0 引言

随着农业的快速发展，我国的蔬菜种植规模大幅度增加，已成为世界上蔬菜产量最大的国家，每年在蔬菜生产、加工、运输和滞销过程中产生的叶、根、茎和果实等蔬菜副产物达1亿t。但因缺乏科学有效的处理手段，目前我国对蔬菜副产品处理的现状是随意丢弃、堆放，对土壤、水体、空气等都造成了一定的污染隐患。随着科学技术的进步和业界对蔬菜副产物认识的提高，蔬菜副产物无害化处理和变废为宝问题正逐步提上议程。

为推动蔬菜副产物肥料化利用处理技术的发展，解决蔬菜副产物有机肥生产翻抛环节劳动强度大、作业周期长、菌种混合不均匀以及由此所带来的有机肥产品品质下降、劳动力成本高、效率低等难题，实现资源循环利用最大化，本文推出一款蔬菜副产物有机肥翻抛机，这款机型是在充分消化吸收国外同类设备技术特点的基础上，结合国内材料、制造工艺、使用要求等实际情况，自行研制开发的新型蔬菜副产物有机肥生产装备，采用生物技术以蔬菜副产物为主要原料生产制造有机肥的关键设备。

本文利用哈尔滨工业大学“车辆&轮胎研究所”研制的橡胶与路面间摩擦系数测试仪[6]，测试了不同橡胶块与沥青混合料表面的摩擦系数。该方法利用经典的摩擦理论，通过在橡胶块上施加0N、10N、20N和30N的砝码，得到不同的正压力，由MCL—ZT系列小型柱式拉力传感器测得丝杆传递的水平力。横坐标为荷载增量，纵坐标为水平力增量进行数据线性回归，摩擦系数值为直线的斜率。

1 整机基本情况

ZF552型全液压自走式蔬菜副产物有机肥翻抛机（以下简称“ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机”）,参见图1，整机采用全液压驱动[1]，行走系统和工作系统均选用国外原装进口部件，装配骑跨式整体焊接车架、履带驱动、滑移转向、工作装置逆向旋转和全封闭驾驶室活性炭空气净化带空调结构；具有整机原地转向、工作装置液压控制升降、故障预警和非正常工况自动停机等特点；翻抛刀轴可实现无极调速，设计新颖，技术含量高，整车行走灵活方便，操纵轻巧灵敏，具有较高的工作效率。本文探讨ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机的结构组成、工作原理以及整机行走、翻堆作业、工作装置升降、尾门开闭等液压系统的设计。

  

图1 ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机结构与外形尺寸Fig.1 Structure and dimensions of Model ZF552 vegetables outgrowth organic fertilizer turner

 

1.行走系统 2.刀轴总成 3.车架总成 4.发动机及附件总成 5.机罩总成 6.驾驶室总成 7.喷洒系统总成 8.液压系统总成 9.电气系统总成

2 整机主要技术参数

型号与名称：ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机

配套动力：型号4105AT/功率55 kW/额定转速2 200r/min

为满足我国动力定位海工平台对电力系统的发展要求，本文研究挪威船级社(DNV GL)最新颁布的增强型DP附加标志(Dynamic Positioning System With Enhanced Reliability,DP-ER)附加标志的规范要求，结合已完成的母联闭合型海工平台电力系统设计成果，对该母联闭合型电力系统进行建模，仿真分析工况切换和故障条件下电力系统的动态响应特性。

堆积物最大宽度：3 000 mm

堆积物最大高度：1 500 mm

由图5可知，上升时间为3.17s，峰值时间为4.14s，调节时间为6.08s(Δ=±2%)，超调量因此，避免了大量计算高阶系统的性能指标，节省课堂时间。

作业速度：0～1.12 km/h

转场速度：0～2.24 km/h

（1）WebGL 运行环境安装简单，是通过JavaScript来制作网络交互式三维动画，基于此技术，客户端不需要安装插件即可支持三维图形展示；

刀轴直径：φ800 mm

刀轴长度：2 500 mm

最小转弯半径：原地转向

最大爬坡能力：20%

刀轴转速：280r/min

整机质量：2 600 kg

年生产能力：2～3万t

工作装置旋向：逆向

最大处理能力：1 200 m3/h

爱是一种热情、一种自我牺牲的道德情感。教师对教育事业和学生的热爱，是基于对革命事业的高度责任感，认识到少年儿童是祖国的未来，认识到教师肩负的重任。

切削速度：11.73 m/s

生产周期：28～42 d

刀轴调节高度：0～190 mm

3 ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机液压系统设计

液压系统是ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机非常重要的一部分，它可以承担和完成制肥设备所需要的全部功能，准确实现制肥设备在各个不同工况时的动作要求，操作简便灵活，整个系统元件布局紧凑合理。该设备吸收国外多种机型的优点，整机设计方案采用全液压一闭双开式传动系统，关键零部件选用原装进口件，以保证整机性能。系统主要由动力元件、控制元件和执行元件三大类组成。按空间紧凑、效率高、降低温升和易于散热的设计原则，本机翻抛油路设计成闭式系统，可实现液控变量[2]，工作装置转速实现无级可调；行走和辅助油路均设计成开式系统，执行元件低压侧的液压油液可直接循环回到油箱进行冷却，提高了系统的散热效果。

