高架自走式喷药机设计

  轻型小流量高速液泵是实施均匀雾喷施技术的主要关键部件，高速泵阀的设计是液泵性能的关键技术，Hale Waihona Puke Baidu接影响整机性能，尤其是喷雾系统性能。因此，通过对高速泵阀的结构原理、往复次数、材料特性、加工精度等各影响因素进行反复试验研究，并根据喷雾系统的设计流量、喷雾压力等参数配置等，液泵设计采用了双作用柱塞泵，设计流量8～10L／min．压力在0.1～1.0MPa间可调。为实现小流量高速液泵的轻量、简便、防泄漏，液泵泵体与主要部件采用工程塑料制造。

  喷雾机工作时，发动机的动力通过三角皮带带动泵的曲轴旋转，通过曲柄连杆带动活塞杆和活塞作往复运动。活塞杆向左运动时，进水阀组上的平阀压紧在活塞碗托上，进水阀片的孔道被关闭，使活塞后部形成局部真空，药液便经滤网进入活塞后部的缸筒内；活塞向右运动时，平阀开启，后部缸筒内的药液，经过进水阀片上的孔，流入活塞前的缸筒内。当活塞再次向左运动时，缸筒后部仍进水，而其前部的水则受压顶开出水阀进入空气室。由于活塞不断地往复运动，进入空气室的水使空气压缩产生压力，高压水便经截止阀及软管从喷射部件喷出。

  现在的棉花喷药机的对于农药的利用率都在提高，可在喷洒脱叶剂时，由于棉花的叶子很茂密，对于下面的叶子没有喷洒上，这就导致了在后面棉花的叶子没有脱落干净，对于后期采棉机的采收形成影响，这就造成了棉花等级的下降，直接影响农户的收入和棉花的和品质，所以对于脱落剂的喷洒的位置与方法很是重要。如果喷洒正确，那么就直接提高农药的利用率和后期棉花的采收和等级。 该机在原有的基础上在每个喷头上面加了一个小风扇，这样不仅帮助农药的喷洒起到雾化的作用，还能在喷洒的同时用风将棉花上面的叶子吹开，以助于农药喷洒到下面的叶子，这样农药就洒在棉花的全身，达到全部脱叶的效果

  （3）利用Solidworks进行虚拟样机设计和装配图，完成整机各零部件的三维建模。

  塔里木大学位于南疆中心位置，校内有实习工厂、土槽实验室、农业工程重点实验室等，设计条件较好，为项目开展提供了场地和门槛。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院有着先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，可完全满足该机设计与实验的工作条件。

  轴的材料主要是碳素钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件。有的则直接用圆钢。碳素钢比合金钢低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度的。故采用碳钢制造轴尤为广泛，所示选用45号钢。

  各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关。在初步确定其直径的同时，还通常不知道支反力的作用点，不能确定其弯矩的大小及分布情况。因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径。但是，在对其进行结构设计之前，通常能求主轴的扭矩。所以，先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径 。

  计算公式是T=9549 * P / n。P是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（KW）分母是额定转速n单位是转每分(r/min)

  通过皮带轮将动力传给风扇， 已达到风扇助力的作用，在风扇的轴支撑杆可以U型槽，可以调皮带的张力，起到皮带张紧轮的作用，

  如图所示，当拖拉机的动力输出轴与喷药机的动力输入轴用万向节相结合，这样就把动力传给喷药机。 通过传动比1:1的锥齿轮，将动力改变成竖直方向，再把动力传给皮带轮的轴，再通过皮带将动力传给泵的皮带轮，通过传动比1:1的锥齿轮将动力传给泵。这样，就解决泵的动力。

  基于上面的问题，该产品的在原的架子上的每个喷头上加了一个风扇。风扇的作用是将密叶用风将气吹开将药液借助风的力将其送到下面的叶子上。这样就达到上面和下面的叶子上都有药液。起到作物全身喷到药物。

  现如今的高架自走式喷药机都是在展开的架子上增加数个喷头，在每个喷头上有药管，在用泵进行加压喷洒药，这样的喷药机喷洒的药只能在作物上面的叶子上喷洒，但对于叶子繁茂的作物只能喷洒上面的叶子，这样不能将作物全身喷洒到，药物的利用率下降，不能起到药物的药效，为了能喷洒到作物全身，现在的措施是将药管的压力增强。喷洒的多一些。这样做才能够起到一些作用，但起到反作用是叶子的药物累计过多，起到了反作用，同时还浪费药物，污染环境。对此基于上面的问题，该产品的在原的架子上的每个喷头上加了一个风扇。风扇的作用是将密叶用风将叶子吹开将药液借助风的力将其送到下面的叶子上。这样就达到上面和下面的叶子上都有药液。起到作物全身喷到药物。

