摘要本文介绍了4YFZ-140型自走式亚麻脱粒翻铺机整机的结构、液压系统的组成、各工作子系统的设计要求及工作原理，通过计算分析选择确定各子系统的元器件。大面积试验结果表明，该液压系统与控制系统相匹配，工作稳定可靠，能满足亚麻脱粒翻铺的生产要求。
关键词自走式亚麻脱粒翻铺机试验报告液压驱动系统

    0 引言
    4YFZ-140型自走式亚麻脱粒翻铺机是“十一五”国家科技支撑重大项目的研究成果，该机同时完成亚麻原茎的捡拾、翻转、夹持输送、蒴果（麻桃）碾压脱粒、筛选、铺放等工作，由于作业工序多，作业环境恶劣，传动路线复杂，不易控制，为了保证整机工作的可靠性，需采用液压驱动工作部件的方式。

    1 整机结构
4YFZ-140型自走式亚麻脱粒翻铺机主要由底盘、捡拾装置、夹持输送装置、齐根装置、翻铺装置、脱粒装置、清选装置、籽粒输送装置、籽粒箱、液压系统和电气系统等组成，如图1所示。

    2 液压传动线路
    图2为自走式亚麻脱粒翻铺机液压系统原理图:发动机动力分别驱动6个液压泵来完成整个机器的驱动，第一路动力由90Ｒ075柱塞泵驱动底盘行走驱动桥的变速箱驱动马达90M055;第二路动力由90Ｒ055柱塞泵驱动夹持输送、上碾压辊、下碾压辊、捡拾器、麻茎齐根马达;第三路由G5-10齿轮泵驱动清选筛、脱粒锥辊、液压油冷却风扇马达;第四路由CB-312齿轮泵驱动液压转向及操纵系统;第五路由G5-20齿轮泵驱动籽粒输送风机及籽粒箱升降和翻转油缸;第六路由CB-306齿轮泵驱动水箱冷却风扇马达。

    3 液压系统的设计说明
    自走式亚麻脱粒翻铺机液压系统包括六个子系统:行走液压驱动系统，工作部件液压驱动系统，脱粒、筛选和液压油冷却液压系统，机器转向及工作部件操纵液压系统，风机驱动和籽粒箱升降液压系统，发动机散热水箱的冷却风扇驱动液压系统。行走和工作部件液压驱动系统采用42MPa的系统压力，其他液压系统采用16MPa的系统压力。

    3．1行走液压驱动系统
    行走液压驱动系统实现机器在道路上行驶和田间作业时前进、倒退及停车的功能。
    行走液压驱动系统是由电控的轴向柱塞变量泵串泵的前泵90Ｒ075和与行走驱动变速箱连接的轴向柱塞马达90M055MF组成的一个闭式液压驱动系统，串联柱塞泵的前泵与发动机的输出轴直联，高压柱塞马达驱动机器的行走驱动轮，柱塞泵上有一补油口与液压油箱相通，工作时不断向闭式系统补油，柱塞泵和柱塞马达上的泄油口泄漏的液压油通过三通合并，经液压油散热器散热后流回液压油箱。工作中，当电控手柄位于中位时，柱塞泵不向柱塞马达供油，机器处于停车状态;当电控手柄向前推时，柱塞泵向柱塞马达供油，驱动机器的驱动轮向前转动，机器前进;当电控手柄向后推时，柱塞泵向柱塞马达供油，驱动机器的驱动轮向后转动，机器倒车。在电控手柄前推或后推的过程中，机器前进或后退的速度与电控手柄摆动的角度成同比例变化。

    3．2工作部件液压驱动系统
    工作部件液压驱动系统实现机器在田间作业时完成田间亚麻原茎的捡拾、夹持输送、蒴果（麻桃）碾压、麻茎齐根、翻转铺放的工作流程。
    工作部件液压驱动系统是由电控的轴向柱塞变量泵串泵的后泵和五个串联的马达———夹持输送马达、下碾压辊马达、上碾压辊马达、捡拾器马达及麻茎齐根马达组成的一个闭式液压驱动系统，五个马达中的夹持输送马达是轴向柱塞马达，其余四个马达都是摆线马达。由于机器工作流程的要求，柱塞泵输出的高压油首先驱动夹持输送马达，依次是下碾压辊马达、上碾压辊马达、捡拾器马达及麻茎齐根马达，并且要求这五个马达不能反向旋转。柱塞泵上有一补油口与液压油箱相通，工作时不断向闭式系统补油，柱塞泵和柱塞马达、摆线马达上的泄油口均与主回油管相连，泄漏的液压油都流回液压油箱。

