整桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

整桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

0收獲費(fèi)用逐年上升,甘蔗農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益顯著增加中國(guó)的甘蔗種植面積僅次于巴西、印度和其他國(guó)家，排名在世界上第三。2009年，中國(guó)的甘蔗種植面積和產(chǎn)糖量分別為148hm2和12hmt。我國(guó)甘蔗收獲主要以人工為主,采用人工收獲甘蔗時(shí),每人每天收獲僅0.6～1.0t,作業(yè)成本高達(dá)60～80元/t,占原料蔗價(jià)格的25%以上(按2008～2009年度榨季廣西原料蔗收購(gòu)價(jià)270元/t計(jì)),而且砍蔗費(fèi)用逐年上漲(2004～2005年榨季廣西原料蔗砍收價(jià)格為30～40元/t),收獲費(fèi)用多造成生產(chǎn)成本過(guò)高,種蔗效益下降,蔗農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入減少。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)甘蔗類經(jīng)濟(jì)作物收獲機(jī)械化作業(yè)水平遠(yuǎn)滯后于糧食作物。由于甘蔗收獲機(jī)械化水平落后和收獲機(jī)械的適應(yīng)性、可靠性不高,已嚴(yán)重影響了我國(guó)蔗農(nóng)種植甘蔗的積極性。1液壓驅(qū)動(dòng)為主我國(guó)從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始引進(jìn)甘蔗收獲機(jī)械,在學(xué)習(xí)國(guó)外甘蔗收獲機(jī)械技術(shù)及樣機(jī)的基礎(chǔ)上,已研制出十幾種型號(hào)的甘蔗收獲機(jī)械。但這些機(jī)械基本上是以機(jī)械傳動(dòng)為主,只有少數(shù)的工作部件采用液壓驅(qū)動(dòng),如切梢、割臺(tái)升降等。廣西農(nóng)機(jī)院研制的4GZ―250型自走切斷式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)采用是發(fā)動(dòng)機(jī)功率為190kW的全液壓驅(qū)動(dòng),這種大功率驅(qū)動(dòng)不適合我國(guó)小地塊種植。同時(shí)受我國(guó)制糖工藝和甘蔗種植模式的影響,切斷式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)的應(yīng)用主要是在大型農(nóng)場(chǎng)和片區(qū)種植區(qū)內(nèi)采用,且需要糖廠、農(nóng)場(chǎng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),在短時(shí)期內(nèi)不適應(yīng)我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲的發(fā)展。國(guó)內(nèi)整桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)中采用全液壓驅(qū)動(dòng)與控制的尚未出現(xiàn),大都部分采用液壓驅(qū)動(dòng)或控制。24zl150全桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)該機(jī)主要由行走系統(tǒng)、切梢裝置、分離扶正裝置、切割裝置、輸送裝置、剝?nèi)~裝置、斷尾裝置、分離裝置、堆放裝置等組成。其工作原理如下:4ZL―150型整桿式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為甘蔗聯(lián)合收割機(jī)各部件進(jìn)行作業(yè)時(shí)所需的液壓能。各工序工作時(shí),液壓泵產(chǎn)生的液壓能驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)來(lái)完成各工作部件的作業(yè)。首先,切梢裝置把甘蔗梢切除,便于剝?nèi)~和斷尾。螺旋分離、扶正裝置對(duì)甘蔗進(jìn)行分行,對(duì)倒伏甘蔗的進(jìn)行扶正。在分離、扶正裝置中間有推蔗滾筒可將甘蔗推到成一定角度,便于甘蔗切割輸送。雙圓盤切割裝置對(duì)傾斜的甘蔗進(jìn)行切割,切斷后通過(guò)割臺(tái)前方柔性材質(zhì)制成的輔助輸送裝置輸送到前輸送通道中去。通道內(nèi)的剝?nèi)~裝置對(duì)蔗桿進(jìn)行上下剝?nèi)~,這可使甘蔗剝?nèi)~更徹底。