自走式喷杆喷雾机的设计【6张PDF图纸+CAD制图+文档】
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16 届毕业设计自走式喷杆喷雾机学生姓名 申 波 学 号 8031212324 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 16-3 指导老师 兰海鹏 日 期 2016.05 塔里木大学机械电气化工程学院制前 言“国以民为本，民以食为天”，中国不仅是一个农业大国，而且是一个人口大国，创造了以百分之五的土地养了全世界百分之二十人口的奇迹，但是中国距离世界农业强国还有很大的差距。国家近年来是越来越重视“三农”问题，但可耕地面积持续减少的情况依然很不容乐观。我国四大粮食作物小麦、稻谷、玉米、马铃薯仍保持供需“紧平衡”的形势下，到目前为止市场对农化产品的需求不会改变。这就要求我们需要粮食作物的高产、稳产，以满足人们的日常需求。这时候植保机械的重要性就体现出来了。植物保护是保证农业高产、稳产，夺取全面丰收的一个重要环节，而植保机械则是实现这一目的必不可少的生产工具。加快推进植保机械化，提高植物病虫草害防治能力已成为保障我国粮食安全和促进农业可持续发展的必然选择。植保机械中使用频率最高的就是喷杆喷雾打药机械。国外的大型先进性喷雾机械，对于保证作物的生长高产具有重要作用，但是由于其昂贵的价格以及操作的复杂性等原因，导致我国喷杆喷雾机的保有量不高。喷杆喷雾机是以发动机为动力，装有横喷杆或吊杆（竖喷杆）的喷雾机，可以广泛用于作物的播前、苗前土壤处理、化学处理草害和病虫害防治等作物生长的各个时期。喷杆喷雾机移动方便、喷幅宽、喷洒均匀、效率高，是一种理想的大田作物植保机械，在我国广大农业地区发挥着巨大的作用。大田农作物中“机器背着人”喷雾作业最常见的就是采用大田喷杆喷雾机进行喷雾作业。这种自走式喷杆喷雾方式作业效率高，农药沉积分布均匀，不仅适合大面积农田的病虫草害的防治需要，还适合大面喷洒植物生长调节剂的需要，是一种理想的适合大田作物的喷雾技术。我国植保机械生产厂家适时地研发推出了一批轻便大田喷杆喷雾机具，用于小麦、棉花、玉米、大豆等作物的除草剂、杀菌剂和杀虫剂喷雾作业。随着农业种植结构调整和规模化程度的提高，大田喷杆喷雾技术将会发挥越来越重要的作用。本文设计的自走式喷杆喷雾机是一种间距可调式喷雾机，可以用于大豆、玉米、小麦等多种作物。本次设计能使喷杆喷雾机的应用范围以及应用人群都大大提升，同时保证打药过程中农药的利用率以及均匀度。本设计的主要通过对原始数据的分析、方案的论证比较与选择完成了喷雾机的总体设计，调距结构的设计以及传动方案的选择等内容，使设计具有了更朴实的使用价值。关键词：自走式；可调距；喷雾机目 录1绪论11.1课题研究的意义11.2国外喷雾机发展状况11.3国内喷杆喷雾机发展状况21.4我国喷杆喷雾机的研究方向41.5国内外喷杆喷雾机存在的问题51.6研究的内容和方法61.7预期目标61.6重点研究的关键问题及解决思路61.7工作条件及解决方法62喷杆喷雾机总体设计72.1自走式喷杆喷雾机的结构及工作原理72.2.机架设计72.3驾驶座上方密封装置的设计82.4后轮支架的设计82.5药箱的设计93喷雾机的典型类型及喷雾机关键部件的选择103.1喷雾机几种典型类型103.2喷头的典型类型103.3我国喷雾机械配套用的泵的典型类型113.4喷雾机关键部件方案的选择124零部件的校核计算124.1喷雾机喷头数量的校核124.2喷雾机喷量的调整和校准124.3喷雾机校准124.4齿轮转向机处连接螺栓的校核134.5传动轴的设计选择13致 谢15参考文献16塔里木大学毕业设计1绪论1.1课题研究的意义据统计，农作物在生长期内要喷施农药、叶面肥58次。