byd-1水草收割船液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的提出及意義1</p><p>　　1.2國(guó)外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　

2、　1.4液壓技術(shù)在水草收割船中的應(yīng)用及特點(diǎn)2</p><p>　　2 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析3</p><p>　　2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成3</p><p>　　2.1.1 控制回路的選擇3</p><p>　　2.1.2 變量泵控定量馬達(dá)的無(wú)級(jí)調(diào)速方案的確定3</p><p>　　2.2

3、整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成4</p><p>　　2.2.1液壓系統(tǒng)調(diào)速方案4</p><p>　　2.3馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇5</p><p>　　2.3.1低速方案的特點(diǎn)5</p><p>　　2.3.2高速方案的特點(diǎn)5</p><p>　　3 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5</p><

4、p>　　3.1 BYD-1水草收割船液壓原理設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.1行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5</p><p>　　3.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1.3輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2水草收割船液壓系統(tǒng)草圖7</p><p>　　3.3

5、液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析8</p><p>　　3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.3.2液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.3.3液壓泵的選擇與設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.3.4 液壓閥的選擇11</p><p>　　3.3.5管道的尺寸的確定11</p>

6、<p>　　3.3.6液壓泵站的選擇12</p><p><b>　　結(jié) 論13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　致 謝15</b></p><p><b>　　摘 要</b>

7、</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，水草收割船的動(dòng)力來(lái)源是液壓，液壓系統(tǒng)控制船的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　液壓系統(tǒng)是由動(dòng)力元件（液壓泵）、控制元件（液壓閥）、執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)）、輔助元件（油箱、油管、過(guò)濾器）等組成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中每一部分都要經(jīng)過(guò)分析，篩選，畫(huà)出液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p&

8、gt;　　在確定液壓系統(tǒng)原理圖前先確定液壓執(zhí)行元件的形式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)壓力，流量，功率等參數(shù)，制定基本的方案，再擬定液壓原理圖，然后根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的液壓元件，最后進(jìn)行強(qiáng)度校核，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水草收割船； 液壓系統(tǒng)； 原理圖。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>

9、;　　The subject of this design is BYD-1 plants harvested vessel hydraulic system design, Plants harvest the ship's power source is a hydraulic, Hydraulic system to control the ship's walking movement of the cuttin

10、g table, lifting and conveying devices.</p><p>　　The hydraulic system is by the power components (hydraulic pump), control components (hydraulic valve), the actuator (hydraulic cylinders, hydraulic motors),

11、of auxiliary components (fuel tank, tubing, filters). Each part in the design process to go through the analysis, screening, draw hydraulic system schematic diagram.</p><p>　　Before to determine the hydrauli

12、c system diagram to determine the hydraulic actuator in the form of the system of thermodynamic analysis, to determine the system pressure, flow, power and other parameters to develop a basic program, and then draw up th

13、e hydraulic schematic diagram, and then in accordance with national standards and select the appropriate hydraulic components, and finally the strength check, write the manual.</p><p>　　Keywords: plants harv

14、ested ships; hydraulic system; schematic.</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1課題的提出及意義</p><p>　　水草在日常生活中有諸多的作用和價(jià)值，例如養(yǎng)殖、生態(tài)和景觀等有重要的價(jià)值體現(xiàn)，吸引著人們大量種植。但由于種植量過(guò)大，同時(shí)缺乏相應(yīng)的管理措施，導(dǎo)致人工種植的

15、水草一度發(fā)展到過(guò)剩的狀態(tài)。為了保持水域的生態(tài)平衡，需要在景觀水域中大量種植水草，但是在每年的高溫時(shí)節(jié)，水草生長(zhǎng)非常迅速，必須及時(shí)進(jìn)行收割清理，否則會(huì)對(duì)水質(zhì)造成二次污染。目前，水草治理方法主要有化學(xué)清除法和物理收割法?；瘜W(xué)清除法會(huì)引起水質(zhì)污染，破壞生態(tài)環(huán)境，并對(duì)其他生物的生存造成很大影響。所以，人們大都采用更為環(huán)保的物理收割法來(lái)治理水草。但由于人工收割效率低下，往往打撈的速度跟不上水草生長(zhǎng)的速度，因而機(jī)械收割就成為理想的水草治理方式。&l

16、t;/p><p>　　目前，市場(chǎng)上一般的水草收割機(jī)多是機(jī)械控制的，動(dòng)力來(lái)源復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)收割船的簡(jiǎn)單，智能，據(jù)此現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，效率高，機(jī)身全部動(dòng)力來(lái)源為液壓，液壓控制液壓系統(tǒng)控制船的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)的水草收割船。這種新型的水草收割船可在水下實(shí)現(xiàn)切割，回收，傳送一體化連續(xù)作業(yè)方式，能夠達(dá)到清除多余的水草的目的，充分體現(xiàn)簡(jiǎn)便化。</p><p>　　1.2

