 0.15 r/s</p><p>  功率P=Np×η=1.15kw</p><p><b>  液壓馬達(dá)的排量為</b></p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>  式中T——馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩(Nm);</p&g

50、t;<p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差。</p><p><b>  液壓馬達(dá)所需流量</b></p><p>  式中q——液壓馬達(dá)排量( 錯(cuò)誤!未找到引用源。);</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源?!簤厚R達(dá)的轉(zhuǎn)速(r/s)。</p><p>  根據(jù)手冊(cè)選用型號(hào)為YLM16-

51、2000的液壓馬達(dá)兩個(gè)。參數(shù)如下:</p><p>  排量V=2034 ml/r;額定壓力 錯(cuò)誤!未找到引用源。=16Mpa;最高壓力 錯(cuò)誤!未找到引用源。=25Mpa;額定扭矩 錯(cuò)誤!未找到引用源。=6030Nm單位理論扭矩 錯(cuò)誤!未找到引用源。=323Nm;轉(zhuǎn)速范圍2 錯(cuò)誤!未找到引用源。320r/min。</p><p><b>  2輸送裝置</b><

52、/p><p>  由于輸送帶在工作時(shí)一部分是在水中,在行進(jìn)中會(huì)產(chǎn)生行進(jìn)阻力。由經(jīng)驗(yàn)公式,輸送帶產(chǎn)生的阻力可由下計(jì)算:</p><p>  式中:a——物體垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面積,a = 1.2×0.8 = 0.96 錯(cuò)誤!未找到引用源。;</p><p>  c——阻力系數(shù),查得c = 1.12;</p><p>  輸送帶阻力只有在收

53、割水草時(shí)產(chǎn)生,所以V = V1 = 0.556 m/s</p><p>  代入公式得: </p><p>  Rx = 166.19 N</p><p>  考慮水草的附加阻力Rf = Rx則前輸送帶阻力:</p><p>  R = Rf + Rx = 332.38 N。</p><p>  當(dāng)進(jìn)行水草

54、收割作業(yè)時(shí),水草收割機(jī)總阻力</p><p>  R1 = 332.38 + 26.3 = 358.68 N;</p><p>  航行時(shí)總阻力R2 = 204 N。</p><p>  根據(jù)輸送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算,輸入傳送帶的扭矩為T=198.58N·m。</p><p>  查手冊(cè)選擇型號(hào)為YLM1-63的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下<

55、/p><p>  排量V=64 ml/r;壓力P=25Mpa;扭矩T=225Nm;轉(zhuǎn)速范圍15 錯(cuò)誤!未找到引用源。1500r/min。</p><p>  同樣根據(jù)切割裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算,輸入切割機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為738 r/min。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為YLM1-63的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下</p><p>  排量V=64 ml/r;壓力P=25Mpa;扭矩T=225Nm;

56、轉(zhuǎn)速范圍15 錯(cuò)誤!未找到引用源。1500r/min。</p><p><b>  馬達(dá)流量</b></p><p>  3.3.3液壓泵的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>  液壓泵的最大工作壓力</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>  式中 錯(cuò)誤!未找到引用源。——液壓缸或

57、馬達(dá)最大工作壓力;</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源?!獜囊簤罕贸隹诘揭簤焊谆蛞簤厚R達(dá)入口之間總的管路損失。 錯(cuò)誤!未找到引用源。取0.5Mpa。</p><p>  即 錯(cuò)誤!未找到引用源。16+0.5=16.5Mpa。</p><p><b>  液壓泵的流量</b></p><p>  式中K——系統(tǒng)泄漏系

58、數(shù),一般取K=1.1~1.3,這里取K=1.2.</p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源。——同時(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量,對(duì)于用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)還需要加上溢流閥的最小流量,一般取 錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p>  即行走系統(tǒng)液壓泵的流量取</p><p>  控制輸送裝置、切割裝置和割臺(tái)升降的液壓泵的流量取</p><p&g

59、t;<b>  選擇液壓泵的規(guī)格</b></p><p>  根據(jù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。和 錯(cuò)誤!未找到引用源。選擇泵,為使泵有一定壓力儲(chǔ)備,所選泵的額定壓力一般比最大壓力大25 錯(cuò)誤!未找到引用源?!?0 錯(cuò)誤!未找到引用源。。對(duì)于行走系統(tǒng),從手冊(cè)中選擇型號(hào)為200GM14-1B的斜盤式軸向柱塞液壓泵,參數(shù)如下</p><p>  公稱壓力20Mpa,公稱排量200

60、Ml/r,額定轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn),公稱流量200L/min,最大理論轉(zhuǎn)矩666NM。</p><p>  而控制輸送裝置、切割裝置和割臺(tái)升降的液壓泵選擇徑向柱塞定量泵JB-G100,排量100 錯(cuò)誤!未找到引用源。,額定壓力25Mpa,最高壓力32Mpa,最高轉(zhuǎn)速1500r/min。</p><p>  3.3.4 液壓閥的選擇</p><p>  根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和

