滾移式噴灌機關鍵部件的設計與試驗研究.pdf

1、為解決滾移式噴灌機現存問題，如結構相對復雜、造價較高、噴灌效率低、自動泄水閥泄水慢、鋁合金管道壁厚不合適、噴灌均勻度較低等，對滾移式噴灌機關鍵部件進行結構設計優(yōu)化，并進行水利性能優(yōu)化試驗，使?jié)L移式噴灌機結構相對簡單，工作可靠性、噴灌效率、經濟性、噴灌均勻性進一步提高。本文的研究內容按研究目的分為以下3部分:
　　(1)通過理論計算、三維仿真、有限元分析等方法，對影響滾移式噴灌機工作可靠性的部件進行設計，從而提高其工作可靠性。具體包

2、括以下內容:①設計動力傳動方案，計算噴灌機工作時的功率消耗，選擇合理的動力，保證滾移式噴灌機良好的通過性，②對車架進行有限元分析，保證車架的強度滿足工作要求;③對自動泄水閥的泄水和密封過程進行計算和三維數值模擬，保證自泄閥工作的可靠性，④設計噴頭平衡機構，對平衡過程進行受力分析，使噴灌時噴頭總處于垂直向上的位置，保證噴灌質量。
　　(2)通過優(yōu)化輸水支管壁厚，節(jié)省鋁合金材料，減少油耗，從而提高滾移式噴灌機的經濟性，同時還可以減小輸

3、水支管最大切應力，提高輸水支管的可靠性;
　　(3)通過單噴頭試驗和數值模擬計算相結合的手段，比較多種搖臂式噴頭的水力性能，選擇適用于滾移式噴灌機的噴頭，從根本上解決水利性能差的問題;然后用選取的噴頭進行二次回歸正交旋轉組合優(yōu)化試驗，對影響滾移式噴灌機水利性能的結構與工作參數進行優(yōu)化，獲得機組水利性能較好且工作效率較高的最優(yōu)參數組合。
　　本研究得到的主要結論如下:
　　(1)對滾移式噴灌機的關鍵部件驅動車、自動泄水閥

4、、噴頭平衡機構和從動輪進行結構設計，確定傳動方案，對車架進行有限元分析，對自動泄水閥的泄水過程進行數值模擬，計算噴頭平衡機構的關鍵參數。對輸水支管進行受力分析，并利用MATLAB軟件編制輸水支管壁厚優(yōu)化軟件，當驅動車兩側各依次安裝壁厚2.5mm的支管5根，壁厚1.5mm的支管10根時，與輸水支管壁厚都為2.5mm的噴灌機相比，節(jié)約鋁合金管材料11.24％，節(jié)省油耗6％，最大切應力減小，提高了該機的經濟性和整機通過性。
　　2)通過

5、單噴頭水利性能試驗和模擬計算，比較了9種國內外應用比較普及的噴頭的水利性能，選取了適用于GYP-300型滾移式噴灌機的8034D型噴頭。該噴頭作業(yè)性能穩(wěn)定，組合噴灌性能優(yōu)良，能夠滿足滾移式噴灌機的噴灌要求，從根本解決了噴灌機水利性能差的問題，也為以后其他噴灌設備中搖臂式噴頭的選型提供有價值的參考依據。采用二次回歸正交旋轉中心組合優(yōu)化試驗方法，得到一組噴灌均勻性較好且機組工作效率較高的最優(yōu)參數組合:噴頭工作壓力0.4MPa，噴頭間距10m