17、國(guó)外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　對(duì)于水草收割機(jī)器的研制，國(guó)外起步比較早，早在50年代荷蘭等國(guó)家就開(kāi)始使用專(zhuān)門(mén)的機(jī)械進(jìn)行河道的清淤除草作業(yè)。荷蘭在1958年IHC CO Konljn機(jī)械廠研制出H系列兩棲式挖泥船共6種機(jī)型，隨后又相繼開(kāi)發(fā)出M 系列、s系列和FB系列等多種清淤機(jī)械；隨后HERDER公司也開(kāi)始研制各種機(jī)型的河道除草機(jī)。起初他們一般是把切割器安裝在液壓挖掘機(jī)或農(nóng)用拖拉機(jī)上，把溝渠、河道內(nèi)的

18、蒲草、雜草切割后撈起放于岸邊，其整機(jī)需停在岸邊或沿岸邊行駛進(jìn)行作業(yè)，這就是陸用割草機(jī)。由于陸用割草機(jī)的使用范圍有較大限制，河道、溝渠旁常揎有樹(shù)木，無(wú)法停機(jī)，遠(yuǎn)離岸邊的水草又無(wú)法切割到，因此研制一種能在河道中航行的水中割草機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。60年代，英國(guó)的Rolbe公司開(kāi)發(fā)出Oibeaux系列水中割草機(jī)，英國(guó)的John wider(工程)公司也開(kāi)發(fā)出自己的系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品至今還在世界各地廣泛使用。</p><p>　　

19、1.3國(guó)內(nèi)水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　對(duì)于國(guó)內(nèi)一些相關(guān)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)入該領(lǐng)域，并且取得了一定的研究成果，如寧波農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所、桂林象山農(nóng)機(jī)廠、紹興縣農(nóng)林管理總部聯(lián)合研究的WH1800型河道清草機(jī)，北京市水利局聯(lián)合數(shù)家單位共同開(kāi)發(fā)的SGY-2.5型水草收割機(jī)，上海電器集團(tuán)現(xiàn)代化裝備有限公司新液壓長(zhǎng)研究開(kāi)發(fā)的GC2230型號(hào)河道割草保潔船以及GC2000型小型河道割草作業(yè)機(jī)械。</p>

20、<p>　　經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程，水草收割機(jī)的設(shè)計(jì)，由開(kāi)始的岸邊切割水草作業(yè)，水中水草作業(yè)，水中收割水草作業(yè)，到現(xiàn)在的水中切割、收獲、后續(xù)處理一體化作業(yè)模式，功能日益完善，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，其工作模式也發(fā)生了很大的改變。其主要是朝著小型化、智能化方向發(fā)展。</p><p>　　1.4液壓技術(shù)在水草收割船中的應(yīng)用及特點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)

21、，利用壓力能來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式。 而液壓系統(tǒng)是由以下組成：</p><p>　　1）能源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。</p><p>　　2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過(guò)它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。</p><p>　　3）控制裝置——液壓閥（流量閥、壓力閥、方向閥

22、等）。通過(guò)它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向。</p><p>　　4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開(kāi)關(guān)等.通過(guò)這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。</p><p>　　5）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來(lái)傳遞能量或信息。</p><p>　　由于液

23、壓傳動(dòng)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建筑、石油化工、交通運(yùn)輸、軍事器械、礦山冶金、輕工、農(nóng)機(jī)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時(shí)，也被應(yīng)用到航天航空、海洋開(kāi)發(fā)、核能工程和地震預(yù)測(cè)等各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。</p><p>　　BYD-1水草收割船就是以液壓為動(dòng)力來(lái)源，并通過(guò)液壓控制水草收割船的行走、割臺(tái)的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　特點(diǎn)：<

24、/b></p><p>　　(1)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高可靠性。水草收割船是由多個(gè)工作模塊組成，各工作模塊分散在整機(jī)的各個(gè)部位。若過(guò)多地采用皮帶、齒輪、鏈條等機(jī)械零件，一方面帶來(lái)了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，另一方面導(dǎo)致可靠性較低。收割過(guò)程中密集的水草可能會(huì)纏住傳動(dòng)部件，增加傳動(dòng)負(fù)荷甚至使機(jī)器卡死。運(yùn)用液壓技術(shù)，可以使水草收割船在結(jié)構(gòu)上獲得簡(jiǎn)化，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種功能要求，可方便地控制各種參數(shù)，利于動(dòng)力分配及各模塊間的節(jié)拍整合與優(yōu)

