滾移式噴灌機關(guān)鍵部件的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、為解決滾移式噴灌機現(xiàn)存問題，如結(jié)構(gòu)相對復(fù)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(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，并進(jìn)行水利性能優(yōu)化試驗，使?jié)L移式噴灌機結(jié)構(gòu)相對簡單，工作可靠性、噴灌效率、經(jīng)濟性、噴灌均勻性進(jìn)一步提高。本文的研究內(nèi)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(jìn)行設(shè)計，從而提高其工作可靠性。具體包

2、括以下內(nèi)容:①設(shè)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(jìn)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(jìn)行計算和三維數(shù)值模擬，保證自泄閥工作的可靠性，④設(shè)計噴頭平衡機構(gòu)，對平衡過程進(jìn)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(zhì)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(jīng)濟性，同時還可以減小輸

3、水支管最大切應(yīng)力，提高輸水支管的可靠性;
　　(3)通過單噴頭試驗和數(shù)值模擬計算相結(jié)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(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合優(yōu)化試驗，對影響滾移式噴灌機水利性能的結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)進(jìn)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(shù)組合。
　　本研究得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)對滾移式噴灌機的關(guān)鍵部件驅(qū)動車、自動泄水閥

4、、噴頭平衡機構(gòu)和從動輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定傳動方案，對車架進(jìn)行有限元分析，對自動泄水閥的泄水過程進(jìn)行數(shù)值模擬，計算噴頭平衡機構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)。對輸水支管進(jìn)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(dāng)驅(qū)動車兩側(cè)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(yīng)力減小，提高了該機的經(jīng)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(nèi)外應(yīng)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(shè)備中搖臂式噴頭的選型提供有價值的參考依據(jù)。采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)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(shù)組合:噴頭工作壓力0.4MPa，噴頭間距10m