61、實(shí)際通過閥的最大流量選擇,溢流閥按泵的最大流量選,節(jié)流閥和調(diào)速閥,考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求??刂崎y的流量一定比實(shí)際通過的流量大一些,允許有20 錯(cuò)誤!未找到引用源。以內(nèi)的短時(shí)間過流量。</p><p>  3.3.5管道的尺寸的確定</p><p><b>  管道內(nèi)徑計(jì)算</b></p><p>  錯(cuò)誤!未找到引用源

62、。</p><p>  式中Q——通過管道內(nèi)的流量( 錯(cuò)誤!未找到引用源。);</p><p>  v——管道內(nèi)允許流速(m/s)</p><p>  計(jì)算出內(nèi)徑后根據(jù)GB/T2351-1993標(biāo)準(zhǔn)選取液壓泵吸油管道取25mm。</p><p>  3.3.6液壓泵站的選擇</p><p>  根據(jù)需要選擇PER456

63、0WT-RW電動(dòng)泵站。流量2.1L/min,油箱可用油60L。</p><p><b>  結(jié) 論</b></p><p>  經(jīng)過幾個(gè)月的努力,終于將水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成了,經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我復(fù)習(xí)鞏固了液壓傳動(dòng)的各方面內(nèi)容,對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解;對(duì)液壓的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),把液壓與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容需要在圖書館內(nèi)查閱有

64、關(guān)的知識(shí),在網(wǎng)上尋找相應(yīng)的資料,來豐富及完善自己的設(shè)計(jì),并提高了書寫報(bào)告的能力,并在AutoCAD上繪制出水草收割船液壓系統(tǒng)的裝配圖和零件圖,鞏固了自身AutoCAD的實(shí)際應(yīng)用水平。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 王文深,王保銘編. 液壓與氣動(dòng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社2009.8</p><p> 

65、 [2] 王昌祿編. 簡明機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社,1984.6.</p><p>  [3] 汪愷主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè) [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8.</p><p>  [4] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編. 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.</p><p>  [5] 濮良貴編等.機(jī)

66、械設(shè)計(jì).[M].西安:高等教育出版社,2005.</p><p>  [6] 秦曾煌編等.電工學(xué).[M].哈爾濱:高等教育出版社,2003.</p><p>  [7] 孫桓編等.機(jī)械原理.[M].西安.高等教育出版社,2003.</p><p>  [8] 徐金詳.小型水下清淤機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.[J].排灌機(jī)械,2003,21</p><

67、p>  [9] 韓青松.基于Pro/E的水草收割機(jī)明輪裝置建模與仿真.[J].農(nóng)機(jī)化研究,2001</p><p>  [10] 田勇編著. 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù) [M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2011.</p><p>  [11] 路敏恂,李萬荔主編.流體力學(xué)與液壓傳動(dòng) [M]. 上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2006.</p><p>  [12] 周士

68、昌編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集. [M].機(jī)械工業(yè)出版社 2003</p><p>  [13] 尚士友,杜建民.草型湖泊沉水植物收割工程對(duì)生態(tài)改善的試驗(yàn).[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2003.19</p><p>  [14] 尚士友,杜健民,丁海泉,等.沉水植物收獲機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)的研究.[J].內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院學(xué)報(bào),1995</p><p>  [15] 張利平編.液壓傳動(dòng)設(shè)

69、計(jì)指南.[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2009.9</p><p>  [16] 雷天覺編.新編液壓工程手冊(cè). [M].北京.北京理工大學(xué)出版社.2005</p><p>  [17] 范存德編.液壓技術(shù)手冊(cè). [M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2004.5</p><p>  [18] 張紅俊編.液壓傳動(dòng). [M].華中科技大學(xué)出版社.2009.9</p>

70、<p>  [19] 穆繼衛(wèi).9GSCC_1_4型水草收割機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì). [D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué).2002</p><p>  [20] Machinery's handbook : a reference book for the mechanical engineer, draftsman., toolmaker machinist [M]. New York: Industrial

71、 Press Inc., 1979.</p><p><b>  致 謝</b></p><p>  經(jīng)過幾個(gè)月的努力,畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這個(gè)過程中我對(duì)書本有了更深的了解,學(xué)到了很多有價(jià)值東西,能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師,幫助過我的同學(xué),一直支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意!</p><

72、p>  首先,要特別感謝我的指導(dǎo)老師——王澤河老師。王老師淵博的專業(yè)知識(shí),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。使我對(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很大的興趣,同時(shí)明白許多待人接物與為人處世的道理。</p><p>  其次,感謝我的父母,你們是我力量的源泉,只要有你們,不管面對(duì)什么樣的困難,我都不會(huì)害怕,謝謝你們對(duì)我的支持與鼓勵(lì)! </p><p>  第三,感謝我的室友及班

73、級(jí)好友,因?yàn)橛心銈兊膸椭业漠厴I(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。我們之間相互探討,相互激勵(lì),使我總能攻克困難。在我不開心的時(shí)候,你們總會(huì)安慰我,我開心的時(shí)候總能有你們陪伴,我不會(huì)忘記,謝謝你們!</p><p>  最后對(duì)老師,同學(xué)和家人再次致以我最衷心的感謝!教導(dǎo)過我的老師,你們的人格魅力永記我心間。身邊的同學(xué)和朋友,有你們,我的大學(xué)才算完整。寢室的密友,你們的天賦猶如上天恩賜,有了你們我的生活更加精彩。</p>

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