25、化，有利于提高收割船的整體性能，提高可靠性。</p><p>　　(2) 改善行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。水草收割船要求行走系統(tǒng)能適應(yīng)水上作業(yè)的各種復(fù)雜情況，如頻繁的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等，在整個(gè)收獲流程中，水草必須從收割船的前部由前至后、從底到高輸送，這就要求行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)行駛速度來(lái)適應(yīng)作業(yè)中隨時(shí)變化的水下條件和作物長(zhǎng)勢(shì)。因此采用輪邊式靜壓驅(qū)動(dòng)是最佳的方案，它不但可滿足水草收割船對(duì)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊要求，而且還可以大

26、大簡(jiǎn)化行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其次，車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使得轉(zhuǎn)向省力、方便靈活。</p><p>　　(3) 實(shí)現(xiàn)操縱和控制的多樣性。①改變變量泵斜盤(pán)傾角和方向即可方便的實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換向和變速，前進(jìn)、倒退、制動(dòng)、變速只需一根操縱桿即可完成;②液壓傳動(dòng)裝置功率密度大，扭矩慣量比大，因而動(dòng)態(tài)性能好，加之閉式系統(tǒng)在減速過(guò)程中己具有制動(dòng)能力，因而速度變化快捷柔和，沖擊小，迅速變換方向和加

27、減速不會(huì)損壞傳動(dòng)系統(tǒng)和船體;③前進(jìn)、倒退可以獲得相同速度。液壓傳動(dòng)這種快速機(jī)動(dòng)性和操縱靈便性大大提高了作業(yè)能力，操縱的簡(jiǎn)便性同時(shí)減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，使之能夠集中精力用于主要的作業(yè)任務(wù)而提高生產(chǎn)率。</p><p>　　(4) 可控性好。借助于液壓元件和各種回路很容易實(shí)現(xiàn)液壓反饋控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)-行走機(jī)構(gòu)-外負(fù)荷形成一個(gè)自控式負(fù)荷驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩適應(yīng)于外負(fù)荷變化而連續(xù)變化，發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)保持高傳動(dòng)效率。

28、液壓控制通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)各種狀態(tài)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算輸出理想的控制目標(biāo)指令，使在整個(gè)工作范圍內(nèi)達(dá)到自動(dòng)化控制，機(jī)器的燃料經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、作業(yè)生產(chǎn)率均可達(dá)到最佳值。</p><p>　　2 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的構(gòu)成分析</p><p>　　2.1 液壓行走系統(tǒng)的構(gòu)成</p><p>　　2.1.1 控制回路的選擇</p><p>　　農(nóng)

29、業(yè)機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)最常用的型式是軸向活塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量或變量的活塞液壓馬達(dá)的閉式回路。軸向活塞泵使變量的控制簡(jiǎn)單而可靠。而活塞馬達(dá)能很方便的反向轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊奖煤婉R達(dá)比其他形式具有較高的容積效率和總效率。</p><p>　　軸向活塞泵控變量馬達(dá)雖然具有雙向雙變量調(diào)速的特性，但是考慮其開(kāi)發(fā)成本(一般說(shuō)，變量馬達(dá)比定量馬達(dá)貴的多)，選用軸向活塞泵控定量馬達(dá)的方式比較合理。其優(yōu)點(diǎn)為:</p>&l

30、t;p>　　(1)通過(guò)操縱桿在帶負(fù)載時(shí)可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速控制。</p><p>　　(2)結(jié)構(gòu)緊湊，只有一個(gè)體積不大的補(bǔ)油用的油箱，因而自重輕。</p><p>　　(3)油液成閉式環(huán)節(jié)，不接觸空氣，減少了混入空氣的機(jī)會(huì)系統(tǒng)中，采用雙向變量泵，直接用液壓泵的變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)速度和方向，避免了換向閥控制方式造成的節(jié)流損失。</p><p>　　2.1.2 變量泵控定量

31、馬達(dá)的無(wú)級(jí)調(diào)速方案的確定</p><p>　　變量泵一方面要調(diào)節(jié)其自身的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，另一方面還要使發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)同外部載荷之間始終保持合理的匹配，這方面的成型技術(shù)很多，具體包括電液比例控制和機(jī)械—液壓伺服控制兩大類(lèi)。本文考慮水草收割船作為一種農(nóng)業(yè)機(jī)械要求開(kāi)發(fā)成本低一些，因此采用手動(dòng)式機(jī)械—液壓伺服控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)之間的匹配和泵排量的調(diào)節(jié)，雖然其匹配方式不夠精確，但考慮到它的性?xún)r(jià)比對(duì)

