1、畢業設計說明書題 目： tdj-1小型條帶噴灌機噴頭支架改進設計 作 者： 學 號:專 業： 班 級： 指導老師： (姓 名) (專業技術職務)評 閱 者： (姓 名) (專業技術職務)年 月 畢業設計說明書中文摘要tdj-1小型條帶噴灌機噴頭支架改進設計摘 要：本設計針對現有圓形噴灌設備中存在的推廣難、成本高和噴灑均勻度低等缺點，采取了一系列的改進設計。設計出了適合條帶噴灌設備的支架。本設計的條帶噴灌機噴頭支架成本低、使用方便、適合固定噴灌與移動式噴灌。噴灌技術的應用是實現農業高效用水的主要舉措。噴灌是一種先進的噴水方法，近年來，噴灌技術在國內外發展很快，是農田灌溉的發展方向，已成為農業現代

2、化的重要組成部分。它具有許多優點，已被越來越廣泛地應用于農業生產。作為人口眾多的貧水國家，正處在經濟建設發展階段，節約用水并實現高效用水，尤其在用水量比較大的農業生產方面來講，是保證農業持續發展的一項重要措施，具有重要的戰略性意義。關鍵詞：噴灌 支架 噴頭 條帶噴灌機全套圖紙，加153893706畢業設計說明書外文摘要tdj-1 banding watering machine nozzle design abstractthis design the promotion which exists in view of the existing circular spray irrigatio

3、n equipment in difficult, the cost high and sprays the uniformity low status shortcoming, has adopted a series of improvement design. designed has suited the banding spray irrigation equipment the support. this design banding watering machine nozzle support cost low, the easy to operate, suits the f

4、ixed spray irrigation and the motion type spray irrigation. the spray irrigation technology application realizes the agricultural university water used main action. the spray irrigation is one advanced spraying of water method, the spray irrigation technology was in recent years very quick in the do

5、mestic and foreign development, was the farmland irrigation development direction, has become the agriculture modernization the important constituent. it has many merits, more and more widely has been applied in the agricultural production. as the large population poor water country, is occupying th

6、e economic development development phase, saves the water used and realizes the highly effective water used, says especially in the water consumption quite big agricultural production aspect, is guaranteed the agriculture develops continually an important measure, has the vital strategic significanc

7、e. keyword ：spray irrigation support nozzle banding watering machine目 錄1 引言11.1發展抗旱節水灌溉的重要意義11.2我國噴灌技術的發展現狀31.3 主要研究內容52 技術任務書(jr)52.1 設計任務書52.2 產品的用途62.3 產品的工作原理62.4 國內外同類產品水平對比分析62.5 關鍵問題及解決方法83 設計計算說明書93.1 噴頭噴管支架的分析93.1.1 對不同作物的噴灌要求103.1.2 在固定與運動狀態工作113.1.3 對于作物不同生長期的噴灌要求123.2 支架整體構造與設計133.2.1 支架

8、上固定零部件的設計133.2.2 底座的設計143.2.3 支桿的計算與設計分析153.2.4 噴管固定板的設計與分析153.2.5 丁字支架的設計與分析163.2.6 固定塊的設計分析163.2.7 手輪的使用174 使用說明書184.1 安裝使用方法184.2 保管與維護195 標準化審查報告19結 論21參考文獻22致 謝23tdj-1小型條帶噴灌機噴頭支架改進設計1 引言從我國目前的實際情況看，一方面水資源較緊缺，而另一方面又存在水量的嚴重浪費現象。不少灌區尤其北方灌區，由于灌水量偏大，渠道滲漏嚴重，加上管理不完善等原因，使得灌區灌溉水有效利用率很低。由于糧食生產的極端重要性和灌溉用水

