山区履带式喷雾机设计说明书.pdf

山区履带式喷雾机设计 摘 要：本设计主要是针对我国是世界上第一大茶叶生产国和第二大出口国，茶叶在我国经济作物中占有着比较重要的地位，大部分茶园分布在山区和丘陵地区，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入茶园行间作业的特点，研制出的一种高效低污染的山区履带式喷雾机。这种山区履带式喷雾机，可以提高植保的喷洒质量，可以提高病虫防治效果，同时又可以减少对环境的污染。使用这种喷雾机，可使相同的药剂量提高防治效果2 3 倍，同时减少农药流失30%以上，缩短作业周期，提高作业效率。关键词：高效；低污染；喷杆；喷雾；2 The Design of Mountain Caterpillar Spray Machine Abstrac:This design is mainly for our country which is the worlds largest tea producer and the second biggest exporter,tea take important position in the countrys economic crops,the majority of tea garden distribution is the mountains and hills region,the existing mechanical for homework is under-powered and large size are difficult to get into multiple tea garden for working,so an efficient,low pollution mountain caterpillar spray machine is designed.This mountainous caterpillar sprayer,can improve the quality of spraying plant,and the pest control effect,meanwhile,it also can reduce the pollution to the environment.It can make the same dose of medicine improve control effect 2 3 times,and at the same time reduces pesticide loss more than 30%,shorten the operation period,and enhance the working efficiency by adopting this.Keywords:high efficient;Low pollution;Spray rod;spray 3 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前言2 2研究目的和研究意义3 3 山区履带式喷雾机总体方案 3 3.1 设计题目3 3.2 设计题目3 3.3 山区履带式喷雾机参数确定3 3.4 主要机构组成4 3.5 工作原理4 4 控制系统4 4.1控制系统的作用4 4.2控制系统设计方案的拟定4 4.3控制系统的工作原理4 4.4控制系统的蜗轮蜗杆确定5 4.4.1设计分析5 4.4.2选用材料5 4.4.3初定参数5 4.4.4蜗轮1 轮芯的计算6 4.4.5蜗轮2 轮芯的参数计算7 4.5蜗杆蜗轮箱体箱盖的设计7 4.6支架的设计7 4.7标准件的选用9 4.7.1轴承选用9 4.7.2 键选用10 4.7.3 螺母选用10 4 4.7.4 垫圈选用10 5 供药系统11 5.1 供药系统的结构组成11 5.2 液压泵的选型11 5.3 液压泵配套电机的选型12 5.4 减速器的选用12 5.5 联轴器的选用12 5.6 滤清器的选用13 5.7 过滤器的选用13 5.8 溢流节流阀选用14 5.9 药箱设计14 5.10 管路总成选用14 6 喷雾系统15 6.1 喷雾系统的机构组成15 6.2 风机选型15 6.2.1 喷雾机轴流风机应满足的特殊要求15 6.2.2 风机选用原则15 6.2.3 选型的理论计16 6.2.4 校核16 6.3 风筒设计17 6.3.1 标准件的选用17 6.4 喷头选型17 7 结论18 参考文献19 致谢20 附录20 1 前言 精细农业已经成为国内外发展的重要方向，为合理利用农业资源，提高农作物产 5 量，降低生产成本，改善生态环境，精细农业研究成为了不可遏止的前沿性之一。