32、于水草收割船來(lái)說(shuō)較為合適。</p><p>　　無(wú)級(jí)變速裝置由變量泵、油馬達(dá)組成，改變液壓泵的排量獲得不同的傳動(dòng)比，使機(jī)具在不停車(chē)的狀態(tài)下同步無(wú)級(jí)變速，以適應(yīng)采收不同量的水草。而且僅靠控制變量油泵手柄實(shí)現(xiàn)同步無(wú)級(jí)變速，駕駛員操縱疲勞強(qiáng)度低。由于控制變量泵的手柄可固定在一定位置，可保證泵排量為定值。液壓系統(tǒng)伺服缸的進(jìn)油出口常設(shè)有阻尼孔，能限制加速，控制響應(yīng)時(shí)間，在機(jī)具變速過(guò)程中做到安全，平穩(wěn)，從而保證機(jī)具的收獲水草

33、作業(yè)質(zhì)量。此外，變量泵—定量馬達(dá)方案的優(yōu)點(diǎn)還在于:通過(guò)改變泵的排量，水草收割船的理論速度可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)泵的排量為零時(shí)，水草收割船停車(chē)。將泵的排量從零增加就可使水草收割船原地起步，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單(一般說(shuō)，變量泵比變量馬達(dá)造價(jià)低)。</p><p>　　2.2整機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成</p><p>　　2.2.1液壓系統(tǒng)調(diào)速方案</p><p>　　采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，關(guān)鍵

34、在于如何控制管路系統(tǒng)中的流量，液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式由節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩種控制形式。</p><p>　　節(jié)流調(diào)速:在液壓控制系統(tǒng)中，節(jié)流調(diào)速是實(shí)現(xiàn)各種控制功能的基本手段之一。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，容易調(diào)節(jié)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是流體流過(guò)閥體不可避免地會(huì)產(chǎn)生壓力降。這種壓力降是實(shí)現(xiàn)某種控制所必須的，另一方面，從能量轉(zhuǎn)換角度，會(huì)引起系統(tǒng)的發(fā)熱等不良反映，因此限制了其使用的范圍。通常節(jié)流調(diào)速的控制功率范圍不超過(guò)5千

35、瓦，更大的功率采用容積調(diào)速比較合理。水草收割船割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)就是基于節(jié)流調(diào)速的這些特點(diǎn)，選用節(jié)流調(diào)速的。</p><p>　　容積調(diào)速:利用改變液壓泵或液壓馬達(dá)的工作容積的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，叫做容積調(diào)速。這種回路具有效率高，所以被廣泛的使用?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的要求，選擇不同的搭配方式，如定量泵控制變量馬達(dá)，變量泵控制定量馬達(dá)等，同時(shí)還可以根據(jù)調(diào)速的要求不同選擇容積調(diào)速元件的不同調(diào)節(jié)特性

36、，這樣可以實(shí)現(xiàn)希望的調(diào)速特性，又使系統(tǒng)的效率大大提高。容積控制能夠適應(yīng)各種應(yīng)用的場(chǎng)合，能夠在工作狀態(tài)下使液壓參數(shù)快速而頻繁的變化，從而控制水平大大提高。水草收割船行走液壓系統(tǒng)就是基于容積調(diào)速的以上特點(diǎn)采用變量泵控制定量馬達(dá)的。</p><p>　　水草收割船液壓調(diào)速系統(tǒng):通過(guò)以上兩種調(diào)速方式的分析，水草收割船的液壓調(diào)速系統(tǒng)包括節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速方式的復(fù)合調(diào)速系統(tǒng)，下面分別進(jìn)行說(shuō)明。水草收割船割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)、輸送

37、裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)，采用節(jié)流控制措施，這是因?yàn)榕_(tái)架升降對(duì)位置控制要求高，而輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)對(duì)速度穩(wěn)定要求高，所以采用調(diào)速閥很容易控制轉(zhuǎn)速。水草收割船由于工作在水上的特點(diǎn)以及水草品種和產(chǎn)量的不同，因而行走速度要求頻繁的變化，采用容積調(diào)速方式較為合理。</p><p>　　2.3馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方案的選擇</p><p>　　水草收割船行走驅(qū)動(dòng)輪要求轉(zhuǎn)速不是很高(每分幾十轉(zhuǎn))，使用中既有用低

38、速液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)和高速馬達(dá)經(jīng)過(guò)齒輪等減速箱驅(qū)動(dòng)的兩種方案，習(xí)慣上稱(chēng)“低速方案”和“高速方案”。</p><p>　　2.3.1低速方案的特點(diǎn)</p><p>　　最能體現(xiàn)液壓傳動(dòng)布局靈活性的優(yōu)點(diǎn)，有些可以直接安裝在驅(qū)動(dòng)輪上，減少安裝空間，為整體設(shè)計(jì)提供很多方便， 由于節(jié)省了液壓馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)輪之間的減速裝置，因此避免產(chǎn)生功率損失和過(guò)多的噪音。</p><p>　　2.

