byd-1水草收割船液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

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國外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3國內(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)的無級調(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>　　1 緒論</b>

7、</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。但由于種植量過大，同時(shí)缺乏相應(yīng)的管理措施，導(dǎo)致人工種植的水草一度發(fā)展到過剩的狀態(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)，水草生長非常迅速，必須及時(shí)進(jìn)行收割清理，否則會對水質(zhì)造成二次污染。目前，

8、水草治理方法主要有化學(xué)清除法和物理收割法?；瘜W(xué)清除法會引起水質(zhì)污染，破壞生態(tài)環(huán)境，并對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的速度，因而機(jī)械收割就成為理想的水草治理方式。</p><p>　　目前，市場上一般的水草收割機(jī)多是機(jī)械控制的，動(dòng)力來源復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)收割船的簡單，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

9、高，機(jī)身全部動(dòng)力來源為液壓，液壓控制液壓系統(tǒng)控制船的行走、割臺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)簡便化。</p><p>　　1.2國外水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　對于水草收割機(jī)器的研制，國外起步比較早，早在50年代荷蘭等國家就開始使用專門的機(jī)械進(jìn)行河道的清淤除草作業(yè)

10、。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、溝渠旁常揎有樹木，無法停機(jī)，遠(yuǎn)離岸邊的水草又無

11、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，英國的Rolbe公司開發(fā)出Oibeaux系列水中割草機(jī)，英國的John wider(工程)公司也開發(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>　　1.3國內(nèi)水草收割船的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　對于國內(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

12、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研究開發(fā)的GC2230型號河道割草保潔船以及GC2000型小型河道割草作業(yè)機(jī)械。</p><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

13、日益完善，而且經(jīng)過長時(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)，利用壓力能來驅(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

14、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、方向閥等）。通過它們的控制和調(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、

15、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，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)用它來傳遞能量或信息。</p><p>　　由于液壓傳動(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、海洋開發(fā)、

16、核能工程和地震預(yù)測等各個(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)力來源，并通過液壓控制水草收割船的行走、割臺的升降以及輸送裝置的運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)簡化結(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。若過多地采用皮帶、齒輪、

17、鏈條等機(jī)械零件，一方面帶來了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，另一方面導(dǎo)致可靠性較低。收割過程中密集的水草可能會纏住傳動(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)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，

18、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)無級調(diào)節(jié)行駛速度來適應(yīng)作業(yè)中隨時(shí)變化的水下條件和作物長勢。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行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特殊要求，而且還可以大大簡化行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其次，車輪獨(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)

19、現(xiàn)操縱和控制的多樣性。①改變變量泵斜盤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，迅速變換方向和加減速不會損壞傳動(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

20、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。液壓控制通過傳感器監(jiān)測各種狀態(tài)參數(shù)，通過計(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&

21、gt;<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)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

22、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，但是考慮其開發(fā)成本(一般說，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><p>　　(1)通過操縱桿在帶負(fù)載時(shí)可以進(jìn)行無級調(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。&

23、lt;/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 變量泵控定量馬達(dá)的無級調(diào)速方案的確定</p><p>　　變量泵一方面要調(diào)節(jié)其自身的排量來實(shí)現(xiàn)無級變速，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

24、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。本文考慮水草收割船作為一種農(nóng)業(yè)機(jī)械要求開發(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，但考慮到它的性價(jià)比對于水草收割船來說較為合適。</p><p>　　無級變速裝置由變量泵、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)具在不停車的狀態(tài)下同步無級變速

25、，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)同步無級變速，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)具變速過程中做到安全，平穩(wěn)，從而保證機(jī)具的收獲水草作業(yè)質(zhì)量。此外，變量泵—定量馬達(dá)方案的優(yōu)點(diǎn)還在于:通過改變泵的排量，水草收割船的理論速度可無級調(diào)節(jié)。當(dāng)泵的排量為零時(shí)，水草收割船停車。將泵的排量從零增加就可使水草收割船原地起

26、步，結(jié)構(gòu)比較簡單(一般說，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

27、控制功能的基本手段之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，容易調(diào)節(jié)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是流體流過閥體不可避免地會產(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5千瓦，更大的功率采用容積調(diào)速比較合理。水草收割船割臺升降液壓系統(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&

28、gt;　　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，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)

29、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)行說明。水草收割船割臺升降液壓系統(tǒng)、輸送裝置液壓系統(tǒng)和切割液壓系統(tǒng)，采用節(jié)流控制措施，這是因?yàn)榕_架升降對位置控制要求高，而輸送機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)對速度穩(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

30、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))，使用中既有用低速液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)和高速馬達(dá)經(jīng)過齒輪等減速箱驅(qū)動(dòng)的兩種方案，習(xí)慣上稱“低速方案”和“高速方案”。</p><p>　　2.3.1低速方案的特點(diǎn)<

31、/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)生功率損失和過多的噪音。</p><p>　　2.3.2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)輪傳來的各種徑向

32、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)來分擔(dān)這些功能，對馬達(dá)的要求相對較低。因此，在很多場合下仍采用高速方案。</p><p>　　對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>　　

33、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)的工作原理及基本組成?，F(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，由于對機(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

34、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)，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

