开题报告-双缸隔膜电动喷雾器的设计.doc

三江学院毕业设计（论文）开题报告题目 双缸隔膜电动喷雾器的设计学生姓名、学号专业机械设计制造及其自动化（数控技术）指导教师姓名职称副教授一 研究的背景、意义我国是一个农业大国，九亿农民，18.27亿亩耕地。主要实行家庭为主的生产方式，在大部分地区，每个从事农业生产的农户占有的土地只有2-3亩，多的地区也就不过十几亩。植保器械对每一个农户来说都是不可缺少的生产工具。就数量而言，我国的小型喷雾器械的生产数量以及占有数量均处世界第一，但是，绝大部分的喷雾器属于上世纪五六十年代的产品，结构简单，质量问题突出，基本上未进行技术改进。已经无法满足现在的社会需求，目前，农村从事农业生产的劳动力普遍出现老龄化、妇女化的趋势。目前，我国小型植保器械仍以手动喷雾器为主，其生产效率低下，安全问题突出。现在农户使用的绝大多数喷雾器都存在着“跑、漏、冒、滴”的现象，给操作者带来直接的人身伤害，而且喷雾质量不能得到保证，从而使病虫害得不到有效的防治，药液的泄漏，还直接污染土壤和水域。具体的表现在以下几个方面的问题：（1） 喷洒部件落后、型号品种单一，不能满足不同作物、不同病虫害防治的需要。用一种机型防治各种作物的病虫草害、打遍百药，常常造成农药用量过大、浪费、农产品中农药残留超标、环境污染、作物药害、操作者中毒等问题。（2） 不能满足农药科学使用的要求。我国平均用药量是以色列、日本的1/8-1/4，是美国、德国的1/2，但农产品的药物残留确实其他国家的数倍，甚至数十倍。还有就是喷头的选择不够合理。究其原因是采用落后的植保机具和施药技术不合理。（3） 制造工艺粗糙，可靠性低，产品质量差。我国市场上每年销售的600余万台手动喷雾器，大部分是手工坊式装配为主生产的，既无生产图纸，也无检测手段，设备简陋，偷工减料，大量采用再生产塑料生产。随着经济水平的发展，再加上目前农村问题的复杂化，传统的落后喷雾器械已经越来越不适合目前的现状。社会需要全面提高手动喷雾器的质量，更需要对手动喷雾器进行全面的更新换代，目前极需要一种高效率、低功耗的适合家庭作业的小型植保器械。意义在于推动我国农村植保机械的机械化进程速度，推动手动喷雾器的更新换代，顺应农业清洁能源的需求。二 课题研究的基本内容、重点难点及要解决的主要问题本论文以“如何促进手动喷雾器的更新换代”这一目的，探讨双缸隔膜泵的设计问题，主要内容包括以下几个方面：（1） 分析隔膜泵的工作原理，拟定不同的方案；（2） 对不同的方案进行分析，确定隔膜泵的结构模型；（3） 根据初步确定的模型，进行优化，确定集体外形参数；（4） 绘制非标准零件图、装配图。（5） 对隔膜泵进行效率计算。在完成双缸隔膜泵的设计基础上，完成整体喷雾器的构架设计，并绘制整体装配图。2.1基本内容基本参数 1、 外形尺寸（长*宽*高）：360mm*240mm*580mm2、 净重（包括电瓶）：7.0KG3、 药液箱容量：拉管加液为18L，背负时加液14-16L4、 双杠隔膜泵：行程 1.5mm5、 工作压力：0.3-0.4Mpa6、 流量：3.8-4.0L/MIN7、 喷雾胶管（内径*长度）：8mm*1500mm8、 喷杆长度：630mm9、 喷头形式：切向进液式喷头或扇形式喷头2.2主要研究范围及目的液泵是整个喷雾机械的“心脏”。它的功用在于：使药液产生高压，以客服药液在管理流动过程中的流动阻力，供给液流雾化和喷射的能量，以及混匀和搅拌药液的能量。隔膜泵的一个巨大优势在于，隔膜泵将药液与传动部件和动力部件通过隔膜片良好的隔绝，即大大提高了这些部件的抗腐蚀性，提高了这些部件的寿命。我国喷雾机械上常用的液泵有活塞式和柱塞式、离心式、滚子式、隔膜式四个大类型。现代喷雾器上又运用了射流式液泵。以下做简要介绍：（1） 活塞式和柱塞式泵 这类泵能产生较高的压力，应用最为广泛。但结构较复杂、加工要求高。手动喷雾器和机动喷雾器上的液泵，一般都采用这种类型。（2） 离心式液泵 这类泵自吸能力、流量较大，但由于液泵转速高，在与动力配套时，往往需要用皮带轮或齿轮箱增速，不属于本次设计内容。（3） 滚子式液泵 这种类型的液泵结构简单，所产生的压力较低。适用于大流量无漂移喷雾作业。 （4） 隔膜式泵 按其工作原理应从属于往复式液泵。