减少环境负荷，保护环境可持续发展是全世界科研技术发展的主旋律；中国“十二五”规划中明确提出“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”，我国的喷雾机械格局是手动和小型机动为主，其特点为喷雾性能差、机构落后、品种单一、喷雾质量差、农药的有效利用率仅为20%30%，大部分农药都流失到土壤和环境中去，造成资源浪费、环境污染和农产品中农药残留超标，影响可持续发展战略；并且每年造成我国因农药和药械使用不当而产生中毒伤亡人次高达十万左右。随着社会经济的发展，工业化进程的加快，人类赖以生存和发展的环境正在急剧的发生变化，环境问题已构成威胁人类生存、制约经济发展的重要因素。因此，减低环境负荷、节药的生产技术是未来发展的方向。湖南省也在“十二五”规划中指出了要加强农业机械化及其自动化的建设来实现现代农业的高效率、低污染、节能、环保；目前茶园旱地农作物生产作业功能单一、劳动强度大、能源和劳务资源浪费大、施药过程中对人身的安全和环境污染缺少考虑。国内，目前我国的施药器械仍然比较落后，常用的喷雾方式有：手动喷雾机、背负式机动喷雾喷粉机、喷射式机动喷雾机、喷杆喷雾机以及航空喷雾机械等。国际上，欧美国家与日本等部分亚洲国家对有关技术研究较深。俄罗斯研制的果园喷雾机采用超声波传感技术；德国十分重视生态环境问题，进行了对定向靶喷雾，包括使用辅助气流、静电喷雾、利用光电、红外技术的等智能测靶喷雾技术；精确喷雾，包括根据作业速度和作物密度自动调节喷量的智能喷雾技术；农药回收技术，采用静电或气流负压等技术将靶标外的雾滴回收；在国内，主要有山东华盛农业药械股份有限公司研制的3WF 2.6 型背负式机动喷雾喷粉机，它采用了动力系统；新疆农科院农业机械化所研制的91WZ 2B 型自走式超低量静电喷雾机。它们都是传统机械的改进和改装，总体上我国喷雾机自己研究的技术较少，都只是在装备上和技术上引进和借鉴了部分的国外技术，仍远远落后于国外的技术，还没有形成一种我国喷雾机的主力军。2 研究目的和研究意义 在现代农业中，喷雾机是一种不可或缺的农业生产工具，山区履带式喷雾机的使用有利于更好的实现农业机械化的发展需求，降低劳动生产强度，提高劳动生产率降低生产成本，使得农民的生活更加美好。中国是茶叶的原产地，是最早发现茶树的国家，是当今世界第一大茶叶生产国和世界第二大出口国，在我国经济作物中占有非常重要的地位。目前，随着我国农村劳 6 动力减少和手工作业效率较低，茶园中耕除草、植保、施肥、修剪、采摘等环节劳动力短缺、成本加大，给我国茶业的发展带来巨大的挑战。我国大部分茶园分布在山区和丘陵地区，茶树单一、条栽种植对机械提出了特殊要求，现有的田间作业机械因动力不足和自身体积较大而很难进入茶园行间作业，满足要求的茶园作业机械设备严重缺乏，对功率大、效率高、体积小、自重小、传动平稳、适应坡地工作环境的茶园机械设备需求越来越迫切。目前茶叶、肥料等生产资料的人工运输，生产效率低，劳动强度大，不适合机械化发展的要求，因此研制一种采用履带式适应在茶园操作的喷雾机械是有必要的。3 山区履带式喷雾机总体方案 3.1 设计题目 山区履带式喷雾机设计 3.2 设计要求 1）所设计的山区履带式喷雾机主要用于茶园植保。2）喷雾机射程达到25m 以上。3）喷雾机喷量达到40L/min。3.3 山区履带式喷雾机参数确定 根据设计要求确定所设计山区履带式喷雾机的主要参数 雾谱范围 3090 m 射程 大于25 m 喷雾流量 40 60 L/min 喷雾压力 0.25Pa 竖直旋转角 -30 +45 水平旋转角 360 风量 85 164 m3/min 风压 1390 880 Pa 履带式行驶速度 5 10 km/h 3.4 主要结构组成 大体由履带式行驶系统、小型柴油发电机、喷雾系统、供药系统、控制系统等组成。3.5 工作原理 通过控制系统启动发电机带动供药系统、喷雾系统的轴流风机产生强大的气流，7 将经过供药系统、喷雾系统雾化后的农药雾滴送达茶园中各茶树植物的目标，从而达到防治目的和防治效果。4 控制系统 4.1 控制系统的作用 通过蜗轮蜗杆来实现风机风筒的竖直和水平方向的旋转。