智能新型地埋式旋轉(zhuǎn)噴頭關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā).pdf

1、我國是一個嚴重缺水的國家，人均占有水量僅為2460m3，居世界第109位。但灌溉技術(shù)水平卻遠低于國外，水資源浪費率高，且極易造成土壤過度灌溉，不利于作物生長，因此有必要大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。噴灌技術(shù)是一種機械化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，具有節(jié)水、省勞、節(jié)地、增產(chǎn)、適應(yīng)性強等特點，被世界各國廣泛采用，噴灌面積不斷增加。高效的噴灌設(shè)備和控制技術(shù)是評價一個噴灌系統(tǒng)的主要指標。其中，噴頭作為實施噴灌的典型設(shè)備，以及各種噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，直接決定了噴灌

2、效果的好壞。目前，我國噴灌設(shè)備無論在性能水平還是在質(zhì)量上與國際先進水平都存在較大差距，尤其是節(jié)能多用途噴頭，如地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭，基本依賴于進口。 本課題受意大利凱樂波專業(yè)灌溉公司委托，針對園林灌溉中應(yīng)用廣泛的地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究及產(chǎn)品開發(fā)。首先，對現(xiàn)有的地埋式旋轉(zhuǎn)伸縮噴頭進行分解和三維建模，對其各主要結(jié)構(gòu)和工作原理進行分析；從工業(yè)生產(chǎn)角度基于成本、效率、加工等指標進行了分析計算。其次，分析指出現(xiàn)有此種噴頭的優(yōu)

3、點和不足，并在此基礎(chǔ)上提出了與之相對應(yīng)的改進設(shè)計方案。針對原有傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低下等不足，本文經(jīng)分析比較后，提出了一種基于渦輪驅(qū)動和粘性阻尼限速的新型驅(qū)動限速系統(tǒng)，并對其從理論上和結(jié)構(gòu)上進行了分析和計算，其輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成近似正比關(guān)系，具有良好的調(diào)節(jié)線性和穩(wěn)定性，能夠顯著提高噴頭輸出轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性；在原有噴頭換向機構(gòu)基礎(chǔ)上，本文結(jié)合新型傳動機構(gòu)，設(shè)計了一種新型換向機構(gòu)，實現(xiàn)了360°可調(diào)自動換向旋轉(zhuǎn)噴灑，不僅使換向工作更為可靠，也使

4、結(jié)構(gòu)更加簡單容易加工；設(shè)計了對稱減速增扭結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有噴頭的受力不均的缺點；采取端面密封、徑向密封等密封方式，加深溝球軸承克服軸向和徑向液動力，變滑動摩擦為滾動摩擦，減小摩擦力矩，提高噴頭的效率。最后，對新型噴頭的各零件建模并進行三維虛擬裝配及動態(tài)仿真；設(shè)計了噴頭性能測試實驗，對現(xiàn)有噴頭的流量和射程進行了實驗分析。 針對灌溉自動控制的要求，本文還設(shè)計了一款智能噴頭現(xiàn)場控制器，介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件結(jié)構(gòu)，探討了土壤濕度信號的