液壓傳動技術(shù)在收獲機械中的運用分析

摘 要：隨著國家經(jīng)濟建設(shè)需求的快速上漲，農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用大范圍普及。如何能夠結(jié)合技術(shù)進步對農(nóng)業(yè)機械進行改良是個值得討論的命題。液壓傳動技術(shù)以其突出的優(yōu)點獲得了各類機械的青睞，與收獲機械相結(jié)合將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率獲得極大的提高。文章主要對液壓機械傳動技術(shù)的發(fā)展歷史、特點和方式進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：液壓傳動技術(shù)；收獲機械；特點分析

前言

液壓機械傳動技術(shù)是近年來最重大的科技突破之一，各類機械的液壓傳動技術(shù)改造是一個重要課題。由于液壓助力器在實踐過程中表現(xiàn)非常亮眼，很快就在各類機械領(lǐng)域中開始普及推廣。尤其對于農(nóng)業(yè)收獲機，這項技術(shù)深刻地改變了行業(yè)面貌。

1 液壓傳動技術(shù)的發(fā)展歷史

1.1 發(fā)展初期

上世紀四十至五十年代，機械液壓傳動技術(shù)在農(nóng)業(yè)收獲機械中的應(yīng)用開始進入初期階段。第一代先行者摸索著將較為初級的零件和系統(tǒng)安裝到收獲機械上來探索解決問題新的模式和方法。此時的應(yīng)用水平還比較原始和初級，工作壓力保持在一個比較低的水平線上，大約在2～7MPa。

1.2 高速發(fā)展時期

經(jīng)過了一段時間的摸索，液壓傳動技術(shù)在收獲機械中的運用開始復(fù)雜和完備起來。在上個世紀六十至七十年代，液壓傳動技術(shù)越來越多的出現(xiàn)在收獲機械上，其液壓傳動系統(tǒng)開始向著高速化和高壓化發(fā)展。系統(tǒng)壓力提高之后，液壓傳動的功率密度增加，同時零件的配重也明顯下降了。從這一時期開始，液壓傳動技術(shù)從之前的“摸著石頭過河”開始走向復(fù)雜化、高級化，運用范圍走向了行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等。全新的基于液壓傳動技術(shù)的收獲機械被制造出來，如全液壓收割機[1]。

1.3 可靠性增強時期

高速發(fā)展之后是穩(wěn)定器，液壓傳動技術(shù)下生產(chǎn)出的收獲機械的發(fā)展速度走下高峰，但同時，也有越來越多的人開始在可靠性上下功夫。收獲機械的應(yīng)用場景是田間地頭，操作人員難以保證專業(yè)性，使用環(huán)境較為惡劣。長時間的室外工作使得收割機容易受到強震、灰塵、過熱、寒冷以及大風(fēng)降雨天氣的影響。同時，由于液壓元件在全力運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音等問題，收獲機械上的液壓系統(tǒng)常常出現(xiàn)問題。為了解決這些問題，上世紀八十年代，技術(shù)人員對液壓設(shè)備可靠性的研究取得了突破[2]。

1.4 電液控制技術(shù)普及

電子信息技術(shù)的發(fā)展為液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用帶來了新的方法和機遇。隨著現(xiàn)代控制理論日趨成熟，液壓傳動技術(shù)開始由計算機來控制變量。變量泵、高速開關(guān)閥、步進電機驅(qū)動的數(shù)字閥大大減少了故障，提高了應(yīng)用效率。出現(xiàn)了智能型液壓收割機等新一代收獲機械，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2 液壓傳動技術(shù)的特點

液壓機械傳動系統(tǒng)目前廣泛存在于農(nóng)業(yè)機械，尤其是收獲機械中。近年來，日本開發(fā)了液壓傳動變速器，將傳統(tǒng)的從有級變速傳動到無級變速傳動的過程改造為自動變速換擋。這樣的液壓機械傳動系統(tǒng)傳動效率高、操作性能好。但是考慮到經(jīng)濟利益，這樣的方式目前還沒有在收獲機械中普及開來[3]。