目前，我国大部分农村使用的施药机械仍以手动药械为主，主要有手动喷雾器、踏板式喷雾器等。在一些经济条件较好的地区，使用部分机动植保机械，主要有担架式喷雾机和背负式喷雾喷粉机。落后的施药机械，造成了施药人员工作环境恶劣、工作效率低、农药利用率不高和农药残留污染环境等一系列问题。就算是植保机械相对于内地较为发达的新疆兵团，与发达国家相比仍存在着机型落后、施药技术水平低等缺点。另外，植保机械和农药使用技术严重落后的现状与高速发展的农药水平极不相称，严重阻碍了农作物病虫草害的防治。现有喷雾机及喷洒部件不适合科学使用农药的要求，95以上的喷雾机使用的还是空心圆锥雾喷头。这些机械存在着工艺落后、不耐腐蚀、寿命短等缺点，总体质量、性能及使用水平与发达国家差距较大，经常出现农药飘失严重，农药分布不均匀的现象。农药的有效利用率最高还不到30%，农药的流失率却达到70%以上，农药分布不均匀高达46.6%，不仅经济损失重大，也严重污染了环境，满足不了现代化农业生产的需要。而现在人们愈加重视饮食安全，导致我们对植保机械的要求更高了。喷雾机是农业生产必不可少的农业机械，不同的地区不同的作物对喷雾机的要求也不一样导致生产喷雾机的企业多、品牌多、型号多、产品故障多的现象出现。同时因为质量等的原因，导致农药的利用率降低，漏水，不喷雾，密封性等现象严重威胁的人们的生命安全。而喷药的不均匀，不仅浪费农药，而且影响粮食作物的产量，过多的农药残留更是时刻在影响国人的体质。同时国内的喷雾机械远远落后于国外，外国的大型喷雾机械不适合小农经济，人多田少的我国国情；单纯的引进国外的产品，不仅不利于我国的植保机械的发展，过高的价格也导致农民的购买愿望不强；过于精密的结构以及复杂的操作，导致农民在使用的过程中，出现操作困难以及故障维修的不及时等问题。本设计在实现多用途、喷雾高精确度的同时，降低了造价，简化了喷杆喷雾机的结构和操作，扩大了喷雾机的使用范围，同时降低了人工打药对身体的伤害，其发展前景是十分广阔的。1.2国外喷雾机发展状况20世纪中期，农业发达国家逐渐形成了以大农场为主的规模化经营，农业机械化得到全面、迅速的发展。农作物的病虫害防治和化学除草采用大型悬挂式牵引式喷杆喷雾机。其药液容量4003000L，喷幅达1834m。棉花、水稻和牧草采用农业专用飞机进行喷药。1912年，加拿大就有了喷洒农药的专用飞机。目前，美国拥有农用飞机6000多架。日本以直升机为主，果树和啤酒花等经济作物采用风送式和高架喷雾机喷洒农药，形成了以大型植保机械和航空植保为主体的防治体系。近年来，国外在植保机械上采用了系列新技术，大大改善了施药效果。国外喷杆喷雾机的发展以欧美地区的发达国家为代表，其发展现状体现在以下几个方面：1.2.1大型化使用大型喷杆喷雾机进行大型农场田间作物的病虫害防治，喷幅在18m以上，甚至达到42m，药箱容量为4003000L，作业速度达810km/h，配套拖拉机功率在5974kW以上。1.2.2机、电、液一体化在大、中型喷雾机上，喷杆的工作姿态、平衡与稳定由液压控制；对于作业速度与面积、喷雾压力和喷雾量的监测和调整，则采用计算机和电子控制。机械、电子和液压技术的结合，使得作业效率和作业精准性显著提高。1.2.3重视环境保护在大、中型喷雾机上装有过滤系统和防滴阀等，为控制雾滴的飘移，大力研究防飘喷头、风幕技术、静电喷雾技术及雾滴回收技术等。喷雾机上采用的“少飘”喷头可使漂移污染减少33%60%，在喷雾机的喷杆上安装防风屏，可使雾滴漂移减少65%81%。1.2.4以人为本农药防护驾驶室配备有农药保护设备和空气净化系统。农药保护设备能够消除所有的粉尘、霉菌、沙子和空气中传播的过敏源。