39、3.2高速方案的特點(diǎn)</p><p>　　低速方案要求液壓馬達(dá)直接和驅(qū)動(dòng)輪連接，這就要求馬達(dá)輸出與負(fù)載相配合的扭矩，而且還要承受由驅(qū)動(dòng)輪傳來(lái)的各種徑向和軸向載荷，有時(shí)還需要有離合，制動(dòng)的附加功能。而高速方案可以利用中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)來(lái)分擔(dān)這些功能，對(duì)馬達(dá)的要求相對(duì)較低。因此，在很多場(chǎng)合下仍采用高速方案。</p><p>　　對(duì)于水草收割船行走液壓系統(tǒng)采用高速方案，同時(shí)由于輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)要求較

40、高的轉(zhuǎn)速，所以輸送和切割馬達(dá)也選用高速方案。</p><p>　　3 BYD-1水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 BYD-1水草收割船液壓原理設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　圖3-1 水草收割船的單邊行走驅(qū)動(dòng)回路</p><p>　　行走系統(tǒng)的工作原理及基本

41、組成?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，由于對(duì)機(jī)器的正，反方向行走及制動(dòng)的要求，本文行走液壓系統(tǒng)采用閉式回路。為了適應(yīng)這種載荷的特點(diǎn)，同時(shí)考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械價(jià)格因素的特點(diǎn)，水草收割船的行走驅(qū)動(dòng)采用軸向柱塞變量泵帶動(dòng)一個(gè)定量的柱塞液壓馬達(dá)的閉式回路，且為雙泵—雙定量馬達(dá)組成的左右獨(dú)立馳動(dòng)回路。軸向柱塞泵使變量的控制簡(jiǎn)單而可靠。徑向柱塞式馬達(dá)能很方便地反向轉(zhuǎn)動(dòng)。柱塞式泵和馬達(dá)比其他形式具有較高的容積效率和總效率。同時(shí)，兩邊回路進(jìn)行統(tǒng)一控制，即可聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)船體的前進(jìn)，

42、后退及相應(yīng)的速度改變，又可分別動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同方向的轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)彎。</p><p>　　如圖 3—1采用一個(gè)具有定量馬達(dá)的液壓行走驅(qū)動(dòng)。充油泵的輸出通過(guò)變量泵上充當(dāng)入口的那一個(gè)通道(由馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向決定)進(jìn)入閉式回路，而其多余的油液則在馬達(dá)端通過(guò)充油壓力控制閥(溢流閥)而離開(kāi)此回路。梭行滑閥能自動(dòng)使回路(的任一支路)的低壓端與充油壓力控制閥相連接。由充油壓力控制閥出來(lái)的自由油流，經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)和泵殼油路使泵和馬達(dá)得

43、到冷卻，最后流到貯油箱中。</p><p>　　圖3-3 水草收割船行走系統(tǒng)的傳動(dòng)方案</p><p>　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由變量泵，定量馬達(dá)，補(bǔ)油泵，補(bǔ)油溢流閥,單向閥，安全閥，梭閥,溢流閥和油箱組成。在這個(gè)系統(tǒng)中泵既是液壓能源，又是主要的控制元件。通過(guò)泵的變量改變主油路中的油的流量和方向，實(shí)現(xiàn)船體的變速和換向，可以充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。閉式回路的主軸上通軸上設(shè)置一小排量齒輪補(bǔ)油泵，補(bǔ)油溢流閥

44、和補(bǔ)油單向閥多集成于主泵，沖洗冷卻閥組則集成于馬達(dá)。補(bǔ)油溢流閥調(diào)節(jié)補(bǔ)油壓力，補(bǔ)油單向閥選擇補(bǔ)油方向，向主油路低壓側(cè)補(bǔ)油，以補(bǔ)償由于泵，馬達(dá)容積損失及由沖洗冷卻閥組中卸掉之流量。補(bǔ)油泵的存在使系統(tǒng)增加了一部分很小的穩(wěn)定的附加損失，但其排量和壓力相對(duì)于主泵很小，因此其附加功率損失通常僅為傳動(dòng)裝置總功率的1%～2%，可以不計(jì)。</p><p>　　行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案。對(duì)于行駛系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)方式的水草收割船來(lái)說(shuō)，其

45、動(dòng)力傳動(dòng)方式為分置式結(jié)構(gòu)，即發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)左，右變量泵，經(jīng)左右液壓馬達(dá)后傳遞到輪邊減速裝置，在經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)左右履帶使機(jī)械行走。其整個(gè)傳動(dòng)路線如圖3一3</p><p>　　圖3-4 割臺(tái)升降系統(tǒng)</p><p>　　3.1.2 割臺(tái)升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　如圖 3-4 所示，臺(tái)架升降臺(tái)是由平衡閥和左右并聯(lián)液壓缸組成。左右液壓缸之所以采用并聯(lián)的方式，主要是因

