與輪式拖拉機相配套的電子液壓提升控制系統(tǒng)的設(shè)計探究論文
1 概述
傳統(tǒng)機械液壓提升已不能滿足拖拉機精耕細(xì)作快速發(fā)展的需要。順發(fā)牌SF03( SF03S) 型電液壓提升控制系統(tǒng)是以輪式拖拉機為動力，與功率為75KW( 以88. 2 KW 為例) 以上的輪式拖拉機相配套，電液壓提升控制系統(tǒng)裝置在拖拉機中部和后部，液壓油缸為執(zhí)行器，驅(qū)動各工作部件，實現(xiàn)提升、下降、力位綜合調(diào)節(jié)等作業(yè)。
液壓提升控制相對于傳統(tǒng)機械式有著相當(dāng)多的優(yōu)勢，由于它的高精度、高靈敏度以及邏輯處理器的運用，因而成為大面積農(nóng)田作業(yè)的理想選擇。
順發(fā)牌SF03( SF03S) 型電液壓提升控制系統(tǒng)與輪式拖拉機相配套，并不影響拖拉機自身的用途和性能，有利于用戶方便、快捷、準(zhǔn)確地操作，提高了拖拉機產(chǎn)品的檔次和作業(yè)質(zhì)量。傳統(tǒng)的液壓提升器配有復(fù)雜的拉桿機構(gòu)，而電控液壓提升系統(tǒng)裝有電子傳感器，傳輸電控單元的變化從而帶動液壓操控提升臂，提高拖拉機的效率，降低油耗，減少操作員疲勞，將振動降到最低限度，確保機器安全。
2 主要參數(shù)的選擇和計算
2. 1 比例閥
比例閥直接反映提升器的提升能力和提升效果及耕深的一致性，考慮到提升器的整機結(jié)構(gòu)、作業(yè)時的工作能力和其他因素，比例閥宜選用先進(jìn)的電控比例閥，即選PVG 32 比例閥。
2. 2 系統(tǒng)工作壓力
系統(tǒng)工作壓力的大小，主要取決于液壓執(zhí)行器的負(fù)載狀態(tài)。系統(tǒng)工作壓力直接影響液壓部件的尺寸。由于電控液壓提升控制系統(tǒng)是由拖拉機提供動力，從安全性和可靠性出發(fā)，系統(tǒng)的工件壓力不宜選擇過高，故液壓系統(tǒng)工作壓力范圍選擇12 ～ 22MPa 之間，即選18 MPa。
2. 3 液壓系統(tǒng)流量
液壓系統(tǒng)流量要大于同時工作的幾個液壓執(zhí)行器所需的最大總流量，并考慮到系統(tǒng)的漏損和元件磨損后容積效率的下降，即Q≥K( ΣQ)max式中: K 為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1. 1; ( ΣQ)max為同時動作的液壓執(zhí)行器的最大總工作流量，L /min。該電控液壓提升系統(tǒng)同時動作時所需最大工作流量的液壓執(zhí)行器為輔助油缸和主油缸。油缸所需最大流量為Qmax = Svmax式中: S 為油缸的有效面積，dm2 ; vmax為油缸活塞的最大移動速度，dm/min。( ΣQ)max = 輔助油缸最大流量+ 主油缸最大流量= S1 v1max + S2 v2max + S3 v3max通過計算( ΣQ)max = 41. 05 ( L /min)則有Q≥K( ΣQ)max = 1. 1 × 41. 05= 45. 15 ( L /min)
2. 4 所需功率
電控液壓提升控制系統(tǒng)的動力由輪式拖拉機提供，拖拉機柴油機的功率大小和工作特性對電控液壓提升控制系統(tǒng)的影響很大，柴油機的功率應(yīng)能夠充分滿足電控液壓提升控制系統(tǒng)工作過程中的動力需求，并考慮操作系統(tǒng)和管路等輔助設(shè)備的動力消耗，柴油機的功率Pe應(yīng)為Pe = ( 1. 0 ～ 1. 1) PyPy = pQmax /60η式中: Py為液壓系統(tǒng)功率; p 為液壓系統(tǒng)工作壓力;Qmax為液壓系統(tǒng)最大流量; η 為液壓系統(tǒng)效率( 0. 85～ 0. 90) 。通過計算Py = 15. 05 ( kW)Pe = 16. 56 ( kW)由于與SF03( SF03S) 相配套的輪式拖拉機的柴油機功率為88. 2 kW，所以能夠滿足整個系統(tǒng)的工作要求。