液力式行走底盤的設計

崔俊星

摘 要：近年來，果園的栽培模式相對于以往有較大的更新，新建果園開始采用矮砧密植型栽培模式，所以果園在此時也可以實現機械化管理工作。文章主要是以果園的機械作業(yè)需求為切入點，通過對果園作業(yè)機械化中某一機械設備的分析，研究設計出配套植保、果實采摘、果樹修剪、運輸的農機具，并設計出了液力式行走底盤，促進了果園工作的開展。

關鍵詞：液力式；行走底盤；設計；計算

引言

隨著我國城市進程的不斷加速，果農的年齡開始老化，農村青、壯年更多地喜歡外出打工，從事果園勞動的一般是家里閑著無事的人員。因此，從這里不難看出，從事這一行業(yè)的青年果農人數相對較少。果農在農忙的時候無法找到可用的勞動力，隨著務工成本的上升，果農的收入和產出受到了影響，因此果園工作機械化已經變得十分緊迫。在文章中，作者設計了液力式行走底盤，改進了果農的工作環(huán)境，同時也使果農的產出有了顯著的提升。

1 轉向系統(tǒng)設計

眾所周知，轉向系統(tǒng)是衡量行車安全性高低的主要部分，轉向系統(tǒng)設計得巧妙可在一定程度上提高車本身的價格。當代社會的輪式車輛大多采用梯形轉彎機構，梯形機構的設計不同，決定了轉彎性能的不同。在車輛轉彎過程中，前輪的兩個偏轉角的值偏離越小，那么說明此梯形轉彎系統(tǒng)越好，反之越差。比較完美的梯形機構設計使得兩個轉向輪運行流暢，行車的阻礙力度得到減小，行車輪胎的損耗也得到大幅度降低，轉彎力矩也有所改善，由此可見轉彎系統(tǒng)的重中之重就是如何設計配對車輛完美運行的梯形機構。在行車過程中，車輛轉向性能的優(yōu)劣由兩個部分決定，一個是轉向臂的長度，另一個則是梯形底角（梯形機構中的一部分）。對于一般應用前輪轉向的汽車來說，在轉向或掉頭時，轉向梯形發(fā)揮了作用，其作用是總保持兩前輪在不平行的狀態(tài)。兩前輪在轉向時，兩個輪子本身獨立，即獨自有獨自的轉向角以及各自的轉向中心，這樣使得形成的四個輪子在一個相同點上。假設液壓缸橫置是一個桿，那么轉向梯形結構可以用圖1表示。

文章用的目標是液力式行走底盤，在（1）、（2）公式中，代入底盤參數，93.5毫米到127.5毫米為L1取值，汽車轉向節(jié)臂為100毫米（取整計算可得），？茲為54.7，根據公式可得，H（液壓缸外偏距）是150毫米。在計算過程中需要用到Adams和Matlab，以計算出L2（連桿長度）和P（液壓缸安裝距），從而可以更好地改進整個運行工作。

2 傳動系統(tǒng)設計

近年來，整體式液壓無級變速裝置（Hydro Static Transmission）即HST技術在農業(yè)機械化作業(yè)中有了較快的發(fā)展。其由功率元件和控制元件等組成的閉式回路系統(tǒng)，其能量的傳動把原動力和工作機之間的優(yōu)點綜合在一起，從而有效地實現機械能向液壓能的轉變，并再次把液壓能轉變?yōu)闄C械能，實現無級調速。泵和馬達都是HST的主要部件，其都是由一些專業(yè)廠家生產的。HST技術是一種先進的技術，但是其結構相對復雜。簡化其結構，使其更加方便操作，更好地服務于農業(yè)機械化仍是其發(fā)展的方向和重點。而要想更好地與國際接軌，就要利用好這一技術，并進行產品創(chuàng)新。

2.1 液壓系統(tǒng)功率的確定

在設計中，主要關注的一部分是發(fā)動機飛輪的額定功率，另一部分是HST角功率，他們的比值參數很重要。在設計過程中，整機調速范圍比較大，而且發(fā)動機功率可以被其吸收到，通過把變量泵與定量馬達組合應用于HST中。如果在設計時，液壓系統(tǒng)的功率并不在計算范圍內，就會導致系統(tǒng)無法進行有效調節(jié)，出現狹窄或者波動。

2.2 關鍵部件選型

2.2.1 液壓馬達的計算與選型

在規(guī)范的定義中，液壓馬達的主要作用就是把液壓能裝換為機械能的裝置。液壓馬達有兩種，一個是低速液壓馬達，另一個是高速液壓馬達。轉速在500r/min之上，是高速的液壓馬達，低于這個值則是低速的液壓馬達。根據其他類型還可以分為葉片式液壓馬達、齒輪式液壓馬達等。高速液壓馬達中又可以含有齒輪式的液壓馬達、葉片式的液壓馬達以及軸向柱塞式的液壓馬達等。

式中：pm表示馬達工作壓力，定值為30MPa；？濁mm表示馬達機械效率，定值是0.95。按照設計的標準情況，選定液壓馬達徑向柱塞馬達。根據產品目錄，取Vm=160ml/r排量。

2.2.2 液壓泵的選型

從液壓泵的選擇情況來看，一般要可以提供一定壓力和流量的液體，實現機械能向液體壓力能的轉化。液壓泵的主要組成為：葉片泵、齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵等。在進行泵體選擇時，要參考相關資料及其特點，并結合果園的實際情況做出相應的選擇，最終所需要選擇齒輪泵要保證體積小，便于攜帶和維護，以及具備較好的加工性能；葉片泵運行平穩(wěn)，且不會發(fā)出很大的噪聲、對油品質量有很大的保證，但是其內部結構較為復雜；柱塞泵則對工作壓力要求較高，價格貴；螺桿泵工作可靠、容積效率高。以上這些設備的特性決定了在進行泵選擇的過程中要針對不同的果園，選擇不同的傳統(tǒng)系統(tǒng)。

3 結束語

綜合上面的情況來看，不難發(fā)現作者對液力式行走底盤整機進行了全面的設計，提出了一套可以實現對果園進行機械化操作的設備，有效地提高了果園工作的效率。與此同時，結合電氣自動化技術的發(fā)展，也再次使得液力式行走底盤可以更好地完成自動化作業(yè)，從而使果農可以在果園中取得更大的產出以及有更高的工作效率。

參考文獻

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