46、為臺(tái)架左右液壓缸所受到的力基本相同，而且速度也基本相同。采用平衡閥的目的是為了防止在液壓缸回程時(shí)不至于產(chǎn)生臺(tái)架過(guò)快的降下來(lái)，從而在一定的負(fù)載情況下，有效的緩解臺(tái)架的降速。</p><p>　　3.1.3輸送裝置和切割裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-5 輸送裝置和切割裝置液壓系統(tǒng)</p><p>　　水草收割船輸送裝置由液壓馬達(dá)控制傳送帶組成，傳送帶只向

47、一個(gè)方向移動(dòng)因此用一個(gè)單向液壓馬達(dá)控制即可。在換向閥迅速關(guān)閉時(shí)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)力矩比啟動(dòng)力矩大得多，會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊，造成液壓管路和構(gòu)件的破壞。解決制動(dòng)時(shí)壓力沖擊的措施就是限制制動(dòng)壓力，從而限制制動(dòng)力矩不致過(guò)大。在液壓馬達(dá)兩條油路上安裝一個(gè)直動(dòng)式小流量溢流閥（也稱(chēng)緩沖閥）起限制作用。在制動(dòng)過(guò)程中，讓封閉的高壓油液通過(guò)緩沖閥溢出一些，起緩沖降壓作用。一般將緩沖閥的調(diào)定壓力和主溢流閥調(diào)成一樣或略低，這樣可保證啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩幾乎相等，使回轉(zhuǎn)

48、機(jī)構(gòu)不僅有一樣制動(dòng)作用，而且制動(dòng)比較平穩(wěn)，沖擊力小，緩沖后的油液進(jìn)入另一油路，起補(bǔ)油作用。切割裝置也是單向運(yùn)動(dòng)，因此可用同樣的系統(tǒng)。</p><p>　　3.2水草收割船液壓系統(tǒng)草圖</p><p>　　根據(jù)前面的單個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析后，畫(huà)出水草收割船的整個(gè)液壓系統(tǒng)原理圖。如圖3—6所示。</p><p>　　圖3—6 水草收割船液壓系統(tǒng)草圖</p>&l

49、t;p>　　3.3 液壓系統(tǒng)參數(shù)的理論分析</p><p>　　3.3.1 液壓缸的分析設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1初選系統(tǒng)工作壓力</b></p><p>　　水草收割船屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械取工作壓力16MPa。</p><p>　　2液壓缸主要是起到使割臺(tái)升降的作用，其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到外部載荷F</p&g

50、t;<p>　　工作載荷F每缸受力取最大值</p><p>　　F=G=5000×9.8=49000N </p><p>　　液壓缸的有效作用面積</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p><b>　　液壓缸的直徑</b></p&

51、gt;<p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p><b>　　則根據(jù)桿徑比</b></p><p>　　求得活塞桿直徑 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　根據(jù)GB/T2348-1993進(jìn)行圓整，活塞內(nèi)徑為63mm，活塞桿直徑為45mm。</p><p>　　3計(jì)算液壓缸所需流量</

52、p><p>　　式中A——液壓缸有效作用面積（ 錯(cuò)誤!未找到引用源。）；</p><p>　　v——活塞與缸體的相對(duì)速度（m/s）取20mm/s。</p><p>　　3.3.2液壓馬達(dá)的分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1行走系統(tǒng)</b></p><p>　　行走系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制水草收割船的前

53、進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。水草收割船總阻力根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式取</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>　　式中：ξsk ——粘性阻力系數(shù)；</p><p>　　ξw ——興波阻力系數(shù)</p><p>　　R1ˊ= (1+Q)( 錯(cuò)誤!未找到引用源。)= (1+1.6) ×10.1 = 2

54、6.3 N</p><p>　　R2ˊ= (1+Q)( 錯(cuò)誤!未找到引用源。)= (1+1.6) ×78.4 = 204 N</p><p>　　根據(jù)明輪推進(jìn)器的推力</p><p>　　P=Gp·ρ·n2·D2·Fp</p><p>　　式中：Gp——推進(jìn)力系數(shù)，查得Gp = 5.5；<

55、;/p><p>　　Fp——明輪的水力作用面積</p><p>　　Fp=2 Bk·Tk 錯(cuò)誤!未找到引用源。 2 錯(cuò)誤!未找到引用源。0.5 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　n——明輪工作轉(zhuǎn)速，n = 0.6 r/s；</p><p>　　計(jì)算得明輪總推進(jìn)力P = 854 N ，單個(gè)輪推力F輪=P/2=427N</p&

