静液压驱动系统在农业机械领域的应用.pdf

液 压 气 动 与 { 睁．t 1 “ ／2 0 1 4年 第 1 0期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ． 1 0 ． 0 2 4 静液压驱动系统在农业机械领域的应用 张立彬 潍柴动力液压科技有限公司 ， 山东 潍坊 2 6 1 0 6 1 摘 要 介绍了静液压驱动系统在农业机械领域的应用优势和发展趋势 ， 以及林德液压在农业机械领域的应用优势。 关键词 农业机械； 静液压驱动； 林德液压 中图分类号 T H1 3 7 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 1 0 0 0 7 8 - 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Hy d r o s t a t i c Dr i v e S y s t e m i n Ag r i c u l t u r e M a c h i n e r y Z HA NG Li - b i n We i c h a i P o we r Hy d r a u l i c T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ． ， We i f a n g 2 6 1 0 6 1 ， C h i n a Abs t r a c t Ap p l i c a t i o n a d v a n t a g e s a n d t r e n d o f Hy d r o s t a t i c d r i v e s ys t e m i n Ag r i c u l t u r e ma c h i n e r y， a n d t h e a d v an t a g e s o f L i n d e h y d r a u l i c s i n Ag r i c u l t u r e ma c h i n e ry a r e i n t r o d u c e d ． K e y wo r d s a g r i c u l t u r e ma c h i n e r y ； h y d r o s t a t i c d r i v e s y s t e m； l i n d e h y d r a u l i c s ． 0 引言 随着中国农机市场的快速发展 ， 液压技术在国内 农机上的应用， 呈现出快速发展的势头。但我国农业 装备水平与发达国家相比还有很大差距。发达国家在 农业现代化装 备上广泛应用 电子 、 液压及新型材料 等 高新技术， 进一步提高了农机的操纵性、 舒适性、 方便 性和智能化水平 ， 保护农业生态环境 ， 为精确农业提供 新的装备n 。中国农机市场正面临着巨大的机遇和挑 战 ， 农业装备 已经到 了产品升级 的关键阶段 ， 液压驱动 与电控技术在未来产 品升级过程 中发挥至关重要 的作 用， 所以液压技术在农机上应用的前景十分广阔， 农机 将成为采用液压技术最具发展潜力的领域。对于农机 市场需求量比较大的收货机械来说 ， 静液压驱动将成 为未来的发展趋势。 1 静液压驱动系统在农业机械上的应用 农业机械采用静液压驱动技术约有 6 0 年 的历史 ， 在国外农业机械上的应用已十分成熟， 国外采用静液 压驱动技术的大中小型拖拉机发展很快， 而自走式收 货机械的行走装置几乎全部采用了静液压驱动， 并且 获得了更快的推广， 成为目前的发展趋势[31 。在我国， 静液压驱动技术的应用才刚刚起步。 1 静液压驱动系统 一 个典型的静液压驱动系统主要由轴向柱塞变量 泵、 柱塞马达 、 油箱、 过滤器、 冷却器和管路等组成， 通 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 8 3 1 作者简介 张立彬 1 9 8 7 一 ， 男， 内蒙古通辽人， 学士， 主要从事液压产品 的应用和推广工作。 7 8 常为闭式系统 见图1 。作为主油泵常采用变量轴向 柱塞泵 ， 通过改变泵的排量和斜盘摆角来改变马达转 速和旋转方向， 进而控制车辆速度和行驶方向。静液 压驱 动系统 可以实现无级变 速 、 调速 范围大 、 比功率 大 、 可靠性高、 低速稳定性好 、 布局灵活 ， 特别适用于结 构形态多样化、 行驶速度不高的农业机械 。 图 1 闭式系统原理 图 2 静液压驱动技术的优势 农业收获机械采用静液压驱动行走 系统具有以下 优点 1 收获质量好 由于静液压驱动调速范围大 ， 可 实现无级调速， 这样让发动机在规定转速下工作， 稳定 低速行驶速度， 保证其他部件的恒速工作， 对于不同长 势和倒伏作物， 收割时可以随时调整机器的行驶速度 ， 维持一定的喂人量 ， 提高收获质量嗍 ， 收净率比机械传 动的收割机高 1 ％一 2 ％； 2 操纵简单 ， 驾驶舒适 驾驶员只需操作控制手 柄， 不需要频繁换挡和离合器操作 ， 加速和减速过程十 分平稳， 同时闭式系统具有一定的制动功能， 机械制动 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 1 0 ． 