剝?nèi)~甘蔗在輸出滾筒的帶動(dòng)下,在輸出通道的短時(shí)間內(nèi)通過(guò),蔗葉分離裝置去除剝下的蔗葉,降低甘蔗的含雜率。最后堆放在收集裝上。2.2液壓馬達(dá)的工作原理根據(jù)對(duì)收割機(jī)工作原理分析,設(shè)計(jì)出圖2所示的部件液壓系統(tǒng)原理圖。依據(jù)甘蔗收獲時(shí)的作業(yè)工序和農(nóng)藝要求,工作時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連的三聯(lián)泵和兩聯(lián)泵產(chǎn)生的液壓油,通過(guò)分流閥分流后驅(qū)動(dòng)各裝置的液壓馬達(dá)工作。本系統(tǒng)是多支路液壓系統(tǒng),要求切梢、扶正、切割、輸送、剝?nèi)~、斷尾、輸出、蔗葉分離、冷卻等部件同時(shí)工作。3主要工作設(shè)備和故障管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)3.1行駛裝置的設(shè)計(jì)螺旋分離、扶正裝置對(duì)行間甘蔗葉的纏繞能很好的分離,并對(duì)倒伏的甘蔗進(jìn)行扶正,便于收割機(jī)的行走作業(yè),如圖3所示。該裝置分為左、右兩組,主要包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、扶正支架、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、大螺旋滾筒、小螺旋滾筒和分蔗器。通過(guò)放置在上端的四個(gè)串聯(lián)液壓馬達(dá)帶動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)甘蔗的分離、扶正功能。并通過(guò)前部油缸和仿形輪控制螺旋的高度以適應(yīng)不同蔗壟的要求。3.2雙盤切割裝置切割裝置直接影響收獲機(jī)的總損失率、宿根破頭率、含雜率等主要性能指標(biāo)和工作可靠性。本機(jī)器設(shè)計(jì)的雙圓盤切割裝置通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)錐齒輪箱動(dòng)作,萬(wàn)向節(jié)與錐齒輪箱相連把動(dòng)力傳遞給雙圓盤刀架,帶動(dòng)刀刃切割。該裝置特有與刀片配套的扶接板的設(shè)置,使甘蔗砍斷后一定會(huì)倒伏在扶接板上,不會(huì)出現(xiàn)因甘蔗倒伏的位置不對(duì),被隨后轉(zhuǎn)動(dòng)而來(lái)的刀片再切一刀乃至多刀的現(xiàn)象,大大減少破頭率,保證宿根的發(fā)芽率。3.3液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)甘蔗機(jī)械收獲含雜率高低直接影響糖廠的出糖率。蔗葉分離機(jī)構(gòu)主要是軸流風(fēng)機(jī),安裝在輸送通道后方出口處,由液壓系統(tǒng)支路回油驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。該設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是:一是以液壓回油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá),只需小功率就可實(shí)現(xiàn)分離徹底;二是分離后的蔗葉均勻的鋪放在蔗地里面,起到了很好的蔗葉還田的效果。4檢測(cè)結(jié)果分析為了驗(yàn)證整機(jī)性能和液壓系統(tǒng)的合理性,于2010年11月26日在武宣縣黔江農(nóng)場(chǎng)蔗區(qū)召開(kāi)的甘蔗收獲機(jī)械化現(xiàn)場(chǎng)演示會(huì)上,廣西壯族自治區(qū)農(nóng)機(jī)鑒定站對(duì)該機(jī)性能進(jìn)行了鑒定檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)如表1。結(jié)果分析:1)切割高度合格率100%,割茬損失率0%,完全符合糖廠和蔗農(nóng)的要求。說(shuō)明該機(jī)切割裝置和割臺(tái)的液壓支路性能良好。2)宿根破頭率3.7%,割臺(tái)損失率1.5%,低于要求值,符合甘蔗的農(nóng)藝要求,進(jìn)一步證明了切割裝置的合理性和適應(yīng)性。3)含雜率4.0%,符合糖廠對(duì)甘蔗的接受要求,打破機(jī)械收獲含雜率高的瓶頸。4)總損失率2.0%,高于蔗農(nóng)要求,達(dá)到糖廠要求的機(jī)械化收獲標(biāo)準(zhǔn)。5切割裝置設(shè)計(jì)1)液壓系統(tǒng)應(yīng)用于甘蔗聯(lián)合收割機(jī)上更好的實(shí)現(xiàn)作業(yè)工序,整機(jī)性能運(yùn)