丘陵履帶式果林噴霧機(jī)噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì),丘陵,履帶式,果林,噴霧機(jī),噴霧,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 丘陵履帶式果林噴霧機(jī)噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì) THE DESIGN OF HILLY CRAWLER SPRAYER SPRAY SYSTEM 學(xué)生姓名：林俊任 學(xué) 號(hào)：200940614409 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：09級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 (2）班 指導(dǎo)老師及職稱：李明 副教授 學(xué) 院：工學(xué)院 湖南·長(zhǎng)沙 提交日期：2013年05月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng) 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………5 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………5 1前言……………………………………………………………………………………6 2研究目的及意義………………………………………………………………………6 3噴霧機(jī)設(shè)計(jì)總體方案…………………………………………………………………7 3.1設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………………7 3.2丘陵履帶噴霧機(jī)參數(shù)確定…………………………………………………………7 4整體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………………8 4.1機(jī)器工作原理………………………………………………………………………8 4.2作業(yè)流程……………………………………………………………………………9 4.3傳動(dòng)方案……………………………………………………………………………9 4.4操作系統(tǒng)以及行進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………10 4.4.1履帶結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………10 4.4.2整機(jī)操作控制系統(tǒng)……………………………………………………………10 5噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………11 5.1噴桿調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)………………………………………………………………11 5.2 噴桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………13 5.2.1噴頭……………………………………………………………………………13 5.2.2噴管……………………………………………………………………………13 5.2.3輸送泵…………………………………………………………………………13 5.3液壓泵的選用………………………………………………………………14 6各關(guān)鍵傳動(dòng)件強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………15 6.1變速箱Ⅰ軸強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………15 6.2Ⅰ級(jí)V帶傳動(dòng)計(jì)算…………………………………………………………………17 7噴霧機(jī)其他部件的選用……………………………………………………………18 7.1標(biāo)準(zhǔn)件的選用……………………………………………………………………18 7.1.1軸承選用………………………………………………………………………18 7.1.2螺母選用………………………………………………………………………18 7.1.3墊圈選用………………………………………………………………………18 7.2隔膜泵配套電機(jī)的選擇…………………………………………………………18 7.3空氣濾清器選用…………………………………………………………………18 7.4過濾器選用………………………………………………………………………19 7.5藥箱設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………19 7.6膠管選用…………………………………………………………………………19 8安全設(shè)計(jì)以及照明法案……………………………………………………………20 8.1安全設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………20 8.2蓄電池、發(fā)電機(jī)及照明設(shè)計(jì)方案的確定…………………………………………20 8.3噴霧機(jī)的操作注意事項(xiàng)…………………………………………………………20 9結(jié)論…………………………………………………………………………………21 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………21 致謝……………………………………………………………………………………22 附錄……………………………………………………………………………………23 