2.1 更高的效率

有關(guān)資料顯示，這種類型的液壓機械傳動裝載作業(yè)量可以達到液力機械傳動的30%，而且成本可下降25%。這是因為這種傳統(tǒng)系統(tǒng)有著更高的傳動效率和更寬的高校區(qū)，在使用燃料時更經(jīng)濟。用機械功率流與液壓功率流并聯(lián)的傳動形式結(jié)合來實現(xiàn)無級變速。

2.2 自動變速換擋

在進行作業(yè)時傳動系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動變速換擋，操作員在作業(yè)過程中僅需控制工作裝置，不需要實時監(jiān)督作業(yè)情況來手動調(diào)節(jié)檔位，操作更加便捷，把技術(shù)人員從沉重的體力工作中解決出來，使相關(guān)人才物盡其用，從而有效的提高了工作效率[4]。

3 液壓傳動技術(shù)在收獲機械中的應(yīng)用方式

上世紀九十年代以來，液壓傳動技術(shù)在收獲機械中的應(yīng)用進入了一個新的發(fā)展時期，新技術(shù)帶來了新的結(jié)構(gòu)和新的產(chǎn)品。電子信息技術(shù)也在逐步向機械領(lǐng)域滲透，收獲機械開始向著智能化發(fā)展。文章主要對以下幾種常見液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用方式進行探討。

3.1 串聯(lián)方式

串聯(lián)方式是被大多數(shù)農(nóng)業(yè)機械采用的基本方式，原因是簡單方便。在液壓電機的輸出端和驅(qū)動橋之間放置一個機械式變速器來擴大高效區(qū)。這種方式最為簡單，目前廣泛用于大型收獲機械等車輛上，實際上是實現(xiàn)無級變速的一種變通方法。串聯(lián)方式實現(xiàn)了大變速比的輪邊液壓驅(qū)動，因而更利于布局。

3.2 并聯(lián)方式

并聯(lián)方式，又稱“液壓機械攻略分流傳動”。利用多自由度的行星差速器并聯(lián)成液壓和機械兩股功率流。通過液壓功率流的可控性實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速。這種方式能夠使液壓傳動和機械傳動各自的優(yōu)點結(jié)合起來，既能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，又擁有較高的效率。

3.3 分時方式

分時方式是采用傳統(tǒng)機械應(yīng)用與高速行駛、附加液壓傳動裝置，用于應(yīng)對各種不良情況。這種方式能很好的滿足不同工作環(huán)境的不同要求，不論在什么類型的作業(yè)環(huán)境都可以穩(wěn)定運行。這項技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于田間移栽機等農(nóng)業(yè)機械上。

3.4 分位方式

傳統(tǒng)的布局方式是在車輪內(nèi)的“輪邊液壓驅(qū)動裝置”上直接安裝電機，是一種液壓驅(qū)動的輔助措施，可以提高農(nóng)業(yè)機械的前進動能，但是無法全部展開，無法使用傳統(tǒng)的機械傳動裝置。這種方式的優(yōu)點和缺點都是顯而易見的，在提高了傳動效率的同時，液壓傳動的無級調(diào)速技術(shù)可以用于驅(qū)動輪之間的協(xié)調(diào)同步，所以也被視為功率分流傳動的變種。許多收獲機械都已經(jīng)應(yīng)用這種技術(shù)，尤其是擁有自走驅(qū)動能力的。

4 結(jié)束語

液壓機械傳動技術(shù)在未來有著廣闊的發(fā)展前景，尤其是在農(nóng)業(yè)收獲機械的應(yīng)用方面有著得天獨厚的方式。文章在對液壓傳動技術(shù)進行基本介紹之后，對液壓傳動技術(shù)在收獲機械中的應(yīng)用進行了探討，得出了有益的見解。

參考文獻

[1]劉敏，趙方，王慧，等.液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].機械設(shè)計與制造，2006，6：31-33.

[2]賀會超.液壓機械無級變速技術(shù)在玉米收獲機中的應(yīng)用研究[D].吉林大學(xué)，2013.

[3]宋江.小型甘蔗收獲機液壓系統(tǒng)設(shè)計與動態(tài)特性分析[D].廣西大學(xué)，2005.

[4]李大華.小型甘蔗聯(lián)合收割機虛擬樣機電液系統(tǒng)仿真及實驗研究[D].廣西大學(xué)，2004.

作者簡介：劉源（1981-），男，漢族，湖北武漢人，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：機械工程與液壓傳動。