自走式苗木换床机液压系统的设计

自 走 式 苗 木 换 床 机 液 压 系 统 的 设 计刘瑞林吴兆迁牛晓华王德柱( 国家林业局哈尔滨林业机械研究所 黑龙江 哈尔滨 S中国林业科学研究院新技术研究所 北京 )摘 要 1自走式苗木换床机首轮试验样机采用了全液压驱动方式 O 本文介绍了该套液压系统主要技术性能参数及其确定过程 工作原理和计算方法 这为进一步研究设计林业苗圃通用底盘进行了有益的尝试 提供了第一手资料 O关键词 1自走式 S 苗木换床机 S 液压系统 S 设计中图分类号 1 文献标识码 1 文章编号 1 ( ) 自走式苗木换床机作业时要求超低速行进 但目前国内还没有与其适应的通用配套底盘 为此 课题研究人员根据该设备的特点 自行研究设计了适于苗圃作业的自走式苗木换床机动力底盘 O 该底盘采用液压驱动 其特点是传动扭矩和调速范围大 低速稳定性好 结构简单 操作方便 O苗木换床机液压系统基本参数的确定系统压力的确定该机属农林田间作业设备 需用液压元件如下 1驱动行走装置的液压马达 个 驱动作业装置的液压马达 个及栽植机构升降油缸 个 O 根据本设备具体使收稿日期 1 基金项目 1国家 H 十五 Z科技攻关计划项目 H 现代农业技术装备研制开发 Z( )表 经阻燃处理的水曲柳抗弯强度损失率保阻燃剂对它的力学性能影响最大 其次是聚磷酸铵阻燃剂 S 而对中密度的水曲柳来说 环保阻燃剂对它的抗弯强度的影响略小于氮 -磷 -硼阻燃剂 聚磷酸铵的影响最小 S对低密度的水曲柳来说 三种阻燃剂对其抗弯强度的影响都相差不大 相对 环保阻燃剂的影响最小 O 从平均抗弯强度损失率来看 环保阻燃剂对木材力学性能的影响大于其他两种阻燃剂 O小结试验结果表明 环保阻燃剂在阻燃性 抑烟性方面优于氮 -磷 -硼阻燃剂和聚磷酸铵阻燃剂 S 其渗透性也较好 对木材吸湿性的影响居中 S而对木材的力学性能有一定的负面影响 不如其他两种阻燃剂 O参考文献 1刘燕吉 陈 荔 木质材料的阻燃剂 木材工业 ( )1 王清文 木材阻燃技术进展 东北林业大学学报 ( )1图 三种阻燃剂对木材抗弯强度影响的比较不同密度的水曲柳抗弯强度损失率 ( )高密度中密度低密度阻燃剂类型! 年 第 期第 # 卷!林林 林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林业业 业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业机机 机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机械械 械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械与与 与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与木木 木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木工工 工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工设设 设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设备备 备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备设计计算!图 ! 系统压力图用情况选定该液压系统的系统压力为 行走机构液压马达负载计算计算负载质量 自重 个操作人员 履带行走机构的计算直径 减速机构传动比 考虑旋转部件摩擦力矩 惯性力矩及马达内部部件黏性阻尼力矩 得出行走驱动液压马达负载力矩 工作载荷力矩计算 !式中 卜履带与地面摩擦系数 卜履带行走机构计算直径 负载质量 传动比 故 轴径摩擦力矩计算 !式中 卜轴径处摩擦系数 卜轴径上的径向力 旋转轴半径 故 回转部件惯性力矩计算 ! 式中 回转部件转动惯量 S 角加速度 旋转部件质量 旋转部件直径 旋转部件转速 ! 加速时间 ! 故 考虑黏性阻尼力矩 行走驱动液压马达负载力矩取 行走机构液压马达排量的计算# ! $ 式中 行走驱动液压马达负载力矩 ! 马达进口与出口压力差 ! ! 门 马达的机械效率 取 门 故 ! 设备所需流量作业时前进速度 驱动轮转速为 减速机构传动比 计算驱动马达转速 非作业时前进速度应大于 可以看出 本设备在非作业前进时液压系统所需流量达到最大 故 # ! $式中 门液压泵容积效率 取 门驱动液压马达转速 故 系统最大功率计算式中 系统最大压力 ! 系统最大流量 ! 故 系统压力图与系统流量图系统压力图如图 所示 图中实线表示行走系统压力曲线 虚线表示栽植机构压力曲线 其中 # 为高速行走过程 # 为栽植作业开始过程 # 为栽植作业过程 系统流量图如图 所示 图中实线表示行走系统流量曲线 虚线表示栽植机构流量曲线 其中 # 为高速行走过程 # 为栽植作业开始过程 苗木换床机液压系统基本参数系统工作压力 最大压力 系统流量 苗木换床机作业行走速度 行栽植机构驱动液压马达转速 驱 林林 林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林业业 业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业机机 