畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-多功能園林修剪機(jī)的設(shè)計(jì)

對(duì)園林修剪機(jī)實(shí)現(xiàn)模型的仿真模擬。就世界來看，MORSK、FACGHOK和MBGDXC作為知名品牌在這領(lǐng)域表現(xiàn)不錯(cuò)。美國在這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展不錯(cuò)，HT753R、HT325R和HT512R這三種型號(hào)的機(jī)器是HT系列獨(dú)有的,有很強(qiáng)的運(yùn)作性，工頻交流電動(dòng)機(jī)在這個(gè)方面表現(xiàn)比較好,這三種機(jī)器都采用的這個(gè)電動(dòng)機(jī)，三者各有特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兊墓β省①|(zhì)量和修建直徑都不一樣，所以應(yīng)用的場(chǎng)所也不同。HT325R屬于小型機(jī)器，重量比較小，功率剛好滿足簡(jiǎn)單的修剪，不可以用來修剪太粗壯的枝干。563HGBL屬于中型修剪機(jī)，應(yīng)用也比較廣，適用于大多數(shù)情況。如果要裁剪粗壯的枝干，還要要看德國，鋸鏈導(dǎo)板式高枝剪在FGBVC這個(gè)公司發(fā)展很好,在高或?qū)挼木G籬、綠墻、灌木叢進(jìn)行作業(yè)時(shí)，可以和伸縮桿配合使用。日本公司也有大的突破，其中小松公司追求實(shí)用、便捷、綠色的理念，對(duì)體型、質(zhì)量、應(yīng)用舒適度有所突破，和作效率比較高。在西方國家，因?yàn)榈赜蛟?，很多地方都用懸掛式園林修剪機(jī),一般與拖拉機(jī)共同運(yùn)作,切割裝置是不能獨(dú)立使用的，它的運(yùn)動(dòng)一定要和以液壓為動(dòng)力的起重臂相配合,在起重臂的臂架末端放有切削所用部件,追求大的機(jī)動(dòng)性,伸縮幅度大，最高有7m之長,對(duì)綠墻、對(duì)于大而茂盛的綠植修剪效果好[1]。相比其它國家，我國在這個(gè)領(lǐng)域研究的比較早，雙動(dòng)往復(fù)刀片式修剪機(jī)在我國有很大的發(fā)展，它是由江蘇生產(chǎn)出的產(chǎn)品，另外電動(dòng)旋刀式的發(fā)展也很不錯(cuò)，擁有比較大的市場(chǎng)，主要來源于上海，發(fā)展比較好。我國大力發(fā)展的LJ3型修剪機(jī)比較有價(jià)值,它的動(dòng)力來源是二沖程汽油機(jī)，采用雙刀片來回切削,有每分鐘數(shù)千次的能力,作業(yè)時(shí)目標(biāo)枝條直徑1.61cm,割幅62cm,重量9kg，就因?yàn)檫@些，在我國的使用比較多。在我國很多地方，無論市中心還是郊區(qū)的道路，還是各種公司各種單位的道路兩邊和園林中的園林，對(duì)樹木進(jìn)行造型的過程中要求很難，工作場(chǎng)地不固定，所以動(dòng)力選擇應(yīng)該慎重考慮，內(nèi)燃機(jī)就能滿足，用電力驅(qū)動(dòng)的一般適用于小型的且要求動(dòng)力小的場(chǎng)合，直接用電網(wǎng)供電或者蓄電池作為電源即可。一般采用進(jìn)口。由于國情，中小型和手動(dòng)的修剪機(jī)比較常見。目前，進(jìn)口對(duì)我國在修剪機(jī)的發(fā)展上有很大幫助，國內(nèi)需求量大，研發(fā)園林修剪機(jī)非常必要。