化学离子在进入外部和内部空气净化系统时得到炭核过滤的预净化，保证了驾驶员的身体健康不受侵害。1.2.5智能化很多不同类型的技术，如无线电技术、激光、机器视觉、GPS等正被研究用于农用机械领域，其中GPS导航技术在农业方面的应用已经比较成熟。如美国约翰迪尔4630喷雾机配备的智能化精准农业管理系统，以GPS为基础，包含导航、自动驾驶、绘图、喷药自动控制和喷杆位置调节等功能，并通过显示器进行智能化控制。该系统预先安装了很多通用的喷雾机应用软件，其中包括平行跟踪、卫星导航、人工辅助驾驶功能、屏幕显示喷药作业地图、变量喷药和全功能文件管理功能。每一种功能都能使驾驶员更舒适、精准、高效地进行作业。喷雾机能自动跟踪、转向并有重漏喷药自动纠正功能，可以自动控制喷杆的开关。1.3国内喷杆喷雾机发展状况我国自1950年开始引进生产单筒式喷雾机和手摇式喷粉机，并于1974年开始用运-5型农用运输机进行航空超低容量喷雾。目前仅有运-5型、运-11型飞机及小型蜜蜂-3型伞翼机上配装超低容量喷雾装置。我国农用航空植保设备的保有量不足200架。“九五”期间，我国研制了系列低量喷头和24m风幕式喷杆喷雾机。南京林业大学从1999年开始在林业上进行基于树木图像处理的精确农药施用技术的探索，并且利用实时系统进行树木特征图像采集与处理。“十五”期间，我国研制出自动对靶喷雾机，利用红外线“电子眼”探测靶标。果园自动对靶静电喷雾机利用红外线传感探测技术确定靶标，实现风送静电对靶喷雾。我国研制的设施农业用的BT2000-自控施药常温烟雾机采用微电脑控制技术，可在使用前自我设定转向时间间隔和一周内任何时段自动施药系统。我国很早就开始了静电喷雾技术的研究，但至今未广泛使用。近年来，我国引进境外先进技术，研制了3VB-16型气压背负式自动喷雾机，该机以二氧化碳气体为动力源，无噪音，无污染，在部分地区得到使用。目前，我国常用施药机械仍是手动或机动喷雾喷粉机，包括手动背负式喷雾器、手动压缩式喷雾器、手动压缩式喷雾器、背负式喷雾喷粉机、担架式机动喷雾机及小型机动喷烟机等。其中，手动植保机械占整个市场份额的80%左右。现在，我国的施药方式仍以“大雾量、雨淋式”的喷雾为主，农药利用率只有20%30%，其余70%80%都沉降到地面和飘移到周围环境中，不仅浪费了资源，增加了农民负担，而且造成环境污染。从总体看，目前我国喷杆喷雾机存在结构简单、技术性能落后、产品品种少、产品更新换代周期长等问题，喷雾机作业效率低，农作物农药残留超标，环境污染严重。我国喷杆喷雾机发展现状包括以下几个方面：1.3.1系列化程度低喷杆喷雾机种类较少、型号单一，喷头等重要喷洒部件系列化程度低，无法满足不同作物、不同病虫害的防治需要。用一种机型防治各种作物的病虫草害，导致农药有效利用率低、农药浪费严重、农产品中农药残留超标环境污染严重、对操作者健康造成损害。1.3.2.技术性能落后与发达国家相比，目前国内的喷杆喷雾机及其部件工艺和技术性能落后，制造质量和外观质量不达标，可靠性差，寿命短。多数喷雾机仍旧使用空心圆锥雾喷头，导致农药分布不均匀。喷头材质差，耐磨耐蚀性不高，雾化效果差。大部分泵没有自动卸压功能，缺乏安全保障；泵中缸的材质没有防腐蚀功能。“十五”、“十一五”期间通过自主设计和技术引进，开发了大、中型喷杆喷雾机系列产品，产品质量、技术性能较好。相关科研院所与高校已开展了喷洒部件等基础工作部件的研制开发，对于农药防飘移技术、静电喷雾技术和基于机器视觉、GPS等现代高新技术的精确变量施药技术的研究已有一定进展。但是由于农民的经济承受能力有限，喷雾机的技术示范推广跟不上喷雾机的研究开发，这些新机具、新技术的应用多数仍然停留在试验研究阶段，在化学防治中并未发挥主导作用。