4.2 控制系统设计方案的拟定 采用蜗轮蜗杆，通过控制系统摇动蜗杆，从而带动风机风筒做竖直、水平方向上的回转。结构简图如下图 图 1 蜗轮蜗杆结构简图 Fig l Worm gear and worm structure diagram 4.3 控制系统的工作原理 通过控制系统的手柄转动蜗杆1，带动蜗轮1 做竖直方向上的回转，从而带动固定在蜗轮1 轮芯轴上的风机支架绕蜗轮1 轮芯轴的回转，进而实现风机竖直方向上的转动，通过控制系统的手柄转动蜗杆2，带动蜗轮2 做水平方向上的回转，使得蜗轮2轮心轴带动风筒做水平方向上的回转。4.4 控制系统蜗轮蜗杆设计 4.4.1 设计分析 根据设计要求，可知对蜗轮蜗杆设计精度要求较低，属低速、轻载和不重要传动，对传动比要求也不高，只需自锁性能良好，故可选用阿基米德蜗杆（ZA 蜗杆），闭式传动。4.4.2 选用材料 8 蜗杆选用45 钢，进行渗碳淬火处理，蜗轮、轮芯选用灰铸铁HT150，进行滚削处理。灰铸铁HT150 的主要性能参数E=120Gpa b=145Mpa1 4.4.3 初定参数 根据设计要求不高，确定圆柱蜗轮、蜗杆的参数查机械设计手册可选用蜗轮和蜗杆参数如下表 表 1 蜗轮的基本尺寸和参数 Table 1 The basic sizes and parameters of worm gear 中心距a 传动比 模数m 蜗杆分度圆直径 蜗杆头数 蜗轮齿数 蜗轮变位系数/mm I /mm d1 Z1 Z2 X2 80 62 2 35.5 1 62 0.125 表 2 蜗杆的基本尺寸和参数 Table 2 The basic sizes and parameters of the worm 模数m 轴向齿距 分度圆直径 头数 直径系数 齿顶圆直径d 齿根圆直径d m2d1 值 说明/mm px/mm /mm Z1 q /mm /mm 2 6.283 35.5 1 17.75 39.5 30.7 142 自锁 根据b1（蜗杆齿宽）（13+0.1Z2）m da1（蜗杆齿顶圆直径）=d1+2m B（蜗轮宽度）0.7da1 da2（蜗杆齿顶圆直径中间平面）=22md df2（蜗杆齿根圆直径中间平面）=22.4md de2（蜗轮顶圆直径）2dam0.8 c=cc m 0.2c 将表中数据代入上式 d2=mZ2=2 62=124 b1（13+0.1Z2）m=19.2mm B 27.65 mm da2=128 mm df2=119.2 mm de2 129.6mm 为便于加工，取b1 为 60mm，B 为 20mm。4.4.4 蜗轮1 轮芯的参数计算 直径确定 喷雾机工作时，轮芯1 所受的最大扭矩如下图 9 图 2 轮芯受最大扭矩分析图 Fig 2 Round by the maximum torque were core 其中G=mg=40 10=400 N m 求得重力G 对轴芯1 的扭矩为Tmax=G/2 L cos60=400 2 200 10-3 cos60=20N m 轮芯1 弯矩如下图 图 3 轮芯1 弯矩图 Fig 3 The bending moment figure of wheel core 1 可知Mmax=（G/2）L=200 30 10-3=6 N m 根据第三强度理论可知 2 选安全系数n 为 3，则=s/n=50Mpa 根据横力弯曲时，最大正应力lLb Tmax=20N m 3dW=32弯曲的强度条件 max 得 d 16mm 考虑到喷雾机作业于茶园，且为便于加工，取轴承端d=30mm。4.4.5 蜗轮2 轮芯的参数计算 直径d 的确定 3 10 选安全系数为5，得=s/n=30 Mpa F=mg=60 10=600 Nm (1)=F/A A=d2/4 =F/A 得 d 6 mm 对轮芯进行压杆稳定校核 4 由轮芯受力分析=23PE=20 根据压杆的约束条件为一端固定，一端铰支，查表得=0.7 根据截面为圆形4di，柔度0需满足0=li 假设满足 0，则d16.8 mm,取 d=30 mm 根据欧拉公式最大临界力22()crEIFl 其中464dI，E 为弹性模量，求得crF=1329 N 实际工作压力F=600 N,crF远远大于F 故以上计算可以采纳 蜗轮2 轴芯通过方孔与蜗轮蜗杆1 箱体联接，轴芯一端加工螺纹 蜗轮轴芯尺寸详见零件图 4.5 蜗杆蜗轮箱体箱盖的设计 由于对蜗轮箱体箱盖设计要求不高，可选用灰铸铁，采用砂型铸造成型，再根据要求在箱体上加工螺钉孔，在箱盖上加工通孔。