丘陵履帶式果林噴霧機(jī)噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：林俊任 指導(dǎo)老師：李明 （湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128） 摘 要：我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，果林經(jīng)濟(jì)作物在農(nóng)業(yè)中占有很重要的地位，我國(guó)南方分布較廣的主要有銀杏，茶葉等重要經(jīng)濟(jì)作物，而南方的果林主要分布在丘陵地形以及山嶺地區(qū)，針對(duì)我國(guó)南方丘陵道路路況差，機(jī)械行進(jìn)作業(yè)困難，以及我國(guó)對(duì)于丘陵地形的機(jī)械研制的技術(shù)相對(duì)缺乏的情況，本設(shè)計(jì)欲研發(fā)出一種能適應(yīng)丘陵山地地形特點(diǎn)的高效率，環(huán)保的履帶式噴霧機(jī)。 本課題設(shè)計(jì)出的履帶式噴霧機(jī)能夠滿足果林機(jī)械作業(yè)農(nóng)藝要求，實(shí)現(xiàn)噴霧，要求設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、在提高提高農(nóng)藥的利用率的情況下，又能夠達(dá)到環(huán)保的要求，工作效率高效，真正實(shí)現(xiàn)了高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的要求。 關(guān)鍵詞：噴霧；環(huán)保；履帶式；效率； The Design of Hilly Crawler Sprayer Spray System Student: Lin Junren Tutor: Li Ming (College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China) Abstract: As an agricultural country in our country, economic fruit wood occupies very important position in agricultural crop, widely distributed in south China mainly include ginkgo, tea and other important economic crop, and groves are mainly distributed in hilly terrain in the south and mountains area, southern hilly roads in our country poor road conditions, mechanical operation difficulty, marching and developed for hilly terrain machinery technology in China is relatively lack of situation, this design to the development of a kind of can adapt to the hilly mountainous topography features of high efficiency, environmental protection of the crawler sprayer. This topic design of crawler type sprayer can satisfy the fruit wood machinery operation agronomic requirements, realize the spray, reasonable design, simple structure, convenient operation, under the condition of improving the utilization of pesticide, and can meet the requirements of environmental protection, high efficiency, realize the high efficiency, energy saving, environmental protection requirements. Keywords: Spray ; Environmental protection ; Caterpillar ; Efficiency ; 1 前言 近年來隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，林果生產(chǎn)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收致富的新亮點(diǎn)和支柱產(chǎn)業(yè)。隨著林果種植面積的不斷擴(kuò)大，為合理利用果林農(nóng)業(yè)資源，提高果林經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量，降低其生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，高效經(jīng)濟(jì)的精細(xì)農(nóng)業(yè)研究成為21世紀(jì)的一大趨勢(shì)。 我國(guó)果園生產(chǎn)機(jī)械化的研究與應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)50年代才推廣使用手動(dòng)噴霧器，60年代中期開始發(fā)展動(dòng)力噴霧機(jī)，目前我國(guó)果園機(jī)械化程度低、缺乏大型高效的果園作業(yè)機(jī)械。果園多項(xiàng)作業(yè)大都主要依靠人工完成、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高，由于農(nóng)忙時(shí)節(jié)的勞動(dòng)力緊缺而造成的損失很大。