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車 載 式 噴 藥 機 的 設(shè) 計 趙琪琪 安靜 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院 阿拉爾 843300 摘 要 我國是農(nóng)業(yè)大國 保證農(nóng)業(yè)的高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)是解決我國占世界 7 的土地養(yǎng)活 22 的人口的關(guān) 鍵 但由于后期病蟲害防治一直不能很好的解決 這就直接影響了產(chǎn)量 因此 與農(nóng)作物的病蟲 害作斗爭是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié) 由于化學(xué)防治見效快 效率高等特點 仍將是今后防治農(nóng) 業(yè)病蟲害的主要方式之一 1 車載式噴藥機各種作物的后期病蟲害防治的需要 本設(shè)計中關(guān)鍵性 技術(shù)的設(shè)計 能夠更高效的解決病蟲害問題 2 關(guān)鍵詞 車載式噴藥機 噴桿系 傳動系統(tǒng) 中圖分類號 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0 引言 是我國農(nóng)作物種植面積最大區(qū)域之一 近幾年來 我國農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速 機械水平不斷提 高 農(nóng)作物種植面積不斷增加 但由于氣候變 暖 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 種植業(yè)結(jié)構(gòu) 耕作制度 種 植品種 生產(chǎn)方式及生產(chǎn)條件等的改變 一些病 蟲害或傳媒昆蟲的生活和流行條件也隨之改變 創(chuàng)造了適合某些有害生物積累的生態(tài)環(huán)境 病蟲 害的發(fā)生呈加重趨勢 尤其影響農(nóng)作物種子的發(fā) 芽率 凈度和飽滿度 近年來全國防治農(nóng)業(yè) 病 蟲草害每年需要使用農(nóng)藥 120 萬噸 制劑 左右 防治面積達 4 億公頃以上 植物保護工作為農(nóng)業(yè) 豐收做出了巨大貢獻 起到了保駕護航的作用 但與農(nóng)藥的高速發(fā)展相對應(yīng)的卻是農(nóng)藥賴以噴施 的農(nóng)藥機械發(fā)展水平落后 這直接影響到了農(nóng)業(yè) 生物災(zāi)害的防控能力 4 植保施藥成為農(nóng)作物生 產(chǎn)過程中必不可少的作業(yè)環(huán)節(jié) 研究表明 農(nóng)作 物因受病蟲草害的影響可直接減產(chǎn) 10 20 植保施藥成為有效保證農(nóng)作物優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn) 最直接有效的方法之一 常規(guī)的施藥機械難以適 應(yīng) 而人工施藥不僅強度大 效率低 還極易對 人身體造成傷害 化學(xué)除草殺蟲又是其中的核心 技術(shù)之一 因此 尋求一種能夠代替或部分代替人力勞 動 作業(yè)效率高 質(zhì)量好 易于操作 價格低廉 的機動施藥機械 成為現(xiàn)實所需 經(jīng)過市場調(diào) 查發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)階段市場上的機動施藥機價格普遍較 高 整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜 同時還存在一些設(shè)計缺陷 農(nóng)民并不看好 基于上述情況 所以產(chǎn)生了自 行設(shè)計車載式機動施藥機的念頭 5 因此研制出一種小型 高效 安全的防治農(nóng) 作物病蟲害的車載式噴藥機具有重要的現(xiàn)實意義 2 總體方案的設(shè)計 2 1 設(shè)計的方案 噴藥機是一個集機 液為一體的系統(tǒng) 它由 機械結(jié)構(gòu) 液壓動力系統(tǒng)組成 將噴藥機比做人 的話 機械結(jié)構(gòu)是它的骨架 液壓系統(tǒng)是它的肌 肉 因此 噴藥機設(shè)計的第一步就是設(shè)計機械結(jié) 構(gòu) 設(shè)計機械結(jié)構(gòu)之前 已經(jīng)明確本次設(shè)計的噴 藥機都有什么功能 1 主要用于大田農(nóng)作物的噴藥工作 作 業(yè)面積要大 2 能夠根據(jù)農(nóng)作物不同的行距來調(diào)整車 輪的位置 3 能夠根據(jù)農(nóng)作物的株高來調(diào)整噴頭的 高度 2 2 樣機結(jié)構(gòu)及工作原理 2 2 1 樣機結(jié)構(gòu) 車載式噴藥機主要由藥箱 