CCG1000型割草船液壓系統的設計

黃明智

[摘 要] 本文對CCG1000型割草船的液壓系統進行了設計、計算與選型，利用液壓原理和液壓系統的特點結合割草船的需要，設計了該割草船的液壓系統。

[關鍵詞] 液壓原理 液壓缸 液壓泵 液壓閥

[中圖分類號] S224 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2015）11-0226-01

前言

目前，水草治理方法主要有化學清除法和物理收割法兩種。化學清除法會引起水質污染與惡化，破壞水域的生態環境，并對其他生物的生存造成很大影響。所以，人們大都采用更為環保的人工收割和機械收割的物理方法來治理水草。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，因而機械收割就成為理想的水草治理方式。

1 液壓系統在割草船中的特點及應用

CCG1000割草船就是以液壓為動力來源，并通過液壓控制割草船的行走、割臺的升降以及輸送裝置的遠動以及割刀的反復切割。由多個機構組成，執行機構若過多的使用機械零件，一方面帶來了復雜的結構，增加割草船的載重；另一方面導致可靠性較低。收割過程中密集的水草可能會纏住轉動部件，增加傳動負荷。運用液壓技術，可以使割草船結構簡化，方便實現各種功能要求，更方便的控制各種參數，利于提高割草船整體性能和可靠性。割草船在割草時能適應水上作業的各種復雜情況，如前進、后退、轉向，在收割過程中，水草必須從割草船的前端由前至后、從低到高的輸送，這就要求行走驅動系統無極調節行駛速度來適應作業中隨時變化的水下條件和作物長勢。因此采用液壓靜驅是最佳的方案。

2 液壓系統在割草船中的應用方案

根據割草船要實現的動作要求其液壓系統可分三個部分，行走系統、割臺升降系統及割刀和輸送系統。

本文行走液壓系統采用閉式回路。為了適應這種載荷的特點，同時考慮農業機械價格的因素，割草船行走系統采用雙聯泵、2個雙向明輪驅動馬達、溢流閥、平衡閥、方向閥、油箱及柴油機等。其具體連接如圖。采用雙聯泵不僅能夠給行走系統提供動力也能給割臺、割刀和輸送系統提供動力，達到一機多用的功能；雙向馬達可實現船體的前進、倒退；馬達運轉即可實現船體的轉彎；平衡閥可左右兩個明輪的轉速相同。

割臺升降系統由平衡閥、方向閥和兩個液壓缸組成。采用平衡閥的原理和行走系統的差不多，主要是為了兩個液壓缸所受的載荷基本相同。

割刀和輸送系統

在割刀切割和輸送過程中不涉及換向的問題，所以此系統只由兩個單向驅動馬達、節流閥及控制開關閥組成。

3 液壓部件的計算與選型

3.1 液壓缸的計算

根據手冊可查得液壓馬達型號BYM-320型，它的具體參數是：排量320mL/r；額定壓力16MP；轉速10-200r/min；額定轉矩420NM。

3.2.2輸送和切割馬達的計算與選型

F輸送作用在半徑為180mm的鏈輪上，故T輸送可計算為101N·M.

查手冊可以選擇BYM-160型馬達，排量為0.16L/r，流量為0.01L/s。

割草船的割刀在工作時的轉速是大于400r/min的，而切割所受的載荷并沒有輸送鏈的大，故在手冊上可直接選擇BM-D160的馬達，此馬達的轉速可達400r/min，排量為0.159L/r，額定轉矩為320 N·M。

流量為1.06L/s

3.3 液壓泵的計算與選擇

液壓泵的選擇主要取決于液壓管路上的所有液壓元件的液壓和流量總和液壓油在液壓管路里的損失，所以在選擇液壓泵的時候要參考液壓缸、馬達的要求（液壓閥和流量計的要求非常小，忽略不計）。

3.4 其他液壓元件的選擇

根據主管路的油壓和流量可選擇液壓管的直徑（這里我們選ф=25mm）、油箱（容量為100L）以及平衡閥、溢流閥節流閥等。

4 結論

通過對液壓系統的計算與設計，并在液壓系統中添加了節流閥、溢流閥和平衡閥，在能夠完美的實現割草船的各個動作的同時也保證整個液壓系統壓力穩定、無過載、無油溫過高、基本實現了兩邊明輪馬達的同步、同速轉動及液壓缸同時起降，說明 CCG1000割草船的液壓系統是合理的，并且在現實試制中也得到了驗證。

參考文獻

[1]王文斌，機械設計手冊-液壓傳動與控制，機械工業出版社2007.2.