我國(guó)早起研究的噴霧機(jī)，其噴霧性能落后、行走機(jī)構(gòu)繁雜、種類奇缺、對(duì)農(nóng)藥的有效利用率低于30%，不僅浪費(fèi)農(nóng)藥等資源，同時(shí)污染環(huán)境，影響人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，隨著21世紀(jì)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境正在急劇的發(fā)生變化，環(huán)境問題已構(gòu)成威脅人類生存、制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，從而使人類文化能夠源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。 目前我國(guó)植保機(jī)械的發(fā)展程度還處于一個(gè)快速發(fā)展期，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，想輔的農(nóng)業(yè)機(jī)械也要更著一并向前改進(jìn)，在噴霧機(jī)這一研究領(lǐng)域，根據(jù)液壓泵、風(fēng)機(jī)、噴射部件、噴頭、噴嘴的形狀規(guī)格不同，同時(shí)可以應(yīng)用到不同經(jīng)濟(jì)作物的施肥作業(yè)。 對(duì)于國(guó)外歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在噴霧機(jī)的研究領(lǐng)域中走在前列，俄羅斯研制的果園噴霧機(jī)采用超聲波傳感技術(shù)；德國(guó)進(jìn)行了對(duì)定向靶噴霧的研究，包括使用輔助氣流、靜電噴霧、利用光電、紅外技術(shù)的等智能測(cè)靶噴霧技術(shù)；精確噴霧，包括根據(jù)作業(yè)速度和作物密度自動(dòng)調(diào)節(jié)噴量的智能噴霧技術(shù)；農(nóng)藥回收技術(shù)，采用靜電或氣流負(fù)壓等技術(shù)將靶標(biāo)外的霧滴回收；國(guó)內(nèi)也有一些公司在結(jié)合外國(guó)的技術(shù)自主研發(fā)的一些噴霧機(jī)械，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的背負(fù)式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)以及山東出廠的3WZ-300型噴桿式噴霧機(jī)。總體上我國(guó)噴霧機(jī)機(jī)械研究起步較晚，果園生產(chǎn)機(jī)械化程度與歐美等國(guó)家還存在著較大差距，噴霧機(jī)以及噴霧系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)還有一段很長(zhǎng)的路要走。 2 研究目的及意義 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，噴霧機(jī)是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具占有重要地位，丘陵履帶式噴霧機(jī)的使用更好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展需求[1]，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)率，合理利用現(xiàn)代化設(shè)備，減小了人類勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率。 近年來，大型的噴霧機(jī)作業(yè)對(duì)中國(guó)病蟲草害防治有了明顯的促進(jìn)作用。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和規(guī)模化程度的提高以及大中型拖拉機(jī)市場(chǎng)占有率的快速增長(zhǎng)，噴霧機(jī)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用，研究噴霧機(jī)具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 針對(duì)果林產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)丘陵等特殊地形果林機(jī)械的重視，丘陵式果林噴霧機(jī)具有廣闊的市場(chǎng)。目前我國(guó)缺乏試用于丘陵果林噴霧的作業(yè)機(jī)械，缺少具有多作業(yè)環(huán)境、減輕環(huán)境負(fù)荷、提高農(nóng)藥利用效益功能的機(jī)具。另外，我國(guó)南方地區(qū)，山區(qū)和丘陵約占60%以上，道路路況差，機(jī)械行走困難；果林行間機(jī)械化作業(yè)難，根據(jù)我國(guó)南方噴霧機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出果林丘陵履帶噴霧機(jī)可以滿足其經(jīng)濟(jì)作業(yè)的要求。另外目前我國(guó)常用的大田噴桿噴霧機(jī)在施藥過程中存在農(nóng)藥飄失嚴(yán)重,霧滴在冠層中的透性較差、作物中下部沉積少、分布均勻性差、霧滴減飄效果受自然風(fēng)速影響較大等問題,為了提高噴霧機(jī)性能，提高農(nóng)田經(jīng)濟(jì)效率，故需改進(jìn)噴霧機(jī)系統(tǒng)，從而提高農(nóng)藥使用效率，達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)利用率。 