牽引架 支管架 齒輪泵 噴桿噴頭 軟管 液壓等組成 圖 2 1 車載式噴藥機裝配體 2 2 2 工作原理 將自吸泵安裝在拖拉機駕駛座后方 由柴油 機帶動微型自吸泵工作 工作時 打開噴藥閥 由人工控制噴藥速度 當(dāng)噴藥速度較快時 白吸 泵噴出的藥液 全部從噴頭噴向農(nóng)作物 在噴藥 速度減慢或關(guān)閉噴藥閥停止工作時 多余的藥液 壓力自然升高 可通過逆止閥回流至藥箱 回流 壓力可根據(jù)噴藥高度由人工自行調(diào)節(jié) 噴藥間斷 期間無需停機 提高了作業(yè)效率 同時也避免 了藥液的浪費 工作時 藥箱的農(nóng)藥不斷供給給 泵 然后由軟管運送到噴桿中 噴頭就會源源不 斷的噴灑農(nóng)藥 在泵的輸出管中插入一個液壓閥 當(dāng)壓力達到一定值時 液壓閥會打開 由另一根 軟管連接到藥箱 用來攪拌藥箱中的農(nóng)藥 避免 產(chǎn)生沉淀 另外在噴管中也會有一個回流閥 當(dāng) 發(fā)生阻塞或壓力達到一定值時 壓力閥會打開 將農(nóng)藥送回藥箱 3 關(guān)鍵部件的設(shè)計 3 1 藥箱的設(shè)計 藥箱長為 3m 寬為 1 4m 高為 1 2m 總?cè)?積為 5m3 加液口直徑為 0 3m 出液口直徑為 0 1m 面倒角半徑為 0 3m 主要用于儲存藥液 藥液的攪拌 為了提高藥液箱的耐農(nóng)藥腐蝕能力 藥箱采 用聚乙烯塑料制作 藥箱的上方開有加液口 并 設(shè)有加液口濾網(wǎng) 藥箱的下方設(shè)有出液口 并在 出液口旁做一沉水槽 以達到自然放干藥液的目 的 為了保證農(nóng)用拖拉機的作業(yè)協(xié)調(diào)性 提高其 工作效率 藥液箱容積設(shè)計原則主要有兩個方面 一是加滿藥液后不至于使拖拉機受力失去平 衡 二是不給農(nóng)機手帶來不便 不影響噴灑藥物 的質(zhì)量 藥箱的容積大小可根據(jù)所選用拖拉機的 具體情況來確定 3 2 牽引架的設(shè)計 牽引架架是承載整個噴藥裝置的載體 屬于 大型的構(gòu)件 尺寸與整個噴藥機的尺寸相互聯(lián)系 同時由于藥箱 支管架 液壓處于重要位置 因 此它的整個重量分配以及平衡點需要考慮 牽引 架上配備的輪胎可以粗調(diào) 能夠根據(jù)不同行間距 進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 方便農(nóng)藥機的工作 如果牽引架過大將會影響整體的尺寸 重量 等 穩(wěn)定性不好控制 如果機架尺寸太小 那么 不但不能滿足農(nóng)藥機的任務(wù)同時也會影響農(nóng)藥機 各個部件的配合 從重量因素上考慮的話 機架 過重的話那么整機也會過重 對牽引的要求就會 增加 通過數(shù)據(jù)對比和拖拉機尺寸考 設(shè)計牽引架 長 4 3m 寬 2 6m 高 1 55m 4 噴頭的選擇 噴頭在噴霧裝置中起著非常關(guān)鍵的作用 噴 霧裝置通過噴頭控制液體的流量 使液體霧化成 霧滴 并將霧滴分布在目標(biāo)的表面上 噴頭是噴 藥機實現(xiàn)噴霧作業(yè)的終端件 其選型對噴藥機的 性能尤為重要 在相同噴藥量條件下 藥液霧滴 越小 霧滴的數(shù)目也就越多 覆蓋面積越大 并 且比較均勻 防治效果越好 可根據(jù)以下 6 點要求 來選擇噴頭 1 覆蓋率 一般小霧滴的覆蓋率要高于 大霧滴 同等噴霧量 2 漂移率 在有風(fēng)的情況下 大霧滴的 抗漂移性能明顯好于小霧滴 3 均勻性 小霧滴的穿透力強于大霧滴 特別是當(dāng)作物密度較高時 有利于霧滴在作物枝 葉各層次上的分布 4 噴頭距工作面的高度應(yīng)為 400mm 此 時霧化及扇形狀態(tài)均好 過低則霧化不良 過高 則扇面變形 5 噴頭間距應(yīng)為 500mm 這樣可確保噴 射的扇形霧面一次重疊覆蓋 從而獲得理想均勻 的霧量分布 6 所有的噴嘴縫隙應(yīng)平行錯開 與噴桿 方向形成 5 10 的夾角 以防止扇形霧面重疊 時碰撞產(chǎn)生較大霧滴 從而避免藥害 確保霧滴 大小均勻 所以由此我選用延長范圍扇形噴頭 而且在 此基礎(chǔ)上我增加了噴頭數(shù)量 使它的范圍更廣 這種噴咀是目前我國所用最多的噴咀 但要求用 戶使用時選擇不同的壓力 效果才會更佳 總 結(jié) 畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理 論與實際相結(jié)合的機會 通過這次比較完整的給 車載式噴藥機的設(shè)計 我擺脫了單純的理論知識 學(xué)習(xí)狀態(tài) 和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運 用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識 解決實際工程問題的能 力 同時也提高我查閱文獻資料 設(shè)計手冊 設(shè) 