  现在的棉花喷药机的对于农药的利用率都在提高，可在喷洒脱叶剂时，由于棉花的叶子很茂密，对于下面的叶子没有喷洒上，这就导致了在后面棉花的叶子没有脱落干净，对于后期采棉机的采收形成影响，这就造成了棉花等级的下降，直接影响农户的收入和棉花的和品质，所以对于脱落剂的喷洒的位置与方法很是重要。如果喷洒正确，那么就直接提高农药的利用率和后期棉花的采收和等级。该机在原有的基础上在每个喷头上面加了一个小风扇，这样不仅帮助农药的喷洒起到雾化的作用，还能在喷洒的同时用风将棉花上面的叶子吹开，以助于农药喷洒到下面的叶子，这样农药就洒在棉花的全身，达到全部脱叶的效果。

  现如今的高架自走式喷药机都是在展开的架子上增加数个喷头，在每个喷头上有药管，在用泵进行加压喷洒药，这样的喷药机喷洒的药只能在作物上面的叶子上喷洒，但对于叶子繁茂的作物只能喷洒上面的叶子，这样不能将作物全身喷洒到，药物的利用率下降，不能起到药物的药效，为了能喷洒到作物全身，现在的措施是将药管的压力增强。喷洒的多一些。这样能够更好的起到一些作用，但起到反作用是叶子的药物累计过多，起到了反作用，同时还浪费药物，对环境造成污染。

  随着环境的恶化，对土壤品质的要求的提高，农业种植的成本增加，对农业产品要求的提高，农药的利用率成了大家关注的焦点。今年的农业部首次公布化肥、农药利用率数据，农药利用率为36.6%，比2013年提高1.6个百分点。棉花产业是新疆的支柱产业之一，据得知，2016年的棉花种植培养面积控制在两千四百多万亩，预计产量可达两百九十万吨，这一数字超过全国棉花产量的三分之一，超过世界产量的十分之一。所以对于棉花植保农药的利用率也很重要。新疆现在大力推广机采棉，当然，对棉花种植要求也提高，对于采棉机采的棉花，里面的杂质成为影响评定棉花等级一项要求，里面的叶子是主要杂质，这就要求在采棉时，叶子的多少直接影响棉花的采收和等级，所以想全方面提升机采棉加工品级和质量,对机采棉花实施脱叶是切实可行的发展方向。

  机架(图3-1)采用方钢40mm×40mm国标型材，通过焊接和螺纹固定。在保证机架强度的前提下满足整机安装、轻量化、美观等要求，机架的总体尺寸为2500×1980×480mm，便于运输和悬挂。3.2药液箱

  药箱(图3-1）的容积是962L,药箱上方有加液口，装有加液口滤网，下方有出液口， 箱内装有搅拌器。药液箱常用耐农药腐蚀的聚乙烯塑料制作，滤网采用可以防腐蚀和生锈的黄铜丝编织成的，搅拌器大多采用液力搅拌器。液力搅拌，可在喷管上开些小孔，药液从小孔中流出，在药箱内形成循环，这种形式液流速度小。

  该机动力源于拖拉机载装，同时实现拖拉机动力输出轴、齿轮实现动力的传输，实现泵的传动，风扇的传动，药物喷洒等工作。

  设喷雾机药箱容量为V=962L，即可盛水为962kg，已知农药原液或原液中所含的有效成分为ε%=75%,农艺上要求喷洒药液中有效成分的含量为β%=0.1%，则一箱水应加的农药原液或原药可按下式求出:

  本设计采用的是液力搅拌器，它是将一部分液流引入药液箱通过搅拌喷头喷出或流经加水用的射流泵的喷嘴喷射液流进行搅拌。它可以使药液箱的药剂与水充分混合，防止药剂沉淀，保证喷出的药液具有均一致的浓度。

  由于本设计是一种中小型喷雾机，所以我主要是采用30L/min的三缸活塞泵。其压力为1500kpa,它是由泵体、曲轴、连杆、缸筒、活塞杆、活塞、进水阀组、出水阀及调压阀等组成，它的优点是：活塞为橡胶碗，是易损件，与柱塞泵相比，不锈钢用料少；泵缸简单，可用不锈钢管制造，加工简单。缺点是：活塞与泵缸接触密封且相对运动，药液中的杂质沉淀在活塞碗与泵缸之间成为磨料，造成泵缸与活塞的磨损加大。

  注：如右图，皮带轮从右到左，从下到上，依次是1号、2号、3号、4号、5号。

  1号是动力输入皮带，2号是水泵的皮带，3、4、5号是风扇传动的皮带。 当拖拉机的动力输出轴与1号动力输入皮带轮的轴相接，2号皮带的轴与泵连接充当泵的动力来源，2号的皮带与3号皮带轮连接，充当3号风扇的动力来源。1号的皮带轮与4号皮带轮相连接。充当4号风扇的动力来源，4号皮带轮与5号皮带轮相连接，充当5号风扇的动力来源。这样泵的动力与个风扇的动力来源都解决，如果3号与5号再接一个风扇都能解决风扇的动力来源。在停止工作时，想给药箱加水，只需将1号与4号的皮带断掉，只需泵的动力来源不断，将泵的进口与外源水相接，出口与药箱相接，就能够实现泵的转化，转变成给药箱加水的泵。