3.1 液压元件组成及系统工作原理

ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机液压系统由动力传递系统、行走系统和液压辅助系统三部分组成，如图2所示，。

动力传递系统用来完成刀轴工作装置翻抛作业时的功率传递，满足刀轴作业对扭矩和转速的要求。系统选用原装进口工作油泵和原装进口工作马达匹配驱动，工作油泵与行走油泵串接后直接与发动机飞轮动力输出端相连接，驱动马达嵌入式安装，直接与刀轴连接，省去了分动箱、联轴器以及链轮链条等机械部件。系统中还设计了必须的控制阀[3]，能够实现超载保护，使整个工作传动系统得到了良好的优化，提高了整机的技术含量，防止由于机械传动装置的混入带来的发热、噪音和机件损坏等缺点，为日后检修和故障诊断提供了方便条件，也适应了蔬菜副产物制肥机械向高新技术发展的要求。

行走驱动系统用来完成主机前进、倒退和转向等动作，并能实现行走速度无级可调和原地转向功能。系统选用定量液压泵[4]、原装进口行走马达和原装进口行星减速机匹配驱动，主行走油泵与工作油泵串接后直接从发动机飞轮动力输出端获取动力。行走马达通过行星减速机与履带驱动链轮相连接，通过原装进口负载敏感比例控制阀组[5]分别对左右履带驱动链轮进行准确的速度和方向控制，采用定量泵系统的中位开式结构，内置安全溢流阀，使整个行走传动液压系统得到了良好的控制和保护，并实现了各单元油路流量与负载压力无关，具有节能和优良的调速特性，使得行走液压系统灵活可靠，保证了行走和作业时的稳定性。

  

图2 ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机液压系统Fig.2 Hydraulic System of Model ZF552 vegetables outgrowth organic fertilizer turner

 

1.粗滤器 2.回油精滤器 3.油冷器 4.行走油泵 5.工作油泵 6.压油精滤器 7.比例阀组 8.电磁多路阀 9.双向节流阀 10.双向液压锁11.刀轴阀块 12.尾门液压缸 13.刀轴油缸 14.清理集料板油缸 15.辅助泵 16.压力表 17.行走马达 18.行星减速机 19.二位三通阀20.作业马达 21.行走先导控制阀 22.梭阀 23.二位三通阀阀组 24.作业先导控制阀 25.冲洗阀

刀轴采用逆向反铣工作方式，并配以硬质合金高抗磨材料制成的揉搓翻抛专用刀具，其刀具排列方式设计独特，具有自动成垄作业的特点，提高了制肥翻抛质量，延长了换刀周期，是同类制肥设备中较先进的结构形式。

高校联盟是“在两个或两个以上的高校（或高校与其他特定组织、机构）之间，围绕某一共同的战略目标，通过协议或联合组织等方式建立起来的互为补充、共担风险、相互衔接的一种联合体”[4]47-49。在科学的建设理念指导下，联盟有条不紊地运行，健康发展，产生了“1+1＞2”的良好效应。

液压辅助系统包括刀轴工作装置升降、尾门开闭以及左右清理集料板三部分，主要由发动机侧边液压泵、电磁多路阀、刀轴阀块、双向节流阀、安全溢流阀、双向液压锁和液压油缸等元件组成。

根据多年从事液压系统研究的工作实践，结合本国国情和产品具体情况，采用了回油、压油过滤和吸油过滤相结合的过滤方式[6]。液压系统中安装有吸油粗滤器1、压油精滤器6和回油精滤器2，确保系统对液压油的清洁度要求；油冷器3安装在系统低压油路中，用于对参与工作的油液在返回油箱前进行集中冷却散热，采用铝合金板翅式结构，内通道耐压试验压力2.5 MPa，散热面积大，波纹节距均匀合理，并带有旁通阀。特殊情况下，当油冷器堵塞时，控制回油背压上限保证油路安全。工作油泵5和主行走油泵4组成双联油泵，通过弹性联轴器直接与柴油机的曲轴飞轮动力输出端相连接。工作油泵5通过先导控制阀24、冲洗阀25与作业马达20组成工作油路，该油路为闭式变量系统，作业马达20嵌入式安装，直接与刀轴工作装置相连接，刀轴旋转无级可调，通过先导控制阀24控制先导油压力，进而改变柱塞变量泵斜盘角度，达到改变输出流量的目的。