第二章園林修剪機(jī)整體結(jié)構(gòu)確定2.1設(shè)計(jì)任務(wù)確定本課題主要進(jìn)行園林修剪機(jī)的設(shè)計(jì),其主要研究?jī)?nèi)容為:研究園林修剪機(jī)的國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀，分析存在的問題；提出園林修剪機(jī)的設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)園林修剪機(jī)的零部件；設(shè)計(jì)園林修剪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)；用三維建模軟件建模園林修剪機(jī)的零部件及整體結(jié)構(gòu)；建立虛擬樣機(jī)，分析園林修剪機(jī)的修剪能力；根據(jù)虛擬樣機(jī)分析的結(jié)果，對(duì)園林修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善；整理資料，寫出設(shè)計(jì)說明書；該園林修剪機(jī)的技術(shù)指標(biāo)為:修剪直徑≤30mm，剪切截面平滑、無損傷。2.2園林修剪機(jī)組成結(jié)構(gòu)與工作原理為滿足工作的需要，修剪機(jī)的構(gòu)造要搞清楚，首先要有動(dòng)力裝置，由發(fā)動(dòng)機(jī)來完成，一個(gè)完整的可以工作的系統(tǒng)要有調(diào)整速度的功能，有傳動(dòng)，還要切割和控制功能，調(diào)整傳動(dòng)裝置、切割裝置及操作控制裝置聯(lián)合在一起構(gòu)成了完整的工作條件.根據(jù)功率要求選擇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)就可以滿足要求，單杠二沖程功率高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)搭配上汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)效果會(huì)比較好;齒輪的改變轉(zhuǎn)速的功能也被認(rèn)可,汽油機(jī)的輸出軸通過離心式離合器與減速傳動(dòng)裝置的第一齒輪(小齒輪)軸連接,汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)速在標(biāo)準(zhǔn)要求下進(jìn)行調(diào)整改變,當(dāng)速度調(diào)整到二者的結(jié)合轉(zhuǎn)速一樣的時(shí)候，小齒輪作為主動(dòng)輪傳寄給被動(dòng)輪大齒輪，切割裝置只有接收到運(yùn)動(dòng)的信息，就會(huì)按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行，往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)對(duì)于修剪樹木來說是一個(gè)很好的運(yùn)動(dòng)形式，大齒輪接收來自小齒輪的運(yùn)動(dòng)信息，大齒輪與曲柄相連，曲柄通過連桿控制滑塊，將動(dòng)力傳寄到雙偏心滑塊機(jī)構(gòu)，將此機(jī)構(gòu)放置在齒輪的對(duì)置的位置，按照標(biāo)準(zhǔn)是裝在180°的地方;在修剪機(jī)的手把上，裝有操縱控制系統(tǒng)，用來控制工作的開始與結(jié)束，還有速度的調(diào)整，它是與手把固定在一起的，如果想改變汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，我們可以將油門進(jìn)行改變，這樣一來，切削工作裝置的狀態(tài)也會(huì)改變，運(yùn)動(dòng)往復(fù)次數(shù)會(huì)變化,切割的結(jié)束也是被它控制。至于工作裝置的設(shè)定，工作的運(yùn)動(dòng)由刀片來完成，刀片用來切割樹枝等物體，刀片是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過多次旋轉(zhuǎn)還完成作業(yè)。2.3園林修剪機(jī)總體方案確定園林修剪機(jī)總體的一個(gè)傳動(dòng)路線，是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力，通過減速器進(jìn)行減速，然后通過通過離合器實(shí)現(xiàn)通斷，來實(shí)現(xiàn)整車的前進(jìn)與后退，小車上設(shè)置了一個(gè)液壓機(jī)械臂裝置，機(jī)械臂的末端安裝旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電機(jī)的前段安裝了旋轉(zhuǎn)刀片，通過操縱按鍵來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的整體的上升下降，以及控制刀具的旋轉(zhuǎn)和停止，從而實(shí)現(xiàn)切割。整體裝配圖如下圖2-1所示：圖2-1多功能園林修剪機(jī)本次設(shè)計(jì)的園林修剪機(jī)本著結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，整體重量上使用輕型材料，達(dá)到使用輕便，操作簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原則并達(dá)到使用目的，完成課題要求。