2 0 1 4 的频率大大减少， 因此减轻了驾驶员的劳动强度； 3 生产效率高 采用静液压驱动的收割机在收割 作业时不需要换挡 ， 不需要中断动力， 驾驶员可专注于 收割作业操作 ， 因此工作效率可提高 1 0 ％～ 3 0 ％； 4 节省燃料 对于静液压行走驱动系统的收货机 械 ， 车辆 需要 较大驱动力时不需要高发动机转速和大 功率消耗 ， 同时低速下可获得大的牵引力 ， 节省燃料 消耗 ； 5 可靠性高 静液压驱动系统具有良好的低速稳 定性 ， 车辆行驶时发动机可在一定转速下工作， 同时驾 驶员不需要频繁换挡， 减小了变速箱的振动， 提高了整 机的可靠性 ； 6 整机设计方便 泵和马达通过油管连接来传递 动力， 可去掉许多机械传动机构， 整机的结构布置更合 理 ， 而且安装方便 ； 7 便于实现功率控制 采用电控的控制方式时， 可 以对发动机和液压泵进行综合控制 ， 实现功率 的最 佳匹配 。 3 静液压驱动技术的发展趋势 静液压驱动在广泛应用于收割机械、 拖拉机等各 种农业机械， 对于 自 走式收割机来说 ， 目前国外基本上 是静液压驱动的行走系统 ， 但是国内大部分都是传统 的机械传动。近几年 ， 静液压驱动行走系统的应用正 在快速发展 ， 很多厂家都在研发静液压驱动的玉米收 割机、 联合收割机等机型， 发展非常迅速 ， 目前大部分 采用一泵一马达组成 的前驱方案 ， 以后 的发展方 向将 会采用四驱方案 ， 电控将替代手动控制。随着我国农 业生产和农村建设现代化进程 的加快 ， 未来五年是我 国农业机械大发展的关键时期 ， 预计农业机械总需求 量将持续升高 ， 新技术和产品开发速度将加快iT ] ， 静液 压驱动技术必将成为未来的发展趋势。 2 林德液压在农业机械领域的应用 林德液压在欧洲农业机械领域具有多年 的应用经 验 ， 是多家全球领先的农业机械制造商 的战略供应商 ， 是农业机械静液压驱动行业内的佼佼者。 1 林德液压概况 林德液压是一家全球化的模块化液压系统供应 商 ， 包括液压系统、 电动系统和电控系统。作为全球高 压液压技术的领先者 ， 林德液压的产品成为行业内降 低燃料消耗和二氧化碳排放的标杆。公司产品包括液 压泵和马达、 液压阀、 电子控制系统、 外围设备、 回转系 统和电动马达。林德液压与全球著名的O E M厂家合 作， 产品广泛应用于移动作业机械， 包括工程机械、 采 矿业、 农业、 林业、 市政公用设备等。 2 林德液压在农业机械上的应用优势 林德液压产品的主要特点表现为操控精准、 更快 的响应速度 、 更高 的可靠性 、 更低 的能量损失 、 良好的 低速稳定性等 ， 在农业机械上的应用具有以下优势 1 对 于静液 压驱动 系统 ， 林 德液压 具有操作 精 准 、 更快 的响应速度 、 低 速稳定好等优 势 ， 非常适合对 动作要求比较高的工况和行走驱动系统。图2 为林德 液压 H P V闭式手动变量泵 的控制器 曲线 ， 排量对应于 控制杆的操作 ， 当用于行走驱动时， 可进行精准操作 ， 车辆起动过程会非常平稳。 图 2 HP V闭式手动变量泵 的控 制器 曲线 2 林德液压作为全球高压液压技术的领先者， 在 高压领域具有十分成熟的经验， 可以为行走驱动系统 提供更大驱动力。 3 对于开式系统 ， 林德液压 的L S C技术应用十分 成熟 ， 具有卓越的操控性、 更高的作业效率和更低的能 量损失等特点， 适用于高端农业装备的工作系统。 4 林德液压在国外农业装备应用十分成熟 ， 在各 种收割机械、 拖拉机、 植保机械、 畜牧机械、 林业机械等 领域有着成熟的应用。 3 结束语 目前 ， 发达国家已经进入了全盘机械化和自动化 阶段 ， 我国农业机械化水平与欧美发达国家相 比还有 很大差距。随着我国农业现代化进程的加快， 农业机 械的需求量将持续升高 ， 尤其是高端农业装备 。全球 农机 巨头纷纷看好 中国市场 ， 约翰迪尔 、 凯斯纽荷兰 、 爱科 、 克拉 斯 、 赛迈道依茨一 法尔等知名厂家都 已在中 国完成生产布局， 加快进人中国市场的步伐 ， 竞争的形 势将更加严峻。对于国内的农机企业 ， 应不断提升 自 主创新能力 ， 制定国际化的发展战略， 积极参与全球农 机市场的竞争。目前很多国内农机厂家对静液压驱动 技术开始关注 ， 在收割机械上尝试采用静液压驱动系 统， 并且取得了成功， 静液压驱动技术在产品技术升级 过程中将发挥至关重要的作用 ， 在农业机械上的应用 前景十分广阔。与此同时， 2 0 1 2 年林德液压被潍柴动 力收购7 0 ％股份 ， 凭借着高端的技术和国外成熟的应 液 压 气 动 与 密 J d ／2 01 4年 第 1 0期 用 ， 林德液压将为我 国农业机械化的发展做出贡献。 