自走式亞麻脫粒翻鋪機的液壓系統

曹海峰+公衍峰

摘要本文介紹了4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機整機的結構、液壓系統的組成、各工作子系統的設計要求及工作原理，通過計算分析選擇確定各子系統的元器件。大面積試驗結果表明，該液壓系統與控制系統相匹配，工作穩定可靠，能滿足亞麻脫粒翻鋪的生產要求。

關鍵詞自走式亞麻脫粒翻鋪機試驗報告液壓驅動系統

基金項目：“2012年度國家農業科技成果轉化資金項目項目‘4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機”（2012G B2B200133）

作者簡介：曹海峰（1977-），男，黑龍江慶安人，碩士，高級工程師。黑龍江省綏化市營林街3號，152054。0引言

4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機是 “十一五”國家科技支撐重大項目的研究成果，該機同時完成亞麻原莖的撿拾、翻轉、夾持輸送、蒴果（麻桃）碾壓脫粒、篩選、鋪放等工作，由于作業工序多，作業環境惡劣，傳動路線復雜，不易控制，為了保證整機工作的可靠性，需采用液壓驅動工作部件的方式。

1整機結構

4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機主要由底盤、撿拾裝置、夾持輸送裝置、齊根裝置、翻鋪裝置、脫粒裝置、清選裝置、籽粒輸送裝置、籽粒箱、液壓系統和電氣系統等組成，如圖1所示。

1.撿拾部裝2.操縱系統3.脫粒系統4.夾持輸送系統

5.糧箱6.底盤7.翻麻部裝

圖14YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機試驗樣機2液壓傳動線路

圖2為自走式亞麻脫粒翻鋪機液壓系統原理圖：發動機動力分別驅動6個液壓泵來完成整個機器的驅動，第一路動力由90R075柱塞泵驅動底盤行走驅動橋的變速箱驅動馬達90M055；第二路動力由90R055柱塞泵驅動夾持輸送、上碾壓輥、下碾壓輥、撿拾器、麻莖齊根馬達；第三路由G5-10齒輪泵驅動清選篩、脫粒錐輥、液壓油冷卻風扇馬達；第四路由CB-312齒輪泵驅動液壓轉向及操縱系統；第五路由G5-20齒輪泵驅動籽粒輸送風機及籽粒箱升降和翻轉油缸；第六路由CB-306齒輪泵驅動水箱冷卻風扇馬達。

3液壓系統的設計說明

自走式亞麻脫粒翻鋪機液壓系統包括六個子系統：行走液壓驅動系統，工作部件液壓驅動系統，脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統，機器轉向及工作部件操縱液壓系統，風機驅動和籽粒箱升降液壓系統，發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統。行走和工作部件液壓驅動系統采用42 MPa的系統壓力，其他液壓系統采用16 MPa的系統壓力。

3.1行走液壓驅動系統

行走液壓驅動系統實現機器在道路上行駛和田間作業時前進、倒退及停車的功能。

行走液壓驅動系統是由電控的軸向柱塞變量泵串泵的前泵90R075和與行走驅動變速箱連接的軸向柱塞馬達90M055MF組成的一個閉式液壓驅動系統，串聯柱塞泵的前泵與發動機的輸出軸直聯，高壓柱塞馬達驅動機器的行走驅動輪，柱塞泵上有一補油口與液壓油箱相通，工作時不斷向閉式系統補油，柱塞泵和柱塞馬達上的泄油口泄漏的液壓油通過三通合并，經液壓油散熱器散熱后流回液壓油箱。工作中，當電控手柄位于中位時，柱塞泵不向柱塞馬達供油，機器處于停車狀態；當電控手柄向前推時，柱塞泵向柱塞馬達供油，驅動機器的驅動輪向前轉動，機器前進；當電控手柄向后推時，柱塞泵向柱塞馬達供油，驅動機器的驅動輪向后轉動，機器倒車。在電控手柄前推或后推的過程中，機器前進或后退的速度與電控手柄擺動的角度成同比例變化。