第三章園林修剪機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)3.1發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇到底應(yīng)該選擇什么樣的發(fā)動(dòng)機(jī)呢，這里我們選擇二沖程而放棄四沖程，而選用風(fēng)冷比水冷好一些，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為8600r/min比較合適，排量為24.8cc，功率0.8KW，油箱0.50L，風(fēng)冷二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)能較好地滿足工作需求。工作原理：在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸上有工作需要的孔裝置，完成進(jìn)氣、排氣和換氣的過程[2]，它們都是必不可少的。這三個(gè)孔都是在活塞的控制作用下才能工作，在工作中，三個(gè)孔會(huì)在控制下進(jìn)行打開和關(guān)閉的運(yùn)動(dòng)。其中，完成修剪的流程有個(gè)循環(huán)：第一行程：活塞開始的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從下至上的運(yùn)動(dòng)，三個(gè)孔的關(guān)閉順序是一致的，在氣缸內(nèi)殘留的復(fù)雜氣體會(huì)在這個(gè)操作后被壓縮；當(dāng)進(jìn)氣孔開放時(shí)，曲軸箱的內(nèi)部會(huì)發(fā)生變化，一些可燃的混合氣體被存留在此。第二沖程：活塞依舊保持原有的運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)壓縮，在上止點(diǎn)前一點(diǎn)的時(shí)候，在火花塞的操作下，可燃的混合氣體在運(yùn)動(dòng)中會(huì)被點(diǎn)著了，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，氣體會(huì)膨脹，活塞受力會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。接下來進(jìn)氣孔關(guān)閉，可燃燒的混合氣體依然存在，在密閉的容器里不能擴(kuò)散，所以氣體被壓縮[3]；活塞繼續(xù)移動(dòng)，繼續(xù)向下，廢氣離開后，換氣孔打開，受到壓強(qiáng)的作用，容器氣體被壓縮，廢氣就會(huì)被排出，這就是換氣過程。3.2離合器的設(shè)計(jì)3.2.1總體設(shè)計(jì)方案確定這個(gè)系統(tǒng)的滑塊共裝有兩個(gè)，外徑小的離合器在這被允許，以最簡(jiǎn)易和方便方面下手，零件布置便捷，壓縮彈簧作為一種運(yùn)動(dòng)方式，在離心塊與被動(dòng)盤之間加有一定的間隙，1mm比較符合規(guī)定，這樣符合要求又可以簡(jiǎn)單的計(jì)算。草坪機(jī)械使用的就是這種，滑塊離心式摩擦離合器受到應(yīng)用。確定離合器需要傳遞的扭矩：由最大輸出扭矩為5.93N.m，β≥1─扭矩儲(chǔ)備系數(shù)得出，故發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出扭矩=7.116N·M初定結(jié)合轉(zhuǎn)速：因結(jié)合轉(zhuǎn)速n2≥(1.25～1.45)n1這里系數(shù)取1.25，由發(fā)動(dòng)機(jī)怠速N1=2900r/min計(jì)算得n2=3625r/min根據(jù)目前所了解到的再加上經(jīng)驗(yàn)支持來計(jì)算，離合器的形式能夠得出，離心塊最好選擇2個(gè)，即N=2；被動(dòng)盤直徑的選擇有要求，D=50mm為最佳,2mm的壁厚為最好，離合器離心塊與被動(dòng)盤間隙，采用的摩擦手段，應(yīng)用的是石棉，厚度選擇4mm較為合適，則被動(dòng)盤半徑可以求出R=25-2-6-1=16mm；由于離心塊不是均勻的，我們選擇它的質(zhì)心來進(jìn)行計(jì)算，半徑的數(shù)值是r=(0.6-0.8)R，我們前面對(duì)離心塊的假想，形狀結(jié)構(gòu)也確定，暫時(shí)選定r=13mm；45號(hào)鋼被選出制作離心塊和被動(dòng)盤較為合適。將石棉貼在離心塊和被動(dòng)盤兩者相接的面上，摩擦系數(shù)f選為0.5。初定離心塊質(zhì)量離心塊質(zhì)量須滿足兩個(gè)條件：①結(jié)合轉(zhuǎn)速為n2時(shí)F1②傳遞最大扭矩Mf時(shí)[4]查資料可知摩擦系數(shù)f取0.50[5]，發(fā)動(dòng)機(jī)選取轉(zhuǎn)速為7500r/min，n2=3625r/min，離心半徑R=16mm，Z=2,r=13mm，計(jì)算得m=0.072kg。圖3-1導(dǎo)滑槽3.3減速器設(shè)計(jì)3.3.1減速器類型確定選擇材料、精度a.選擇直齒圓柱齒輪相比其它齒輪來說比較適合。b.作為一般工作機(jī)器，速度低，對(duì)工作結(jié)果的要求沒有那么高，精度可采用8級(jí)。c.材料運(yùn)用。查閱資料機(jī)械設(shè)計(jì)教材，根據(jù)工作的過程以及結(jié)構(gòu)原理分析，大齒輪選擇45鋼，具體硬度大小查教材可知為240，小齒輪的硬度選用較大點(diǎn)的，選用調(diào)質(zhì)40Cr，硬度查閱可知280，大小齒輪硬度差別為40HBS。對(duì)于齒輪具體數(shù)據(jù)的選擇，參考類似的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫x用了直齒輪，而機(jī)器為小型機(jī)器，所以傳動(dòng)比i設(shè)置為1:3，就可以滿足要求。對(duì)于模數(shù)的選擇：m=6,這是標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，不會(huì)產(chǎn)生根切現(xiàn)象，小齒輪齒數(shù)選擇17，大齒輪齒數(shù)可以計(jì)算出：Z2a=D1=m×z1=6×17=102D2齒頂圓直徑的計(jì)算：Da.D齒根圓直徑的計(jì)算：Df1=z1Df齒頂高計(jì)算：ha1=ha齒的齒根高計(jì)算：hf齒全高的計(jì)算:h1=3.3.2園林修剪機(jī)齒輪的強(qiáng)度校核齒輪在傳動(dòng)中會(huì)受到其余傳動(dòng)裝置的擠壓，其中受到的力Fn可分為水平和豎直兩個(gè)方向進(jìn)行計(jì)算[6]，圓周力為Ft=2T1/d1，T1為小齒輪的轉(zhuǎn)矩，徑向力為Fr=Fttan其中F查閱可知γ齒形系數(shù)Y應(yīng)力修正系數(shù)Y疲勞壽命系數(shù)K兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σ齒輪1σF=KFN齒輪2σF=KFNv=πd1齒寬bFt1=2×KAFt1b=60.012<100載荷系數(shù)K=彎曲強(qiáng)度公式

