采棉機采摘頭高度控制系統及故障診斷研究

萬暢　李文春　李國禮

摘要：針對采摘頭高度控制原理，分析了地面仿形機構的組成、原理，給出了液壓系統原理圖。地面仿形是采用仿形機構控制仿形閥處于不同工作位置，通過控制仿形閥油路的通斷使油缸舉升或下降采摘頭，實現地面仿形；通過提升、下降電磁閥，可人工控制油缸動作，實現采摘頭的舉升、下降。從故障現象、原因、解決方法3個方面，分析了采摘頭高度控制系統的常見故障。

關鍵詞：采棉機；采摘頭；高度控制；地面仿形；故障診斷

中圖分類號： S225.91+1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0357-02

收稿日期：2013-08-23

基金項目：新疆生產建設兵團科技項目（編號：2012BB038）。

作者簡介：萬暢（1979—），男，湖北天門人，碩士，講師，主要從事液壓與氣動教學與科研工作。E-mail：437060056@163.com。新疆生產建設兵團是全國最大的機械化采棉基地，國內學者針對采棉機開展了一系列研究，王學農介紹了9976型六行采棉機的棉箱結構、卸棉方式、風力輸送系統、自動對行系統、性能參數[1]。陳發等從工作原理、主要功能、特點、參數、經濟技術指標、配置作業方式等方面，對國產第一臺 4MZ-2（3） 型國產自走式采棉機做了介紹[2]。陳發對 4MZ-2（3） 型國產自走式采棉機主傳動系的3種傳動方案的優缺點進行了比較[3]。當前采棉機研究熱點主要集中在采棉機的行走驅動系統[3-4]、水平摘錠[5-8]、采棉滾筒[9-10]、采頭錐齒箱[11]、新型采頭[12]、自動導航[13]等方面。本研究介紹了一種采摘頭高度控制系統，并對該系統的常見故障進行了剖析，旨在為研發采棉機提供依據。

1采摘頭高度控制系統結構

采棉機采摘頭由左、右兩側雙作用單出桿活塞缸的活塞桿驅動，活塞桿舉升、下降來實現左、右2組采摘頭（2～3個采摘頭為一組）的高度控制；左、右油缸分別由左、右仿形閥來控制油液方向；左、右仿形閥是一種專用三位三通機液伺服換向閥，由地面仿形機構控制其機動按鈕動作（圖1）。

采摘頭地面仿形機構的工作原理：仿形滑履1位于采摘頭的下部，經過調整定位螺釘組2與自重下落拉桿3，與地面貼合；采頭工作時，若地面高度變高，仿形滑履1上移，通過滑桿6，帶動杠桿5使之繞右端支點9順時針轉動；在仿形控制閥的機動控制手柄8處，杠桿5產生1個放大了的向上力，使三位三通仿形控制閥7從上位過渡到下位工作方式；隨著地面高度下降，仿形滑履1在仿形機構自重作用下，自動下落與地面貼合，滑桿6帶動杠桿5繞其右端支點9逆時針轉動，仿形閥機動手柄8下落，仿形控制閥處于上位工作狀態；人工操縱使提升控制閥電磁鐵得電，油缸舉升采頭后，仿形滑履1脫離地面，在仿形機構自重作用下，仿形控制閥也處于上位工作

狀態（圖2）。

2采摘頭高度控制液壓原理

仿形控制閥15、16下部省略了仿形機構，左、右仿形閥

15、16是一種機液伺服三位三通閥，該閥的機能是上位時，油口B、C溝通；中位時，3個油口均不溝通；下位時，油口A、C溝通。該閥受前節所述地面仿形機構控制，與其共同實現地面仿形的機液伺服控制。圖3左、右缸的控制原理一樣。以左缸為例，分析其原理。

2.1人工控制采頭高度

人工控制采頭上升：此時，閥2電磁鐵得電，閥2處于左位；閥4電磁鐵失電，閥4處于左位。油路通道：（1）泵1出口→閥2左位→單向閥3→單向閥9→單向閥17→油缸無桿腔；（2）油缸13有桿腔→油箱21。人工控制采頭下降：此時，閥2電磁鐵失電，閥2處于右位；閥4電磁鐵得電，閥4處于右位；如前節所述，仿形閥15處于上位。此時，采頭因自重而下降，油缸無桿腔回油；有桿腔油路形成真空，從油箱吸油。油路通道：（1）油缸13無桿腔→節流閥11→仿形閥15上位→閥4右位→油箱21；（2）油箱21→油缸13有桿腔。采頭停在某一高度：閥2電磁鐵失電，閥2處于右位；閥4電磁鐵失電，閥4處于左位；油缸無桿腔閉鎖。

2.2地面仿形控制采頭

初始狀態，閥2電磁鐵失電，閥2處于右位；閥4電磁鐵得電，閥4處于右位。若地面高度增加：如前節所述，地面仿形機構使仿形閥15處于下位。油路通道：（1）泵1出口→單向閥5→仿形閥15下位→單向閥17→油缸13無桿腔；（2）油缸13有桿腔→油箱21。若地面高度下降：如前節所述，地面仿形機構使仿形閥15處于上位。此時，采頭因自重而下降，油缸無桿腔回油；有桿腔油路形成真空，從油箱吸油。油路通道：（1）油缸13無桿腔→節流閥11→仿形閥15上位→閥4右位→油箱21；（2）油箱21→油缸13有桿腔（圖3）。

3高度控制系統故障診斷

以采用該高度控制系統的迪爾9976采棉機為例，表1是

表1迪爾9976采棉機常見故障診斷

故障現象1故障原因1解決方法左右采頭不能提升1相應的電磁閥上無電流1電路診斷1電磁閥故障1更換1液壓泵待機壓力過低1調節泵壓力補償器1采頭仿形閥堵塞1檢查仿形閥1采頭仿形機構調整不對1重新調整1缺少液壓油1檢查液壓油量采頭可提升但不能1下降電磁閥故障1更換保持1單向閥故障1更換左右采頭不能下降1相應電磁閥上無電流1電路診斷1電磁閥故障1更換1仿形機構卡在較高的位置1調整仿形機構1仿形閥卡死1修理仿形閥1缺少液壓油1檢查液壓油量采頭油缸不提升或1缺少液壓油1檢查液壓油量提升很慢1液壓油箱內過濾器堵塞1檢查更換1液壓泵待機壓力過低1調整泵壓力補償器1液壓泵磨損1檢測液壓泵1電磁閥不動作1電路診斷1液壓管路堵塞或泄漏1修理油缸泄漏1缸筒損壞1修理1油封損壞1更換1活塞桿表面刮傷1更換1活塞桿彎曲1更換

迪爾9976采棉機常見故障診斷。

4結論endprint

本研究表明，采棉機采摘頭高度控制系統由液壓系統、地面仿形機構組成，該系統可實現地面仿形、人工高度控制。針對該采摘頭高度控制系統，分析了常見的故障現象、原因、解決方法。

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