根据铸件最小壁厚表，可知选用灰铸铁砂型铸造最小壁厚应不小于6mm，在此，箱体箱盖尺寸详见零件图。箱体箱盖通过螺钉连接。螺钉选用GB/T67 2000 M6 20 5。4.6 支架的设计 选用材料为Q235 钢，上端采用E 系列焊条手工焊接与风机风筒部分联接，下端先加工一通孔，再通过一A 型普通平键与蜗轮1 的轮芯相联。其具体尺寸见零件图 11 图 4 零件图 Fig 4 The figure of Parts 强度校核 对其进行压缩强度校核，当支架与地面成90。，A A 截面是最危险截面，取安全系数为2 ssn 235117.52 MPa (2)40020.52020NFA Mpa (3)因，故满足。对其进行弯曲强度校核 当支架与地面成60。时，截面A A 最危险，截面A A 尺寸如下图 根据max33cos60max213()6NFlMb HhWH (4)故满足要求。对其进行压杆稳定校核，对支架进行分析，可知其为一端固定，一端为铰支座，因此，=0.7，根据li 0.289iH 得0.72009.70.2890.289 50lH 对于用Q235 钢，其21pE 12 图 5 截面A A Fig 5 Section A-A 296(206 10)200 10 100 230423594.171.12sab 因为2，故应按压缩的强度计算，所以所设计支架的尺寸满足要求。焊缝强度校核 初步拟定焊缝长度为10 mm。对焊缝进行受力分析可知，焊缝主要受压力作用 F=400 N。根据焊缝受压力作用的对接焊缝强度条件，cFLs，其中c=200 Mpa，s=2 50310 20310=2310 2m 求得L 1 mm，故所设计焊缝符合要求。4.7 标准件的选用 4.7.1 轴承选用 6 对于轮芯1，主要受径向力的作用，可采用一对深沟球轴承，根据受力分析，可知 13 其大小 F=2Md=22maxmax2MTd=743.6 N，所以单个轴承所受径向力为371.75 N，结合轴在装轴承处的直径拟定为45mm，因此对于轮芯1 完全可选用61909 GB/T276-94 型轴承。同理，对于蜗杆1，可选用一对61906 GB/T276-94 型轴承；轮芯2 上轴承可选61906 GB/T276-94，下轴承为推力轴承，代号为51106 GB/T301-1995；蜗杆2 可选61906 GB/T276-94 型轴承。所选轴承具体参数可详查机械手册984、922 页。4.7.2 键选用 蜗轮轮芯轴与蜗轮、支架通过键联接，键初步选定为 键 10 18 GB/T 1096 1979 对键进行校核 根据2 pTdkl；(5)2 Tdbl ；(6)lLb ；(7)查表知 =100 MPa，=90 MPa。33320241.730 104 108 10p Mpa 33322 2016.730 1016 1018 10TdblMpa 因 p ,故所选键满足要求。4.7.3 螺母选用 根据蜗轮轴芯1 的尺寸，确定蜗轮轴心1 螺纹端所选配套螺母为GB/T 6171 2000 M30 2，蜗轮轴芯2 的尺寸，确定蜗轮轴芯2 螺纹端所选配套螺母为GB/T 6171 2000 M20 2。4.7.4 垫圈选用 根据轴径尺寸选用 对于蜗轮轴芯1 两端选用垫圈为GB97.1 85 30 140HV 其具体参数如下 内径：31.33mm 外径：56mm 14 厚度：4.3mm 对于蜗轮轴芯2 端选用垫圈为GB97.1 85 20 140HV 具体参数如下 内径：21.3mm 外径：36.5mm 厚度：3mm 5 供药系统 5.1 供药系统的结构组成 主要由液压泵、联轴器、减速器、发动机、药箱、过滤网、空气滤清器、溢流节流阀及管路组成。工作原理：发电机控制液压泵配备电机启动，从而液压泵将药箱中的药液经管路泵到喷嘴。5.2 液压泵的选型 根据设计要求，选用SN-MB40 型活塞式隔膜泵 活塞式隔膜泵具有流量较大、压力较高、体积小、结构紧凑、耐腐蚀能力较强、操作和维修方便、能经受短时脱水运转、适用范围广等特点。它可与多种动力设备（以小型发动机、电动机、手扶拖拉机、中小型轮式拖拉机、汽车等等）配套，组成各种型式的喷雾机及弥雾机。广泛适用于农业、林业及城市园林防病虫害，喷洒液态化学肥料和除草剂，也可用于工业清洗、卫生消毒、建筑喷浆、化工输液、环境保护等工业领域，是目前一种新型的工农业用的理想液泵。