3.2工作部件液壓驅動系統

工作部件液壓驅動系統實現機器在田間作業時完成田間亞麻原莖的撿拾、夾持輸送、蒴果（麻桃）碾壓、麻莖齊根、翻轉鋪放的工作流程。

工作部件液壓驅動系統是由電控的軸向柱塞變量泵串泵的后泵和五個串聯的馬達——夾持輸送馬達、下碾壓輥馬達、上碾壓輥馬達、撿拾器馬達及麻莖齊根馬達組成的一個閉式液壓驅動系統，五個馬達中的夾持輸送馬達是軸向柱塞馬達，其余四個馬達都是擺線馬達。由于機器工作流程的要求，柱塞泵輸出的高壓油首先驅動夾持輸送馬達，依次是下碾壓輥馬達、上碾壓輥馬達、撿拾器馬達及麻莖齊根馬達，并且要求這五個馬達不能反向旋轉。柱塞泵上有一補油口與液壓油箱相通，工作時不斷向閉式系統補油，柱塞泵和柱塞馬達、擺線馬達上的泄油口均與主回油管相連，泄漏的液壓油都流回液壓油箱。

3.3脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統

脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統可實現脫粒錐輥的轉動、亞麻籽清選篩的擺動、液壓油散熱器冷卻風扇的轉動，完成機器的亞麻籽脫粒、篩選和液壓油冷卻的功能。

該系統由與串聯柱塞泵的后泵相聯的雙聯齒輪泵中的一個齒輪泵供油，供油管路中安裝有一個二位四通電磁閥，機器在道路上行駛時，電磁閥不通電，齒輪泵輸出的液壓油直接流向液壓油散熱器的冷卻風扇驅動馬達，風扇轉動給散熱器散熱，風扇馬達的出油口與液壓油箱的進油口相連，經過濾后回到液壓油箱；在田間作業時，電磁閥通電，齒輪泵輸出的液壓油首先流向清選篩驅動馬達，然后流向脫粒錐輥驅動馬達，最后流向散熱器冷卻風扇驅動馬達，風扇馬達的回油經過濾后回到液壓油箱；脫粒錐輥馬達的進出油口各安裝有一個三通，有一管路連接進出油口，在此管路中安裝一個單向閥，正常作業時單向閥不通，其作用是：當脫粒錐輥馬達的供油突然停止時，脫粒錐輥由于慣性還會繼續轉動，馬達出油口壓出的油經單向閥與馬達進油口相通，避免造成系統困油、壓力過高而產生管路逼爆和液壓元件損壞，保護液壓系統的安全。脫粒、篩選和冷卻風扇三個馬達的泄油口相連后與液壓油箱的加油口相連，經過濾后回到液壓油箱。

3.4機器轉向及工作部件操縱液壓系統

機器轉向及工作部件操縱液壓系統可實現在道路上行駛和田間作業時的機器轉向，以及機器在田間作業時實現撿拾臺與尾輪同時升降、一對脫粒錐輥的麻穗脫粒間隙調整、夾持輸送帶對亞麻的夾持力即壓麻間隙的調整。

該系統由發動機自帶的雙聯齒輪泵中的一個齒輪泵供油，供油管路中安裝有一個單路穩定分流閥FLD-7.5，將供油分成兩路，其中一路優先定量供給機器轉向系統，保證機器轉向安全可靠。轉向系統由全液壓轉向器BZZ1-100、轉向油缸SG50×230等元件組成，當方向盤不旋轉時，液壓油經過轉向器直接回油，轉向輪不動；當方向盤往右旋轉時，液壓油經過轉向器進入轉向油缸的無桿腔，活塞桿伸出，機器右轉；當方向盤往左旋轉時，液壓油經過轉向器進入轉向油缸的有桿腔，活塞桿縮回，機器左轉；轉向器上安裝有專用安全閥，保證轉向系統的安全。分流閥分出的另一路供油供給主操縱系統的手動三路換向閥，三路閥的操縱手柄常態處于中立位置，液壓油直接經過三路閥的回油口與液壓油箱的加油口相連，經過濾后回到液壓油箱。當分別推拉操縱手柄時，三路換向閥的第一路用于控制撿拾臺與尾輪的同時升降，第二路用于調整一對脫粒錐輥的麻穗脫粒間隙，第三路用于調整夾持輸送帶對亞麻的夾持力（即壓麻間隙）。