3 噴霧機(jī)設(shè)計(jì)總體方案 3.1 設(shè)計(jì)要求 (1）設(shè)計(jì)的丘陵履帶式噴霧機(jī)適用于丘陵地區(qū)經(jīng)濟(jì)作物的施藥作業(yè)。 (2）噴霧機(jī)操作采用人工作業(yè)和固定作業(yè)兩種形式人工可延伸至100M以上施藥。 (3）噴霧機(jī)遠(yuǎn)距噴頭噴量在15~20L/min左右。 3.2 丘陵履帶式噴霧機(jī)參數(shù)確定 (1)名稱: 丘陵履帶自走式果林噴霧機(jī)； (2)外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)(mm)：2000×1900×1500； (3）整機(jī)質(zhì)量 (kg)：650； (4）動(dòng)力：7.3kW； (5）規(guī)格： 履帶寬度： 240 mm； 原地左轉(zhuǎn)彎半徑： 1.12 m； 原地右轉(zhuǎn)彎半徑： 1.05 m； 道路行駛速度： 6.5km/h； 藥箱容量： 400L； 遠(yuǎn)距管線長(zhǎng)度： 50m； 遠(yuǎn)距管線長(zhǎng)度： 100m； 遠(yuǎn)距噴管長(zhǎng)度： 1.2m； 近距噴管長(zhǎng)度： 0.8m； 噴管伸開長(zhǎng)度： 2m。 (6）生產(chǎn)參數(shù)[2] 指標(biāo)參數(shù) 遠(yuǎn)距噴管工作壓力 小于或等于8.0MPa； 近距噴管工作壓力 小于或等于3.5MPa； 遠(yuǎn)距噴頭流量 15~20L/min； 近距噴頭流量 2.5~10L/min； 遠(yuǎn)距噴管工作效率 大于或等于6.0hm2/h； 近距噴管工作效率 大于或等于0.3hm2/h； 可爬坡最大度數(shù) 45 °； 地間隙通過極限 小于或等于 25 cm。 4 整體方案設(shè)計(jì) 4.1機(jī)器工作原理 如圖1所示，該機(jī)由動(dòng)力系統(tǒng)[3]、行走系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)和機(jī)架等部件組成。 (1）動(dòng)力系統(tǒng)包括總動(dòng)力采用12.3KW大小柴油機(jī)，6KW的噴霧泵。 (2）由于該機(jī)器在丘陵山地上作業(yè)，故采用履帶式自動(dòng)行走裝置。 (3) 藥箱配置在機(jī)型的左前方，保持左右、前后平衡，駕駛室配置在右前方和發(fā)動(dòng)機(jī)配置在右后方。 (4)駕駛操作系統(tǒng)位于視野開闊的地方，可讓駕駛員能清晰觀察各部位的工作情況，安裝照明系統(tǒng)，便于晚間或光線條件不好的情況下中使用。 (5)從人機(jī)工程考慮，發(fā)動(dòng)機(jī)在后部，此部位對(duì)駕駛員造成的噪音和振動(dòng)相對(duì)較小，并便于保養(yǎng)。 (6)噴桿操作采用人工作業(yè)和固定作業(yè)兩種，人工可延伸作業(yè)距離120 m，滿足果林間的作業(yè)。固定作業(yè)方式采用液壓伸桿方式，有效伸長(zhǎng)到果林作業(yè)區(qū)，節(jié)約農(nóng)藥 (7)整機(jī)重心偏低，從而增強(qiáng)機(jī)器的爬坡性能和駕駛穩(wěn)定性。 行走系統(tǒng) 支架 操作系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng) 噴霧系統(tǒng) 圖1 丘陵履帶式果園噴霧機(jī) Fig1 Hilly crawler orchard sprayer 4.2 作業(yè)流程 作業(yè)分工流程可以分為兩種情況：?jiǎn)稳撕投嗳俗鳂I(yè)。 單人模式—駕駛室操作機(jī)器前進(jìn)，通過離合器連接傳動(dòng)液壓泵，調(diào)節(jié)液壓泵壓力和打開噴霧管道開關(guān)，然后使用固定方式施藥。通過使用液壓升降裝置開關(guān)來調(diào)節(jié)噴桿長(zhǎng)度以及角度。 多人模式—駕駛室或尾部操作機(jī)器前進(jìn)，通過離合器連接傳動(dòng)液壓泵，調(diào)節(jié)液壓泵壓力和打開噴霧管道開關(guān)，通過固定方式或人工延伸管道施藥。采用固定方式可操作液壓升降裝置開關(guān)調(diào)節(jié)噴桿長(zhǎng)度；人工移動(dòng)管道定點(diǎn)作業(yè)可延伸長(zhǎng)度到100 m。 4.3 傳動(dòng)方案 (1）傳動(dòng)路線 動(dòng)力 變速箱 水 泵 中間齒輪軸 圖2 傳動(dòng)關(guān)系圖 Fig2 Transmission diagram (2）各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)比 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1=2200rpm 變速箱轉(zhuǎn)速 n2=130/160×2200=1800rpm 中間齒輪軸轉(zhuǎn)速 n3=18/15×1800=2160rpm 水泵轉(zhuǎn)速 n4=130/250×2160=1100rpm 4.4 操作系統(tǒng)以及行進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.4.1 履帶結(jié)構(gòu) 對(duì)于微型水稻聯(lián)合收割機(jī)常用木板和鐵塊制成的行走履帶，在道路上行走振動(dòng)大、不平穩(wěn)、破壞路面、且機(jī)架容易損壞變形等缺點(diǎn)，研發(fā)研鐵制注膠下齒通過橡膠橋梁帶用螺絲固接上齒板構(gòu)成的鐵制注膠復(fù)合履帶，行走時(shí)減輕振動(dòng)、降低摩擦阻力， 提高了行走的安全性能。 