活塞式隔膜泵的结构及工作原理如下图所示：电动机通过减速机驱动曲柄滑块机构，将旋转运动变为活塞的直线运动，带动活塞往复运动，活塞借助油介质使橡胶隔膜凹凸运动，在隔膜室腔内的矿浆容积周期性变化，完成药液输送。由于隔膜将药液与油介质分隔开来，活塞、缸套、活塞杆等运动部件不与药液直接接触，避免了药液腐蚀泵结构零件，保证了这些运动部件的使用寿命。就可以保证较高的连续运转率和较低的运行成本。主要技术性能参数 7 转速：600 转/分 常用工作压力：1.5-2.5 兆帕 最高压力：3 兆帕 流量：40 升/分 15 1.活塞泵 2.导杆 3.探头 4.隔膜 5.进出料阀 图 6 隔膜泵工作原理图 Fig 6 The figure of diaphragm pump working principle 配套功率：常用工作压力2.2 千瓦 最高压力 约 2.6 千瓦 吸水高度：4 米左右 泵净重：12 千克左右 中心高：102 毫米 外形尺寸（长宽高）：210260320毫米 5.3 液压泵配套电机的选择 8 根据液压泵的性能参数，所需电机工作方式为连续工作，温升可达稳定值，属变转矩性质，所需功率小，初步选用Y100L2 4 型三相异步电动机 其主要参数为：额定功率：3 KW 额定转速：1430 r/min 效率：0.825 净重：38 kg 因选用电机输出转速与泵工作转速不一致，故需选用一减速器，5.4 减速器选用 输入轴转速1430 r/min，传动比为2.24，输出轴为600 r/min，所需传递功率3KW，可以选用齿轮减速器。5.5 联轴器的选用 参考机械设计P213 9 式 Tca=KAT 式中 T联轴器所需传递的名义转矩，N m；Tca联轴器所需传递的计算转矩，N m；KA工作情况系数，其值参考机械设计p213 表 10.1 16 Tca T n nmax 选 KA=3.1 得 Tca=KAT=62.11 Nm 查手册选用普通凸缘联轴器，型号为24 3851 25 44JYLJ B GB5843 86 其技术参数为 许用扭矩：63 N.m 许用转速：nmax=5500 r/min（联轴器材料为铁）nmax=9000r/min（联轴器材料为钢）轴孔直径：dmin=22 mm，dmax=28 mm。5.6 空气滤清器选用 空气滤清器用于维持药箱里面的压力和大气压力平衡，并防止脏物颗粒从外部进入箱体，保持箱体内药液的清洁。在此选用由温州市兴瓯液压件厂生产的C M12 空气滤清器。其大体尺寸如下 图 7 空气滤清器尺寸图 Fig 7 The figure of air filter size 5.7 过滤器选用 过滤器的作用是清除药液中的各种杂质，以免其划伤、磨损，甚至卡死有相对运动的零件，或堵塞零件上的小孔及缝隙，影响系统的正常工作，降低液压元件的寿命，甚至造成液压系统的故障。根据设计要求，过滤器选用WU63 180 螺纹连接型网式过滤器，其主要参数如下 过滤精度：180m,压力损失：0.01 MPa 流量：63 L/min ,通径：25 mm 17 5.8 溢流节流阀选用 用来调节喷雾机工作时的输出流量大小，当管路出现故障时，还具有溢流阀的作用，在此选用FBG-03-125-10型溢流节流阀 10。其技术参数如下 最高工作压力：25 Mpa 流量：125L/m 流量调节范围：1 125 L/min 调压范围：1 25MPa 5.9 药箱设计 根据设计要求，药箱外形设计成立方体，边长尺寸为850mm，壁厚为20mm。所选材料为工程塑料尼龙1010，它与不锈钢相比，它具有以下优点 1）比重比不锈钢轻，可大大减轻重量。2）加工性比不锈钢好，可大批采用注塑成型。3）成本比用不锈钢低。4）耐腐蚀性能能够满足使用要求。5.10 管路总成选用 选用由盐城华兴液压机械有限公司生产的A 型扣压式胶管总成，其型号为GB965.3-88-25 11 其具体参数如下 胶管内径：25mm 通径：25mm I 层工作压力：8MPa ,II 层工作压力：10MPa III 层工作压力：13MPa 6 喷雾系统 6.1 喷雾系统的结构组成 主要由风机、风筒和喷头组成。6.2 风机选型 12 风机是风送式喷雾机的主要工作部件，风机的选型直接影响到喷雾机的工作效率和喷洒质量。喷雾机依靠风机鼓出的气流将雾滴进一步破碎雾化，并使雾滴具有足够 18 的动能穿透作物枝叶。这样，伴有微小气流的雾滴就填充于作物枝叶间、使得叶背、叶面都粘着含有药液的雾点。由于轴流式风机的风量大，气流出口直径也比较大，喷出的气流衰减慢，射程远，扩散均匀，成为许多风送式喷雾机的主要部件之一。