但由于它是利用弹性隔膜的变形往复运动产生液压，故另归一类。隔膜泵有杠杆式和活塞式。活塞式隔膜泵又可分单缸、双缸和多缸等几种。（5） 射流式液泵 主要用于混药和搅拌以及液箱灌水，植保机械一般使用液体射流泵。而射流式液泵主要作为辅助用泵。本次毕业设计主要着手于隔膜泵的设计问题，关于喷雾器的主要问题就集中在泵的类型及其选择。关于隔膜泵的具体原理将在后面做具体介绍。随着经济的不断发展，社会的不断进步，农业机械化潮流将变的不可逆转，传统的手动式喷雾器问题越来越突出。目前，我国生产背负式手动喷雾器的企业有400多家，年产药械800多万台（其中出口25000台）。这些手动喷雾器的有20多个品种、80多个型号，每年平均出现6次以上故障。但另一方面，我国生产背负式机动喷雾器的企业只有20多家，年产不过40万台，其中出口15台。可以想象，这个市场有多么的吸引人。随着农村科知识的普及，收入的增加，越来越多的机械化农具将走进普通农业家庭。目前以柴油为动力的机动喷雾器存在启动性能不好、油耗高、噪声大的缺点。而我们这次进行的是电动式的能源供给，应该说，市场潜力巨大。2.3主要问题1、总体方案确定，满足体积合适，效率较高，污染较少，适合农村实用等要求。2、隔膜泵的核心技术主要是由隔膜设计基本理论及制造、进、出料阀的设计基本理论及制造技术、进、出料补偿基本理论、活塞密封的制造技术、自动化控制技术等组成。隔膜设计基本理论及制造、活塞密封的制造技术、自动化控制技术与平常所见的往复式泵不同。3、设计方面，有隔膜材料的力学性能计算、实验测试，隔膜的受力状态的监测、检测。无论是设计、制造、元件的选型，均会影响到隔膜的使用寿命，从技术角度而言，难度及复杂性都是很高的。4、隔膜泵在工业领域应用及推广至今已有几十年的历史，但得到广泛的应用只是近几十年。目前，国内外对隔膜泵的技术参数及材料的选择理论研究的文献很少。三 课题研究计划与写作提纲(1) 设计步骤：调研收集设计资料根据所给定的参数制定总体设计方案完成总装图及部装图完成零件图编写设计说明书。(2)2014年 2月20日-2014年 2 月 26 日：下达设计任务书，明确任务，熟悉课题，收集资料，上交外文翻译、参考文献和开题报告。2014年 2 月 27 日-2014年4 月 15 日：制定总体方案，绘制总装图草图。2014年4月16 日-2014年 5月 27日：修改并完成总装图及部装图，完成有关零件图的设计。2014年 5 月28日-2014年 6 月5 日：编写设计说明书2014年 6月 6日-2014年6 月 8 日：准备答辩(3) 写作提纲第1章 绪论1.1 我国小型喷雾器械的现状分析1.1.1、我国目前小型喷雾器械的市场情况1.1.2、目前小型喷雾器械存在的问题1.2 本课题的研究范围及目的1.2.1、研究范围1.2.2、目前的研究现状1.2.3、研究要解决的问题和意义1.3 前景展望第2章 双缸隔膜泵方案的确定2.1 隔膜泵的基本原理2.1.1、隔膜式液泵的构造2.1.2、隔膜式液泵的工作原理2.2 方案的选择2.2.1、动力系统的选择2.2.2、传动系统的选择2.2.3、执行系统的选择2.3 其他件的选择2.4 材料的选择第3章 双缸隔膜泵的理论计算3.1 泵的流量计算3.2 双缸隔膜泵的功率及效率计算3.2.1、隔膜泵的容积效率3.2.2、隔膜泵的功率以及总功率第4章 结论谢辞参考文献1王光亮，李羊林.植物保护机械的使用与维护.科学出版社，1998:52-112.2王荣.植保机械学.北京：机械工业出版社，1990:29-230.3申永胜.机械原理教程.北京：清华大学出版社，2002:7.38-219.4濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社，2000:217-344.5王之烁，王大康.机械设计综合课程设计.北京：机械工业出版社，2003:89-156.6吕劳富，梁贵敏，赵清.我国背负式药械现状及对策.植物保护与粮食安全.323-325.7索荣.国内植保存在三大安全问题.农机市场，2005:22-23.8陈岁繁.隔膜泵关键部件的有限元分析及水力特性的仿真D：硕士学位论文.安徽：安徽理工大