σF所以符合要求因?yàn)閮奢喌膹?qiáng)度不同，所以只需要校核強(qiáng)度較小的齒輪即可。3.4刀具的設(shè)計(jì)3.4.1刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料的選擇(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)樾藜魴C(jī)在工作時(shí)修剪幅度比較大,所以單個(gè)刀刃設(shè)計(jì)的不能過小，一方面每個(gè)獨(dú)立的齒輪的強(qiáng)度會(huì)提高[7]，另一方面整個(gè)刀片的強(qiáng)度與剛度也會(huì)增強(qiáng)，提高刀具的使用壽命，具體設(shè)計(jì)如下圖所示圖3-2刀片刀具的修剪可分為兩種，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的修剪為運(yùn)動(dòng)形式，綜合考慮，旋轉(zhuǎn)刀具的運(yùn)動(dòng)形式效率高，在這種場(chǎng)合比較合理。安裝空間小且成本較低[8]。因?yàn)?同樣口徑的不同刀具的切割極限與刀具體質(zhì)量、刀具結(jié)構(gòu)數(shù)量和構(gòu)件機(jī)械結(jié)合面數(shù)量之間的直接關(guān)系,所以通過研究表明,刀具質(zhì)量越輕,結(jié)構(gòu)數(shù)量和結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)合面積越小,則刀具破碎的極限轉(zhuǎn)速就越高。調(diào)查表明,使用鋁鎂合金制作刀體材料降低了構(gòu)件的整體質(zhì)量,并增加了刀具的破壞極限和極限速度。但因?yàn)榇罅渴褂媒饘賹?duì)切縫的敏感,并不適合于生產(chǎn)刀體,所以刀片使用高強(qiáng)度鋁合金材料來生產(chǎn)刀體。在刀體構(gòu)造上,應(yīng)該注意防止和減少應(yīng)力聚集,因?yàn)椴荼局参锷系陌枷輹?huì)導(dǎo)致應(yīng)力聚集,從而削弱了刀體的硬度,所以應(yīng)該盡量避免園林植物表面的不均勻。同時(shí),刀刃體的構(gòu)造宜相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂,使重心經(jīng)過刀刃的主軸。而刀刃體與刃座之間的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)宜盡量減少游隙,同時(shí)需要重復(fù)定位的性能良好。改善刀刃的動(dòng)平衡性能對(duì)于改善刀刃的穩(wěn)定性有著重要的幫助。由于對(duì)刀具的不平衡量會(huì)給機(jī)床機(jī)構(gòu)造成一種增加的徑向載荷,其影響大小與速度的平方成正比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定,對(duì)于進(jìn)行高速切割的刀片需要先進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn),并必須滿足ISO1940-1所要求的G4.0平衡質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。3.4.2刀具的傳動(dòng)設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)的傳動(dòng)方式，采用電機(jī)與刀片進(jìn)行直接連接，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)草木的切割與修剪。

