整杆式甘蔗联合收割机液压系统的设计

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甘蔗是中国制糖的主要原料，在世界食糖总产量中，蔗糖约占65%，中国则占80%以上。它是糖果、饮料等食品工业的重要原料，同时也是轻工、化工和能源的重要原料。因而，发展甘蔗生产，对提高人民的生活、促进农业和相关产业的发展，乃至对整个国民经济的发展都具有重要的地位和作用。

我国甘蔗生产主要依赖人畜力作业，甘蔗成本高达 110～150 t。澳大利亚、巴西等蔗糖生产大国因机械化程度高，甘蔗的生产成本仅为7O-80 t。与之相比，我国甘蔗生产成本要高近 1倍，这使得我国制糖业缺乏国际市澈争力〉低甘蔗成本的关键是采用机械化生产与收割。

1 整杆式甘蔗联合收割机总体构成甘蔗联合收割机主要有两种型式：-种为切段式甘蔗联合收割机，-种为整杆式甘蔗联合收割机。根据我国蔗田特点和糖厂设备、运输、管理体制等状况，以及南方的甘蔗大多种植在丘陵、坡地，季风、台风影响大，甘蔗倒伏、弯曲较多等特点，目前国内研制的甘蔗联合收割机型，大多是整杆式收割，本文研究对象也是整杆式甘蔗联合收割机，共有行走系统、扶蔗系统、切尾系统、梳理系统、切沃叶系统、收割系统、捡拾系统、剥叶系统、分叶输出系统、扶蔗升降系统、切尾升降系统和机架升降系统12套子系统，其传动系统均采用液压传动，总体构成如图 1所示，其工作过程为：扶倒装置将甘蔗扶起，切梢装置将蔗尾梢切掉并将蔗叶分开，切割装置砍断甘蔗根部，之后由捡拾喂入将砍断后的甘蔗往上提升、输送至剥叶系统，将甘蔗进行剥叶，接着分叶系统将蔗叶分离由输送装置将蔗叶分离后的甘蔗输送出去，完成对甘蔗的收割。

切尾送图 1 甘蔗联合收割机 的总体构成2 甘蔗联合收割机液压控制系统设计2.1 甘蔗联合收割机液压系统泵控制方案分析甘蔗联合收割机液压系统定位为农机系统，要求性能可靠、价格低廉、低油耗低生产成本。整机性能主要指标有：捡拾率、剥净率及破根率三部分，因此收割系统、捡拾系统、剥叶系统以及行走系统尤为重要。所收稿 日期：20129-28作者简介 ：邢克鹏(1985-)，男，河南驻马店人 ，硕士研究生 ，主要研究方向为电液控制 自动化。

28 液压与气动 2013年第3期以要求此四部分单泵单控，以提高此四部分的整体可靠性。综合甘蔗联合收割机基本参数，根据分析结果，扶蔗、梳理、切沃叶、切尾系统以及升降调整系统并为-泵，泵取最高压力，通过减压阀满足各系统压力需求。捡拾系统和分叶输出流量相同，并联共用-泵，剥叶和切割采用单泵单控。行走系统采用变量泵-变量马达调速回路。行走最大功率为 35 kW，整机总功率为 118 kW。

2.2 甘蔗联合收割机液压控制 系统原理1)捡拾、分叶输出、剥叶系统的工作原理及基本组成如图2所示，捡拾、分叶输送系统串联-路采用旁路节流调速回路控制马达转速高低，三位四通电磁换向阀控制捡拾、分叶系统马达正反转。系统正常工作时先导式电磁溢流阀调节系统工作压力，系统不工作时进行卸荷。剥叶部分是由-个定量马达和-个双单向节流阀组成〖虑到马达转速的稳定调节问题，采用回路节流调速来控制马达转速，使马达输出的转速能较好地配合行走系统，有利于提高剥叶效果。