6.2.1 喷雾机轴流式风机应满足的特殊要求 喷雾机上选用的轴流风机不同于一般工业轴流风机 13，它在设计上具有一些特殊的要求：1）喷雾机是田间移动作业的机具，整机重量要轻，外形尺寸要小，因此相应要求配套的风机体积要小，重量要轻。2）风量要大，出口气流速度要高；风压也要求较高 以利于雾滴的雾化与远距离输送。3）风机转速要高。4）风机效率要与喷雾机整机效率相适应，并与发动机配套，要使发动机功率有一定的储备，保证发动机在额定转速下工作，以达到满意的喷洒效果 6.2.2 风机选用原则 14 1）风机要有一定的静压和尽可能大的动压，并使出口气流速度尽可能大使喷雾机的射程增大。2）在一定的功率和风压条件下，风量应尽可能大，风量大可使喷洒的范围加大 喷洒的均匀性好；同时，风量大还可以使风机的出口流速衰减较慢，在出口风速较低的情况下也能达到射程较远的效果。3）出口气流不但应考虑尽可能大的轴向前进速度，而且还应考虑有适当的回转速度，使气流边回转边向前进，这样虽然对提高射程有一定影响，但可以改善雾滴在作物间隙的穿透能力，使作物下部和叶背部能增加药量。4）具有较高的风机效率。在正常情况下，风机应在高效区内工作。5）运转平稳，噪声和震动要小。6）结构尺寸尽可能小，以减轻机具重量，降低生产成本。6.2.3 风机选型的理论计算 根据圆喷嘴紊流自由射流中心轴速度计算公式 15，推导结果如下：000.96/0.29mVVS R (1)式中：mV风机出口方向上被测横截面中心轴线上的气流速度（m/s）；19 V0气流在风机出口处的初速（m/s）；紊流系数；R0风筒的出口半径（m）；S气流射流轴线离风机出口的距离（m）。紊流系数随出口风速成一定比例增大 根据湖 南农业机械化研究所试验得出的经验公式 16 =0.055+0.0005 V0 （2）选择风机时 当风机在室内试验时 喷雾机的理论射程是风速达到2m/s 时的射程。因为当风速小于这个值时气流已不具有携带雾滴的能力。代入式中 求出气流在不喷雾状态下的最大射程ST。气流的动能来自风机的叶片 这部分能量被分为两部分,一部分用于破碎雾滴，而另一部分能量必须用来输送雾滴，因此实际喷雾时的射程SR,即 STSR,通过大量试验证明,在不同的流量下,SR的值不同,一般来说SR要比ST小10 12m 左右。根据所设计喷雾机实际射程应达到25m；初步选用 YBT-4 轴流式风机，轴流式风机具有风量大，气流衰减速度慢的优点，目前被广泛地使用到风送式喷雾机中 16。其主要参数为：额定功率：4 KW 额定电压：380/660 V 全风压：1390 880 Pa 风量：85 164m3/min 6.2.4 校核 风筒的直径如果按照290mm 计算风筒出口横截面积S=0.066m2 17，可求出气流的出口风速V=41.414m/s。根据式2，可得=0.0757，取Vm=2m/s。把上述已知条件带入式1，得出不喷雾条件下的气流最远输送距离ST=37.521m，即实际喷雾的输送距离为 SR=25.521 27.521m，故风机选用合理。6.3 风筒设计 18 风筒结构尺寸详见零件图。6.3.1 标准件选用 风机风筒联接采用螺栓联接，螺栓选用GB/T 5780 2000 M12 60，螺母选用GB/T 6171 2000 M12 1.5，垫圈选用GB97.1 85 20 140HV 19 6.3.2 螺栓联接强度校核 20 对螺栓进行受力分析，可知螺栓主要受风压对它的拉应力 20 331390(440 10290 10)1204F N m，F 属轴向载荷。根据公式 14 Fd 查手册可知螺栓公称屈服极限300sMPa，取安全系数为3，则300 1003sn MPa 可得11.6d mm，因12 远大于1.6 故所选螺栓合理。6.4 喷头选型 喷头是使药液雾化和均匀喷射的关键部件，在喷雾装置中起着非常重要的作用，喷雾装置通过喷头控制液体的流量，使液体雾化成雾滴并将雾滴均匀分布在一定距离的目标物上。合理选用喷头，是提高喷雾质量的重要保证 21。喷头的选型通常是根据喷孔的尺寸、液体压力、喷雾设备的行走速度以及喷头离开地面的高度而进行选用。选用风轮转盘式喷头，其雾化装置采用驱动风轮叶片和雾化齿盘相结合，风轮和雾化齿盘安装在同一个旋转轴上，由风机产生的高速气流在导风筒中吹动驱动风轮叶片从而带动雾化齿盘也高速旋转，此时，由液泵输至雾化齿盘的液体，依靠离心力的作用把药液雾化成雾滴，此时，由风机产生的高速气流把雾化的雾滴吹向远处。