計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平 而且 通過對整體的掌控 對局部的取舍 以及對細(xì)節(jié) 的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng)驗得 到了豐富 并且意志品質(zhì)力 抗壓能力及耐力也 都得到了不同程度的提升 這是我們都希望看到 的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多 過程繁瑣但我 的收獲卻更加豐富 各種系統(tǒng)的適用條件 各種 設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn) 各種管道的安裝方式 我都是 隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的 和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟的角度對設(shè)計有 了新的認(rèn)識也對自己提出了新的要求 這些本是 我工作后才會意識到的問題 通過這次畢業(yè)設(shè)計 讓我提前了解了這些知識 這是很珍貴的 提高是有限的但提高也是全面的 正是這 一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗 使我的頭腦 更好的被知識武裝了起來 也必然會讓我在未來 的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力 更強的溝 通力和理解力 從不知道畢業(yè)論文怎么寫 到順利如期 的完成本次畢業(yè)設(shè)計 這給了我很大的信心 讓 我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充 滿信心 這些我在畢業(yè)論文結(jié)束語中都提起 過 事實上 車載式噴藥機上我采用了一些新的 技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定 的不足 這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng) 造力 這無疑是很讓我自身感到遺憾的 可這些 不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動 力 只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題 不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行 今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn) 并 爭取盡快的掌握這些先進的知識 更好的為祖國 的四化服務(wù) 車載式噴藥機是由農(nóng)村常見的動力機械通過 與泵組合而成 結(jié)構(gòu)緊湊 安裝方便 流動性強 使用性能好 作業(yè)效率高 很適合農(nóng)村道路兩側(cè) 房前屋后樹木及果園噴藥之用 該噴藥機還可與田園微耕機配套使用 適應(yīng) 大面積作業(yè) 是農(nóng)村植保專業(yè)戶的理想機具 具 有很好的推廣前景 參考文獻 1 張發(fā)軍 車載噴霧機及精確施藥關(guān)鍵技術(shù)研究 D 武漢理工大學(xué) 2008 2 甘英俊 周宏平 鄭加強 車載對靶噴霧機自動 控制及低速巡航系統(tǒng)的研究 J 南京林業(yè)大學(xué) 學(xué)報 自然科學(xué)版 2011 01 99 102 3 吉漢忠 顏生林 趙曉軍等 車載式噴霧機對草 原蟲害和毒草防治試驗示范 J 畜牧與飼料科 學(xué) 2010 05 26 28 4 楊金平 謝斌 車載式噴霧機的技術(shù)特點及發(fā)展 現(xiàn)狀 J 江蘇農(nóng)化 2015 03 53 54 5 張發(fā)軍 彭軍 李睿遠(yuǎn) 6WC 30Y G 型車載式超 低容量噴霧機的研制 J 林業(yè)機械與木工設(shè)備 2006 03 16 18 6 錢炳舉 小型拖拉機前置式噴藥機的設(shè)計 J 安 徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003 7 陳奎生 液壓與氣壓傳動 M 武漢 武漢理 工大學(xué) 2001 8 王立軍 姜明海 孫文峰等 噴霧機設(shè)計中噴頭 的選型機 2005 I 10 11 9 李威 高志 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 2013 211 241 10 張德文 姜永生 王誠華 牽引車非動力轉(zhuǎn)向梯 形機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 J 水運科學(xué)研究所學(xué)報 1997 01 1 10