3.5風機驅動和籽粒箱升降液壓系統

風機驅動和籽粒箱升降液壓系統的功能是：在田間作業時驅動風送風機，利用風機排出的氣流將篩下的亞麻籽粒輸送到籽粒箱；籽粒箱卸料時機器停止前進并關停風機，可實現籽粒箱上下油缸的順序升降，完成籽粒箱的升起、翻轉卸料及落下，落下到位后可再次啟動風機。

該系統由與串聯柱塞泵的后泵相聯的雙聯齒輪泵中的另一個齒輪泵供油，供油管路中安裝有一個二位四通電磁閥，電磁閥不通電時，齒輪泵輸出的液壓油直接流向手動二路換向閥，二路閥的操縱手柄常態處于中立位置，液壓油直接經過二路閥的回油口并與三路閥的回油合并后與液壓油箱的加油口相連，經過濾后回到液壓油箱。當機器停車卸料時，首先向右推二路閥第一路操縱手柄，液壓油流向籽粒箱下油缸的無桿腔，活塞桿伸出，籽粒箱上升，籽粒箱上升到位后，活塞桿伸縮來升降籽粒箱，推拉二路閥第二路操縱手柄時，向右推二路閥第二路操縱手柄，液壓油流向籽粒箱上油缸的無桿腔，活塞桿伸出，籽粒箱傾翻卸料，籽粒箱卸料完畢后，向左拉二路閥第二路操縱手柄，液壓油流向籽粒箱上油缸的有桿腔，活塞桿縮回，籽粒箱回位，籽粒箱回位到位后，向左拉二路閥第一路操縱手柄，液壓油流向籽粒箱下油缸的有桿腔，籽粒箱下降直到回到原位。在田間作業時，電磁閥通電，齒輪泵輸出的液壓油流向驅動風機的齒輪馬達，風機排出的氣流通過風管將篩下的亞麻籽粒輸送到籽粒箱；風機馬達的回油口與主回油管相連并流回液壓油箱；風機馬達的泄油口也與主回油管相連，泄漏的液壓油流回液壓油箱。由于風機轉速較高，其轉動慣性較大，因此在風機馬達的進出油口各安裝有一個三通，有一管路連接進出油口，在此管路中安裝一個單向閥，正常作業時單向閥不通，當風機馬達的供油突然停止時，馬達出油口壓出的油經單向閥與馬達進油口相通，避免造成系統困油、壓力過高而損壞管路和液壓元件。在齒輪泵與電磁閥的供油管路中還裝有一個溢流閥（安全閥），保證系統的安全。此外，由于籽粒箱的升降和風機轉動不能同時進行，啟動風機馬達和啟動脫粒、篩選馬達的兩個電磁閥通電與籽粒箱升降在電路中采用了互鎖裝置，只有當籽粒箱下降回到原位，觸碰行程開關使其閉合后，兩個電磁閥才能通電。

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3.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統由發動機自帶的雙聯齒輪泵中的另一個齒輪泵供油，齒輪泵輸出的液壓油直接流向驅動冷卻風扇的齒輪馬達，冷卻風扇馬達的回油口與風機馬達的回油口合并后與主回油管相連并流回液壓油箱；冷卻風扇馬達的泄油口與風機馬達的泄油口合并后也與主回油管相連，泄漏的液壓油流回液壓油箱。供油管路中安裝有一個溢流閥（安全閥），保證系統的安全。

