4 Y Z-6型玉米籽粒收割機液壓行走系統設計

王躍欽，韓守振

（一拖（黑龍江）東方紅工業園有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

液壓行走驅動系統由于具有功率大、安裝布置緊湊、操作簡便、故障率低和便于維護等特點，非常適合應用于作業形式多變、工作條件惡劣的農業機械中。隨著液壓行走系統近幾年的技術成熟和快速發展，用戶開始追求追求性能好、操作舒適的高端農業設備。為更好地滿足用戶需求；減輕用戶勞動強度和提高生活質量，為農業機械應用液壓技術創造了有利條件。

1 玉米籽粒收割機行走參數

液壓行走系統的設計，首先需要滿足收割機的總體設計的性能要求。根據4YZ-6型液壓自走式玉米籽粒收割機的實際工況和整機性能，確定選擇南齒S970-31000型前橋總成，主變速箱為四個前進檔和一個倒檔，主變速箱各檔傳動比為：i1=29.3；i2=14.62；i3=7.29；i4=3.64；i倒=12.93；末端傳動比為：i末=7.73；前輪輪胎直徑為1665mm；輸入轉速（r/min）為：885～2050；輸出轉速（r/min）為：3.91～72.86；整機重量（含糧重）為13噸；發動機功率132千瓦；行走速度（km/h）為0～20。

2 液壓行走系統方案

4YZ-6型玉米籽粒收割機的液壓系統由行走系統及作業系統兩個分支系統組成。作業系統包含轉向系統和操縱系統，所有液壓系統共享一個液壓油箱和齒輪泵，通過單路穩定分流閥分成兩個子系統。 轉向系統用于控制轉向輪的轉向，操縱系統用于控制割臺、卸糧筒卸糧。本文主要展開對液壓行走系統采用閉式靜液壓系統進行研究，4YZ-6型液壓自走式玉米籽粒收割機的液壓行走系統，主要由發動機、電磁換向閥、液壓泵、液壓油箱、前橋齒輪箱總成、液壓馬達和過濾器等組成，原理圖如圖1所示。

圖14 Y Z-6型收割機的液壓行走系統原理圖

3 液壓馬達計算

在為行走收割機系統選擇馬達時，需要考慮收割機的基本參數（見表1）來確定馬達的最高轉速及最大需求扭矩。

表14 Y Z-6型玉米籽粒收割機行走參數

1）馬達最高輸出轉速為

式中V—收割機前進速度（km/h）；i1—主變速箱傳動比；i2—末端傳動傳動比。

2）馬達的最大負載和輸出扭矩計算

按照收割機行業標準要求，鑒于4YZ-6型玉米籽粒收割機的實際收獲狀況，分析各種工況占比，確定收割機各種工況，工況如表2所示。

表2 收割機典型工況表

為保證馬達輸出足夠的扭矩來驅動收割機的行走，需計算收割機的整體牽引力，驅動馬達的最大負載為收割機Ⅱ檔（Vmax=5km/h）滿載爬坡工況進行計算，其計算公式為：

式中：F—車輛整體牽引力（N）；f—克服阻力的牽引力（N）；F1—爬坡需要的牽引力（N）；Fa—加速所需要的牽引力（N）。

滾動阻力（f）是收割機經過某種地面時所要克服的力，推薦以最惡劣工況2來確定數值，公式為

坡道阻力（F1）是車輛上坡時所需要的力為

加速度牽引力（FA）是車輛在規定時間內從靜止狀態到最大速度所需要的力，

公式以平均加速度來計算Ⅱ檔的牽引力為

計算馬達所需輸出扭矩公式為：

將表1中4YZ—6型玉米籽粒收割機行走參數數據代入公式（2）、（3）、（4）、（5）和（6）中，求出馬達所需輸出扭矩值為509Nm。

3）馬達排量為

式中：Vg—馬達排量(mL/r)；T—馬達所需輸出扭矩（N·m）；P—馬達額定工作壓力（105Pa）。

綜上所述，根據馬達最高輸出轉速n0=2916r/min，馬達額定工作壓力P=40MPa，馬達排量滿足Vg＞80ml/r。

4 液壓泵的設計和選型

液壓泵工作壓力應大于系統執行原件最高工作壓力與泵到執行元件間總的管路壓力損失之和，本系統驅動馬達的工作壓力最高，泵與馬達之間有一個換向閥和溢流閥，取管路壓力損失為0.5MPa，所以確定液壓泵工作壓力設定為40MPa。

由于本系統采用閉式結構，管路泄漏量較小，忽略泄漏系數，液壓泵流量按照公式Qg＞＞Vg·n0計算，側泵的最大流量為235L/min。其馬達主要技術參數見表3；根據液壓泵的工作壓力和最大流量，選取最大理論排量為90ml/r的變量柱塞泵，在2916r/min的條件下，最大流量為262L/min，選擇HAA2FM 80/6馬達型號；選擇HA4VTG90變量柱塞泵。

5 結語

4YZ－6 型玉米籽粒收割機液壓行走驅動通過在黑龍江克山地區試驗和可靠性考核說明：整體系統操作流暢、方面、性能可靠平穩等優點，特別對收割機行走系統無極變速調節表現突出，過壟時效率高和操作簡潔方便。不足之處為：文章計算過程忽略了泄漏系數、馬達的機械效率和機械變速箱的機械效率等。

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