在此，选用水鸟转盘式喷头，结构简单、容易制作、成本低廉、使用方便，它可使得覆盖范围内的喷灌特别均匀，特别适合低量和超低量喷雾，在微风条件下，喷头具有喷量小、射程远和雾化性能好，特别适合缺水地区喷撒农药。其大体结构如下图所示：其主要参数如下 喷雾量：60 L/min 雾化转盘直径：90 mm 风轮叶片数：8 雾化齿盘齿数：360 风轮直径：240 mm 21 图 8 水鸟转盘式喷头结构图 Fig 9 The figure of turn waterfowl disc nozzle structure 7 结论 从大四上学期，指导老师给出了毕业设计题目之后，我结合大学期间所学知识以及市场调查，对山区履带式喷雾机的设计有了初步的构想，并在接下来的几个月里，不断的进行着摸索学习和设计，体会如下：1、温故而知新。在设计过程中，我查阅了大量的资料，其中很多是以前学过的专业课本，在次打开专业课本的时候，刚开始还有些似生似熟的感觉，细读之后，印象非常深刻，并且还能够解决一些以前感觉非常辣手的的问题。通过这次学习，加深了我对专业基础知识的印象。2、遇到问题要多问多想，要到书本中去找答案，要学会使用工具书。在本次设计中，我遇到了很多的问题，比如说液泵的选择等我就查阅了各种泵的优缺点，再结合自己设计的需要来进行选择。3、利用先进的设备，充分的利用现在的计算机技术和试验设备，对产品的数据分析优化，使其合理完善。本次设计的复杂方程就是利用Mathcad 数学软件求解，得到了良好的效果。4、考虑产品的产业化，设计一个产品就能带动一种产业的发展，促进经济的发展和社会的进步，这才是设计者的责任，设计的产品用在关键处，市场经济是全方位的经济，任何一步落后都回个这个过程带来问题，所以设计要全面的考虑、多方位的论证以求的得到最好的结果。5、尽量采用标准化，减少加工工艺，设计中从材料到工艺尽量选用已有的材料和减少 22 加工工程，这样简化制造手续，降低了产品的成本。我的设计很多采用了标准材料和直接的螺栓联结，尽量避免工作面的加工并且保证了其精度。6、综合考虑产品，从设计的方案规划就要综合考虑产品的制造性能，安全性能和经济性能，以及以人为本的来设计整机的可靠性，安全第一，在高速转动部件安置护罩，零件端口采用圆弧过渡，整机的方案布置过渡优美，视觉开阔，人工操作部位高低适中。其次的产品的经济性能，良好的产品是被客户接受的产品，在材料的选用中和加工工艺方案慎重考虑，产品的宣传和市场的推广也应得到设计的重视。参考文献 1 吴尚斌.公差配合使用技术手册M.辽宁:科学技术出版社，1987:46-50.2 刘鸿文，黄毅.材料力学M.高等教育出版社，1991:37-40.3 刘鸿文，黄毅.高等材料力学M.高等教育出版社，1991:45-50.4 曹洪.农业机械设计手册(上)M.机械工业出版社，2000:99-100.5 雷天觉.液压工程手册M.机械工业出版社，1999:55-56.6王守城，段俊勇.液压元件及选用M.化学工业出版社，1998:46-47.7汤兴初.画法几何及工程制图M.高等教育出版社，1998：23-34.8谭建荣，张树有，陆国栋，施岳.图学基础教程M.高等教育出版社，1987:54-57.9 孙恒，陈作模，葛文杰.机械设计M.高等教育出版社，2005:100-102.10 周宏平.烟雾机的研究与发展J.农业机械学报，2000-11-20（15）.11 周弘平.液压与气压M.高等教育出版社，1997：20-22.12 欧亚明，刘青.轴流式风机在风送式喷雾机上的选型与计算J.中国农机化报，2005:2-3 13王荣编.植保机械学M.机械工业出版社，1999:5-6.14 王旭编.影响喷雾机工作性能的因素J.现代化农业，1996，7(6):5-6 15刘青等.91WDC 35 型风送式喷雾喷雾系统的试验研究N.新疆农业大学学报，2003-2-5(5).16李国喜.风力机基本结构J.农村资源，2002，7（1）.17王力军.喷雾机设计中喷头的选型J.农机化研究，2005，5（2):2-3.18 凌学勤.往复式活塞隔膜泵的技术参数及核心技术J.机电产品开发与创新，2006，6(5)：4-5.19张佳喜.风筒结构对风送式喷雾机喷幅的影响J.