1.4我国喷杆喷雾机的研究方向1.4.1重点开展新型喷头的研究我国现有的喷头品种较少，不能适应不同农艺对喷雾质量的要求。为此必须研制专用的系列化的新型喷头，以满足不同的喷洒要求。采用不锈钢、工程塑料、刚玉瓷等材料，优化喷头加工工艺水平，以雾型质量、流量一致性等性能指标，增加喷头耐磨性、耐蚀性及使用寿命，以达到国际先进水平。扇形雾喷头组合是喷杆式喷雾机比较理想的喷头组合方式，雾化好，组合后喷雾沉积均匀，特别适合喷杆喷雾机。新型防飘喷头，可有效的减少飘移，也是应重点开发的方向。1.4.2.加强液泵的系列化没有一种泵对所有喷雾机和工作条件都是最好的。对于一台喷雾机而言最好的泵是在经济的使用工作幅宽和需要的工作压力下，能提供希望喷雾量的泵。液泵类型主要有柱塞泵、离心泵、滚子泵和隔膜泵等。在美国等地，采用滚子泵和离心泵较多。而在欧洲等国家大多采用隔膜泵。在日本则以柱塞泵为主，而我国则应根据自身的特点，因地制宜地研制出各种类型的泵，并让它们逐步形成系列。1.4.3.加快混药装置的开发与推广目前国内外的喷雾混药装置有以下几种：预混式喷雾混药装置、射流喷雾混药装置、正压式混药装置和农药直接注入系统。其中农药直接注入系统能在药液处理及清洗方面更加安全、方便。而且方便灵活，可根据需要调节混药比例。可提高农药利用率，保护环境。开发和推广农药直接注入系统十分必要。1.4.4.研制多级过滤系统先进大中型喷雾机一般都具备4级过滤系统，从向药液箱内加水到药液从喷头喷出，中间经过多次的过滤，采用有自洁能力的压力过滤器安装在系统中以提高过滤能力。设置过滤装置避免了系统堵塞、.漏喷和雾化不良现象。国外大中型喷雾机一般都具备4级过滤系统，即在药液箱加液口、加液斗和水源吸水头处都装有过滤网，在系统中还装有一种自洁压力过滤器。设置这4级过滤装置避免了系统堵塞、漏喷和雾化不良现象。1.4.5.大力解决滴漏问题为解决喷雾机的滴漏问题，可以在喷头上安装球式防滴阀，但防滴阀的关闭压力远低于管路中的残压，而且阀座和球体之间存在不可避免的制造误差，故仍解决不了滴漏问题。也可以在喷雾机上配备一个换向阀，当停止喷雾时，利用泵的吸力把管路中的药液吸回。但这样不仅使管路复杂，而且使泵脱水运行，泵的工作条件恶化，严重影响泵的使用寿命。而回吸阀可以有效地防止作业过程中药液的滴漏，在节约了农药的同时，还能有效地保护环境。1.4.6.减少雾滴飘移控制雾滴的飘移，提高药液的附着率能减少农药流失、降低环境污染。目前在这方面可以采用静电喷雾技术、风幕技术、防飘喷头、雾滴回收技术等。静电喷雾技术是应用高压静电使雾滴充电，在静电场与气流的作用下，带电的雾滴作定向运动而吸附在作物上。雾滴充电后，叶背和植株下部的沉积量也增多。这就提高了农药的利用率，使防治效果有明显的提高。目前小型静电喷雾器已进入实用阶段，而大田用静电喷雾机大多处于试验研究阶段。雾滴漂移和沉降是喷药过程中不可避免的问题。雾滴漂移和沉降严重时，引起的浪费可达施药量的70%80%。少漂喷头和防风屏有效地解决了这一问题。少漂（LD）喷头是在扇形喷头后面安装一孔片，使药液环绕内腔“涡动”雾化成窄雾普雾滴，易漂移的雾滴大大减少。防风屏则是辅助阻挡雾滴漂移和沉降的，有机械式和气力式两种。风幕技术是在喷杆上增加风筒和风机。喷雾时，在喷头上方沿喷雾方向强制送风，形成风幕，增大了雾滴的穿透力。.而且在有风(小于四级风)的天气下工作，也不会发生雾滴飘移现象。但是风幕技术不仅增加了成本，还使喷杆的悬挂和折叠机构更加复杂，因此又开发了新型防飘喷头。在雾滴防飘和提高附着率方面，防飘喷头能达到与风幕技术同样的效果。循环喷雾机可把未被作物吸附的雾滴回收起来循环使用，可节省农药30%40%。1.5国内外喷杆喷雾机存在的问题我国研究喷杆喷雾机起步较晚发展缓慢，和发达国家相比勉强望其项背。