为了响应国家节能环保倡导,推动‘东北三省’一区玉米收获过程中秸秆离田回收再利用,同时提高玉米收获机的作业性能,在消化和吸收国内外玉米收获机优势的基础上,研制了一种液压驱动自走式玉米收获机,可一次性完成摘穗、输送、剥皮和秸秆切碎等作业。试验结果表明该玉米收获机秸秆还田粉碎效果好、作业速度快、收获效果好、操作简单、可靠性高,适应‘东北三省’一区的玉米收获需求。

玉米收割机行驶系统采用液压传动能够提高稳定车速作业工况下的传动效率,然而机械液压元件本身的固有特性对传动系统的总体动力存在较大影响。为此,通过分析静液压系统工作原理,设计了具有泵控马达结构的传动方案,计算了传动元件的动力参数,并基于柔体动力学建模理论建立了玉米收获机行走系统多体动力学模型。基于Mat Lab/Simulink对玉米收获机静液压驱动行走系的传动特性进行了仿真,分析了恒压油源液压泵输出压力、输出流量、负载液阻、压力损失、压力变化、流量间的关系、泵控马达系统阻尼比对机械液压传动系统传动特性的影响。该研究可为玉米收获机液压驱动行走系的优化提供一定的理论基础。

针对4YZL-9型玉米收获机,设计了一款控制系统,并以PLC控制器为核心,分别设计了驱动行走子系统、割台液压子系统及脱粒清选液压子系统。主要的控制过程为:利用湿度传感器采集玉米籽粒含水量,利用压力传感器采集检测玉米喂入量,利用霍尔传感器检测收获机各种速度信息,利用位移传感器检测玉米的距离,并将这些数据发送给PLC控制器,经过计算,输出驱动命令,通过电磁换向阀和电磁比例阀调节控制收获机的割台高度、行走速度、脱粒滚动转速、风机转速及清选筛箱转速等,使得玉米收获机高效的完成行走、收割、脱粒、清选等一系列的收获作业。试验结果表明:加装了控制系统的4YZL-9型玉米收获机正确采摘率为96.7%,玉米粒损失率≤2.4%,籽粒破损率≤3.6%,收获机故障率≤5%,含杂率≤2.8%,能够准确高效地完成玉米的收获作业。

文章以自主研制的玉米收获机闭式静液压行走系统为例,对系统设计所需性能参数的选择、总体结构的构成和关键元件的设计方法等进行了论述,希望为相关产品的设计提供技术参考。

所研制的自动对行方向自校正系统是玉米收获机自动对行控制系统的执行单元。系统采用PID控制方式调节电液比例方向阀阀芯开度,进而控制液压缸活塞杆的速度和位移,最终控制转向轮的偏转角度和偏转速度。该系统以4YZP-4D型玉米收获机为载体进行田间试验,结果表明PID参数为KP=800、Ki=0. 5、Kd=0. 1,作业速度为7 km/h时,自动对行方向自校正系统控制效果最好。

将液压油作为重要的工作介质进行动力传递,并据此实现对于液压传动的有效控制,可以依托于液体的压力及流量作用进行液压功率传递.依据工作原理和压力及流量参数所占比例,可以将液压传动分成动力式传动和容积式传动两种形式,其中容积式传动一般借助密封容积内部的守静压力液体实现动力传递,常表现为低流量高压力的特点,可以将其称为静液压传动.静液压驱动技术已经在收获机械领域实现了广泛运用,本文将对此展开探讨.

目前国内市场上开发研制的玉米收获机主要采用传动皮带涨紧主离合机构,该机构主要采用拉杆拉动涨紧轮强压传动皮带外表面使主传动机构运转从而驱动割台、升运器、剥皮机等机构的运转。该机构虽然简便、实用,但增加了操作者的劳动强度,而且降低了主离合传动皮带的传动效率和使用寿命,同时增加了后期使用的成本。针对这种主离合机构存在的问题,本文开发设计了一种新型的液压主离合机构,以解决玉米收获机主传动结合与分离过程中操纵力过大或行程过长、主离合传动皮带磨损快等问题,使主离合传动皮带张紧力能更好地满足使用要求,有效地减轻操作者的劳动强度,提高主离合传动皮带的传动效率和寿命。

玉米收获机是玉米生产过程中的重要机械装备,其良好的工作性能是保证玉米高效、高质量收获的前提,现代化的自走式玉米收获机在机械技术的基础上结合了大量的液压技术作为功能优化,因此,在玉米收获机的维修过程中,液压系统的维修也占据着较大的比例,因此研究自走式玉米收获机的典型液压故障,并规范其维修技术具有重要意义。

玉米收获机是收获成熟玉米的主要机型,具有效率高、功能集成性好的优点,能够在一次作业中完成玉米的收获、剥皮和收集工作。液压系统的故障问题会在很大程度上影响玉米收获的效率和质量,从玉米收获机的液压系统组成出发,总结了液压系统故障的检查思路,说明了玉米收获机液压系统的常见故障形式与维修技巧。

为进一步提高玉米收获机自动控制性能及作业效率,针对割台高度调节准确度较差的问题,提出一种基于状态估计的改进趋近律优化滑模控制方法。与PID控制方法、传统滑模控制方法进行实验对比,验证了该鲁棒滑模优化控制方法有效提高了液压系统的控制精度,增强了控制系统的鲁棒性,为玉米收获机自动调高装置控制策略研究提供参考。