    3．3脱粒、筛选和液压油冷却液压系统
    脱粒、筛选和液压油冷却液压系统可实现脱粒锥辊的转动、亚麻籽清选筛的摆动、液压油散热器冷却风扇的转动，完成机器的亚麻籽脱粒、筛选和液压油冷却的功能。
    该系统由与串联柱塞泵的后泵相联的双联齿轮泵中的一个齿轮泵供油，供油管路中安装有一个二位四通电磁阀，机器在道路上行驶时，电磁阀不通电，齿轮泵输出的液压油直接流向液压油散热器的冷却风扇驱动马达，风扇转动给散热器散热，风扇马达的出油口与液压油箱的进油口相连，经过滤后回到液压油箱;在田间作业时，电磁阀通电，齿轮泵输出的液压油首先流向清选筛驱动马达，然后流向脱粒锥辊驱动马达，最后流向散热器冷却风扇驱动马达，风扇马达的回油经过滤后回到液压油箱;脱粒锥辊马达的进出油口各安装有一个三通，有一管路连接进出油口，在此管路中安装一个单向阀，正常作业时单向阀不通，其作用是:当脱粒锥辊马达的供油突然停止时，脱粒锥辊由于惯性还会继续转动，马达出油口压出的油经单向阀与马达进油口相通，避免造成系统困油、压力过高而产生管路逼爆和液压元件损坏，保护液压系统的安全。脱粒、筛选和冷却风扇三个马达的泄油口相连后与液压油箱的加油口相连，经过滤后回到液压油箱。

    3．4机器转向及工作部件操纵液压系统
    机器转向及工作部件操纵液压系统可实现在道路上行驶和田间作业时的机器转向，以及机器在田间作业时实现捡拾台与尾轮同时升降、一对脱粒锥辊的麻穗脱粒间隙调整、夹持输送带对亚麻的夹持力即压麻间隙的调整。
    该系统由发动机自带的双联齿轮泵中的一个齿轮泵供油，供油管路中安装有一个单路稳定分流阀FLD-7．5，将供油分成两路，其中一路优先定量供给机器转向系统，保证机器转向安全可靠。转向系统由全液压转向器BZZ1-100、转向油缸SG50×230等元件组成，当方向盘不旋转时，液压油经过转向器直接回油，转向轮不动;当方向盘往右旋转时，液压油经过转向器进入转向油缸的无杆腔，活塞杆伸出，机器右转;当方向盘往左旋转时，液压油经过转向器进入转向油缸的有杆腔，活塞杆缩回，机器左转;转向器上安装有专用安全阀，保证转向系统的安全。分流阀分出的另一路供油供给主操纵系统的手动三路换向阀，三路阀的操纵手柄常态处于中立位置，液压油直接经过三路阀的回油口与液压油箱的加油口相连，经过滤后回到液压油箱。当分别推拉操纵手柄时，三路换向阀的第一路用于控制捡拾台与尾轮的同时升降，第二路用于调整一对脱粒锥辊的麻穗脱粒间隙，第三路用于调整夹持输送带对亚麻的夹持力（即压麻间隙）。