4液壓系統元器件選擇與確定

經過計算分析，確定各子系統元器件如下：

4.1行走液壓驅動系統

柱塞泵90R075，行走馬達為柱塞馬達90M055，液壓油散熱器GC57。

4.2工作部件液壓驅動系統

柱塞泵90R055，夾持馬達為柱塞馬達MMF044，上碾壓輥、下碾壓輥及撿拾器馬達均為擺線馬達BMS160，麻莖齊根馬達為擺線馬達BMS125。

4.3脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統

齒輪泵G5-10，清選篩馬達為擺線馬達BMS200，脫粒錐輥馬達為擺線馬達BMS80，液壓油冷卻風扇馬達為齒輪馬達GM5-10，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，液壓油散熱器GC57。

4.4機器轉向及工作部件操縱液壓系統

齒輪泵CB-312，單路穩定分流閥 FLD-7.5，全液壓轉向器BZZ1-100，轉向油缸SG50×230，手動多路換向閥DF340B，撿拾臺升降油缸ZGE40×310，尾輪升降油缸SGE40×200，脫粒錐輥間隙調節油缸SGE40×150，夾持帶壓帶調節油缸SGE40×80，夾持帶下帶張緊輪調節油缸ZGE25×300。

4.5風機驅動和籽粒箱升降液壓系統

齒輪泵G5-20，風機驅動馬達為齒輪馬達GM5-16，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，手動多路換向閥DF2-40B ，籽粒箱下油缸SGE50×1470，籽粒箱上油缸SGE50×700。

4.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

齒輪泵CB-306，風扇驅動馬達為齒輪馬達GM5-5，溢流閥DBDS10G/31.5。

5結束語

通過大面積的生產試驗考核，該液壓系統各子系統工作可靠穩定，能滿足亞麻翻鋪脫粒的生產要求，為4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機的批量推廣應用提供了可靠的技術支撐。

參考文獻：

[1]黑龍江省農業機械運用研究所.國家科技支撐計劃項目《多功能農業裝備與設施研制》特種經濟作物生產關鍵技術裝備研究與開發，〈自走式亞麻脫粒翻鋪機〉.黑龍江省農業機械運用研究所，2010.5.

[2]趙文才，公衍峰，王志遠，等.自走式亞麻脫粒翻鋪機的脫粒機構[J].農機化研究，2010（2）：78-81.

[3]公衍峰，袁玉龍，趙文才.自走式亞麻脫粒翻鋪機的研究[J].現代化農業，2010（3）：41-42.

[4]高立輝，張媛媛，焦國鵬，等.4FZ-140型自走式亞麻拔麻機液壓系統的設計[J].農機化研究，2010（1）：99-101.

[5]賴慶輝，賀雙玲，劉景衛，等.翻麻脫粒機液壓傳動系統的設計[J].農機化研究，2008（8）：94-96.（05）

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3.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統由發動機自帶的雙聯齒輪泵中的另一個齒輪泵供油，齒輪泵輸出的液壓油直接流向驅動冷卻風扇的齒輪馬達，冷卻風扇馬達的回油口與風機馬達的回油口合并后與主回油管相連并流回液壓油箱；冷卻風扇馬達的泄油口與風機馬達的泄油口合并后也與主回油管相連，泄漏的液壓油流回液壓油箱。供油管路中安裝有一個溢流閥（安全閥），保證系統的安全。

4液壓系統元器件選擇與確定

經過計算分析，確定各子系統元器件如下：

4.1行走液壓驅動系統

柱塞泵90R075，行走馬達為柱塞馬達90M055，液壓油散熱器GC57。

4.2工作部件液壓驅動系統

柱塞泵90R055，夾持馬達為柱塞馬達MMF044，上碾壓輥、下碾壓輥及撿拾器馬達均為擺線馬達BMS160，麻莖齊根馬達為擺線馬達BMS125。

4.3脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統

齒輪泵G5-10，清選篩馬達為擺線馬達BMS200，脫粒錐輥馬達為擺線馬達BMS80，液壓油冷卻風扇馬達為齒輪馬達GM5-10，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，液壓油散熱器GC57。

4.4機器轉向及工作部件操縱液壓系統

齒輪泵CB-312，單路穩定分流閥 FLD-7.5，全液壓轉向器BZZ1-100，轉向油缸SG50×230，手動多路換向閥DF340B，撿拾臺升降油缸ZGE40×310，尾輪升降油缸SGE40×200，脫粒錐輥間隙調節油缸SGE40×150，夾持帶壓帶調節油缸SGE40×80，夾持帶下帶張緊輪調節油缸ZGE25×300。

