与轮式拖拉机相配套的电子液压提升控制系统的设计探究论文

时间：2021-02-19 09:23:26 毕业论文范文我要投稿

　　1 概述

与轮式拖拉机相配套的电子液压提升控制系统的设计探究论文

　　传统机械液压提升已不能满足拖拉机精耕细作快速发展的需要。顺发牌SF03( SF03S) 型电液压提升控制系统是以轮式拖拉机为动力，与功率为75KW( 以88. 2 KW 为例) 以上的轮式拖拉机相配套，电液压提升控制系统装置在拖拉机中部和后部，液压油缸为执行器，驱动各工作部件，实现提升、下降、力位综合调节等作业。

　　液压提升控制相对于传统机械式有着相当多的优势，由于它的高精度、高灵敏度以及逻辑处理器的运用，因而成为大面积农田作业的理想选择。

　　顺发牌SF03( SF03S) 型电液压提升控制系统与轮式拖拉机相配套，并不影响拖拉机自身的用途和性能，有利于用户方便、快捷、准确地操作，提高了拖拉机产品的档次和作业质量。传统的液压提升器配有复杂的拉杆机构，而电控液压提升系统装有电子传感器，传输电控单元的变化从而带动液压操控提升臂，提高拖拉机的效率，降低油耗，减少操作员疲劳，将振动降到最低限度，确保机器安全。

　　2 主要参数的选择和计算

　　2. 1 比例阀

　　比例阀直接反映提升器的提升能力和提升效果及耕深的一致性，考虑到提升器的整机结构、作业时的工作能力和其他因素，比例阀宜选用先进的电控比例阀，即选PVG 32 比例阀。

　　2. 2 系统工作压力

　　系统工作压力的大小，主要取决于液压执行器的负载状态。系统工作压力直接影响液压部件的尺寸。由于电控液压提升控制系统是由拖拉机提供动力，从安全性和可靠性出发，系统的工件压力不宜选择过高，故液压系统工作压力范围选择12 ～ 22MPa 之间，即选18 MPa。

　　2. 3 液压系统流量

　　液压系统流量要大于同时工作的几个液压执行器所需的最大总流量，并考虑到系统的漏损和元件磨损后容积效率的下降，即Q≥K( ΣQ)max式中: K 为系统泄漏系数，一般取1. 1; ( ΣQ)max为同时动作的液压执行器的最大总工作流量，L /min。该电控液压提升系统同时动作时所需最大工作流量的液压执行器为辅助油缸和主油缸。油缸所需最大流量为Qmax = Svmax式中: S 为油缸的有效面积，dm2 ; vmax为油缸活塞的最大移动速度，dm/min。( ΣQ)max = 辅助油缸最大流量+ 主油缸最大流量= S1 v1max + S2 v2max + S3 v3max通过计算( ΣQ)max = 41. 05 ( L /min)则有Q≥K( ΣQ)max = 1. 1 × 41. 05= 45. 15 ( L /min)

　　2. 4 所需功率

　　电控液压提升控制系统的动力由轮式拖拉机提供，拖拉机柴油机的功率大小和工作特性对电控液压提升控制系统的影响很大，柴油机的功率应能够充分满足电控液压提升控制系统工作过程中的动力需求，并考虑操作系统和管路等辅助设备的动力消耗，柴油机的功率Pe应为Pe = ( 1. 0 ～ 1. 1) PyPy = pQmax /60η式中: Py为液压系统功率; p 为液压系统工作压力;Qmax为液压系统最大流量; η 为液压系统效率( 0. 85～ 0. 90) 。通过计算Py = 15. 05 ( kW)Pe = 16. 56 ( kW)由于与SF03( SF03S) 相配套的轮式拖拉机的柴油机功率为88. 2 kW，所以能够满足整个系统的工作要求。通过以上设计计算，电子液压提升控制系统主要技术参数和性能指标如表1 所示。表1 主要技术参数和性能指标Tab. 1 Main Technical Parameters and Performance Index参数指标型号SF03( SF03S)配套功率/kW 88. 2液压系统工作压力/MPa 18标定流量/( L·min - 1 ) 45齿轮泵G320比例阀PVG 32油箱容量/L 40

　　3 工作原理

　　本研究的任务是设计电子液压提升控制系统。该系统主要由控制器、显示器和控制面板三大部分组成。控制器为该套设备的灵魂，电子液压提升控制系统主要包括信号收发装置、数据处理器、协议转换器、命令执行装置和电气控制设备。角度传感器安装在提升器的提升臂上，力传感器安装在上拉杆、下拉杆上，速度传感器安装在后桥上，电磁比例多路阀安装在提升器上，雷达测速传感器一端安装在前桥上，另一端固定在立柱上; 液压油泵通过花键连接安装在拖拉机柴油机上; 多路阀的.回油管与提升器连接，液压油泵与比例多路阀连接; 在提升器主油缸和液压辅助油缸之间安装有比例电磁阀，液压油缸固定在机架上且升降端与提升臂连接。控制系统采用了电磁阀和单片机相结合的控制升降的方法，实现了对力位综合调节和速度的实时、灵活控制。该系统集成了一个位置控制装置和一个牵引控制装置。这2 个控制装置离驾驶员非常近。机具牵引作业时，牵引力会因为地形、土壤结构或拖拉机颠簸而发生变化，三点联动装置上力传感器的负荷会发生改变。这些变化通过内部构造反映到液压阀上并产生运动。通过上拉杆的力传感机构，电控提升悬挂不但在深耕作业时能发挥作用，在浅机具作业时，也能发挥作用。机具牵引力增加时上拉杆受到的拉力增加，电液提升控制系统将提升。相反，机具牵引力下降，电液提升控制系统也下降。牵引控制杆的设置，使得维持液压阀处于约束位置所需的负荷得到控制，因此拖拉机所需牵引的负荷得到维持，这与地形、土壤条件或拖拉机颠簸无关。将牵引控制杆朝前移动可使机具深耕，朝后移动可使机具浅耕。位置控制装置上的拉杆控制拖拉机挂接的所有机具的升降: ①向前移动，该拉杆将会降低机具; ②向后移动，该拉杆将会升高机具。位置控制装置还可通过位置控制防松螺钉来控制离开地面的机具如收割机、耙机等的高度，以便机具可下降到每次移动前的高度。位置控制杆应用于以下作业: ①运输机具在田间地头转弯; ②将位置控制杆设置在所需高度，能实现平坦地块上机具和非地面接触型机具如播种机或喷雾器的等深，

　　4 结束语

　　顺发牌SF03( SF03S) 型电液压提升控制系统不仅具有结构紧凑、维修方便、操作灵活、拆装方便、使用可靠等优点，而且还具有作业质量高、效率高、能耗低等特点，既能与黄海金马牌轮式拖拉机相配套，又能与其他品牌相同功率段的轮式拖拉机相配套。本文所涉及的技术已经成熟，经过安装调试，现已达到了良好的效果，满足了使用需求，收到了客户的好评，为用户增收创造了有利条件。

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