机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机械械 械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械与与 与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与木木 木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木工工 工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工设设 设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设备备 备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备设计计算!# 年 第 $ 期 第 #% 卷!图 ! 液压系统工作原理液压双联泵 溢流阀 压力表 手动换向阀 多路换向阀 液压锁 或用平衡阀 液压缸 作业机构液压马达 调速阀 行走机构液压马达 操作控制总成 管路系统 液压油箱 压力表开关 球阀! 图 系统流量图! 苗木换床机液压系统基本工作原理如图 所示 采用双联泵分别为苗木换床机行走机构 栽植机构及升降机构供油 左侧油路控制栽植机构的升降和栽植机构的旋转 右侧油路控制苗木换床机的行走 换床作业此时由双联泵中两个泵分别供油给行走装置和作业装置的驱动液压马达 图中左右油路互不相通 换向阀 处于复位状态时可避免左右油路互相干扰 处于截止状态时行走液压马达的各自调速阀工作 调整至要求速度 非换床作业此时换床机行走速度较换床作业时大 倍 此过程中系统双联的两个油泵同时供油给行走液压马达 换向阀 处于换向及导通状态时行走液压马达的调速阀不起作用 换床机行走能够达到系统所提供的最大速度 栽植机构升降的调整栽植机构升降调整时要避免栽植液压马达同时运转 机构升降到合适位置时由液压锁 锁定 # 设计中注意事项双联泵的选用由于换床机换床作业时栽植机构和行走机构同时运行 为避免两个系统互相干扰和整体结构简单 所以采用双联泵较为合适 调速阀的选用换床作业时要求换床机行走低速 稳定 准确 所以不能用简单的节流阀作为调速阀 调速阀安装在液压马达前可得到较理想的稳定速度 不受负载变化的影响 换向阀的选用换向阀 的选用是为了使苗木换床机在非栽植作业时得到最大的行走速度 主要参考文献 辽宁省林业厅 林木育苗技术规程 沈阳 辽宁大学出版社 黑龙江省森林工业总局 黑龙江省林木育苗技术规程 哈尔滨 东北林业大学出版社 中华人民共和国林业部 育苗技术规程 北京 中国标准出版社 张名振 国内外营林机械化现状和发展趋势 林业机械 王存德 刘学龙 等 型床作苗木移植机的研制 东北林业大学学报 吴兆迁 等 横格式苗木换床移植装置的设计 林业机械与木工设备 李洪人主编 液压控制系统 北京 国防工业出版社出版 第一作者简介 刘瑞林 男 黑龙江省五常市人 高级工程师 多年从事林业机械设计与理论研究工作 !$ 年 第 % 期第 # 卷!林林 林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林林业业 业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业机机 机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机机械械 械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械械与与 与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与与木木 木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木木工工 工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工设设 设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设设备备 备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备备设计计算自走式苗木换床机液压系统的设计作者： 刘瑞林， 吴兆迁， 牛晓华， 王德柱作者单位： 刘瑞林,牛晓华,王德柱(国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江,哈尔滨,150086)， 吴兆迁(国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江,哈尔滨,150086；中国林业科学研究院新技术研究所,北京,100091)刊名： 林业机械与木工设备英文刊名： FORESTRY MACHINERY & WOODWORKING EQUIPMENT年，卷(期)： 2006,34(9)被引用次数： 1次参考文献(7条)1.辽宁省林业厅 DB 21/T 1291-2004.林木育苗技术规程2.黑龙江省森林工业总局 DB 23/T 318-2003.黑龙江省林木育苗技术规程3.中华人民共和国林业部 GB 6001-1985.育苗技术规程4.张名振 国内外营林机械化现状和发展趋势 1990(01)5.王存德；刘学龙 4YK-200型床作苗木移植机的研制 1998(0