行走系统为开式回路，主行走油泵4通过吸油粗滤油器1.1、比例阀组7、先导控制阀21、行走马达17和行星减速机18组成行走回路，左行走马达17.1和右行走马达17.2分别由比例阀组7的相应阀片对其进行比例控制，通过液控手柄改变回路流量，可实现全程无级调速、整机前进、后退及差速转向。当单边驱动单元受到较大阻力或者打滑时，不会对另一侧的驱动单元产生任何不利影响。该回路流量大小只与阀芯的开口度大小有关，不受路面、路况和负载变化的影响，具有过载安全保护功能，确保行走系统速度稳定，控制可靠。

辅助系统由辅助液压泵15、粗滤油器1.1、电磁多路阀8、刀轴阀块11、双向节流阀9、双向液压锁10、刀轴油缸13、尾门油缸12和清理集料板油缸组成，其中刀轴阀块11的作用是保证刀轴工作装置升降速度不受载荷变化的影响，保持稳定，流量平均分配，并与支回路负载大小无关，确保刀轴左提升油缸13.1和刀轴右提升油缸13.2升降动作保持同步。双向节流阀9用于调整尾门、清理集料板启闭速度。刀轴阀块11还可分别将左提升油缸13.1和刀轴右提升油缸13.2在任意位置锁住，当电磁多路阀8的相应控制阀片处于中位时，无论刀轴工作装置处于何位置，均能保证刀轴工作高度不变。双向液压锁10可使尾门处于关闭、半开和全开三种状态，并能在工作所需要的位置可靠锁住。

微课的出现与兴起克服了传统教学的枯燥与单调，迎合了“微”时代人们娱乐与终身学习的需要，同时也要求教师具备一定的微课制作技术。官渡区基础教育科学研究中心为官渡区初中化学教师搭建了学习平台，进行了微课制作技术培训，带领教师学习微课设计的方法及技巧，帮助教师制作微课。

试验段粗集料采用临夏城南碎石厂生产的石料，细集料采用石料生产过程中产生的石屑。根据《公路工程集料试验规程》（JTG E42—2005）对粗集料进行物理力学性能试验，结果如表2，筛分结果如表3。

3.2 系统设计中应注意的关键问题分析

按项目要求，结合本机结构特点，依据紧凑型设计原则，类比了美国Scarab、奥地利Morawetz和德国Backhus等世界著名品牌的设备性能，经优化和论证，确定整机采用一闭双开式油路系统，在安装空间有限的情况下，兼顾系统散热性能和油液清洁度要求的同时，有效减小了液压油箱的体积。将刀轴工作装置与机身一起升降结构改为固定机身只升降刀轴结构，既简化了设计，又增加了作业时整机的稳定性。机架前部两侧增设了清理集料收料板，以适应固定场地，骑跨式成垄作业对设备的要求。值得注意的是，比例阀组7是本系统中的核心液压元件，该元件的性能好坏直接影响系统控制精度和整机功能的正常发挥，因此必须选择质量可靠、性能稳定、精度高的进口比例元件。综合考虑以上因素，本系统选用了意大利Hydro Control EX34原装进口阀组，并联油路时，可实现复合动作，具有速度稳定、节能等优良特性。油路中设置有测压表16，用于作业系统的压力检测、调试和故障排除。另外，在本系统设计中还应注意考虑油缸锁定、刀轴下降重力加速度以及刀轴左侧油缸13.1和刀轴右侧油缸13.2动作同步的问题。

4 结束语

ZF552型蔬菜副产物有机肥翻抛机配置55 kW 4缸柴油机，功率匹配合理，油耗低，具有完备的故障预警系统,集机、电、液于一体，驾驶舒适，使用可靠，维护方便，造型美观。其创新点有：采用了全液压驱动系统；刀轴工作装置独立升降；具有原地转向的功能；研发了自走式粉碎翻抛系统。该机型性能先进，填补了国内空白，整机主要技术性能居国内同类产品领先水平，主要技术指标达到国际同类设备的先进水平，可替代同类进口产品，是蔬菜副产物有机制肥作业中不可缺少的专用设备。

（三）意外伤害保险不到位 个别区县原来由乡镇站为防疫员购买了100元/年的意外伤害保险，除沿滩区外，后来基本都停了。防疫员年龄偏大，走村串户，对每家的猪圈翻进翻出，农村几乎家家户户都有狗，难免摔伤或被狗咬伤。虽然，村级防疫员由村级组织聘用，但其工作主要由畜牧部门安排，应该呼吁解决他们的实际困难。

参考文献

[1]周士昌.液压系统设计图集[M].北京:机械工业出版社，2004.

[2]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京:北京理工大学出版社，1998 .

[3]陈贤康.液压传动基础[M].北京:中国农业机械出版社,1985 .

[4]王益群,高殿荣.液压工程师技术手册[M].北京:化学工业出版社,2010 .

[5]吴根茂,邱敏秀,等.新编实用电液比例技术[M].杭州:浙江大学出版社,2006.

[6]何存兴.液压传动与气压传动[M].武汉:华中科技大学出版社,2000 .