56、gt;<p>　　根據(jù)明輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸的轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　T=9549 錯(cuò)誤!未找到引用源。=4809.61N·m </p><p>　　式中：轉(zhuǎn)速n = 0.15 r/s</p><p>　　功率P=Np×η=1.15kw</p><p><b>　　液壓馬達(dá)的排量為</

57、b></p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>　　式中T——馬達(dá)的載荷轉(zhuǎn)矩（Nm）；</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓差。</p><p><b>　　液壓馬達(dá)所需流量</b></p><p>　　式中q——液壓馬達(dá)排量（ 錯(cuò)誤!未找到引用源。）

58、；</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。——液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速（r/s）。</p><p>　　根據(jù)手冊(cè)選用型號(hào)為YLM16-2000的液壓馬達(dá)兩個(gè)。參數(shù)如下：</p><p>　　排量V=2034 ml/r；額定壓力 錯(cuò)誤!未找到引用源。=16Mpa；最高壓力 錯(cuò)誤!未找到引用源。=25Mpa；額定扭矩 錯(cuò)誤!未找到引用源。=6030Nm單位理論扭矩 錯(cuò)誤!未找到

59、引用源。=323Nm；轉(zhuǎn)速范圍2 錯(cuò)誤!未找到引用源。320r/min。</p><p><b>　　2輸送裝置</b></p><p>　　由于輸送帶在工作時(shí)一部分是在水中，在行進(jìn)中會(huì)產(chǎn)生行進(jìn)阻力。由經(jīng)驗(yàn)公式，輸送帶產(chǎn)生的阻力可由下計(jì)算：</p><p>　　式中：a——物體垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面積，a = 1.2×0.8 = 0.9

60、6 錯(cuò)誤!未找到引用源。；</p><p>　　c——阻力系數(shù)，查得c = 1.12；</p><p>　　輸送帶阻力只有在收割水草時(shí)產(chǎn)生，所以V = V1 = 0.556 m/s</p><p>　　代入公式得： </p><p>　　Rx = 166.19 N</p><p>　　考慮水草的附加阻力Rf

61、 = Rx則前輸送帶阻力：</p><p>　　R = Rf + Rx = 332.38 N。</p><p>　　當(dāng)進(jìn)行水草收割作業(yè)時(shí)，水草收割機(jī)總阻力</p><p>　　R1 = 332.38 + 26.3 = 358.68 N；</p><p>　　航行時(shí)總阻力R2 = 204 N。</p><p>　　根據(jù)輸

62、送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，輸入傳送帶的扭矩為T(mén)=198.58N·m。</p><p>　　查手冊(cè)選擇型號(hào)為YLM1-63的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下</p><p>　　排量V=64 ml/r；壓力P=25Mpa；扭矩T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍15 錯(cuò)誤!未找到引用源。1500r/min。</p><p>　　同樣根據(jù)切割裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，輸入切割機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為738 r/m

63、in。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇型號(hào)為YLM1-63的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下</p><p>　　排量V=64 ml/r；壓力P=25Mpa；扭矩T=225Nm；轉(zhuǎn)速范圍15 錯(cuò)誤!未找到引用源。1500r/min。</p><p><b>　　馬達(dá)流量</b></p><p>　　3.3.3液壓泵的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>　　

64、液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>　　式中 錯(cuò)誤!未找到引用源。——液壓缸或馬達(dá)最大工作壓力；</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源?！獜囊簤罕贸隹诘揭簤焊谆蛞簤厚R達(dá)入口之間總的管路損失。 錯(cuò)誤!未找到引用源。取0.5Mpa。</p><p>　　即 錯(cuò)誤!未找到引用源。16+0.5=16

65、.5Mpa。</p><p><b>　　液壓泵的流量</b></p><p>　　式中K——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3，這里取K=1.2.</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源?！瑫r(shí)動(dòng)作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量，對(duì)于用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)還需要加上溢流閥的最小流量，一般取 錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p>&l

66、t;p>　　即行走系統(tǒng)液壓泵的流量取</p><p>　　控制輸送裝置、切割裝置和割臺(tái)升降的液壓泵的流量取</p><p><b>　　選擇液壓泵的規(guī)格</b></p><p>　　根據(jù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。和 錯(cuò)誤!未找到引用源。選擇泵，為使泵有一定壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般比最大壓力大25 錯(cuò)誤!未找到引用源。～60 錯(cuò)誤!未找到

67、引用源。。對(duì)于行走系統(tǒng)，從手冊(cè)中選擇型號(hào)為200GM14-1B的斜盤(pán)式軸向柱塞液壓泵，參數(shù)如下</p><p>　　公稱(chēng)壓力20Mpa，公稱(chēng)排量200Ml/r,額定轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)，公稱(chēng)流量200L/min，最大理論轉(zhuǎn)矩666NM。</p><p>　　而控制輸送裝置、切割裝置和割臺(tái)升降的液壓泵選擇徑向柱塞定量泵JB-G100，排量100 錯(cuò)誤!未找到引用源。，額定壓力25Mpa，最高壓力3