圖3 鐵制注膠復(fù)合履帶示意圖 Fig3 Iron note glue composite track diagram 4.4.2 整機(jī)操作控制系統(tǒng) 我國(guó)南方果林分布在山區(qū)、丘陵，為了避免普通拖拉機(jī)平衡性差、安全性能低，在道路崎嶇行走作業(yè)困難等缺陷，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的前后操作裝置，特點(diǎn)是兩根呈平行布置的傳動(dòng)桿（6）和（7）兩端經(jīng)銷軸（4）分別連接前、后各兩根呈相互平行布置的連動(dòng)桿（5）和（8），前連動(dòng)桿（5）經(jīng)連接板塊（3）通過前操縱連桿（13）經(jīng)銷軸（4）連接前操縱桿（1）；后連動(dòng)桿（8）經(jīng)銷軸（4）通過底盤支架（12）連接后操縱桿（9）構(gòu)成四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的前后操作裝置，在道路比較差的作業(yè)區(qū)，后操作系統(tǒng)更有利于判斷道路情況和機(jī)械作業(yè)安全情況，有利于保證人員安全。 圖4 前后操作裝置示意圖 Fig4 operation device schematic diagram 5 噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 噴桿調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì) 噴桿裝置包括左噴桿、噴霧裝置主桿、噴霧調(diào)節(jié)桿、噴桿滑塊、調(diào)節(jié)桿滑塊、噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽、噴霧裝置固定塊、噴霧藥管、右噴桿、主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓和主桿固定螺栓。 左噴桿和右噴桿通過緊固螺栓套連在噴桿滑塊上，噴桿滑塊套在噴霧裝置主桿上，上下可以調(diào)節(jié)，緊固螺栓固定在噴霧裝置主桿上； 噴霧裝置主桿的下端通過噴霧裝置固定塊和主桿固定螺栓固定在機(jī)架上；噴霧裝置主桿的上端供噴霧高度、斜度和寬度調(diào)節(jié)，噴霧裝置主桿選用鋁材方鋼，減輕質(zhì)量和便于固定安裝，緊固螺栓緊固一面中心線上從上而下鑲嵌連續(xù)圓錐式孔槽，以便緊固螺栓固定；噴霧調(diào)節(jié)桿為左右兩根，一端通過緊固螺栓套連在調(diào)節(jié)桿滑塊上，另一端相應(yīng)連在左噴桿和右噴桿上；與噴桿滑塊類似，調(diào)節(jié)桿滑塊套在噴霧裝置主桿上，上下可以調(diào)節(jié)，通過緊固螺栓固定在噴霧裝置主桿的某一高度位置上；通過左右噴桿和噴霧調(diào)節(jié)桿構(gòu)成的四桿機(jī)構(gòu)通過噴桿滑塊和調(diào)節(jié)桿滑塊的調(diào)節(jié)來調(diào)整噴霧所需的高度和寬度； 噴霧裝置固定塊上開有環(huán)形的噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽，噴霧裝置主桿通過擰松主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓在主桿調(diào)節(jié)滑槽中滑動(dòng)，通過主桿固定螺栓和主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓將噴霧裝置主桿固定在噴霧裝置固定塊上，以調(diào)節(jié)噴桿斜度。 23.左噴桿、24.噴霧裝置主桿、25.噴霧調(diào)節(jié)桿、26.噴桿滑塊、27.調(diào)節(jié)桿滑塊、28.噴霧主桿調(diào)節(jié)滑槽、29.噴霧裝置固定塊、46.右噴桿、47.主桿斜度調(diào)節(jié)螺栓、48. 主桿固定螺栓 圖5 噴桿調(diào)節(jié)裝置 Fig5 Spray rod adjusting device 噴桿的實(shí)物圖如下 圖6 丘陵履帶式噴霧機(jī)噴桿外形 Fig6 The shape of Hills crawler sprayer spray rod 5.2 噴桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 噴頭 選用單孔噴嘴的遠(yuǎn)射程噴槍，設(shè)計(jì)射程，大噴槍為30m，小噴槍為24m。 根據(jù)射程計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 ; (1) 　 式中：S—噴頭靜止時(shí)的射程（m）； 　　　 dc—噴嘴的孔徑（mm）； hf=f×Q/d×L； (2) 　　　 P—噴嘴處工作壓力（kPa）； 　　　 ζ—系數(shù)，約為1.35。 由此計(jì)算出大、小噴嘴的工作壓力為：1618 kPa、1635 kPa。 5.2.2 噴管 軟管的水頭損失 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 式中： hf—軟管沿程水頭損失（m） f—軟管沿程水頭損失系數(shù)，塑料管為0.948ｘ105 m—流量指數(shù)，塑料管為1.77 b—管徑指數(shù)，塑料管為4.77 Q—流量，m3/h d—管徑，mm L—管長(zhǎng)，m 計(jì)算得大、小管沿程水頭損失分別為：47.70 m、65.18 m。局部水頭損失按沿程水頭的10%計(jì)算，這樣總水頭損失分別為，52.47 m、71.70 m，換算為壓力分別為514.2 kPa、702.7 kPa。???? 5.2.3 輸送泵 輸送泵的壓力選擇 有前兩項(xiàng)計(jì)算結(jié)果可知，要保證噴嘴處壓力1635 kPa，輸送泵的壓力必須有大于 1618+514.2 = 2131.8 kPa； 1635+702.7 = 2337.3 kPa； 所以選擇三缸隔膜泵 壓力：2058~3920 kPa； 轉(zhuǎn)速：800~1200r/min； 流量：45~75L/min； 配套功率：5~7.5kW。 