35、過變量泵上充當(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)端通過充油壓力控制閥(溢流閥)而離開此回路。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的自由油流，經(jīng)過液壓馬達(dá)和泵殼油路使泵和馬達(dá)得到冷卻，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，

36、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

37、。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。對于行駛系統(tǒng)采用液壓傳動(dòng)方式的水草收割船來說，其動(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>&l

38、t;p>　　圖3-4 割臺升降系統(tǒng)</p><p>　　3.1.2 割臺升降液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　如圖 3-4 所示，臺架升降臺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?yàn)榕_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)生臺架過快的降下來，從而在一定的負(fù)載情況下，有效的緩解臺架的降速。&l

39、t;/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

40、制動(dòng)壓力，從而限制制動(dòng)力矩不致過大。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（也稱緩沖閥）起限制作用。在制動(dòng)過程中，讓封閉的高壓油液通過緩沖閥溢出一些，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)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>

41、　　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><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

42、>　　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升降的作用，其在運(yùn)動(dòng)過程中受到外部載荷F</p><p>　　工作載荷F每缸受力取最大值</p><p>　　F=G=5000×9.8=49000N </p>

43、;<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><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p><b>　　則根據(jù)桿徑比</b></p>

44、<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</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——活塞與缸體的相對速度（m/s）

45、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>

46、<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 = 26.3 N</p><p>　　R2ˊ= (1+Q)( 錯(cuò)誤!未找到引用源。)= (1+1.6) ×78.4 = 204 N</p&g

47、t;<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；</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

48、!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><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

49、3;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</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&g

50、t;<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。）；</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源?！簤厚R達(dá)的轉(zhuǎn)速（r/s）。</p><p>　　根據(jù)手冊選用型號為YLM16-

51、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><

52、/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 = 0.96 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

53、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 = 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

54、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)輸送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，輸入傳送帶的扭矩為T=198.58N·m。</p><p>　　查手冊選擇型號為YLM1-63的液壓馬達(dá)。參數(shù)如下<

55、/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/min。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇型號為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；

56、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>　　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?！簤焊谆?/p>

57、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=16.5Mpa。</p><p><b>　　液壓泵的流量</b></p><p>　　式中K——系統(tǒng)泄漏系

58、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><p>　　即行走系統(tǒng)液壓泵的流量取</p><p>　　控制輸送裝置、切割裝置和割臺升降的液壓泵的流量取</p><p&g

59、t;<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?！?0 錯(cuò)誤!未找到引用源。。對于行走系統(tǒng)，從手冊中選擇型號為200GM14-1B的斜盤式軸向柱塞液壓泵，參數(shù)如下</p><p>　　公稱壓力20Mpa，公稱排量200

60、Ml/r,額定轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)，公稱流量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32Mpa，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

61、實(shí)際通過閥的最大流量選擇，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?？刂崎y的流量一定比實(shí)際通過的流量大一些，允許有20 錯(cuò)誤!未找到引用源。以內(nèi)的短時(shí)間過流量。</p><p>　　3.3.5管道的尺寸的確定</p><p><b>　　管道內(nèi)徑計(jì)算</b></p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源

62、。</p><p>　　式中Q——通過管道內(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PER456

63、0WT-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)過這次畢業(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，對液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解;對液壓的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識，把液壓與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容需要在圖書館內(nèi)查閱有

64、關(guān)的知識，在網(wǎng)上尋找相應(yīng)的資料，來豐富及完善自己的設(shè)計(jì)，并提高了書寫報(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></p><p>　　[1] 王文深，王保銘編. 液壓與氣動(dòng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社2009.8</p><p>　

65、　[2]　王昌祿編. 簡明機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984.6.</p><p>　　[3] 汪愷主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8.</p><p>　　[4] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編寫組編． 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[5] 濮良貴編等.機(jī)

66、械設(shè)計(jì).[M].西安：高等教育出版社，2005.</p><p>　　[6] 秦曾煌編等.電工學(xué).[M].哈爾濱：高等教育出版社，2003.</p><p>　　[7] 孫桓編等.機(jī)械原理.[M].西安.高等教育出版社，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><

67、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><p>　　[11] 路敏恂，李萬荔主編.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

68、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] 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)

69、計(jì)指南.[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2009.9</p><p>　　[16] 雷天覺編.新編液壓工程手冊. [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. [M].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>

70、<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 for the mechanical engineer, draftsman., toolmaker machinist [M]. New York: Industrial

71、 Press Inc., 1979.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這個(gè)過程中我對書本有了更深的了解，學(xué)到了很多有價(jià)值東西，能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)，一直支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！</p><

72、p>　　首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師——王澤河老師。王老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。使我對完成畢業(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，感謝我的父母，你們是我力量的源泉，只要有你們，不管面對什么樣的困難，我都不會害怕，謝謝你們對我的支持與鼓勵(lì)！ </p><p>　　第三，感謝我的室友及班

73、級好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的畢業(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。在我不開心的時(shí)候，你們總會安慰我，我開心的時(shí)候總能有你們陪伴，我不會忘記，謝謝你們！</p><p>　　最后對老師，同學(xué)和家人再次致以我最衷心的感謝！教導(dǎo)過我的老師，你們的人格魅力永記我心間。身邊的同學(xué)和朋友，有你們，我的大學(xué)才算完整。寢室的密友，你們的天賦猶如上天恩賜，有了你們我的生活更加精彩。</p>