與拖拉機配套用液壓站的研制

牛青

摘要：近幾年，在農業生產中前置式機具的使用數量大大增加，這類機具普遍存在安裝匹配困難，互換性和通用性較差的問題。通過研制一種結構簡單、安裝方便、易于操作的三點懸掛式液壓站，安裝在拖拉機后側，將后輸出軸的機械能轉化為高壓液壓能，為前置式機具提供驅動動力，以解決這類機具在裝配和互換等方面的問題。

關鍵詞：液壓站；后輸出軸；旋鈕開關

中圖分類號：S219文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.008

0引言

近幾年，隨著農業機械的快速發展，各式各樣的前置式機具大量應用，目前常用的有前置式大蒜收獲機、前置式胡蘿卜挖掘機和前置式割曬機等機械。這些機械均是采用不同方式安裝在拖拉機的前部進行作業，而且這些機具大多選用了液壓升降的方式進行操控，驅動動力則來自于發動機，由皮帶、齒輪、變速箱等裝置實現動能傳輸，安裝時需要對拖拉機的液壓系統和發動機進行部分改裝，就會導致拖拉機自帶的液壓功能無法正常使用，而且降低了前置式機具的互換性和通用性，增加其制造成本和安裝匹配的難度。因此，需要一種結構簡單、安裝方便、易于操作的后置三點懸掛式液壓站，將后輸出軸的機械能轉化為高壓液壓能，為前置式機具提供驅動動力。

1技術方案及結構組成

1.1技術方案

液壓站采用三點懸掛方式安裝在拖拉機后側，由拖拉機后輸出軸提供動力，通過萬向節、花鍵軸傳遞至液壓站齒輪泵，液壓油經過液壓油管、液壓馬達、單向閥、散熱器、溢流閥、電磁換向閥等裝置共同作用，將機械能轉化為液壓油的壓力能，為前置式機具提供驅動動力。液壓站安裝有電控旋鈕開關，由拖拉機電瓶供電（24 V直流），使用延長電纜把開關安裝在機手駕駛位置，機手通過調整開關實現對液壓站的操作。

1.散熱器2.風扇3.機架4.散熱液壓馬達支架5.下連接卡6.散熱液壓馬達7.散熱馬達進油管8.液壓表9.液壓泵10.液壓泵支架

11.液壓泵進油管12.液壓油箱13.散熱器出油管14.單向閥15.電磁換向閥出油管16.電磁換向閥進油管17.電磁換向閥

18.溢流閥19.散熱器進油管20.驅動油管21.散熱馬達出油管

1.2結構組成

液壓站機架由50 mm×50 mm的方形鋼管焊接而成，下連接卡、人字架、液壓油箱、液壓泵支架、散熱液壓馬達支架均焊接在機架上。液壓泵支架和液壓馬達支架由40 mm×40 mm的方形鋼管焊接而成，液壓油箱由5 mm厚鋼板焊接而成。上連接卡焊接在人字架上，斜拉桿將上連接卡和機架使用螺栓進行緊固連接，以加強液壓站的結構強度。液壓泵通過螺栓固定在液壓泵支架上，泵軸為花鍵軸，通過萬向節與拖拉機后輸出軸連接，實現動力傳遞。散熱液壓馬達通過螺栓固定在散熱液壓馬達支架上，散熱馬達軸端安裝有散熱風扇。散熱器通過螺栓固定在機架上，由風扇實現風冷散熱。電磁換向閥通過螺栓固定在散熱液壓馬達支架上部，電磁換向閥由拖拉機電瓶提供24 V直流電進行驅動，機手通過電控旋鈕開關對電磁換向閥進行操作。溢流閥、三通、單向閥、液壓表通過液壓油管與各部件進行連接，共同調節作用，實現對液壓油管內液壓油的流向和壓力的控制。本液壓站結構簡單，操作方便，使用可靠，拆卸方便，不需要對拖拉機等動力機械進行任何改裝，作業穩定性高（如圖1所示）。