第四章園林修剪機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及操作4.1修剪臂液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.1制定方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實(shí)現(xiàn)。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場(chǎng)合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。經(jīng)過上述分析此方案選用

容積節(jié)流調(diào)速。(2)制定壓里控制方案控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

液壓控制系統(tǒng)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)）等所構(gòu)成的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行控制的系統(tǒng)。按控制功能，可分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力（或壓力）控制系統(tǒng)；按控制元件，可分為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)、多路換向閥控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)和整機(jī)控制系統(tǒng)。液壓控制閥控制系統(tǒng)：=1\*GB3①先導(dǎo)型控制系統(tǒng)換向控制閥的控制形式有直動(dòng)型（用手柄直接操縱換向閥主閥芯，目前少用）和先導(dǎo)型兩種。后者是用先導(dǎo)閥控制先導(dǎo)油液，再用先導(dǎo)油液控制換向閥的主閥芯，它又分為機(jī)液先導(dǎo)型和電液先導(dǎo)型兩類。=2\*GB3②負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)它包括負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制泵（或定量泵）。閥控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是節(jié)流式系統(tǒng)。在液壓挖掘機(jī)上，目前常用的是一般的三位六通多路閥，其滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能差。20世紀(jì)90年代以來，在液壓挖掘機(jī)上開始采用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)，其控制閃不論是中位開式方式還是中位閉式方式，都附帶有壓力補(bǔ)償閥。采用電子控制壓力補(bǔ)償?shù)囊簤和诰驒C(jī)液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比較，負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省能源消耗。普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵，總要有一部分油液經(jīng)溢流閥溢掉，浪費(fèi)了能量。而使用負(fù)荷傳感變量系統(tǒng)，泵的流量全部用于負(fù)載上，泵的壓力僅比負(fù)荷壓力大1-3Mpa；流量控制精度高，不受負(fù)荷壓力變化的影響；幾個(gè)執(zhí)行元件可以同步運(yùn)動(dòng)或以某種速比運(yùn)動(dòng)，且互不干擾。普通三位六通閥系統(tǒng)用的是并聯(lián)油路，當(dāng)幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作時(shí)，泵輸出的油液首先流向壓力低的執(zhí)行元件，不能同步。上述的負(fù)荷傳感控制閥只解決了滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能，而沒有解決節(jié)省能源問題。定量泵和負(fù)荷傳感控制閥的系統(tǒng)也沒有節(jié)省能源消耗，因?yàn)楸盟敵龅牧髁砍^執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）所需要的流量時(shí)，多余的油液經(jīng)壓力補(bǔ)償閥流回油箱（為保持壓差恒定）變?yōu)闊崮堋Ｖ挥型耆?fù)荷傳感控制系統(tǒng)才能解決節(jié)省能源問題。完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)由負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制變量泵組成帶次級(jí)壓力補(bǔ)償閥的負(fù)荷傳感系統(tǒng)德國力士樂公司等）在其生產(chǎn)的液壓挖掘機(jī)上設(shè)置了負(fù)荷傳感分流器LUOV（LastUnabhangigeDurchflussVereilung)系統(tǒng)，其主要作用是：當(dāng)多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作、所需的流量大于液壓泵的流量時(shí)，產(chǎn)生供油不足的現(xiàn)象，這不能使正在工作臺(tái)的執(zhí)行元件與負(fù)載壓力無關(guān)的控制得到保證。LUDV系統(tǒng)能保證在供油不足時(shí)所有執(zhí)行元件的工作速度按正比例下降，以獲得與負(fù)載壓力無關(guān)的控制。制定壓力控制方案