f 4 】 [ 1 】 【 2 】 f 3 】 参考文献 夏薇． 农机液压件市场分析[ J J ．农业机械， 2 0 1 1 ， 3 ． 潘石峰， 王智敏． 农牧业机械液压传动【 M 】 ． 北京 农业出版社， 1 98 2． 金文胜， 安国军， 刘喜海， 孙晓丽， 杨昕宇． 静液压驱动在农业 机械行走装置上的应用与发展趋势[ J 】 ． 内蒙古民族大学学 报， 2 0 0 1 ， 3 ． 上接第 1 7 页 [ 5 】 【 6 ] 曹玉宝． 液压技术在现代农业机械 中的应用现状与趋势【 J 1 ． 农业化研究， 2 0 0 8 ， 5 ． 霍岩， 汤 占稳． 静液压驱动在收获机械行走系统上的应用[ J 】 _ 农业机械， 2 0 1 3 ， 1 3 ． 焦然． 农 机 对 液 压 技术 要 求 分 析 『 E B ／ O L ] ． 2 0 1 4 ． 0 1 ． 1 6 【 2 0 1 4 ．0 8 ． 3 1 1 ． h t t p ／ ／ i n f o ． c m． h c 3 6 0 ．c o m ／ 2 0 1 4 ／ 0 1 ／ 1 6 0 9 O 5 5 3 2 0 2 6 ． s h t ml 工业和信息化部规划司． 农机工业发展规划 2 0 1 l 一2 0 1 5 【 z ] ． 北京工业和信息化部， 2 0 1 1 ． 破裂 时间 ， 使材料充 分填充模具 ， 改善 了管材 的成形 性 。 5 结束语 近年来， T H F R C 技术得到了一定的发展， 学者们分 别从理论分析、 试验研究和数值模拟等角度对各种管 材在不同条件下的径压胀形进行了深入的分析和研 究 。但T H F R C技术起步较晚 ， 学者们对 T HF R C技术 的 研究具有一定局限性 ， 对成形条件的确定、 加载路径的 优化、 成形参数的合理选择以及成形指标上下限的限 定 等方 面 的研究 还 不 全 面 。如何 全 面 深人 的揭 示 T H F R C的 成 形 机 理 及 变 形 准 则 、 系统 周 密 的设 计 T H F R C的成 形过 程 ， 均 是 亟 待解 决 的问题 。今后 ， T HF R C技术将沿以下几个方面发展 1 液压加载时 ， 采用脉动液压成形方式 ， 以减小 管壁与模具的摩擦阻力， 提高成形极限； 2 模拟时， 建立准确的有限元模型、 设置更合理 的工艺参数和控制更有序的胀形条件； 3 工程应用时， 深入研究并确定管材的成形精 度 、 成形极限以及成形缺陷的预测等 ； 4 坯料选择时， 可选择双层管、 拼焊管或变径管 进行径压胀形， 以符合实际生产需求； 5 胀形工艺方面， 可采用温热径压胀形方法， 以 改善材料的成形性能， 提高其成形极限； 6 在成形装备上 ， 可研究 T H F R C的 自动化生产 线， 使科研成果顺利转化为生产价值。 [ 1 】 【 2 】 参考文献 M． Ah me t o g l u ， K． S u t t e r ． T u b e Hy d r o f o r mi n g C u r r e n t Re s e a r c h ， A p p l i c a t i o n s a n d N e e d f o r T r a i n i n g [ J ] ． J o u r n a l o f Ma t e ri a l s P r o c e s s i n g Te c h n o l o g y ， 2 0 0 0 ， 9 8 2 2 4 2 3 1 ． J ． J e s w i e t ， M． G e i g e r ． Me t a l f o r m i n g P r o g r e s s S i n c e 2 0 0 0 [ 3 ] ． C I RP J o u r n a l o f Ma n u f a c t u rin g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 0 8 ， [ 3 ] [ 4 ] 【 5 】 [ 6 ] [ 8 】 [ 9 ] [ 1 0 ] 【 1 1 】 [ 1 2 】 [ 1 3 】 - - - - 4 - - - - 1 2 1 7 ． F ． Do h ma n n a ， C h． Ha r t 1 ． Hy d r o f o r mi n g a p p l i c a t i o n s o f C o h e r e n t F Es i mu l a t i o n s t o t h e D e v e l o p me n t o f P r o d u c t s a n d P r o c e s s e s [ J ] ． J o u r n a l o f Ma t e ri a l s P r o c e s s i n g T e c h n o l o gy， 2 0 0 4 ， 1 5 0 1 8 2 4 ． G Mo r p h y ． P r e s s u r e s e q u e n c e a n d Hi g h P r e s s u r e Hy d r o f o r m i n g [ J 1 ． T u b e and P i p e J o u r n a l ， 1 9 9 8 ，2 1 1 2 8 1 3 5 ． L i a n f a Y A N G， F e n g j u n C HE N e t a 1 ． D e f o r m a t i o n B e h a v i o u r a n d F o rm a b i l i t y o f a T u b e i n Hy d r o f o r mi n g w i t h Ra d i al C r u s h i n g【 R ] ． B e i j i n g T h e 3 r d I C M E M I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n Me c h an i c a l E n g i n e e rin g a n d Me c h a n i c s ， 2 0 0 9 ． Ye o n g -Ma w Hwa n g ， Ta y l a n Al t a n ． F i n i t e E l e me n t An aly s i s o f T u b e T y d r o f o r mi n g P r o c e s s i n a R e c t a n g u l a r D i e[ J ] ．F i n i t e E l e me n t i n An a l y s i s a n d De s i g n ， 2 0 0 2 ， 3 9 1 0 71 1 0 8 2 ． Ye o n g Ma w Hwa n g ， T a y l a n Aha n e t a 1 ． P r o c e s s F u s i o n T u b e H y d r o f o rm i n g a n d C r u s h i n g i n a S q u a r e D i e[ J _1 ． P r o c ． I n s t n ． Me c h． En g r s ，P a r t B J E n g i n e e ri n g Ma n u f a c t u r e ，2 0 0 4 ，21 8 1 6 9 1 7 4 ． S h u h u i L i e t a1．S t u d y o n t h e Crus h i n g a n d Hy d r o f o r mi n g P r o c e s s e s o f T u b e s i n a T r a p e z o i d s e c t i o n al D i e [ J ] ． I n t e r n a t i o n al J o u r n a l o f Ad v a n c e d Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o gy， 2 0 0 9 ， 4 3 6 7 - 7 7 ． 杨连发， 陈奉军． 管材径压胀形装置开发及试验研究[ J ] ． 中北 大学学报自然科学版， 2 0 1 0 ， 3 1 6 5 6 2 5 6 7 ． P a n L e i ， L i a n f a Ya n g ． I n v e s t i g a t i o n o n t h e F o r ma b i l i t y o f T u b e i n Hy d r o f o r mi n g w i t h Ra d i c a l C rus h i n g Un d e r S i mp l e L o a d i n g P a t h [ 1 ] ． A d v a n c e d Ma t e r i al s R e s e arc h ， 2 0 1 1 ， 2 9 1 2 9 4 5 9 5 6 0 0 ． 陈奉军， 杨连发， 毛献昌． 管材径压胀形试验与测试装置的开 发[ J 】 ． 模具工业， 2 0 0 8 ， 3 4 1 2 2 1 2 4 ． S u n g J o n g Ka n g ，Hy o u n g Kwang Ki m．T u b e S i z e E ffe c t o n H y d r o f o rm i n g F o r m a b i l i t y [ J ] ．J o u rnal o f Ma t e ri a l P r o c e s s i o n Te c h n o l o g y ， 2 0 0 5 ， 1 6 0 2 4 3 3 ． 邓洋， 杨连发． 径压胀形中管材的填充性及成形性分析f J 协几 械工程与自动化， 2 0 0 6 ， 5 8 3 - 8 6 ．