目前市场上流行的一些喷雾机中，存在如下问题：（1）喷头的滴漏问题。喷雾机临时停止喷雾时，喷头前面管路中残余的压力不足导致药液从喷头滴出。（2）通用性能差。没有一种泵对所有的喷雾机和工作条件都是最好的。在美国等地，采用滚子泵和离心泵较多。而在欧洲等国家，大多采用隔膜泵。在日本则以柱塞泵为主，而我国则应根据自身的特点，因地制宜地研制出各种类型的泵。(3)机具性能不稳定。喷杆喷雾机田间施药过程中，特别是喷杆比较长时，由路面起伏产生的外部激励会导致喷杆产生振动，造成重喷、漏喷现象的发生，从而影响喷雾沉积分布均匀性，缩短喷杆使用寿命。（4）推广力度不够。我国在“十五”、“十一五”期间通过自主设计和技术引进，开发了大、中型喷杆喷雾机系列产品，产品质量、技术性能较好。但是由于农民的经济承受能力有限，喷雾机的技术示范推广跟不上喷雾机的研究开发。(5)作业成本偏高。我国喷杆喷雾机多数是单厂制造，尚未形成规模和系列，制造的工艺水平较低，成本高。因为喷雾机具通用性差，不能实现一机多用，导致生产企业设备利用率较低，设备配置的成本居高不下，喷雾作业成本也随之增加。1.6研究的内容和方法根据我国喷雾机械的发展状况和生产作业中的各种问题以及未来的喷雾机械的发展要求设计自走式喷杆喷雾机。自走式喷杆喷雾机主要由动力输入装置、传动装置、升降装置、行走装置、喷杆喷药装置等组成。其中，动力装置是由汽油发动机经过变速器传递到输出轴作用在前轮上。先确定我国已有喷杆喷雾机的类型，根据已有喷杆喷雾机的原理及结构设计新型的自走式喷杆喷雾机机，使喷雾机能满足家庭作业的要求。也就是喷杆喷雾机机要能工作稳定、结构简单、操作方便，保证雾滴均匀等优点。1.7预期目标（1）喷杆喷药机操作方便，结构简单，通用性好，使用寿命长。（2）提高药物利用率，能起到在减少农药的用量的同时满足作业要求用。（3）制造价格便宜，容易普及。（4）高度调节安全方便。（5）维修方便及时，维修费用低1.6重点研究的关键问题及解决思路该喷雾机机动力源于汽油发动机，同时实现发动机动力输出、皮带轮动力的传输，实现泵的传动，药物喷洒等工作。（1）选择合适动力传递方式，设计工作装置和传动装置。（2）运用AutoCAD软件，绘制二维零件图。（3）利用 Solidworks 进行虚拟样机设计和装配图，完成整机各零部件的三维建模。1.7工作条件及解决方法塔里木大学藏书丰富，学术氛围良好，为我的设计提供了多种思路和方法依据。同时校内有实习工厂、土槽实验室、农业工程重点实验室等，设计条件较好，为项目开展提供了场地和基本条件。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，完全可以满足该机设计与实验的工作条件。2喷杆喷雾机总体设计2.1自走式喷杆喷雾机的结构及工作原理自走式喷杆喷雾机的结构件主要由发动机、齿轮转向器、打药机行走箱、升降架等机构组成。当喷雾机准备工作前，首先检查两侧可调节行走侧翼上方固定螺栓是否锁紧，展开喷药机喷杆，试喷检查喷头工作是否正常。工作时，发动机经过皮带轮将动力传输到变速箱，变速箱输出动力分为两部分：一部分经过行走箱将动力传输到前轮供行走驱动；另一部分通过传送轴驱动隔膜泵，将药液从药箱经过过滤器吸入液泵内，加压后经调压阀进入分水器，分别输入三段喷杆及回液管，进入喷杆的药液经过防滴阀、过滤网，由喷头雾化后喷出。升降结构可以根据作物的不同调节喷嘴工作高度。本产品适合于小地块小工作量喷雾，不仅操作方便，省时省力，还可以根据不同作物以及作物不同时期的要求，对其进行一定的自由调整。后轮支架调节范围为范围为10002000mm。对不同作物可选择最佳工作间距，较好地解决了喷雾机对不同作物适应性，工作效率高，结构紧凑，体积小，造价低。