农机化研究，2007,7(1):5-6.20 Jadayil,Wisam M.Abu1 Mohsen,Mousa S.2.International Review of Mechanical Engineering;May2011,Vol.5 Issue 4,p637-645,9p.23 21 Parker,Philip M.1,2.City Segmentation Reports;1/16/2010,pN.PAG,342p,1 Diagram,246 Charts,1 Map.25 吨水平定向钻机推进机构设计 250t 单梁桥式起重机小车运行机构设计 450t 门式起重机金属结构设计 JS750 混凝土搅拌机结构设计 PLC 控制的翻转机械手的设计 PLC 控制的移置机械手的设计 S11-M-10010-0.4 型变压器的设计及制造工艺 SYYZ792 铜连铸连轧机（轧机部分）液压系统设计 X5040 升降台铣床数控改造（横向）ZL50 轮式装载机工作装置及其液压系统设计 安装支架的冲压工艺及模具设计 背负式小型机动除草机设计 步进电机驱动的小车电气控制系统设计 侧边传动式深松旋耕机的设计 茶籽含油量高光谱检测技术研究 柴油机活塞的加工工艺及夹具设计 车床拨叉加工工艺及夹具设计 车载机顶盒硬盘固定架优化和散热分析 搭扣冲压模具设计 带机架的立式摆线针轮减速机的设计 带式输送机自动张紧装置 单相电子式预付费电度表的设计 低压电动机软启动器的设计 电极片多工位级进模设计 蝶形螺母注塑模设计 24 多 功 能 钻 机 的 钻 架 设 计 仿形刨床液压系统设计 封箱机设计 盖帽垫片的冲压工艺及模具设计 缸体气缸孔镗削动力头设计 缸体曲轴孔与凸轮轴镗削动力头的设计 钢筋调直机的设计 高温高速摩擦磨损试验机设计 刮板式脱壳机设计 轨道式小型液压升降机机架和小车设计 红薯丁切制机构设计 红薯条切制机构的设计 高压瓶盖注塑模具设计 户用型太阳能水泵的设计 机床手柄注塑模设计 基于JN338 的电动机转矩转速测量系统设计 基于PLC 的包装生产线计数分配环节控制系统设计 基于PLC 的材料分拣模型控制系统设计 基于PLC 的加热反应炉电气控制系统的设计 基于PLC 的食用油灌装生产线的电气控制设计 基于PLC 的四轴联动机械手控制系统设计 基于PLC 的污水处理电气控制系统设计 基于PLC 四自由度机械手 基于单片机的电子秤的设计 基于单片机的电子密码锁设计 基于单片机的非接触式红外测温仪设计 基于单片机的智力竞赛抢答器设计 基于单片机的自动照明节能控制系统设计 基于单片机控制的LED 亮化设计 基于浮子流量计单片机流量控制系统的设计 矩形柱座双面倒角专用机床设计 25 矩形柱座双面铣专用机床设计 矿用固定式带式输送机的设计 辣椒切碎机的设计 离心式茶叶雨水叶脱水机设计 犁刀变速齿轮箱体加工工艺及夹具设计 立式离心式剥壳机设计 立式推杆减速机的设计 连杆端孔轴线平行度自动检测仪的设计 连杆端面平行度自动检测仪的设计 龙门动模式钢板模压机设计 漏斗式热风干燥机的设计 螺旋式榨油机设计 密封垫罩的冷冲压模具设计 棉花裸苗移栽机取苗机构设计与仿真 棉花裸苗移栽机送苗机构设计与仿真 棉花裸苗移栽机移栽机构设计与仿真 灭火器外壳注塑模设计 农用铺膜机设计 平衡臂机械手设计 普通车床的数控化改造设计 汽车变速箱体加工工艺及夹具设计 浅盒形件拉深工艺及模具设计 曲轴加工工艺及夹具设计 曲轴轴颈圆度自动检测仪的设计 曲轴轴线同轴度自动检测仪的设计 山茶采摘平台升降机构结构设计 山区履带式喷雾机总体方案 山楂采摘平台行走控制系统设计 上前盖注塑模设计 上下楼梯搬运器设计与仿真 生物质秸秆切碎机设计 26 手持式激光测距仪的设计 手动机器人控制系统的设计 手机外壳注塑模设计 手推式草坪修剪机设计与仿真 手推式割草机设计 数控回转工作台设计 双活塞浆体泵液力缸设计 水稻育秧播种流水线控制系统 水力切割除草试验台设计 太阳能路灯的设计 太阳能逆变设计 太阳能蓄电池充放电器控制的设计 太阳能最大功率跟踪系统的研究 筒形件的冲压工艺及模具设计 土豆清洗机的设计 拖拉机液压提升实验台设计 挖掘机液压系统的设计 万能材料试验机设计 微机控制硫化机卸胎装置设计 卧式离心式剥壳机设计 卧式推杆减速机的设计 洗地吸干机设计 小型便捷式除雪机的设计 小型电动绞肉机的设计 小型雕刻机结构设计 小型扫雪机设计 小型载货电动三轮车的设计 新型潜污泵的设计 压盖机设计 烟草基质覆填镇压机设计 烟机分烟包装机构液压系统设计 27 烟支分离装置的设计 液压控制的翻转机械手的设计 液压控制的移置机械手的设计 液压驱动油菜浅耕直播机设计 液压升降机的设计 液压站