    3．5风机驱动和籽粒箱升降液压系统
    风机驱动和籽粒箱升降液压系统的功能是:在田间作业时驱动风送风机，利用风机排出的气流将筛下的亚麻籽粒输送到籽粒箱;籽粒箱卸料时机器停止前进并关停风机，可实现籽粒箱上下油缸的顺序升降，完成籽粒箱的升起、翻转卸料及落下，落下到位后可再次启动风机。
该系统由与串联柱塞泵的后泵相联的双联齿轮泵中的另一个齿轮泵供油，供油管路中安装有一个二位四通电磁阀，电磁阀不通电时，齿轮泵输出的液压油直接流向手动二路换向阀，二路阀的操纵手柄常态处于中立位置，液压油直接经过二路阀的回油口并与三路阀的回油合并后与液压油箱的加油口相连，经过滤后回到液压油箱。当机器停车卸料时，首先向右推二路阀第一路操纵手柄，液压油流向籽粒箱下油缸的无杆腔，活塞杆伸出，籽粒箱上升，籽粒箱上升到位后，活塞杆伸缩来升降籽粒箱，推拉二路阀第二路操纵手柄时，向右推二路阀第二路操纵手柄，液压油流向籽粒箱上油缸的无杆腔，活塞杆伸出，籽粒箱倾翻卸料，籽粒箱卸料完毕后，向左拉二路阀第二路操纵手柄，液压油流向籽粒箱上油缸的有杆腔，活塞杆缩回，籽粒箱回位，籽粒箱回位到位后，向左拉二路阀第一路操纵手柄，液压油流向籽粒箱下油缸的有杆腔，籽粒箱下降直到回到原位。在田间作业时，电磁阀通电，齿轮泵输出的液压油流向驱动风机的齿轮马达，风机排出的气流通过风管将筛下的亚麻籽粒输送到籽粒箱;风机马达的回油口与主回油管相连并流回液压油箱;风机马达的泄油口也与主回油管相连，泄漏的液压油流回液压油箱。由于风机转速较高，其转动惯性较大，因此在风机马达的进出油口各安装有一个三通，有一管路连接进出油口，在此管路中安装一个单向阀，正常作业时单向阀不通，当风机马达的供油突然停止时，马达出油口压出的油经单向阀与马达进油口相通，避免造成系统困油、压力过高而损坏管路和液压元件。在齿轮泵与电磁阀的供油管路中还装有一个溢流阀（安全阀），保证系统的安全。此外，由于籽粒箱的升降和风机转动不能同时进行，启动风机马达和启动脱粒、筛选马达的两个电磁阀通电与籽粒箱升降在电路中采用了互锁装置，只有当籽粒箱下降回到原位，触碰行程开关使其闭合后，两个电磁阀才能通电。
    3．6发动机散热水箱的冷却风扇驱动液压系统
发动机散热水箱的冷却风扇驱动液压系统由发动机自带的双联齿轮泵中的另一个齿轮泵供油，齿轮泵输出的液压油直接流向驱动冷却风扇的齿轮马达，冷却风扇马达的回油口与风机马达的回油口合并后与主回油管相连并流回液压油箱;冷却风扇马达的泄油口与风机马达的泄油口合并后也与主回油管相连，泄漏的液压油流回液压油箱。供油管路中安装有一个溢流阀（安全阀），保证系统的安全。

    4 液压系统元器件选择与确定
    经过计算分析，确定各子系统元器件如下:
    4．1行走液压驱动系统
    柱塞泵90Ｒ075，行走马达为柱塞马达90M055，液压油散热器GC57。
    4．2工作部件液压驱动系统
    柱塞泵90Ｒ055，夹持马达为柱塞马达MMF044，上碾压辊、下碾压辊及捡拾器马达均为摆线马达BMS160，麻茎齐根马达为摆线马达BMS125。
    4．3脱粒、筛选和液压油冷却液压系统
    齿轮泵G5-10，清选筛马达为摆线马达BMS200，脱粒锥辊马达为摆线马达BMS80，液压油冷却风扇马达为齿轮马达GM5-10，电磁阀3WE10A31，溢流阀DB10G-3-30/31．5，单向节流阀MK8，液压油散热器GC57。
    4．4机器转向及工作部件操纵液压系统
齿轮泵CB-312，单路稳定分流阀FLD-7．5，全液压转向器BZZ1-100，转向油缸SG50×230，手动多路换向阀DF340B，捡拾台升降油缸ZGE40×310，尾轮升降油缸SGE40×200，脱粒锥辊间隙调节油缸SGE40×150，夹持带压带调节油缸SGE40×80，夹持带下带张紧轮调节油缸ZGE25×300。
    4．5风机驱动和籽粒箱升降液压系统
齿轮泵G5-20，风机驱动马达为齿轮马达GM5-16，电磁阀3WE10A31，溢流阀DB10G-3-30/31．5，单向节流阀MK8，手动多路换向阀DF2-40B，籽粒箱下油缸SGE50×1470，籽粒箱上油缸SGE50×700。
4．6发动机散热水箱的冷却风扇驱动液压系统齿轮泵CB-306，风扇驱动马达为齿轮马达GM5-5，溢流阀DBDS10G/31．5。

    5 结束语
    通过大面积的生产试验考核，该液压系统各子系统工作可靠稳定，能满足亚麻翻铺脱粒的生产要求，为4YFZ-140型自走式亚麻脱粒翻铺机的批量推广应用提供了可靠的技术支撑。