通過以上設(shè)計計算，電子液壓提升控制系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)如表1 所示。表1 主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)Tab. 1 Main Technical Parameters and Performance Index參數(shù)指標(biāo)型號SF03( SF03S)配套功率/kW 88. 2液壓系統(tǒng)工作壓力/MPa 18標(biāo)定流量/( L·min - 1 ) 45齒輪泵G320比例閥PVG 32油箱容量/L 40
3 工作原理
本研究的任務(wù)是設(shè)計電子液壓提升控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由控制器、顯示器和控制面板三大部分組成�？刂破鳛樵撎自O(shè)備的靈魂，電子液壓提升控制系統(tǒng)主要包括信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)處理器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、命令執(zhí)行裝置和電氣控制設(shè)備。角度傳感器安裝在提升器的提升臂上，力傳感器安裝在上拉桿、下拉桿上，速度傳感器安裝在后橋上，電磁比例多路閥安裝在提升器上，雷達(dá)測速傳感器一端安裝在前橋上，另一端固定在立柱上; 液壓油泵通過花鍵連接安裝在拖拉機柴油機上; 多路閥的.回油管與提升器連接，液壓油泵與比例多路閥連接; 在提升器主油缸和液壓輔助油缸之間安裝有比例電磁閥，液壓油缸固定在機架上且升降端與提升臂連接�？刂葡到y(tǒng)采用了電磁閥和單片機相結(jié)合的控制升降的方法，實現(xiàn)了對力位綜合調(diào)節(jié)和速度的實時、靈活控制。該系統(tǒng)集成了一個位置控制裝置和一個牽引控制裝置。這2 個控制裝置離駕駛員非常近。機具牽引作業(yè)時，牽引力會因為地形、土壤結(jié)構(gòu)或拖拉機顛簸而發(fā)生變化，三點聯(lián)動裝置上力傳感器的負(fù)荷會發(fā)生改變。這些變化通過內(nèi)部構(gòu)造反映到液壓閥上并產(chǎn)生運動。通過上拉桿的力傳感機構(gòu)，電控提升懸掛不但在深耕作業(yè)時能發(fā)揮作用，在淺機具作業(yè)時，也能發(fā)揮作用。機具牽引力增加時上拉桿受到的拉力增加，電液提升控制系統(tǒng)將提升。相反，機具牽引力下降，電液提升控制系統(tǒng)也下降。牽引控制桿的設(shè)置，使得維持液壓閥處于約束位置所需的負(fù)荷得到控制，因此拖拉機所需牽引的負(fù)荷得到維持，這與地形、土壤條件或拖拉機顛簸無關(guān)。將牽引控制桿朝前移動可使機具深耕，朝后移動可使機具淺耕。位置控制裝置上的拉桿控制拖拉機掛接的所有機具的升降: ①向前移動，該拉桿將會降低機具; ②向后移動，該拉桿將會升高機具。位置控制裝置還可通過位置控制防松螺釘來控制離開地面的機具如收割機、耙機等的高度，以便機具可下降到每次移動前的高度。位置控制桿應(yīng)用于以下作業(yè): ①運輸機具在田間地頭轉(zhuǎn)彎; ②將位置控制桿設(shè)置在所需高度，能實現(xiàn)平坦地塊上機具和非地面接觸型機具如播種機或噴霧器的等深，
4 結(jié)束語
順發(fā)牌SF03( SF03S) 型電液壓提升控制系統(tǒng)不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、操作靈活、拆裝方便、使用可靠等優(yōu)點，而且還具有作業(yè)質(zhì)量高、效率高、能耗低等特點，既能與黃海金馬牌輪式拖拉機相配套，又能與其他品牌相同功率段的輪式拖拉機相配套。本文所涉及的技術(shù)已經(jīng)成熟，經(jīng)過安裝調(diào)試，現(xiàn)已達(dá)到了良好的效果，滿足了使用需求，收到了客戶的好評，為用戶增收創(chuàng)造了有利條件。
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