5.3 液壓泵的選用 由于活塞式隔膜泵具有流量較大、壓力較高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、耐腐蝕能力較強(qiáng)、操作和維修方便、能經(jīng)受短時(shí)脫水運(yùn)轉(zhuǎn)、適用范圍廣等特點(diǎn)。它可與多種動(dòng)力設(shè)備（以小型發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、手扶拖拉機(jī)、中小型輪式拖拉機(jī)、汽車等等）配套，組成各種型式的噴霧機(jī)及彌霧機(jī)。廣泛適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)及城市園林防病蟲害，噴灑液態(tài)化學(xué)肥料和除草劑，也可用于工業(yè)清洗、衛(wèi)生消毒、建筑噴漿、化工輸液、環(huán)境保護(hù)等工業(yè)領(lǐng)域，是目前一種新型的工農(nóng)業(yè)用的理想液泵。 活塞式隔膜泵的結(jié)構(gòu)及工作原理如下圖所示：電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛钊闹本€運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞借助油介質(zhì)使橡膠隔膜凹凸運(yùn)動(dòng)，在隔膜室腔內(nèi)的礦漿容積周期性變化，完成藥液輸送。由于隔膜將藥液與油介質(zhì)分隔開來，活塞、缸套、活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件不與藥液直接接觸，避免了藥液腐蝕泵結(jié)構(gòu)零件，保證了這些運(yùn)動(dòng)部件的使用壽命。就可以保證較高的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率和較低的運(yùn)行成本。 1.活塞泵 2.導(dǎo)桿 3.探頭 4.隔膜 5.進(jìn)出料閥 圖7 隔膜泵工作原理圖 Fig7 Diaphragm pump working principle diagram 6 各關(guān)鍵傳動(dòng)件強(qiáng)度計(jì)算 6.1 變速箱Ⅰ軸強(qiáng)度計(jì)算 軸上受力如下圖圖7所示[4]， 由于皮帶輪輸入功率為動(dòng)力功率的20%，所以： 　　皮帶輪接受輸入功率： 　 N輸入=12.13×20%×0.78=2.43kw（效率) 轉(zhuǎn)速n2=135/210×2200=1414rpm 　　故皮帶輪上受到的輸入扭矩： （3） 對(duì)皮帶輪的松邊和緊邊張力分別為F1和F2，且F1=2F2 　　則： （4） 　　即： （5） 　　軸上齒輪受到嚙合力 Fp 　　齒輪分度圓直徑 d1 =59×3.5= 206.5 mm 列平衡方程，求軸上所有未知力：　 　 （6） 求解得： 　　　 根據(jù)受力可畫出彎矩圖和扭矩圖，從圖可知：危險(xiǎn)截面位B截面。 　　　 按第三強(qiáng)度理論校核有： 查表知20CrMn滲碳鋼的許用應(yīng)力： 　　　 可見，軸的強(qiáng)度是符合設(shè)計(jì)要求的。 圖8 軸的力學(xué)分析圖 Fig8 Shaft mechanics analysis diagram 6.2 Ⅰ級(jí)V帶傳動(dòng)計(jì)算 （1）已知 選擇工作情況系數(shù) 計(jì)算功率 （7） （2）帶型選擇B型V帶 （3）取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 驗(yàn)算帶速 （8） （4）確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)，初定中心距， 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （9） 取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 計(jì)算實(shí)際中心距： （5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 故主動(dòng)輪上的包角合適。 （6）確定帶的根數(shù) （10） 式中：包角系數(shù)， 查表得 Ka=0.96KL； 長(zhǎng)度系數(shù)， 查表得 KL=0.90； 計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶額定功率的增量，查表得 △P0=0.79； 單根V帶的基本額定功率，查表得 ； 由公式 Z = Pca/(P0+△P0)KaKL； （11） 求得 Z=1.89， 取Z=2。 7 噴霧機(jī)其他部件的選用 7.1 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 7.1.1 軸承選用 對(duì)于輪芯1，主要受徑向力的作用，可采用一對(duì)深溝球軸承，根據(jù)受力分析，可選用61909 GB/T276-94型軸承[5]。輪芯2上軸承可選61906 GB/T276-94 7.1.2 螺母選用 根據(jù)軸芯1的尺寸，確定蝸輪軸心1螺紋端所選配套螺母為GB/T 6171—2000 M30×2 7.1.3 墊圈選用 根據(jù)軸徑尺寸選用墊圈為GB97.1—85 30—140HV 7.2 隔膜泵配套電機(jī)的選擇 根據(jù)液壓泵的性能參數(shù)，所需電機(jī)工作方式為連續(xù)工作，溫升可達(dá)穩(wěn)定值，屬變轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，所需功率小，初步選用Y100L2—4型三相異步電動(dòng)機(jī) 其主要參數(shù)為： 額定功率：3 KW 額定轉(zhuǎn)速：1430 r/min 效率：0.825 凈重：38 kg 7.3 空氣濾清器選用 空氣濾清器可以用來維持藥箱里與外界大氣壓力平衡，同時(shí)預(yù)防灰塵從外部飄入箱體，保持箱體內(nèi)的藥液干凈。