摘要:我国玉米产量很大,玉米收获机械化是玉米产业发展的方向,但是现阶段玉米收获机的故障仍然较多,针对使用传统的机械传动和液压传动的玉米收获机,本文简要阐述了电传动应用在玉米收获机上的优缺点和可行性。
0 引言
我国有着非常大的玉米种植面积,然而玉米机收水平确是非常低,为此国家把玉米收获机械列入了农业机械重点推广项目,玉米收获机械化是玉米产业发展的方向川。自走式玉米收获机也越来越成为玉米产业的主流机型。现在大多数玉米收获机的传动系统为皮带传动,这种传动系统存在着传动系统复杂,皮带容易打滑等缺点,而自走式玉米机主要使用的是橡胶带式CVT无级变速器,在作业的过程中发现该种机型的传动机构可靠性低,动力性不好,导致这种情况的主要原因是无级变速机构中用于传动的V带很容易打滑、断裂。橡胶带式CVT无级变速器的主要优势是价格便宜,维修方便,结构简单、造价低廉,但是一台机器正常收获时间为一个月左右,每天工作20 h,出现皮带断裂、打滑后维修影响农时。
随着液压技术的发展,液压传动也在农机领域发展得很迅速,很多厂家也纷纷研究液压传动系统的玉米收获机(主要在割台、剥皮装置上使用液压马达),实现了工作部件的无级变速,更有厂家选择了全液压传动的玉米收获机。液压传动跟皮带传动相比可以实现工作部件的无级变速,工作部件与动力源之间为软连接。但是,液压传动在工作的过程中会产生较多的能量损失,比如摩擦损失、液压油的泄漏损失等,由于采用油管传输压力油,压力损失会较大,故不适宜用于远距离的传动。液压传动对油温的变化也较为敏感,油的赫稠度随温度的改变而改变,油温改变会影响部件运动的稳定性,所以,在高温和低温的条件下,采用液压传动有一定的困难,故不适宜在高温或低温的环境下工作,并且液压系统故障的诊断和维修都比较困难。液压元件的精密度要求高且装配比较困难,使用维护的要求也比较严格。油液容易污染,油液污染后,会影响系统工作的可靠性。所以,面对玉米收获机这种恶劣的工作环境,液压传动会出现这样或者那样的问题。而针对传统的机械式皮带传动和液压传动,电传动有着一定的优势。
1 电传动的原理
现在大多数电传动车辆是由柴油发动机驱动交流发电机,将机械能转变成电能,然后经过整流器整流后通过电缆将电能输送给电动机。电动机经减速装置直接驱势大。动行走装置和工作部件,电传动行走系统如图1,电传动工作系统如图2。电传动系统中电动机与电源之间为软连接,传动系统位置的布置不受约束,空间的利用率高,并且具有无级变速的特性,传动部件受冲击力小,动力制动时行驶更安全。
目前,以矿用自卸汽车为代表的重型的非公路车辆使用电传动已经成为了一种基本形式,可以采用直流驱动和交流驱动两种方式。电传动比机械传动有着更高的发动机功率利用率(对于重型汽车来说,比传动效率更有重要的意义),易于实现电子智能的控制,可以方便实现零速度大转矩。电传动可以实现电动制动和电动缓行,在正常工况下不需要传统的机械制动,减轻了制动器等部件的磨损,提高了车辆的可靠性。发动机负荷与驱动电动机输出功率匹配,保证发动机能按其经济特性运行,并有良好的起动性能。近年来,大中功率的装载机、推土机及叉车等工程机械也大量的采用了电传动技术。
2 电传动的优点
(1)在传动系统的复杂性上,电传动要比皮带传动简单,皮带传动长度过长是出现故障的一大诱发原因。而电传动对传动系统的长度要求较小,因为电动机与动力源之间为软连接,没有皮带传动那样对传动系统紧凑的要求。并且电传动取消了机械传动系统中的变速器、离合器等易损件,简化了传动系统的结构,提高了传动系统的寿命和可靠性。相比于液压传动,除具备液压传动的优点外,电传动对温度要求不高,面对恶劣环境的比液压传动的优
(2)而针对玉米收获机的堵塞等问题,电传动工作部件可以实现反转回吐,使机械具有自动清理功能。与其他机械相比,玉米收获机的工作部件较多,使用电传动后,针对不同工作环境,可对不同工作部件如切割器、拉茎辊、剥皮辊的电机的速度进行单独控制,从而找出最佳的速度比,实现工作部件运转速度和机器行走速度的任意组合。同时,电传动对负载冲击的适应性较强。使用电传动的车辆有恒功率控制特性,发动机不会产生超速或过载等现象,当收获机运行中行驶阻力发生变化时,驱动电动机能迅速做出相应调整。有利于延长发动机和传动系统的使用寿命。相关数据统计得出,使用电传动的车辆完好率比机械、液压传动车辆高。
3 结束语
电传动的电子控制化程度高,原件较贵,普及程度有待提高,而电力传动是利用电动机将电能变为机械能,再由电能转化成机械能,在转化过程中产生了能量损失,传动系统笨重而贵,所以随着玉米收获机的越来越大型化,电传动与传统传动系统的优势也就越明显。随着科学技术的进步,相信电传动装置在未来的玉米收获领域必有一番大作为。