2工作原理及過程

2.1電磁換向閥左位運行

先將液壓站通過下連接卡、上連接卡與拖拉機懸掛系統的下拉桿、上拉桿進行鉸接安裝，使用萬向節把拖拉機后輸出軸與液壓泵的花鍵軸連接起來，拖拉機后輸出軸啟動旋轉，機手調節旋鈕開關，當開關觸點在A位置時（如圖2），電磁線圈通電，電磁換向閥運行在左側工位。此時液壓泵輸送高壓油的傳遞關系是：液壓油從液壓油箱流經液壓泵進油管進入液壓泵，液壓泵通過散熱馬達進油管將液壓油輸入散熱液壓馬達，經過散熱馬達出油管、單向閥、三通、電磁換向閥進油管進入電磁換向閥，經由驅動油管流入前置式機具的驅動裝置，由驅動裝置流出的液壓油從另一根驅動油管回流至電磁換向閥，然后經過電磁換向閥出油管、單向閥、三通、散熱器進油管進入散熱器，最后經過散熱器出油管回流至液壓油箱。與此同時散熱液壓馬達持續作業，帶動風扇旋轉，對散熱器風冷散熱，為液壓油降溫。液壓站作業過程中，可通過溢流閥和液壓表共同調節控制系統內液壓油的壓力。作業過程中如果出現液壓系統超壓，溢流閥啟動，由散熱馬達出油管流出的超壓液壓油，流經單向閥、三通、溢流閥、散熱器進油管、散熱器、散熱器出油管，回流至液壓油箱，對系統進行泄壓保護，此時散熱液壓馬達仍持續作業，對散熱器風冷散熱，為液壓油降溫（如圖2、圖3所示）。

1. 液壓油箱2.液壓泵3.液壓表4. 液壓馬達

5.單向閥6.電磁換向閥7.溢流閥8.散熱器

2.2電磁換向閥右位運行

液壓站與拖拉機連接安裝完畢后，機手調節旋鈕開關，當開關觸點在B位置時（如圖2），電磁線圈通電，電磁換向閥運行在右側工位。此時液壓泵輸送高壓油的傳遞關系，與電磁換向閥左位運行時相比，除了兩根驅動油管內液壓油的流向相反之外，其它部件和油管內的液壓油傳遞關系均相同。

2.3電磁換向閥中位運行

當前置式機具暫時不需要提供驅動動力時，機手調節旋鈕開關，使開關觸點在C位置時（如圖2），電磁線圈斷電，電磁換向閥運行在中間工位。此時液壓泵輸送高壓油的傳遞關系是：液壓油從液壓油箱流經液壓泵進油管進入液壓泵，液壓泵通過散熱馬達進油管將液壓油輸入液壓馬達，經過散熱馬達出油管、單向閥、三通、溢流閥、散熱器進油管、散熱器、散熱器出油管，回流至液壓油箱。此時散熱液壓馬達仍持續作業，對散熱器風冷散熱，為液壓油降溫，兩根驅動油管內液壓油不流動。

如果拖拉機在長距離行駛途中，前置式機具長時間不作業，應停止拖拉機后輸出軸旋轉，切斷液壓站的動力來源，使液壓站停止工作。

3生產應用

2018年2月，后置三點懸掛式液壓站研制成功，4月中旬由商丘市金黃河農機有限公司首批生產五臺樣機。5月中旬，液壓站安裝在90馬力拖拉機上，配套前置桿條升運鏈式大蒜收獲機進行作業考核，由液壓站為大蒜收獲機的液壓缸提供升降用液壓油，為振動松土機構、升運傳輸機構提供驅動動力。作業地點選在商丘市虞城縣店集鄉，考核投入機具3臺，共作業16天，每臺機具的平均工作時間為105 h/天。收獲機作業全過程液壓站運行穩定，液壓油油溫正常，期間未出現因液壓站故障引起的停機現象。本機具現已申請國家專利，申請號為2018211678619。

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