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全秆式甘蔗收获机液压驱动系统的研究与分析
摘要:动力系统是甘蔗收获机的重要组成部分,它能够影响到整机的结构复杂性和工作的稳定性,因此它是研究和开发甘蔗收获机的关键技术。本文的重点是研究整秆式甘蔗收获机的动力传输特性,该部分已由华南农业大学进行了改进,当收割机在完成对甘蔗的切割、运输、传送、收集等动作时,原有的液压动力传动系统表现出动力性能差,运行效果不理想,而且在收获过程中机械传动的切割器往往因为杂草和甘蔗叶而被卡住,这将减慢割刀的旋转速度,甚至使刀具停止转动。当刀具被卡住而无法转动时,会使离合器由于打滑而过热,从而导致传动中断。此外,驾驶时会因传动链受到冲击而最终导致其断裂。为此,根据测试出的收获机各个执行机构的功耗和应力状态等参数,根据多路同时工作及负载的差异性设计出了全液压驱动系统。该系统可以在不增加收割机功率的前提下,满足了系统在不同压力和不同功率下工作的要求,它不仅简化了收割机的整体结构而且提高了动力驱动系统的稳定性。实验结果表明,该系统能够满足收获机每个工作部件的动力要求,此外,它还易于操作且具有良好的经济效益。
关键词:甘蔗收获机驱动系统液压系统
0 引言
动力驱动系统是甘蔗收获机的重要组成部分,它对机器的寿命和使用性能有直接的影响。本文是在澳大利亚B80-130全秆式甘蔗收获机的基础上分析工作特点及在应用中存在的问题等的基础上对其进行了改良。
1、B80-130全秆式液压驱动系统的分析
整秆式甘蔗收获机的结构特点
图1为华南农业大学从澳大利亚引进的B80-130全秆式甘蔗收获机。该机采用弗格森MF4245-88型拖拉机作为全液压驱动系统的动力源。机架用来牵引整个系统它通过三个悬挂点与拖拉机的中拉杆和左右下来杆铰接,且在机架的左右两侧设有两个支撑轮,它可以承受机器的大部分重量,本机采用整秆采集,它可以先后完成切割、运输、铺设等。
图1 B80-130型整秆式甘蔗收获机
甘蔗主要种植在我国南部各省,在其生长过程中容易受到台风或季风的影响,往往造成大面积倒伏或弯曲。
图2 倒伏的甘蔗
自2000年开始,我们已经在广东湛江广钱糖厂的农场完成了甘蔗收获到两次实验,实验表明对于倒伏和弯曲的甘蔗收割机很难顺利进行收获,原因是收获机没有扶起机构,这也间接造成了甘蔗的浪费,除此之外,由于该收获机构为纵向输送,容易造成收获后的甘蔗的堆积,会对收割机下一轮的收割造成影响,有的直接被收获机压烂,降低了经济效益,收获图如图3:
图3整秆式甘蔗收获机收割时的输送与铺放
因此,为了满足我国甘蔗种植区对甘蔗收获的收割的工艺要求,我们对B80-130型全秆式甘蔗收割机进行了改进。首先为了方便甘蔗收获机收获,以及避免影响下一工作行程,我们采用了横向和纵向都“Γ”型铺放,其次,为了对倒伏的甘蔗进行收获我们对收割机配备了螺旋甘蔗收获器。结构如图四所示
图4 整秆式甘蔗收获机改进后的结构示意图
切割装置的动力传动系统
切割装置的动力传动系统为机械式传动。切割装置主要有刀片、刀盘、动力输入轴、链条、张紧轮、锥齿轮组等组成。如图5 所示
图5 切割装置传动示意图
动力从拖拉机的后轴输出,通过万向节、离合器传至收割机的动力输入轴,然后通过链条传动和齿轮传动传至割刀,带动刀盘高速旋转从而对甘蔗进行切割。切割器的启动或停