在此選用由C—M12空氣濾清器。其大體尺寸如下 圖9 空氣濾清器尺寸 Fig 9 The size of the Air filter 7.4 過濾器選用 過濾器的作用是清除藥液中的各種雜質(zhì)，以免其劃傷、磨損，甚至卡死有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，或堵塞零件上的小孔及縫隙，影響系統(tǒng)的正常工作，降低液壓元件的壽命，甚至造成液壓系統(tǒng)的故障。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，過濾器選用WU63×180螺紋連接型網(wǎng)式過濾器，其主要參數(shù)如下 過濾精度：180,壓力損失：≤0.01 MPa 流量：63 L/min,通徑 ：25 mm 7.5 藥箱設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，藥箱選用400L容量的規(guī)格，邊長(zhǎng)尺寸為 所選材料為工程塑料尼龍1010，它與不銹鋼相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)比重輕，便于攜帶。 (2)加工性比不銹鋼好，可大批采用注塑成型。 (3)成本比金屬低。 (4)耐腐蝕性能好。 7.6 膠管選用 選用由鹽城華興液壓機(jī)械有限公司生產(chǎn)的膠管總成，其型號(hào)為GB965.3-88-25 其具體參數(shù)如下: 膠管內(nèi)徑：25mm ； 通徑：25mm； I層工作壓力：8MPa； II層工作壓力：10MPa； III層工作壓力：13MPa。 8 安全設(shè)計(jì)以及照明法案 8.1 安全設(shè)計(jì) (1)所有能夠運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)件都應(yīng)該列為危險(xiǎn)物件，還有所有能夠旋轉(zhuǎn)的工作部件、外露的部件都要安裝安全防護(hù)的裝置。 (2)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管以及水箱加水口處應(yīng)該設(shè)置有效的防護(hù)裝置，從而防止工作人員的燙傷。 (3)在任何可能發(fā)生人身安全傷害事故的機(jī)械部位和附近要明顯設(shè)置安全標(biāo)志。 (4)在噴霧機(jī)上可以配置滅火器，要安裝在容易取卸的位置上。 8.2 蓄電池、發(fā)電機(jī)及照明設(shè)計(jì)方案的確定 本履帶式噴霧機(jī)可用于白天以及夜間同時(shí)進(jìn)行工作，根據(jù)在果林內(nèi)晚上作業(yè)照明的要求，噴霧機(jī)上附帶配置功率為150W的永磁發(fā)電機(jī)、24V的蓄電池以及工作100W的照明燈，以及照明電路所需要的啟動(dòng)開關(guān)、安培表、電位開關(guān)和線路等元件。 8.3 噴霧機(jī)的操作注意事項(xiàng) (1)在打農(nóng)藥前要穿戴嚴(yán)實(shí)。戴口罩，手套，穿長(zhǎng)袖衣服和長(zhǎng)褲。 (2)在打農(nóng)藥前先仔細(xì)查看農(nóng)藥標(biāo)簽的說明，農(nóng)藥標(biāo)簽上都有解毒方法。 (3)要仔細(xì)了解農(nóng)藥毒性。高度和劇毒農(nóng)藥需要嚴(yán)格按照標(biāo)簽說明使用。操作人員必須帶好防護(hù)用品。入口罩、手套、長(zhǎng)衫、長(zhǎng)褲等。嚴(yán)禁超量使用。 (4)操作人員必須清楚的知道，即使中低毒農(nóng)藥也必須按照標(biāo)簽嚴(yán)格使用，要嚴(yán)防安全事故的發(fā)生。 (5)操作人員應(yīng)該盡量少的直接接觸農(nóng)藥，在施藥作業(yè)的時(shí)候切記勿飲食、飲水、吸煙。并且施藥時(shí)站在上風(fēng)處使自己處于一個(gè)相對(duì)安全干凈的環(huán)境。 (6)打完農(nóng)藥后操作人員應(yīng)該第一時(shí)間打開打藥車的洗手箱，使用普通（堿性）肥皂情洗手或者其它身體部位，下班后應(yīng)該立即洗澡洗澡。 (7)工作人員應(yīng)該時(shí)刻記住無論任何時(shí)候不要污染打藥車洗手箱，時(shí)刻保證洗手箱的水是充足和干凈的。 (8)操作人員在洗完手時(shí)同時(shí)別忘記也把水龍頭清洗干凈，做到手和身體干凈，水龍頭開關(guān)和嘴部同樣干凈，這樣便可以避免不必要的污染。 (9)在后備箱里帶一塊普通堿性肥皂，已用于更快地去除掉手上殘留的農(nóng)藥。 9 結(jié)論 通過大四最后幾個(gè)月的時(shí)間，在得到畢業(yè)設(shè)計(jì)選題后，結(jié)合大學(xué)間所學(xué)的課程理論以及實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行了一次大應(yīng)用。對(duì)于丘陵式履帶式噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)的過程中，我不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)和回顧以往學(xué)過的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)的過程中得到很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。 在這幾個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過閱讀瀏覽大量的資料，其中很多是以前學(xué)過的專業(yè)課本，加深了我對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的印象。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，常常會(huì)遇到很多問題。