：液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級(jí)或無級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時(shí)間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。

在系統(tǒng)的某個(gè)局部，工作壓力需低于主油源壓力時(shí)，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力?；谝陨峡刂葡到y(tǒng)方案分析本次設(shè)計(jì)選用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)，帶四種功率控制模式、中位負(fù)流量控制，兩液壓主泵按全功率變量。(3)指定順序動(dòng)作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合。另外還有時(shí)間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開順序閥使壓力油通過，來啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。

(4)選擇液壓動(dòng)力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對(duì)長時(shí)間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。

油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。4.1.2液壓系統(tǒng)原理整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動(dòng)作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時(shí)能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制如下所示：圖4-2液壓系統(tǒng)原理圖4.2液壓原件的設(shè)計(jì)4.2.1小臂油缸該裝置在進(jìn)行修剪的過程中時(shí)，小臂油缸承受最大的受力，以此設(shè)計(jì)小臂油缸。鑒于大臂抓取時(shí)是下降到最低位置，中臂前交點(diǎn)力臂為最大。根據(jù)液壓缸的推力計(jì)算有：（4.1）查表其中取P1=14.3MPa，P2=0.5MPa，η得出F=120576N，由P鏟=FS=24MPa圖4-3液壓缸示意圖圖4-4液壓缸截面圖4.2.2中臂油缸當(dāng)工作裝置完成抓取進(jìn)行對(duì)的移動(dòng)時(shí)，此移動(dòng)瞬間為中臂油缸承受最大的力，以此刻作為分析對(duì)象。此刻中臂油缸處于最低坐標(biāo)，其作用力在大臂下交點(diǎn)產(chǎn)生最大力臂。經(jīng)過公式5.12計(jì)算并查表后得：P1=11.1MPa，P2=0.6MPa，得出F=16532.1N，由P斗4.2.3大臂油缸根據(jù)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)的分析情況，大臂能提升中臂、小臂、以及抓取的到最高的位置時(shí)的拉力即為其油缸的合理壓力，根據(jù)上文5.12的公式計(jì)算得：P1=12.93MPa，P2=0.6MPa，得出F=19075.5N，由P動(dòng)至此，已對(duì)舉升裝置的各個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計(jì)。4.4液壓管路的布置1)所有管道系統(tǒng)統(tǒng)-根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況因地制宜地安排，盡量與其他管網(wǎng)(如水管、氣管、暖氣管網(wǎng)等)、電線等統(tǒng)協(xié)一調(diào)布置。

2)車間內(nèi)部干線管道應(yīng)沿墻或柱子順氣流流動(dòng)方向向下傾斜3°~5°，在主干管道和支管終點(diǎn)(最低點(diǎn))設(shè)置集水罐，定期排放積水、污物等。

3)沿墻或柱接出的支管必須在主管的上部采用大角度拐彎后再向下引出。在離地面1.2~1.5m處，接人一個(gè)配氣器。在配氣器兩側(cè)接分支管引入用氣設(shè)備，配氣器下面設(shè)置放水排污裝置。