68、2Mpa，最高轉(zhuǎn)速1500r/min。</p><p>　　3.3.4 液壓閥的選擇</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過(guò)閥的最大流量選擇，溢流閥按泵的最大流量選，節(jié)流閥和調(diào)速閥，考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求。控制閥的流量一定比實(shí)際通過(guò)的流量大一些，允許有20 錯(cuò)誤!未找到引用源。以?xún)?nèi)的短時(shí)間過(guò)流量。</p><p>　　3.3.5管

69、道的尺寸的確定</p><p><b>　　管道內(nèi)徑計(jì)算</b></p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　式中Q——通過(guò)管道內(nèi)的流量（ 錯(cuò)誤!未找到引用源。）；</p><p>　　v——管道內(nèi)允許流速（m/s）</p><p>　　計(jì)算出內(nèi)徑后根據(jù)GB/T2351-1993

70、標(biāo)準(zhǔn)選取液壓泵吸油管道取25mm。</p><p>　　3.3.6液壓泵站的選擇</p><p>　　根據(jù)需要選擇PER4560WT-RW電動(dòng)泵站。流量2.1L/min，油箱可用油60L。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，終于將水草收割船液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成了，經(jīng)過(guò)這次畢

71、業(yè)設(shè)計(jì)我復(fù)習(xí)鞏固了液壓傳動(dòng)的各方面內(nèi)容，對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解;對(duì)液壓的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，把液壓與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來(lái)。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容需要在圖書(shū)館內(nèi)查閱有關(guān)的知識(shí)，在網(wǎng)上尋找相應(yīng)的資料，來(lái)豐富及完善自己的設(shè)計(jì)，并提高了書(shū)寫(xiě)報(bào)告的能力，并在AutoCAD上繪制出水草收割船液壓系統(tǒng)的裝配圖和零件圖，鞏固了自身AutoCAD的實(shí)際應(yīng)用水平。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

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74、版社，2003.</p><p>　　[8] 徐金詳.小型水下清淤機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.[J].排灌機(jī)械，2003，21</p><p>　　[9] 韓青松.基于Pro／E的水草收割機(jī)明輪裝置建模與仿真.[J].農(nóng)機(jī)化研究，2001</p><p>　　[10] 田勇編著. 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù) [M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.</p>&l

75、t;p>　　[11] 路敏恂，李萬(wàn)荔主編.流體力學(xué)與液壓傳動(dòng) [M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[12] 周士昌編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集. [M].機(jī)械工業(yè)出版社 2003</p><p>　　[13] 尚士友,杜建民．草型湖泊沉水植物收割工程對(duì)生態(tài)改善的試驗(yàn).[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003．19</p><p>　　[14]

76、 尚士友，杜健民，丁海泉，等．沉水植物收獲機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)的研究.[J]．內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院學(xué)報(bào)，1995</p><p>　　[15] 張利平編.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南.[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2009.9</p><p>　　[16] 雷天覺(jué)編.新編液壓工程手冊(cè). [M].北京.北京理工大學(xué)出版社.2005</p><p>　　[17] 范存德編.液壓技術(shù)手冊(cè). [M].

77、遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2004.5</p><p>　　[18] 張紅俊編.液壓傳動(dòng). [M].華中科技大學(xué)出版社.2009.9</p><p>　　[19] 穆繼衛(wèi).9GSCC_1_4型水草收割機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì). [D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué).2002</p><p>　　[20] Machinery's handbook : a reference book

78、 for the mechanical engineer, draftsman., toolmaker machinist [M]. New York: Industrial Press Inc., 1979.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這個(gè)過(guò)程中我對(duì)書(shū)本有了更深的了解，學(xué)到了很多有價(jià)值東

79、西，能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)，一直支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！</p><p>　　首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師——王澤河老師。王老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。使我對(duì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很大的興趣，同時(shí)明白許多待人接物與為人處世的道理。</p><p>　　其次，感謝

80、我的父母，你們是我力量的源泉，只要有你們，不管面對(duì)什么樣的困難，我都不會(huì)害怕，謝謝你們對(duì)我的支持與鼓勵(lì)！ </p><p>　　第三，感謝我的室友及班級(jí)好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭业漠厴I(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。我們之間相互探討，相互激勵(lì)，使我總能攻克困難。在我不開(kāi)心的時(shí)候，你們總會(huì)安慰我，我開(kāi)心的時(shí)候總能有你們陪伴，我不會(huì)忘記，謝謝你們！</p><p>　　最后對(duì)老師，同學(xué)和家人再次致以我最衷心