1.滑轮2.药箱3.密封结构4.车座5.方向盘6.发动机7.螺栓斗8.前轮9.行走箱10.隔膜泵11.后轮支架12.后轮13.升降架图1-1喷杆喷雾机机的整体结构示意图2.2.机架设计考虑到喷药机作业的通过性能，机架的形状设计成门字形，侧翼行走与横梁采用可移动设计，采用螺栓固定。在其后方固定喷杆升降装置以及喷雾喷药装置，前方放置喷雾机的药箱，药箱前方装有车座，上方悬挂有密封装置，下方固定隔膜泵，充分利用了机器的空间。隔膜泵的动力传输则是采用了万向节和传动轴的结合，方便前面转向装置转向的进行。转向装置前面则是变速和动力装置，动力装置通过行走箱与下方的车轮连接。根据各部分的重量分配和几何尺寸，经过计算，机架用10号槽钢，后横梁用22号槽钢焊接而成，为减少焊接变形，要求采用二氧化碳气体保护焊分段焊接，并进行整体退火处理。图2-2喷雾机机架2.3驾驶座上方密封装置的设计喷雾机上的密封装置，除了要达到机构简单，造价低等方面的要求外，还要达到密封性要求，做到机组工作时农药气体和液体对驾驶员不产生渗透危害，减少药雾与驾驶员的接触。基于上述考虑，设计了全视野类驾驶室，在实现目的的同时，方便对机组正前方和下方的观察，和后面作业效果的观察。2.4后轮支架的设计后轮支架在喷杆喷雾机的整体结构中占有重大地位，但是目前现有的后轮支架，没有实现在可调节间距的情况下，绝有足够的强度作业。一般是侧装式，轴的一方与车轮连接，一方与后乱后轮支架连接，导致后轮支架的强度降低，影响喷雾机的寿命，威胁驾驶员的生命安全。现在我设计了骑跨式后轮支架，在增加强度的同时，实现后轮间距的可调节。有利于扩大喷雾记得应用范围，提高喷雾机的利用率，降低作业成本。图2-3 后轮支架2.5药箱的设计药箱是喷雾机械必不可少的结构，要想的大小决定了喷雾机的每次工作量和工作时间。设喷雾机药箱容量为V=450L，即可盛水为450kg，已知农药原液或原液中所含的有效成分为=75%,农艺上要求喷洒药液中有效成分的含量为=0.1%，则一箱水应加的农药原液或原药可按下式求出:X=V=0.165075=0.6kg （2-1）（1） 喷完一药箱所需的时间T可按如下公式计算：t=Qq总=4501.112=40.92min （2-2）式中 Q为药箱有效容量（L）；为喷雾机全部喷头的总喷量（L/s)接口螺纹等效喷孔孔径喷角不同压力下的流量1/80.6665080095011000.51234567100.7965018001950111010.150.230.320.390.460.510.560.600.720.91650158001595015110150.250.340.480.590.680.760.840.901.11.165028002950211020.320.460.640.790.9111.11.21.41.365038003950311030.480.680.941.21.41.51.71.82.21.465048004950411040.650.911.31.61.822.22.42.91.565058005950511050.801.11.622.32.52.833.61.665068006950611060.971.41.92.42.73.13.33.64.3表2-1 不同喷角扇形喷头喷量3喷雾机的典型类型及喷雾机关键部件的选择3.1喷雾机几种典型类型按喷杆的型式分为两种：1.横杆式喷杆水平配置，喷头直接安装在喷杆下方，是常用机型吊杆式在横喷杆下面平行的垂吊着若干根竖喷杆按与动力装置的连接方式分为三类：1.悬挂式喷雾机：通过与拖拉机三点悬挂装置连接2.固定式喷雾机：各部件直接与动力装置连接3.