与拖拉机配套用液压站的研制

牛青

摘要：近几年，在农业生产中前置式机具的使用数量大大增加，这类机具普遍存在安装匹配困难，互换性和通用性较差的问题。通过研制一种结构简单、安装方便、易于操作的三点悬挂式液压站，安装在拖拉机后侧，将后输出轴的机械能转化为高压液压能，为前置式机具提供驱动动力，以解决这类机具在装配和互换等方面的问题。

关键词：液压站；后输出轴；旋钮开关

中图分类号：S219文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.008

0引言

近几年，随着农业机械的快速发展，各式各样的前置式机具大量应用，目前常用的有前置式大蒜收获机、前置式胡萝卜挖掘机和前置式割晒机等机械。这些机械均是采用不同方式安装在拖拉机的前部进行作业，而且这些机具大多选用了液压升降的方式进行操控，驱动动力则来自于发动机，由皮带、齿轮、变速箱等装置实现动能传输，安装时需要对拖拉机的液压系统和发动机进行部分改装，就会导致拖拉机自带的液压功能无法正常使用，而且降低了前置式机具的互换性和通用性，增加其制造成本和安装匹配的难度。因此，需要一种结构简单、安装方便、易于操作的后置三点悬挂式液压站，将后输出轴的机械能转化为高压液压能，为前置式机具提供驱动动力。

1技术方案及结构组成

1.1技术方案

液压站采用三点悬挂方式安装在拖拉机后侧，由拖拉机后输出轴提供动力，通过万向节、花键轴传递至液压站齿轮泵，液压油经过液压油管、液压马达、单向阀、散热器、溢流阀、电磁换向阀等装置共同作用，将机械能转化为液压油的压力能，为前置式机具提供驱动动力。液压站安装有电控旋钮开关，由拖拉机电瓶供电（24 V直流），使用延长电缆把开关安装在机手驾驶位置，机手通过调整开关实现对液压站的操作。

1.散热器2.风扇3.机架4.散热液压马达支架5.下连接卡6.散热液压马达7.散热马达进油管8.液压表9.液压泵10.液压泵支架

11.液压泵进油管12.液压油箱13.散热器出油管14.单向阀15.电磁换向阀出油管16.电磁换向阀进油管17.电磁换向阀

18.溢流阀19.散热器进油管20.驱动油管21.散热马达出油管

1.2结构组成

液压站机架由50 mm×50 mm的方形钢管焊接而成，下连接卡、人字架、液压油箱、液压泵支架、散热液压马达支架均焊接在机架上。液压泵支架和液压马达支架由40 mm×40 mm的方形钢管焊接而成，液压油箱由5 mm厚钢板焊接而成。上连接卡焊接在人字架上，斜拉杆将上连接卡和机架使用螺栓进行紧固连接，以加强液压站的结构强度。液压泵通过螺栓固定在液压泵支架上，泵轴为花键轴，通过万向节与拖拉机后输出轴连接，实现动力传递。散热液压马达通过螺栓固定在散热液压马达支架上，散热马达轴端安装有散热风扇。散热器通过螺栓固定在机架上，由风扇实现风冷散热。电磁换向阀通过螺栓固定在散热液压马达支架上部，电磁换向阀由拖拉机电瓶提供24 V直流电进行驱动，机手通过电控旋钮开关对电磁换向阀进行操作。溢流阀、三通、单向阀、液压表通过液压油管与各部件进行连接，共同调节作用，实现对液压油管内液压油的流向和压力的控制。本液压站结构简单，操作方便，使用可靠，拆卸方便，不需要对拖拉机等动力机械进行任何改装，作业稳定性高（如图1所示）。

2工作原理及过程

2.1电磁换向阀左位运行

先将液压站通过下连接卡、上连接卡与拖拉机悬挂系统的下拉杆、上拉杆进行铰接安装，使用万向节把拖拉机后输出轴与液压泵的花键轴连接起来，拖拉机后输出轴启动旋转，机手调节旋钮开关，当开关触点在A位置时（如图2），电磁线圈通电，电磁换向阀运行在左侧工位。此时液压泵输送高压油的传递关系是：液压油从液压油箱流经液压泵进油管进入液压泵，液压泵通过散热马达进油管将液压油输入散热液压马达，经过散热马达出油管、单向阀、三通、电磁换向阀进油管进入电磁换向阀，经由驱动油管流入前置式机具的驱动装置，由驱动装置流出的液压油从另一根驱动油管回流至电磁换向阀，然后经过电磁换向阀出油管、单向阀、三通、散热器进油管进入散热器，最后经过散热器出油管回流至液压油箱。与此同时散热液压马达持续作业，带动风扇旋转，对散热器风冷散热，为液压油降温。液压站作业过程中，可通过溢流阀和液压表共同调节控制系统内液压油的压力。作业过程中如果出现液压系统超压，溢流阀启动，由散热马达出油管流出的超压液压油，流经单向阀、三通、溢流阀、散热器进油管、散热器、散热器出油管，回流至液压油箱，对系统进行泄压保护，此时散热液压马达仍持续作业，对散热器风冷散热，为液压油降温（如图2、图3所示）。

1. 液压油箱2.液压泵3.液压表4. 液压马达

5.单向阀6.电磁换向阀7.溢流阀8.散热器

2.2电磁换向阀右位运行

液压站与拖拉机连接安装完毕后，机手调节旋钮开关，当开关触点在B位置时（如图2），电磁线圈通电，电磁换向阀运行在右侧工位。此时液压泵输送高压油的传递关系，与电磁换向阀左位运行时相比，除了两根驱动油管内液压油的流向相反之外，其它部件和油管内的液压油传递关系均相同。

2.3電磁换向阀中位运行

当前置式机具暂时不需要提供驱动动力时，机手调节旋钮开关，使开关触点在C位置时（如图2），电磁线圈断电，电磁换向阀运行在中间工位。此时液压泵输送高压油的传递关系是：液压油从液压油箱流经液压泵进油管进入液压泵，液压泵通过散热马达进油管将液压油输入液压马达，经过散热马达出油管、单向阀、三通、溢流阀、散热器进油管、散热器、散热器出油管，回流至液压油箱。此时散热液压马达仍持续作业，对散热器风冷散热，为液压油降温，两根驱动油管内液压油不流动。

如果拖拉机在长距离行驶途中，前置式机具长时间不作业，应停止拖拉机后输出轴旋转，切断液压站的动力来源，使液压站停止工作。

3生产应用

2018年2月，后置三点悬挂式液压站研制成功，4月中旬由商丘市金黄河农机有限公司首批生产五台样机。5月中旬，液压站安装在90马力拖拉机上，配套前置杆条升运链式大蒜收获机进行作业考核，由液压站为大蒜收获机的液压缸提供升降用液压油，为振动松土机构、升运传输机构提供驱动动力。作业地点选在商丘市虞城县店集乡，考核投入机具3台，共作业16天，每台机具的平均工作时间为105 h/天。收获机作业全过程液压站运行稳定，液压油油温正常，期间未出现因液压站故障引起的停机现象。本机具现已申请国家专利，申请号为2018211678619。

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