這時(shí)候要學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，在資料，書本中去找到相關(guān)內(nèi)容，要學(xué)會(huì)使用各種工具書。在本次設(shè)計(jì)中，我遇到了很多的問題，比如說液泵的選擇等我就查閱了各種泵的優(yōu)缺點(diǎn)，再結(jié)合自己設(shè)計(jì)的需要來進(jìn)行選擇從收到履帶式噴霧機(jī)的課題后，我自己通過圖書，以及上網(wǎng)去查閱了很多關(guān)于該機(jī)械種類的文件和資料，比如履帶底盤的設(shè)計(jì)，噴霧機(jī)噴桿的研究，以及各種發(fā)動(dòng)機(jī)，如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之間的差異和比較，然我收獲了很多額外的知識(shí)和內(nèi)容。 合理利用電腦以及Auto CAD等畫圖等電腦軟件來輔助畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，使自己的設(shè)計(jì)過程更加方便。 再有對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性能的調(diào)查，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品的目的就是創(chuàng)造價(jià)值，讓這個(gè)世界更加美好，同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)目的是乃至我們?nèi)祟惖墓餐康暮拖Ｍ?。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要能夠更好的提升我們的生活品質(zhì)。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)我國(guó)果園機(jī)械化程度低缺乏大型高效的果園作業(yè)機(jī)械。果園多項(xiàng)作業(yè)大都主要依靠人工完成生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高、由于農(nóng)忙時(shí)節(jié)的勞動(dòng)力緊缺而造成的損失很大。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的果園管理機(jī)械多以手扶式、手持式和背負(fù)式等微小型機(jī)為主。在這[15]些微小型機(jī)具中，部分機(jī)具可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如可以實(shí)現(xiàn)開溝、培土、起壟、旋耕等多功能的果園微耕然而在作業(yè)效率方面，微小型機(jī)不能與國(guó)外大型機(jī)具相提并論。在了解到中國(guó)的機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀下，我們這一輩更需要加大努力去為自己國(guó)家的農(nóng)用機(jī)械的進(jìn)步而奮斗。 參考文獻(xiàn) [1] 曹洪.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000: 80-102. 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World Dev 2007:22-26 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和支持我的指導(dǎo)老師李明老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在農(nóng)大四年的學(xué)習(xí)生活即將畫上一個(gè)句號(hào)，不過這也是我走向社會(huì)的一個(gè)新的起點(diǎn)?；仡櫵哪陙淼膶W(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無限感激。在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到李明老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，李明老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，不僅是在學(xué)術(shù)上給與我?guī)椭瑫r(shí)在做事做人上給予了我更多的啟迪，再一次向他表示衷心的感謝。 大學(xué)即將結(jié)束之際，我要把最真摯的祝福祝愿給養(yǎng)育我的父母?jìng)?，沒有他們幾十年來孜孜不倦的教誨和養(yǎng)育，就沒有我的今天，所以我所取得的所有成果都有他們的莫大功勞，再此，對(duì)我的父母真摯的說一聲，謝謝！同時(shí)以后我會(huì)用自己的行動(dòng)為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，報(bào)答家人，報(bào)效社會(huì)。其次，對(duì)一直支持陪伴我的親戚和好朋友們也表示衷心的感激，你們一直是我成長(zhǎng)路上的重要伴侶，沒有你們，我的生活將暗淡無光。 值此論文完成之際最后，在對(duì)百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授表示感謝，謝謝你們！ 附錄 附錄1: 裝配圖 附錄2：帶輪 附錄3：六角頭螺栓1 附錄4：減速箱箱體1 附錄5：減速箱箱體2 附錄6：液壓圖 附錄7：Ⅰ軸軸芯 附錄8：Ⅱ軸軸芯 附錄9：減速箱箱蓋1 附錄10：減速想箱蓋2 附錄11：支重輪 附錄12：支重輪端蓋 附錄13：藥箱 附錄14：噴管部件圖 附錄15：噴桿 附錄16：噴桿支架支撐桿 附錄17：噴管支撐桿 24