牵引式喷雾机：自身有底盘和行走轮，通过牵引杆与动力装置连接按喷雾作业的幅宽可分为三类：1.大型喷幅在18米以上，多与拖拉机配套工作2.中型喷幅为10-18米，3.小型喷幅在10以下，动力装置多为小四轮和手扶拖拉机3.2喷头的典型类型目前使用的喷头，主要有切向离心式喷头、涡流芯式喷头和涡流片式喷头、撞击式扇形喷头、缝隙式扇形喷头等几种。1.切向离心式喷头：依据其喷头体数目的多少，分双头喷头、四头喷头及单头嘘头。从输液管压送来的高压液流，进入切向进液槽后，压力3然下降，导致流速猛增，液流即以较高的切向速度进入涡流室产生出强烈的回转运动。当药液通过喷孔后，便向四周飞散兀成一个旋转的空心雾锥。雾锥中心的空气因受旋转力的作用也呈旋涡状。雾锥外围开始时呈液膜状，以后受空气的撞击雨破裂、分散成雾滴。2.涡流芯式喷头：由喷孔、喷头帽、涡流芯及喷头座等件组成。它的工作原理与切向离心式喷头基木上相同、工作时药液从液管或喷管中输来，沿着具有螺旋角的斜槽流动产生离心力，使药液从喷孔以雾椎状喷出，在离心旋转中，共与周围空气撞击成雾滴。此种喷头雾化质量较好，但构造较复杂。3.涡流片式喷头：由喷头帽、喷头片、涡流片及喷头体等件组成其工作原理与涡流芯式喷头相似，不同点是以涡流片代替了流芯。在涡流片上一般开有两个与圆心对称的斜孔，药液通通斜孔后，形成回转液流产生离心力，造成空心雾锥。有的涡片除有斜孔外，还开有一个中心孔，借此可以形成实心雾锥。实心雾锥喷洒均匀，可以提高喷雾质量。4.撞击式扇形喷头：由喷头体、喷头帽、扇形喷嘴等组成。高速的液流从扇形喷嘴的喷孔喷出，与喷孔正对着的面相撞击而雾化。这种喷头的性能较差，雾滴粗，喷量较大。他喷出的扇形雾流的扇形角度于弧面的曲率半径有关，曲率半径越大，物流扇形角度就越大。物流的扇形厚度于弧面的宽度相等。5.缝隙式扇形喷头：由喷头体、喷头帽、扇形喷嘴等组成。由于陶瓷的耐腐蚀性和耐磨性较好，因此在扇形喷嘴内往往嵌入陶瓷喷头芯，已延长喷嘴的使用寿命。高速的液流从扇形喷嘴处喷出后，与相对静止的空气撞击雾化。由于液流流道在喷孔处出口缩小呈菱形（扁而窄），因此喷出的物流呈扇形。它的扇形角度与出口处液流的变窄程度有关，而出口处液流的扁窄程度又与喷嘴张角的大小有关，喷嘴张角越小，出口处液流越扁窄，喷出的雾流扇形角度就越大，厚度越小。图3-1缝隙式扇形喷头3.3我国喷雾机械配套用的泵的典型类型1.柱塞泵：常用的柱塞泵有单柱塞泵、双柱塞泵和三缸柱塞泵等。柱塞泵的特点是做往复运动的柱塞和缸套之间存在间隙，不像活塞泵胶圈紧贴着缸内表面运动，因而摩擦损失小，寿命较长，柱塞泵，容积效率比较高，密封和加工精度的要求比较高。2.隔膜泵：隔膜泵属于容积式液泵，隔膜泵又有单杠、双缸，多缸之分。该泵的特点是流量大，体积小，机构紧凑，加工精度要求低，操作维护简单，能经受短时间的脱水运转。除隔膜外，其他零件采用了塑料涂敷新工艺，因而寿命长。各运动部件，如偏心轴、活塞轴承和滑块等都密封在一个油槽内，即浸在泵室润滑油内，由隔膜将这些运动件与药液隔开，这样既保证了运动件有良好的润滑条件，减少磨蚀，又避免了药液的腐蚀作用。3.4喷雾机关键部件方案的选择喷雾机的关键部件是喷头和泵，通过对各种类型的喷头以及和常用泵的相互比较，在考虑到经济型和操作性的情况下，选择缝隙式扇形喷头和隔膜泵的组合比较合适。4零部件的校核计算4.1喷雾机喷头数量的校核当用户因自行增大喷幅，换用大喷量喷头或者改变原来喷雾机设计的时候，急需要角和所用的喷头数是否合适。