多功能机械移动式折叠喷雾机的设计

多功能机械移动式折叠喷雾机的设计

小型农机具的使用价值随着温室栽培面积的增加，相应的小型农业机械具有很大的发展前景。在山区、丘陵地带,大型机械无法使用,小型农机具有广泛推广的价值。我们研究的机械移动式轻型折叠喷雾机是一种多功能的植保机具,非常适合在蔬菜大棚、山区中使用,同时适用于露天栽培防除、洒水、叶面施肥。1机械点式钢绞线喷雾机的组成机械移动式轻型折叠喷雾机主要由电机机架、药箱、行走架、滑动平衡板、三通管、硬管、软管、转管等零部件组成。其中的电机机架和行走架之间是由药液管连接起来的。药液管的一端与水泵的出液口连接,另一端则与夹在行走架上的主三通管的主端连接。机械移动式轻型折叠喷雾机的结构如图1。其中药液在整个机组中的流通过程是首先从药箱出来进入水泵,经过加压后,再从水泵出来流经各个管道,最后由喷头喷射出来。2喷雾机各部分设计2.1喷气的选择及形式的确定喷头性能的主要指标是雾滴尺寸、雾化均匀度、射程、喷幅和喷量等。影响液力喷头雾化性能的主要因素有喷头的几何尺寸、工作压力及药液物理性质等。尤其是喷雾时的工作压力,对喷雾质量有很大的影响。工作压力过低,药液雾化性能差,射程及喷幅相应减小;提高工作压力,可使雾滴变细,雾化均匀,射程及喷幅增大(图2),但当压力增大到5MPa时,由于雾滴过细及空气阻力的影响,射程反而减小。表1就反应了喷头压力与喷雾量关系。根据喷头的喷量与压力的对应关系,我们把喷头的基本参数定为喷量为0.87L/min,而与其相对应的喷头工作压力为294MPa,而涡流片式喷头不管在喷头参数上,还是在工作压力上,以及物化效果及性能上,都能够满足我们要求的喷头性能参数要求。所以我们初步把喷头的形式定为涡流片式喷头。喷头有多种形式,根据工作压力、物化性能、雾滴大小、结构以及价格等因素我们确定选择了涡流片(旋水片)式喷头。它的工作压力300kPa,雾滴大小为150～300μm,雾化性能好,结构简单,多用于手动喷雾器。结合以上的综合分析,我们确定喷头为涡流片式喷头,其单个喷头的流量为q=0.87L/min。2.2系列电动喷量的选择NEMAD系列电机系列具有高效率、高转矩、造型美观、噪音低、振动小、绝缘等级高等特点,产品远销美国市场,工艺水平达到了国际先进水平,另外还有YL系列、YS系列、YU系列、YC系列、YY系列等。其中的YS系列电动机为全封闭式结构,其外壳防护等级为IP44。采用B级绝缘、IC0141冷却方式。接线盒装在电机的顶部或右侧(从轴伸端看)。根据每个喷头的喷量q=0.87L/min。得出需要总流量应为:而水泵在工作时会有流量损失,可以得出实际需要水泵的流量为:然而市场上卖的这样的小型号的水泵一般达不到标写的流量,所以我们选择了流量Q=11L/min的水泵以满足喷头工作压力以及喷量的要求。根据水泵的配套功率再选择电机,由于在农村一般情况下都是使用的220V的单相电压,所以我们在选择电机时应选择单相异步电机。根据价格选择的水泵的性能相对应的比较以及水泵的配套功率为1500W,我们选择了Y90S2型号的单相异步电机。2.3喷药箱的体积前面对喷头已经做了选择,每个喷头的流量是0.87L/min。那么10个喷头所需要的总流量至少应该是8.7L/min。再加上药液经过水泵有一定量的损失,也即水泵的机械效率小于1。每分钟所需要的药液大约在10L左右,而就我们前期的调查得知,一般的大棚长度在80m左右,人步行走个来回的话,大约需要4min左右,如果再用我们设计的机械移动式轻型喷雾机进行喷药作业,那么大约需要5.5min的时间就够了。可以得出要设计的药箱的体积V=10×5.5=55L。再综合药箱形状的影响,把药箱的体积定为:V=a×b×h=0.33×0.6×0.33=65L。2.4复合耐水剂在国内的应用三通管的结构如图3所示,采用新材料聚四氟乙烯(PTFE)制造,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、无毒害、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。除熔融金属钠和液氟外,能耐其它一切化学药品,在王水中煮沸也不起变化。尤其是它的耐腐蚀以及耐气候和不粘附的良好性能更是适用于我们的机械移动式轻型折叠喷雾机。由聚四氟乙烯制造而成的三通管通液效果好,耐腐蚀性能强,通用性好,这种产品与目前市场上的传统产品相比,良好的性能便体现得无与伦比了。2.5固定板板板设计该机架为固定钢板、钢管焊接而成,形状比较规矩,它主要由固定板、钢管、脚板手柄等构成。电机机架在工作中要承受电机的动载荷,所以在焊接时,对焊缝的要求会高一些,而且要求使用的固定板具有一定的吸震性能,以防止在长期工作状态下发生疲劳断裂而造成不必要的损失和伤害。固定板是电机机架承受动静载荷的关键件,其宽度大(200mm)、厚度较厚(6mm),设计中既要关注它的应力分布、变形情况,又要合理用材,优化设计。另外,电机应该能在固定钢板上的椭圆孔上在电机的轴向垂直方向运动,这样可以调节电机与整个机架的相对位置,以防止电机相对于机架发生位置的偏离,而且还避免了对固定板的宽度在个别处进行特殊的加粗以防止强度不够。电机机架主要是由钢管焊接而成的,应该特别注意处理好钢管连接处焊缝的焊后处理工艺,否则会发生疲劳断裂。其机构示意图参见图1(a)。2.6滑动平衡板及控制滑套位置行走架,就是用于支撑带有喷头的硬管,并带有行走装置的机架。它主要由滑动平衡板、硬管、扶手、滑杆、车轮等零部件组成的。行走架的具体结构和设计参见图1(b)。其中的滑动平衡板、扶手都通过滑套连接在滑杆上,两个硬管通过开口销将其固定在滑动平衡板的两个转轴上,通过转动硬管可以改变喷雾机的水平工作状态和垂直工作状态;通过调节滑套在滑杆上的位置,一方面可以调节硬管在水平工作状态下时的垂直高度,可以根据不同作物不同高度而调节喷头的工作高度(调节范围:15～60cm);另一方面,可以调节扶手的竖直高度以适应不同身高的人进行喷洒工作(调节范围:110～150cm),它适用身高150～190cm的人。3小型多功能喷雾器的市场需求根据目前情况来看,大型的植保机械在国内外都已经有了很大的发展和进步,而且技术含量也已经相当高,而小型的植保机械的发展却并没有很大的进展,而且现有的产品也是功能比较单一,即使是功能比较强劲的产