發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 01:10

【摘要】：為解決滾移式噴灌機(jī)現(xiàn)存問(wèn)題,如結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、造價(jià)較高、噴灌效率低、自動(dòng)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(duì)滾移式噴灌機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,并進(jìn)行水利性能優(yōu)化試驗(yàn),使?jié)L移式噴灌機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,工作可靠性、噴灌效率、經(jīng)濟(jì)性、噴灌均勻性進(jìn)一步提高。本文的研究?jī)?nèi)容按研究目的分為以下3部分:(1)通過(guò)理論計(jì)算、三維仿真、有限元分析等方法,對(duì)影響滾移式噴灌機(jī)工作可靠性的部件進(jìn)行設(shè)計(jì),從而提高其工作可靠性。具體包括以下內(nèi)容:(1)設(shè)計(jì)動(dòng)力傳動(dòng)方案,計(jì)算噴灌機(jī)工作時(shí)的功率消耗,選擇合理的動(dòng)力,保證滾移式噴灌機(jī)良好的通過(guò)性,(2)對(duì)車架進(jìn)行有限元分析,保證車架的強(qiáng)度滿足工作要求;(3)對(duì)自動(dòng)泄水閥的泄水和密封過(guò)程進(jìn)行計(jì)算和三維數(shù)值模擬,保證自泄閥工作的可靠性,(4)設(shè)計(jì)噴頭平衡機(jī)構(gòu),對(duì)平衡過(guò)程進(jìn)行受力分析,使噴灌時(shí)噴頭總處于垂直向上的位置,保證噴灌質(zhì)量。(2)通過(guò)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(jī)的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)還可以減小輸水支管最大切應(yīng)力,提高輸水支管的可靠性;(3)通過(guò)單噴頭試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)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(jī)的噴頭,從根本上解決水利性能差的問(wèn)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(yàn),對(duì)影響滾移式噴灌機(jī)水利性能的結(jié)構(gòu)與工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,獲得機(jī)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(duì)滾移式噴灌機(jī)的關(guān)鍵部件驅(qū)動(dòng)車、自動(dòng)泄水閥、噴頭平衡機(jī)構(gòu)和從動(dòng)輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定傳動(dòng)方案,對(duì)車架進(jìn)行有限元分析,對(duì)自動(dòng)泄水閥的泄水過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算噴頭平衡機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)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(dòng)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(shí),與輸水支管壁厚都為2.5mm的噴灌機(jī)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(jī)的經(jīng)濟(jì)性和整機(jī)通過(guò)性。2)通過(guò)單噴頭水利性能試驗(yàn)和模擬計(jì)算,比較了9種國(guó)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(jī)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(jī)的噴灌要求,從根本解決了噴灌機(jī)水利性能差的問(wèn)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(jià)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(yàn)方法,得到一組噴灌均勻性較好且機(jī)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,噴灌間隔18m。3)通過(guò)對(duì)滾移式噴灌機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與水利性能試驗(yàn)研究,使?jié)L移式噴灌機(jī)噴灌效率、經(jīng)濟(jì)性、噴灌均勻性進(jìn)一步提高。田間性能試驗(yàn)表明,該滾移式噴灌機(jī)水利性能優(yōu)良,噴灌均勻度達(dá)90%以上,自動(dòng)泄水閥泄水僅需5min,且密封性能好,噴頭平衡機(jī)構(gòu)工作靈活、可靠。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S277.94

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本文編號(hào)：2729593