通常为了保证泵回水进行搅拌时，各喷头喷量的综合应小于泵排量的88%，即n0.88Qq （4-1）式中 n为喷头数Q为泵排量q为单个喷头在预定工作压力的喷量（L/min）一箱药液可喷面积可喷洒的面积（A）可按下式计算A=Qp （4-2）式中 p为预定的施液量拖拉机的行走速度v（m/s）可按下式计算v=666.7Bt （4-3）式中 B为喷杆喷雾机的喷幅（m）4.2喷雾机喷量的调整和校准检查物流形状和喷头喷量在药液箱里放入一些水，原地开动喷雾机在工作压力下喷雾，观察各喷头的雾流形状，如有明显的流线或歪斜应更换喷嘴。然后再没一个喷头上套上一小段塑料软管，下面放上容器，在预定工作压力下喷雾，用停表计时，收集30-120秒时间内没个喷头的雾液，测定每一样品的叶亮，计算出全部喷头一分钟的平均喷量。喷量高于或低于平均值10%的喷头应及时更换喷嘴。4.3喷雾机校准在将要喷雾的田里量出50米，在药液箱半箱水，调整好拖拉机工作速度和压力，在已测的田里喷水，收集其中一个喷头在50米长的田里喷出的液体，称量或用烧杯测出液体的克数或者毫升数，则实际施液量p（升/公顷）可按下式计算p=0.2qL （4-4）式中 q为一个喷头喷出的液量（毫升）或者液量（克）L为喷头间距（米），如一行内有多个喷头时，L=作物行距（米）/每行内的喷头数目4.4齿轮转向机处连接螺栓的校核=Fd24 （4-5）式中 为松螺栓连接的许用应力（MPa）=sS （4-6）其中 s为螺栓材料的屈服强度（MPa），S为安全系数，一般取S=1.21.7；F为工作载荷（N）。由上式可得满足强度条件的最小螺纹直径d1。4.5传动轴的设计选择轴的材料主要是碳素钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件。有的则直接用圆钢。碳素钢比合金钢低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度的。故采用碳钢制造轴尤为广泛，所示选用45号钢。4.5.1轴的最小直径与长度的估算各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关。在初步确定其直径的同时，还通常不知道支反力的作用点，不能确定其弯矩的大小及分布情况。因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径。但是，在对其进行结构设计之前，通常能求主轴的扭矩。所以，先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径dmin。dminA3Pn （4-7）式中 P为轴传递的功率（Kw）N为轴的转速(r/min)查表的A=126Kwdmin=12638.53600=17.5mm取整数dmin=18mm总 结此次设计的任务是独立完成喷杆喷雾机的设计。这是我们在大学期间所进行的一次非常全面的设计，自己在大学四年所学习知识的全面总结和巩固，使我们初步了解和掌握做设计的基本步骤、基本方法，以及做研究的不易。通过本环节，我们把在大学期间所学课程中获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，把所学的知识贯穿起来，使理论知识和生产实践密切的结合起来，为我将来的实际工作打下了坚实的基础。这是一个非常全面而系统的设计题目，非常锻炼人。从方案的论证到最终的设计，涉及的领域包括：机械制图、机械原理、工程力学、机械加工和机械设计等等。通过设计实践，使我提高了计算、制图能力；使我们能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范，熟悉有关的国家标准和加工要求。机械方面知识得到系统的巩固和提升。在进行毕业设计的同时，我还学到了许多新的知识，如Solidworks
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