捡拾 分叶输出 剥叶1、2.过滤器 3、4.变量泵 5、6.单 向阀 7、9.截流阀8、10.压力表 11、12.电磁溢流阀 13、14.三位四通电磁换向阀15、16.节流阀 17、18.单向节流阀 19～21.定量马达图2 液压捡拾、分叶输出、剥叶系统原理图2)行走系统的工作原理及基本组成如图3所示，行走液压系统为闭式回路，采用双变量泵.双变量马达组成的左右独立驱动。两边回路进行统-控制，既可联动实现车辆的前进、后退及相应的速度改变，又可分别动作，实现不同方向的转弯和原地转弯。补油泵的输出通过变量泵上充当入口的那-个通道(由马达的转动方向决定)进入闭式回路，而其多余的油液则通过溢流阀离开此回路。用手动操纵杆调节泵的排量和油液方向。当甘蔗联合收割机开始行走时，阀13处于工作位，制动系统打开，系统正常行走，行走系统停止时马达制动。变量马达由二位四通电磁换向阀通过补油泵 2调节马达变量系统液压缸改变其排量大小，系统通过冲洗阀换油冷却。

1.变量泵 2、3.补油泵 4、5.过滤器 6～8.溢 流阀 9、10.单向阀11.冲洗阀 12.二位四通电磁换向阀 13.三位五通液动换向阀14.安全溢流阀 15.过滤器 16.伺服液压缸17.变量马达 18.马达制动液压缸 19.二位二通液动换向阀图3 行走系统原理图3)扶蔗、梳理、分叶、切尾系统以及升降调整系统的工作原理及基本组成如图4所示，刀盘切割系统采用单泵控制，三位四通电磁换向阀控制割刀系统的正反转，节流阀控制割刀的正反转转速。梳理和切沃叶系统串联-路，三位四通电磁换向阀控制系统的转动，单向节流阀调整其转速。切尾系统由三位四通电磁换向阀和双单向节流阀分别调整其方向和转速大小，减压阀调整系统工作压力。双液控单向阀在扶蔗升降系统、切尾升降系统、机架升降系统工作高度调整好后处于锁紧状态，防止油缸下滑。扶蔗部分由1个定量马达和 1个节流阀组成，采用机械传动分到2个扶蔗锟上，实现4个扶蔗锟的同步运行。

在本系统的设计中，电磁换向阀通过控制信号来控制各执行机构的运动方向∝制系统根据检测得到信号，进行信号处理后来控制换向阀的换向，通过调节节流阀阀口开度，实现对系统速度的调节与控制。这些电磁阀在系统 中集 中控制 ，使系统 的结构紧凑、管路简单、操作方便、工作可靠 ，便于系统的安装与维修。

2013年第3期 液压与气动 29基于 PLC的滑道式小艇收放装置控制系统设计李悬，赵淑琴PLC Controller Design of Chute Boats Retractable DeviceLI Xiao-jun，ZHAO Shu-qin(中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064)摘 要：根据滑道式小艇收放装置基本结构和工作特点，设计了PLC控制的负载敏感液压系统，该系统具有逻辑联锁强、能耗低、噪声低、温升低、冲击孝安全可靠等特点￠绍了该装置的液压系统原理、控制要求、PLC外部接线、I/O逻辑表、手动应急操作、程序编制等，供设计人员参考。

关键词：负载敏感；液压系统；PLC控制；设计中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)03-0029-04引言滑道式小艇收放技术是-种新型船载小艇收放技术，与传统小艇收放方式相比，具有收放艇快速便捷、安全可靠、可在较高海情下使用、人员上下小艇方便等明显优势，日益受到军用和公务船 (海军医疗救护、巡逻、救助、海关、海监、渔政、消防、海事及公安边防船等)等用船部门的重视和欢迎。然而控制其安全及连收稿 日期 ：2012.10-08基金项 目：中国舰船研究设计中心研发基金(YFB11-03.16)作者简介：李悬 (1978-)，男 ，湖北武汉人，工程师，硕士，主要从事船舶机械的研究与设计工作。

1、2.过滤器 3、4定量泵 5、7.压力表 6、8截流阀9、10.电磁溢流阀 11、12.减压阀 13～19.三位四通电磁换向阀20～22.双液控单向阀 23～25.双单向节流阀 26-28.单向节流阀29.节流阀 3O～32.液压缸 33～41.定量马达图 4 液压捡拾、分叶输出、剥叶系统原理图3 结论(1)液压控制技术在甘蔗联合收割机液压系统中的应用，可以简化甘蔗收割机结构，降低费用，提高可靠性；(2)改善行走驱动系统的性能，实现操纵和控制的多样性、减轻操作者劳动强度、提高工作效率；(3)可控性好，液压控制通过传感器监测各种状态参数，通过控制器输出目标指令，使甘蔗联合收割机的各项工作参数达到最佳值。