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液压技术在农业中的应用形式与故障分析
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2018-08-07 07:14:33



    摘要:液压系统是机械行业广泛使用的动力技术,近年来,自动化控制的液压系统被广泛使用于各个行业。农机液压系统的使用在很大程度上优化了农机结构,提升了操作的便捷性。通过介绍液压技术在农业机械中的主要应用形式和特点,说明了液压系统的重要作用,并对液压系统的常见故障进行了分析与说明。

    液压技术作为新时期的一种便捷传动技术,其在机械行业、建筑行业、军事领域和航空航天上具有广泛的应用,液压技术在传统的响应速度快、传动功率大、布局灵活等优势基础上,近年来得益于自动控制技术和传感器技术的发展,液压传动在控制与自动化程度上有了显著提升,液压技术开始由传统的传动功能向着机械现代化控制方向转变,将液压技术应用于农业机械,不仅提高了农业机械的技术含量,更优化了农机结构,提升了产品质量,使农机在达到功能要求的基础上,更多的考虑到驾驶员的舒适性、操控性以及智能性,如今,液压技术已经成为先进农机的必备技术之一,是农业机械顺利完成生产任务不可缺少的技术力量。

    1 液压技术发展及现状
    1.1液压技术的发展
    液压技术的主要原理来自于液体静压力传动原理,液压技术最初的介质是水,之后逐步发展为以液压油为介质进行传动。在20世纪20年代得益于平衡式叶片泵的发明,液压元件逐渐进入了工业领域使用,这是现阶段所使用的液压技术的基础,而液压技术的广泛使用与推广是在第二次世界大战期间在发达国家进行的,经过多年的演变与相关技术的不断进步,才发展为今天的液压技术。
    1.2液压系统的组成与功能
    现阶段所使用的液压系统主要由四大部分组成,即动力系统、控制系统、执行系统与辅助系统,按照液压系统的细分元件来说,液压系统的工作过程如下:通过原动机将动力传递给液压泵,在液压泵的作用下,机械能转换为液压能,并将液体压力传递至液压阀,通过液压阀控制液压油缸或液压马达进行工作,此过程将液压能再转换为机械能,从而控制最终的工作机构进行工作,同时带动液压马达或液压油缸的液压油恢复原有压力,并流回到液压油箱,供后续动作使用,如图1所示。

    现阶段的液压技术,主要是利用电子技术控制液压力操作机械执行动作的过程,液压控制的精确程度是现代化液压技术发展的关键。液压系统性能的主要影响因素如下:(1)液压油是液压系统维持工作的重要介质,在液压系统中,液压油除了起介质作用外,还担任着液压系统的防锈、防腐、润滑以及冷却等许多功能,因此,液压油的质量与性能直接影响到液压系统的工作状态及相关功能的准确性。(2)液压元件是液压系统的基础组成部分,它的先进与否直接影响了液压系统的效率、复杂程度以及能源消耗,近年来,新型液压元件正向着模块化、小型化、节能化以及环保化方向发展,这不仅在很大程度上减小了驱动功率的消耗,更方便了电子控制的实施。(3)电液比例阀是液压系统中压力和流量控制的关键元件,它通过预先设定好的程序发出电信号指令,完成对液压系统压力和流量的连续成比例的控制。

    2 液压技术在农业中的应用
    2.1液压技术在我国农机上的应用过程
    多年的生产实践证明,将液压技术应用于农业生产,能够有效提升农机液压系统的自动化程度,并优化农机结构,改造操作的舒适程度。目前阶段,液压技术在我国的农业机械中的应用,包括了拖拉机、耕整地机械、播种施肥机械、植保机械、收获机械等绝大多数的农机领域,液压技术在拖拉机上最早的应用,是农机深松整地的升降结构,之后逐渐向液压制动、液压转向以及宽幅机具的折叠等方向扩展,现阶段,液压传动技术已经成为了农业机械上必不可少的配置,液压技术与农业机械的结合逐渐形成了众多的新机型与新成果。例如:为联合收割机和大马力拖拉机配备液压转向系统;为优化水稻插秧机的控制方式而使用的液压仿形系统;为中小型联合收割机提供行进动力的静液压传动系统等。液压系统对农业机械的优化,也使农机达到了前所未有的优秀结构形式,以联合收割机为例,液压技术在联合收割机上的应用包括了:割台与分禾、喂入结构的升降;液压转向或辅助转向;刀具回转动力或拨禾轮回转动力的提供;集粮、卸粮结构的开闭;升运器等结构位置的自动化调整等,且相关的优化和研究仍在不停地进行中。
    2.2液压技术的主要应用形式
    (1)农机具工作部件的位置调整与功能实现。现阶段农业机械应用的液压技术很多,以喷药机械为例:喷药架的展开与关闭、喷药架的高低调节、喷药的角度调节等功能,都以液压系统的技术支持来实现。又如,整地机械中耙片角度的调整、宽幅机具的折叠、双向犁的翻转,都很大程度的采用了液压进行驱动。
    (2)液压系统为农业机械提供行进动力。现阶段的很多农业机械是通过液压马达带动农业机械进行行走的,这种方式中液压的行进速度分为高速和低速两类,农机高速行走是通过变量泵驱动液压马达,再由液压马达带动变速箱做提速,从而带动农机做高速行走,而低速方式主要是利用变量泵带动液压马达后直接与车轮相连,带动农机做慢速行走。液压马达基本结构如图2所示。有些先进的大型农机,为提升农机的通过性,为农机装配了全液压的四轮驱动,以满足大马力农机的作业要求。

    (3)使拖拉机实现负载换挡。若拖拉机使用的是传统的齿轮变速箱,那么在换挡时必须要将离合器踩下,这时不仅行进的动力中断,其他工作部件的运转动力也同时被中断,当拖拉机做大负载作业时,由于动力的中断,挂挡后农机必须重新起步,这就在很大程度上影响了农机的生产效率,因此,很多新型的拖拉机广泛采用了液压机理的负载换挡机构,驾驶员能够在不切断动力的情况下完成挡位的变换,在一定程度提高了拖拉机的工作效率,并降低了驾驶人员的劳动强度。

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