4)為防止腐蝕、便于識(shí)別，壓縮空氣管道應(yīng)刷防銹漆并涂以規(guī)定標(biāo)記顏色的調(diào)合漆。

5)為保證可靠供氣，可采用多種供氣網(wǎng)絡(luò)。如單樹枝狀、雙樹枝狀、環(huán)狀管網(wǎng)等。6)如管道較長，可在靠近用氣點(diǎn)的供氣管道中安裝-一個(gè)適當(dāng)?shù)臍夤蓿詽M足大的間斷供氣量，避免過大的壓降。

7)必須用最大耗氣量或流量來確定管道的尺寸，并考慮管道系統(tǒng)中的壓降。4.4修剪機(jī)操作順序(1)注油。這里用到的是混合油，無鉛汽油和機(jī)油可以做成燃料來源，容積比25：1為最佳，動(dòng)力最好。要注意一點(diǎn)，一定要先將機(jī)器關(guān)閉，保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜止的，再將配置好的油注入油箱，一定要保證安全。(2)起動(dòng)：1)開關(guān)處于手把上，找到開關(guān)，將其打開。2)找到注油裝置，慢慢地推動(dòng)閥門，邊推邊觀察，隨著油液的增多，會(huì)在油管中看到少許油液，這時(shí)停止。(3)用力拉起動(dòng)器，保證能開啟成·功。1)手動(dòng)撥桿，讓它到一半的地方即可，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，等它空轉(zhuǎn)幾分鐘再進(jìn)行下一步的操作。2)把撥桿繼續(xù)推動(dòng)，將它推到底，一要保證先把油門捏住，再進(jìn)行調(diào)節(jié)杠桿的操作，要捏緊，但不要用太大的力，松開時(shí)要迅速，接觸其自鎖狀態(tài)。讓發(fā)動(dòng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。3)修剪綠植要認(rèn)真仔細(xì)，保證修剪平整，不要高低不平，將機(jī)器向下傾斜5°-10°。刀具與被切削的物體在工作時(shí)保持一定的角度，這樣比較省力，保證切削質(zhì)量要好[12]。4)操作者和旁觀者的位置要注意，遠(yuǎn)離排氣管的那一端，工作過程會(huì)產(chǎn)生大量的熱對(duì)人體造成傷害。5)將油門調(diào)節(jié)到合適位置，以便調(diào)整轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不宜太高。6)所有工作完成后一定不要忘記停機(jī)，按下關(guān)機(jī)按鈕，關(guān)閉油門。保持外殼衛(wèi)生。以便下次使用。

總結(jié)本次研究對(duì)象是解決園林修剪機(jī)的設(shè)計(jì)通過對(duì)園林修剪機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開介紹，接著調(diào)查研究園林修剪機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)，通過文獻(xiàn)內(nèi)容以及國內(nèi)外的研究進(jìn)行現(xiàn)狀的分析，明確了本次設(shè)計(jì)園林修剪機(jī)的改進(jìn)方向和未來的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)本次設(shè)計(jì)的課題有一個(gè)深刻的了解，隨著社會(huì)上生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越豐富，那么對(duì)需求的園林修剪機(jī)就越來越高。隨著需求的增加，水果商品的質(zhì)量增加，目前面臨著園林修剪機(jī)的升級(jí)也比較迫切。因此設(shè)計(jì)一款更加優(yōu)化更加先進(jìn)的機(jī)器是本次研究的對(duì)象。參考文獻(xiàn)[1]西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第八版.高等教育出版社.2002:13-12.[2]吳宗澤，羅圣國.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2006.[3]南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院.木材切削原理與刀具[M].北京:中國林業(yè)出版社.1993:177-181.[4]肖正福，劉淑琴，胡宣萱.木材切削刀具學(xué)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社.1993:383-387.[5]吳良軍,金洪，于濤，樹枝力學(xué)特性的試驗(yàn)研究.林業(yè)機(jī)械于木工機(jī)械，2000-32-33.[6]H·李斯特A·匹辛格.內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總輪[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1983:286-292.[7]溫松明.互