牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)液壓與噴霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)在中國(guó)的東北與西北地區(qū)市場(chǎng)較大。結(jié)合牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)在新疆西北地區(qū)的工作特點(diǎn)，設(shè)計(jì)適合復(fù)雜工作環(huán)境條件的液壓與噴霧系統(tǒng)，選擇液壓元器件進(jìn)行裝配，整合優(yōu)化工作系統(tǒng)，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，液壓與噴霧系統(tǒng)可以滿足牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)在實(shí)際復(fù)雜工況下的使用要求。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)； 牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)； 系統(tǒng)整合； 田間試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）04-0042-03

農(nóng)業(yè)機(jī)械化和土地資源的可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重點(diǎn)目標(biāo)。西北地區(qū)是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)基地，正面臨勞動(dòng)力流失等問(wèn)題，特別是年輕勞動(dòng)力大量向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移。因此，將機(jī)械設(shè)備與科學(xué)技術(shù)結(jié)合[1-2]開(kāi)展研究，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，是西北地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。西北地區(qū)廣泛種植棉花和玉米等高稈作物，生產(chǎn)中需要頻繁進(jìn)行農(nóng)藥噴霧，作業(yè)周期短且環(huán)境惡劣。設(shè)計(jì)一套用于牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)的液壓與噴霧系統(tǒng)，旨在提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展 [3-4]。

1 液壓與噴霧系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為滿足高稈作物如優(yōu)質(zhì)棉花和高產(chǎn)玉米對(duì)農(nóng)藥噴霧作業(yè)的高要求，設(shè)計(jì)牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)時(shí)，需要液壓與噴霧系統(tǒng)必須具備穩(wěn)定、可靠的工作性能。該系統(tǒng)不僅要能夠承受長(zhǎng)時(shí)間的高溫作業(yè)環(huán)境，還要能夠抵御田間復(fù)雜條件下的重載和急停帶來(lái)的沖擊。設(shè)計(jì)過(guò)程中采取兩個(gè)關(guān)鍵措施：一是采用操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù)的開(kāi)式傳動(dòng)系統(tǒng)，并通過(guò)液壓動(dòng)作控制實(shí)現(xiàn)其功能。二是引入智能傳動(dòng)控制系統(tǒng)，以確保噴霧作業(yè)的高效性和精確性，實(shí)現(xiàn)精量噴灑。這樣設(shè)計(jì)不僅能夠提高噴霧機(jī)的作業(yè)效率，也能保證其在復(fù)雜農(nóng)業(yè)環(huán)境中的穩(wěn)定性和耐用性[5-7]。

2 液壓與噴霧系統(tǒng)元件的選擇與計(jì)算

因農(nóng)作物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、田間作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，結(jié)合現(xiàn)有農(nóng)機(jī)設(shè)備情況，對(duì)牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)的液壓與噴霧系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。液壓控制系統(tǒng)原理如圖1 所示，智能?chē)婌F系統(tǒng)原理如圖2所示。

將牽引式噴霧機(jī)液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)與液壓控制系統(tǒng)原理的使用要求相結(jié)合，對(duì)4組工作油缸主要尺寸與液壓泵排量進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，從而確定定型參數(shù)[8-10]。牽引式噴霧機(jī)液壓系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1液壓油缸與泵的定型參數(shù)見(jiàn)表2。

將智能?chē)婌F系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)與智能?chē)婌F系統(tǒng)原理的使用要求相結(jié)合，對(duì)傳輸泵進(jìn)行設(shè)計(jì)選型[11]。智能?chē)婌F系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表3，智能?chē)婌F系統(tǒng)傳輸泵的定型參數(shù)見(jiàn)表4。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)的工作要求，博爾塔拉蒙古自治州興旺科技有限責(zé)任公司制作試驗(yàn)平臺(tái)以進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn)。田間試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表5[12-14]，田間試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

田間試驗(yàn)結(jié)果表明：液壓系統(tǒng)的油缸行程滿足要求，工作反應(yīng)速度為15 cm/s，小于20～25 cm/s；液壓系統(tǒng)最大峰值壓力為4.0 MPa，小于6.0 MPa；液體傳輸過(guò)程中，系統(tǒng)最大峰值壓力為1.4 MPa，小于2.0 MPa；系統(tǒng)液體傳輸排量為360 L/min，小于400 L/min?？梢?jiàn)，牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)液壓與噴霧系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)符合實(shí)際工況的使用要求。

4 結(jié)論

試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)實(shí)際工況進(jìn)行認(rèn)真分析，將其轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)參數(shù)，再以參數(shù)為目標(biāo)，結(jié)合先進(jìn)創(chuàng)新理念與成熟設(shè)計(jì)方案，將問(wèn)題解決于設(shè)計(jì)階段，從而為產(chǎn)品定型生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有利于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性，使企業(yè)具備加快搶占市場(chǎng)的能力。制造樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)際工作環(huán)境驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明：牽引式液壓數(shù)控大型精量噴霧機(jī)的選型與設(shè)計(jì)符合實(shí)際工況使用要求。

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