4.5風機驅動和籽粒箱升降液壓系統

齒輪泵G5-20，風機驅動馬達為齒輪馬達GM5-16，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，手動多路換向閥DF2-40B ，籽粒箱下油缸SGE50×1470，籽粒箱上油缸SGE50×700。

4.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

齒輪泵CB-306，風扇驅動馬達為齒輪馬達GM5-5，溢流閥DBDS10G/31.5。

5結束語

通過大面積的生產試驗考核，該液壓系統各子系統工作可靠穩定，能滿足亞麻翻鋪脫粒的生產要求，為4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機的批量推廣應用提供了可靠的技術支撐。

參考文獻：

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3.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統由發動機自帶的雙聯齒輪泵中的另一個齒輪泵供油，齒輪泵輸出的液壓油直接流向驅動冷卻風扇的齒輪馬達，冷卻風扇馬達的回油口與風機馬達的回油口合并后與主回油管相連并流回液壓油箱；冷卻風扇馬達的泄油口與風機馬達的泄油口合并后也與主回油管相連，泄漏的液壓油流回液壓油箱。供油管路中安裝有一個溢流閥（安全閥），保證系統的安全。

4液壓系統元器件選擇與確定

經過計算分析，確定各子系統元器件如下：

4.1行走液壓驅動系統

柱塞泵90R075，行走馬達為柱塞馬達90M055，液壓油散熱器GC57。

4.2工作部件液壓驅動系統

柱塞泵90R055，夾持馬達為柱塞馬達MMF044，上碾壓輥、下碾壓輥及撿拾器馬達均為擺線馬達BMS160，麻莖齊根馬達為擺線馬達BMS125。

4.3脫粒、篩選和液壓油冷卻液壓系統

齒輪泵G5-10，清選篩馬達為擺線馬達BMS200，脫粒錐輥馬達為擺線馬達BMS80，液壓油冷卻風扇馬達為齒輪馬達GM5-10，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，液壓油散熱器GC57。

4.4機器轉向及工作部件操縱液壓系統

齒輪泵CB-312，單路穩定分流閥 FLD-7.5，全液壓轉向器BZZ1-100，轉向油缸SG50×230，手動多路換向閥DF340B，撿拾臺升降油缸ZGE40×310，尾輪升降油缸SGE40×200，脫粒錐輥間隙調節油缸SGE40×150，夾持帶壓帶調節油缸SGE40×80，夾持帶下帶張緊輪調節油缸ZGE25×300。

4.5風機驅動和籽粒箱升降液壓系統

齒輪泵G5-20，風機驅動馬達為齒輪馬達GM5-16，電磁閥3WE10A31，溢流閥DB10G-3-30/31.5，單向節流閥MK8，手動多路換向閥DF2-40B ，籽粒箱下油缸SGE50×1470，籽粒箱上油缸SGE50×700。

4.6發動機散熱水箱的冷卻風扇驅動液壓系統

齒輪泵CB-306，風扇驅動馬達為齒輪馬達GM5-5，溢流閥DBDS10G/31.5。

5結束語

通過大面積的生產試驗考核，該液壓系統各子系統工作可靠穩定，能滿足亞麻翻鋪脫粒的生產要求，為4YFZ-140型自走式亞麻脫粒翻鋪機的批量推廣應用提供了可靠的技術支撐。

參考文獻：

[1]黑龍江省農業機械運用研究所.國家科技支撐計劃項目《多功能農業裝備與設施研制》特種經濟作物生產關鍵技術裝備研究與開發，〈自走式亞麻脫粒翻鋪機〉.黑龍江省農業機械運用研究所，2010.5.

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[5]賴慶輝，賀雙玲，劉景衛，等.翻麻脫粒機液壓傳動系統的設計[J].農機化研究，2008（8）：94-96.（05）

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