履帶風(fēng)送式噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)

王永振，樊桂菊，仉 利，劉理民

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東泰安 271018）

1 引言

研究不同果樹(shù)樹(shù)種、不同栽培區(qū)域、不同環(huán)境條件下的病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律；系統(tǒng)研究機(jī)械化植保防控效果以及主要病蟲(chóng)害的機(jī)械化精準(zhǔn)防控技術(shù)[1-3]，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前果園病蟲(chóng)害防治用藥量過(guò)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，為減少成本、節(jié)約勞動(dòng)力，根據(jù)果樹(shù)高度、樹(shù)冠大小、行距、施藥量實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)噴施方向和距離的定向?qū)Π袕涭F施藥機(jī)械[4，5]是重要的研究方向，針對(duì)不同高度果樹(shù)、樹(shù)冠大小和果樹(shù)不同作業(yè)層，采用離心式風(fēng)機(jī)和陣列式送風(fēng)方式，設(shè)計(jì)多個(gè)位置可調(diào)噴頭。通過(guò)開(kāi)關(guān)和調(diào)整不同的噴頭，從而實(shí)現(xiàn)不同靶標(biāo)的精確對(duì)靶，減少農(nóng)藥的浪費(fèi)和污染[6]。在推廣應(yīng)用植保設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)械化作業(yè)的空間和時(shí)間要求；通過(guò)應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)，監(jiān)控檢測(cè)果品病蟲(chóng)草害發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，應(yīng)用植保機(jī)械設(shè)備落實(shí)綜合防治措施，減少果樹(shù)生產(chǎn)的用藥量，提高農(nóng)藥施用效果，減少農(nóng)藥存留，提高果實(shí)品質(zhì)，保證果品食用安全[7，8]。

2 系統(tǒng)組成及主要工作原理

履帶風(fēng)送式噴霧機(jī)由機(jī)架、操縱系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、行走系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)等組成。機(jī)架和行走系統(tǒng)主要為履帶底盤(pán)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)包括變速箱、帶輪、皮帶、換向器等，噴霧系統(tǒng)包括隔膜泵、藥箱、輸液管、噴頭等，風(fēng)送系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口等。整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

履帶自走式噴霧機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示

圖2 履帶自走式噴霧機(jī)系

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖基于Solidworks的整機(jī)三維效果圖如圖3所示。

圖3 基于Solidworks的履帶噴霧機(jī)三維效果圖

履帶風(fēng)送式噴霧機(jī)由隔膜泵抽取藥箱的藥液，增壓后通過(guò)輸液管輸送到各個(gè)噴頭，在高壓軸流風(fēng)機(jī)的作用下，經(jīng)過(guò)高壓氣流脅迫進(jìn)行二次霧化，由原來(lái)的噴霧變成了彌霧，并由風(fēng)能為載體均勻地吹送到樹(shù)冠的葉面上，達(dá)到防病治蟲(chóng)殺菌的目的。該機(jī)可廣泛用于葡萄、柑橘、蘋(píng)果、梨園等果園的病蟲(chóng)害防治，同時(shí)還能進(jìn)行葉面施肥、蔬花蔬果、保花保果以及噴灑微量元素等作業(yè)。采用圓錐霧噴頭，多級(jí)過(guò)濾，霧化效果好，葉面吸附率高，另外還可采用附加雙噴桿進(jìn)行噴霧，雙側(cè)扇形噴頭單獨(dú)控制，根據(jù)需要可以實(shí)現(xiàn)單側(cè)和雙側(cè)噴霧，防治效果好。同其他型式的噴霧機(jī)相比有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）配置優(yōu)質(zhì)進(jìn)口汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)，效能高，輕便耐用。

（2）配置多功能田園管理機(jī)變速系統(tǒng)，前進(jìn)后退四檔操作，使用靈活方便。

（3）采用優(yōu)質(zhì)履帶底盤(pán)，對(duì)地面壓力小，爬坡和通過(guò)田埂溝坎能力強(qiáng)，尤其適合丘陵山地果園使用。

（4）采用80度圓錐彌霧噴頭，霧化能力強(qiáng)，省水省藥，高效節(jié)能。

（5）雙側(cè)噴頭布置合理，左右單側(cè)噴頭可分別控制，角度多級(jí)可調(diào)，也可單獨(dú)關(guān)閉，滿足各種使用環(huán)境要求。

（6）該機(jī)采用風(fēng)送及低量噴霧技術(shù)，用高壓霧化與氣流沖擊破碎相結(jié)合的彌霧方式使霧滴細(xì)碎并風(fēng)送至目標(biāo)，農(nóng)藥有效利用率高，霧滴穿透性和沉積情況好，作業(yè)效率高。

圖4 樣機(jī)實(shí)物圖

3 系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

（1）配套動(dòng)力：13.6 kW單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

可配風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

（2）工作幅寬：≤ 6 m

（3）外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高（1900×980×1150）mm

（4）整機(jī)質(zhì)量：900 kg

（5）噴藥作業(yè)速度：1.5～2 km/h

（6）工作效率：0.4～0.9 hm2/h

（7）藥箱容積：200 L

（8）風(fēng)機(jī)風(fēng)量：3645 m3/h

（9）風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速：3000 r/min

（10）藥泵轉(zhuǎn)速：600 r/min

4 樣機(jī)

樣機(jī)研制成功后，進(jìn)行了田間試驗(yàn)，樣機(jī)性能基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。樣機(jī)實(shí)物圖如圖4所示。

[1]陳志剛，王玉光，杜彥生，等.精準(zhǔn)對(duì)靶噴霧施藥的靶標(biāo)微波探測(cè)試驗(yàn)[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2010，28（4）：364-368.

[2]鄧巍，孟志軍，陳立平，等.農(nóng)藥噴霧液滴尺寸和速度測(cè)量方法[J].農(nóng)機(jī)化研究.2011（5）：26-30.

[3]鄧魏，丁為民，何雄奎.變量噴施技術(shù)及其霧化特性評(píng)價(jià)方法綜述[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，14（3）：94-102.

[4]傅澤田，祁力鈞，王俊紅.精準(zhǔn)施藥技術(shù)研究進(jìn)展與對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38（1）：190-191.

[5]傅澤田，祁力鈞.國(guó)內(nèi)外農(nóng)藥使用狀況及解決農(nóng)藥超量使用問(wèn)題的途徑[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998，14（2）：7-12.

[6]何雄奎，曾愛(ài)軍，劉亞佳，等.水田風(fēng)送低量噴桿噴霧機(jī)設(shè)計(jì)及其參數(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（9）：76-79.

[7]冀榮華，祁力鈞，傅澤田.自動(dòng)對(duì)靶施藥系統(tǒng)中植物病害識(shí)別技術(shù)的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2007，38（6）：190-193.

[8]李超，張曉輝，姜建輝，等.葡萄園風(fēng)送式噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真分析[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，43（4）：555-558.