高地隙自走式喷雾机动力传动系统的设计

我国大田农作物中后期病虫害防治迫切需要高行间通过性的高效植保动力机械,因而提出了一种自走式高地隙喷杆式喷雾机的动力底盘设计方案。该动力底盘采用四轮驱动和全液压四轮转向结构,具有离地间隙高、水旱兼用及机动性好等特点。为此,进行了总体方案的设计及基本参数的确定,介绍了传动系统的方案设计及工作原理,并对变速箱传动方案进行了设计。同时,重点对行走动力传动系统传动比、喷药液压动力传动系统参数与发动机工作特性之间匹配进行研究,在保证喷雾机作业时施药行走速度与施药机具效率最佳匹配的前提下,发动机在燃料经济性较高的区域内工作,实现高效、节能和环保的设计目标。     

3WFQ—1600型牵引式风送喷雾机研制与试验

因现代新型果园的种植模式及管理特点,小型的喷药植保机械不能满足新型果园的植保要求。为此,研制了3WFQ—1600型牵引式风送喷雾机。该机在隔膜泵和风机变速箱之间加装了联轴器,动力通过联轴器传递,优化了整机结构。通过理论计算完成了喷雾部件的选型,设计了R级风机流道结构和风机变速箱,风机叶轮直径1.0 m,叶片数为14,风机变速箱有高低两个挡位,其传动比分别是1:3.7和1:4.6,实现了风机转速0~2 0 0 0 r/min和0~2 5 0 0 r/min的无级变速。借用Inventor软件的实体建模功能,完成了喷雾机整机的设计装配。室内试验和样机的田间试验表明:风机转速达到1 500r/min时,风机两侧14个测试点的平均风速为16.3m/s,风量为12.8m~3/s,雾滴密度合格率为9 8.6 1%。     

冠层推拨装置对喷杆喷雾机雾滴飘失与沉积特性的影响

喷杆喷雾机具有作业效率高、雾滴覆盖率高、沉积分布均匀、防治效果好等优点,是目前大田作物最主要的施药机具。但受作物冠层遮挡和侧风等气象条件的影响,导致喷杆喷雾机作业时雾滴难以穿透到植株中下部并伴随飘失。为改善喷杆喷雾机喷雾雾滴在作物冠层的穿透性并降低飘移量,本文优化设计了一种适用于大田作物的喷杆喷雾机冠层推拨装置。并分别使用两种喷头(标准扇形雾喷头ST110-02、射流喷头IDK120-02)对该装置的减飘性和在小麦上的沉积特性进行了对比试验。结果表明:该冠层推拨装置对标准扇形雾喷头ST110-02的减飘效果强于射流喷头IDK120-02,其减飘效果分别为59.0%和9.5%;冠层推拨装置可以提高药液的沉积率,对于ST110-02喷头可增加18.0%,IDK120-02喷头增加了8.6%;同时该推拨装置对小麦植株的推拨作用增加了雾滴向冠层中下方的穿透效果,有利于药液在植株上的均匀沉积。     

牵引式液态肥喷洒机设计与试验

针对目前国内缺乏专业的液态肥喷洒机,设计了主要由罐体、吸料系统、排料系统和喷洒器等部件组成的牵引式液态肥喷洒机,建立了喷洒作业理论模型,并对真空泵排量、罐体结构、喷嘴喷射速度等关键参数进行了设计与计算。采用仿真软件对喷洒器散射挡板形状、散射挡板朝向、喷嘴形状和喷嘴喷射速度等关键因素进行了仿真分析,结果表明,为达到较好的喷洒效果,应采用扇形散射挡板、圆锥形喷嘴和13 m/s左右的喷射速度,散射挡板与水平面呈正夹角。以喷洒幅宽、均匀性变异系数、平均厚度为喷洒性能指标,采用正交试验对喷洒作业进行了优化仿真,得出对喷洒幅宽影响显著的因素是散射挡板长轴长度,对地面水平均厚度影响显著的因素是散射挡板倾斜角,各个因素对于喷洒均匀变异性系数的影响不显著。结合设计目标,当行进速度5 km/h时,优先选取散射挡板与水平夹角35°、散射挡板长轴长度32 cm、喷射速度13 m/s和喷嘴高度1 m,可得试验喷洒幅宽为11 m,地面水平均厚度为1.65 mm,喷洒均匀性变异系数C_V为34.86%,仿真分析与试验结果基本一致,验证了设计的准确性和可靠性,达到了设计目标,满足使用要求。     

轴流式果园喷雾机风送系统优化设计与试验

针对传统风送式喷雾机风送距离短与药液浪费的问题,设计一种适用于传统果园喷雾机的轴流式风送系统。通过设置不同风筒导叶的安装角、数量、长度和锥形多出口装置的锥度、出口布局方式,进一步引导风送系统气流场,并建立相对应的气流场分布模型。通过对比选取风送系统的最佳优化设计方案,并开展了验证试验。试验结果表明,风筒导叶参数对出口风速影响的显著性由大到小为长度、安装角、数量,锥形多出口装置出口布局方式对出口风速的提升效果明显;当风筒导叶安装角为10°,数量为6,长度为20 cm,且锥形多出口装置锥度为2.25、出口布局为A型时,风送系统出口风速及均匀性达到最优,所建立的模型出口风速与试验值相对误差为4.66%和变异系数为3.63%,验证了数值模拟结果的可靠性。在此基础上,通过喷雾机外流场试验可得,射流边界范围随着出口直径和转速的增加而增大,风送距离也随之增大,当风送距离0～2 m,风速大于5 m/s,衰减幅度明显,当风送距离大于2 m时,气流衰减较为平缓,风速距离4 m处风速达到1.5 m/s左右。优化后轴流式果园喷雾机风送系统结构合理,气流均匀性、风速、边界和射程等方面均满足果园植保机械需求,研究...     

