自走式喷灌机的研制

摘要介绍了自走式喷灌机的组成、工作原理及主要部件的研制及整机操作使用。

关键词自走式喷灌机液压折叠架卷盘供水装置研制

目前，国内广泛使用的喷灌机有指针式、平移式等。指针式喷灌机是围绕着取水井做圆周喷灌作业，在使用中对于我们北方垄作地区喷灌时，有横垄行走情况，不利于喷灌作业。也很少有圆形地块；平移式喷灌机是取水孔与喷头一起水平移动喷灌。它需要供水的水渠，对水利设施建设要求高，投资大。上述喷灌机的共同缺点是不能离开所作业的地块，喷灌机所占用的土地不宜耕作，浪费土地资源，更不利于对设备的管理与维护。

一、自走式喷灌机主要结构及工作原理

1.自走式喷灌机主要结构

自走式喷灌机整体结构如图1、图2所示，包括自走主机、液压折叠架、四杆升降平衡机构、卷盘供水装置及喷水器。

自走主机包括：柴油发动机，为行走、液压、喷水提供动力。行走是通过驱动轮和转向轮实现的。车架是整体设备的承载主体。驾驶室是驾驶员操作空间。动力及附件箱由变速器、减速器、液压油箱及分配器和水泵等组成。液压折叠架是喷水器的安装支架。四杆升降机构是由四杆机构与左右液压油缸组成。

2. 自走式喷灌机工作原理

自走式喷灌机由驾驶员驾驶到作业地块，通过液压装置展开液压折叠架，接上卷盘供水装置提供的水源，实施喷灌作业。喷灌作业完成后，拆下卷盘供水装置，收起液压折叠架。驾驶员驾驶到新的地块进行新的作业，直到本期喷灌作业完成后，将自走式喷灌机开回停车场。采用高地隙底盘，通过能力强，可适用于各种农作物的抗旱喷灌作业。通过四杆升降机构可将液压折叠架上下升降，实现喷灌高度调节。通过四杆升降机构的左右油缸分别升降，可使液压折叠架与车架水平面产生倾斜，从而达到使液压折叠架始终保持水平状态。自走式喷灌机特别适合垄作地块，对水利设施建设要求低，投资小。作业完成后可迅速、方便地离开所作业的地块。不占用和浪费土地资源。在停车场上保存，有利于对设备的管理与维护。

二、自走式喷灌机主要部件

1.自走主机

自走主机包括：柴油发动机（80马力）、动力传输机构、行走机构、转向机构、液压传输系统、电气系统、供水系统和车架。1加长管 2末节臂 3一次节臂 4首节臂 5后视镜 6支撑架 7首节折叠轴 8次节折叠轴 9末节折叠轴

图1喷灌机整体结构主视图柴油发动机是为行走、液压、喷水提供动力。它由油泵、水箱、柴油箱、消音器、空气滤清器和其他零件组成。动力传输机构是把发动机的动力传给行走机构，使喷灌机实现前进、倒退，快走、慢走，由离合器、传动轴或链条、变速箱和减速箱等组成。行走机构驱动自走式喷灌机的车轮实现向前转或向后转，它是由传动桥、差速器、减速器、轮毂和驱动轮组成。转向机构是决定自走式喷灌机前进和倒退的方向，是向左还是向右，它是由方向盘、转向机、转向油缸和转向轮组成。液压传输系统是为转向油缸、液压折叠架油缸和四杆升降机构油缸，提供油缸伸缩压力油，使自走式喷灌机灵活转弯；使液压折叠架上下移动、左右伸展和回收。它由液压油泵、液压油箱、油管、散热器、分配器和油缸等组成。电气系统是由发电机、蓄电池、电气传感器、电气控制阀，仪表、照明灯具、指示灯具等组成。供水系统是喷灌水源，通过水泵、卷盘供水装置、输水管路和喷水器，把抗旱的水源均匀地喷洒在作物上，达到节约用水目的。

车架是由驾驶室、两根纵梁、若干根横梁和其他支架焊接组成，是自走式喷灌机一系列系统的承载体，为驾驶员提供驾驶操作空间。

2.液压折叠架

液压折叠架包括首节臂、次节臂、末节臂、加长节和折叠液压油缸。它是安装输水管路和喷水器载体，它的展开与折叠控制着喷水面积和作业效率。四杆升降平衡机构包括支撑架四杆机构和液压升降左右油缸组成。通过液压升降油缸的伸缩，可使四杆升降平衡机构带动液压折叠架上下移动，以调整喷水器与地面的高度，控制喷水器的喷洒面积，达到理想的喷水效果。左右油缸分别伸缩可改变液压折叠架与车架的倾斜位置。当地面有一定坡度时，调整液压折叠架与车架的倾斜位置，以保证自走式喷灌机的稳定性。卷盘供水装置及喷水器是目前在市场上使用的卷盘喷灌机，喷水器也是通用的，在这里不再赘述。

自走式喷灌机是以15 km/h左右的速度行驶，开到需喷灌的作业地块，对好垄距，接好卷盘供水管路，展开液压折叠架。自走式喷灌机以3 m/min左右的速度进行喷灌作业。当本地块喷灌作业完成后，拆下卷盘供水装置的卷盘供水管路，收起液压折叠架，自走式喷灌机可以开到下一块需要喷灌作业的地块。自走式喷灌机的喷灌作业往复进行，直到喷灌作业季节结束。将自走式喷灌机开回停车场车库，进行保养维修，看护管理。由于自走式喷灌机以15 km/h速度行驶。可以长距离行驶，移动便利，扩大了自走式喷灌机作业范围，利于使用与推广。

自走式喷灌机是高地隙车体，设计地盘高度146 m，通过能力强，可以适合绝大多数的农作物的抗旱喷灌作业。对于北方的玉米高粱等比较高的作物，在春旱时，作物长高也不会超过140 m的。对于蔬菜作物和南方的经济作物，也能满足喷灌的要求。轮距是按照北方垄作要求设计，能适合北方垄距作业地块。这对于南方的平播作业地块更不是问题。

自走式喷灌机有完整的照明系统，在水源保证的条件下，可24 h作业，利用率高。卷盘供水装置安装灵活，拆装简便，也有利于长距离输水、快速输水，对水利设施要求不高。这样抗旱、灌溉成本就更低、更及时、更便利。

1动力及附件箱 2四杆机构 3加长臂 4末节臂 5次节臂 6首节臂 7喷水器 8升降及平衡油缸 9转向轮 10驱动轮 11车架 12发动机 13驾驶室

图2喷灌机整体结构侧视图三、主要技术参数

1柴油发动机功率：80马力；

2液压折叠架最大展开长度:40 m；

3折叠后外廓宽：4 m；

4折叠后车长：65 m；

5地隙高度：146 m；

6行驶速度：15 km/h；

7作业速度：3 m /min。

四、结束语

自走式喷灌机的研制成功，使喷灌机由停车场方便地驾驶到作业地块及由一个作业地块移动到另一个作业地块（或返回停车场）成为可能。自走式喷灌机特别适合垄作地块，水利设施建设投资小，不占用和浪费土地资源，适宜于家庭农场及农业生产合作社推广应用，自走式喷灌机通过了黑龙江农垦农业机械试验鉴定站组织的生产鉴定。

参考文献：

\[1\]申耀武.小型精确喷灌机的设计研究\[J\].机电产品开发与创新,2012(7).

\[2\]陈国辉.自走式喷灌机控制系统设计\[J\].林业机械与木工设备,2008(5).(01)

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