喷杆式喷雾机水平折叠喷杆设计与试验

针对喷杆式喷雾机在农作物生长中后期进行施药作业时需加装吊喷杆、分禾器等施药辅助装置,而加装后立式折叠喷杆易产生干涉,甚至无法折叠等问题,设计一种基于3WF-1000型喷杆式喷雾机的宽幅水平折叠喷杆。采用解析法与遗传算法对喷杆水平展开机构及喷杆展开角速度进行优化设计,实现喷杆水平展开与折叠动作的流畅、平稳;提出一种喷杆偏心圆锥铰链调平方法,结合圆锥形铰链销角度调节以及上、下配合锥面摩擦力矩作用,喷杆调节角可达6.5°;通过力学分析确定喷杆避障与防回弹机构压簧压力范围及离合器结构参数;建立动力学传递函数数学模型,优选弹簧摆式悬架弹簧刚度为1 500 N/m与阻尼板阻尼系数为3 500 N·s/m。对喷杆及其关键部件进行静力学特性和运动学仿真,结果表明所设计喷杆结构参数合理,稳定性和展开流畅性均满足设计要求。场地试验表明,所设计的水平折叠式喷杆展开过程稳定无卡滞,偏心圆锥铰链调平机构可有效校正喷杆下垂,田间试验中,雾滴平均沉积度为27.1个/cm²、沿喷杆方向喷雾分布变异系数为5.1%。     

简谐激励下喷雾机矩形药箱内液体晃动力矩的实验研究

在液体晃动引起的横向力和倾覆力矩作用下,喷雾机本体及喷杆系统的平衡均会受到影响,进而影响行驶稳定性和施药效果。为此,以常用的矩形药箱为研究对象,以压电式力传感器为主要测量元件,设计并构建了实验系统,探讨了液体深度、激励幅值和激励频率等因素对液体晃动力矩的影响规律,并将实验结果与基于浅水波理论的线性模型进行比较。结果表明:液体深度和液体晃动幅度较小时,实验结果与理论模型吻合较好;液体大幅晃动时,线性模型适用性较差;液体运动不受限制时,晃动力矩远远大于惯性力矩。     

基于有限元模型的喷雾机喷杆弹性变形分析与控制

以研究和抑制喷杆弹性变形为目的,基于ANSYS平台建立了喷杆的有限元模型并进行了数值模态分析,利用试验模态分析的方法对有限元模型及其模态信息进行了验证。依据所建立模型及其模态信息,在ADAMS平台中建立了机架喷杆模型,并对偏转、振荡以及翻滚3种典型运动引起的喷杆末端弹性变形量分别进行了谐响应分析,结果表明振荡是造成喷杆弹性变形的主要因素。为了抑制喷杆的弹性变形,在喷杆与机架之间添加了拉索,并分析了拉索安装在4种不同位置时,喷杆受到频率范围为0~10 Hz振荡激励后的弹性变形情况,结果表明:3/4喷杆位置处为4种安装位置中最合适处,此时喷杆各处形变量均小于10 mm,为4种中最小,相较未添加拉索时喷杆末端产生接近80 mm弹性变形来说,对弹性变形的抑制效果明显。     

喷杆式喷雾机雾滴飘移测试系统研制及性能试验

为了测试并分析雾滴的实时飘移情况及飘移分布规律,该文研发了一套雾滴飘移测试系统,用于研究不同喷雾设备喷雾时产生的雾滴飘移特性并评价其飘移潜力。依照国际飘移分级标准ISO 22369-2-2010,在室内环境条件下对喷杆式喷雾机上6种扇形雾喷头的雾化性能参数进行了测试,对其飘移特性进行了对比试验并评价其飘移潜力dPV。结果表明:喷头与工作压力对飘移潜力影响显著(P0.05)。喷雾压力为0.3 MPa时,常规喷头XR110-04的飘移潜力最高,为33%。ID、IDK等气吸式喷头飘移潜力明显小于常规喷头(P0.05)。Lechler ID120-025喷头的飘移潜力最小,仅为6%。提高喷雾压力会使飘移潜力变大。研究结果可为减少雾滴飘移的施药技术研究与飘移分级的制定提供参考。     

水田风送低量喷杆喷雾机设计及其参数研究

为适应水稻病虫害防治的需要，研制了一种轻便、高效、省药、能减少对环境污染、与目前中国水稻插秧机通用底盘配套、可实现水稻低量风送精确喷雾的水田风送低量喷杆喷雾机。采用机电一体化技术，气流辅助技术，低量喷雾技术为中国设计生产出第一代用于水稻病虫害防治的喷杆喷雾机，提高了插秧机通用底盘的利用率；作业效率2 hm²/h(作业速度0.82～0.98 m/s)，可进行150～180 L/hm²的低容量喷雾作业；风送系统风速达14 m/s；将喷雾不均匀度由常规喷雾的50%降低到10%,农药利用率达35%；并能对喷雾轨迹进行标识，同时还解决了喷杆的自动折叠问题。