9、量大、效率低的特殊性，努力緩解我國水資源危機，認真搞好農業節水，大力發展節水灌溉，具有十分重要的意義。噴灌是一種機械化灌水方法，也是當今世界廣泛采取的高效灌溉技術。據我國實踐，與傳統地面灌溉技術相比，噴灌一般可減少灌溉定額30%-50%，增產20%-30%。實踐證明，噴灌對推動農業集約經營和適度規模經營，提高勞動生產率和土地產出率，實現現代化農業有著重大推動作用。但是，鑒于我國水資源緊缺的現狀，我國目前實際發展噴灌面積僅1200萬畝。這是因為現行的噴灌技術和設施與我國的農業現實不相適應。我們應立足國情，研究高效低成本噴灌新設備和新技術，尤其噴灌設備中關鍵的噴頭系統，噴頭性能影響現代灌溉技術在我

10、國應用，為現代農業的節水節能發展做出貢。1.1 發展抗旱節水灌溉的重要意義我國農業田灌溉事業取得了很大成就，到2000年，耕地面積已達1.3億hm2，其中有0.77億hm2沒有灌溉條件，在另外0.53億hm2的灌溉面積上，生產了占總產量約2/3的糧食，這對基本解決全國13億人口的溫飽問題，對促進工農業生產和國民經濟的發展，起到了極為重要的作用。農業用水目前約占全國用水量的80%，隨著工業的進一步發展，工業和其他用水部門與農業爭水的局面已經形成，其中北京、天津已非常嚴重。工業用水量的增加，如不認真進行污水處理，還會嚴重污染水源。近十多年來，我國旱情呈加重趨勢，黃河等河流斷流頻率增加，范圍不斷擴大

11、。僅全國大型灌區每年就缺水約300億m3，全國670個城市中有400個城市不同程度的缺水。根據我國節水灌溉發展規劃綱要（20002015年），我國有效灌溉面積將由0.53億hm2增加到0.58億hm2，供水能力由5800億m3增加到期7000億m3，其中農業用水3900億m3保持現狀不變。到2015年，節水灌溉面積由0.15億hm2增加到0.4億hm2，實現灌溉水利用率比現狀提高到20%以上，實現節水600億m3，新增糧食生產能力600億。要實現這一宏偉目標，我國已將發展節水灌溉，實現水資源的可持續利用作為制定國民經濟發展的一個重要方面，僅在“十五”期間，國家將投入1065億元，用于實現160

12、個大型灌區的節水改造、150個地（市）級增效項目、300個節水增效重點縣及一批集雨節灌工程建設。這一計劃的實施，將極大地提高我國水資源利用率和農業生產水平。其實，長期以來灌溉工作的全過程都是圍繞提高水的有效利用率、促使農業高產穩產進行的，只是因主觀認識以及客觀條件的限制，沒有把節水工作放到應有的地位。目前，我國正在建設社會主義市場經濟體制，加快實現“兩個轉變”，普及節水灌溉就意味著實現農業將從粗放經營管理向集約經營管理的轉變。在新的歷史發展時期，大力發展節水灌溉，是進一步改善農業生產條件，緩解農業用水供需矛盾的需要，是加強農業基礎設施建設，促使農業高產高效的有效措施，是農田水利建設的主要內容之

13、一。發展節水灌溉的意義不僅僅是節約灌溉用水，而且改變了傳統的用水、管水方法。現代節水灌溉，特別是先進的噴灌、微灌技術，大量采用新型材料，自動控制，計算機處理等先進科學技術和器材設備，能夠科學有效地控制灌水質量、灌水時間、灌水量、灌水均勻程度等，大大促進了農田水利科學技術進步，提高了灌溉的科技含量，節水灌溉已成為水利現代化的主要標志之一。因此除了要研究作物需水規律和灌水技術外，還要研究開發與之密切相關的新材料、新設備、新工藝、新技術，需要大量水泥、塑料管、塑料薄膜、薄壁鋁管、鋼管、噴灌機、灌水器及其附屬配件等，這又可帶動和促進水利產業的發展。節水灌溉與農機、施肥、植保等其他現代農業科技相配套，成

14、為現代農業不可缺少的組成部分。發展節水灌溉，無論是比較簡單的渠道防滲，管道輸水，還是機械化程度較高的噴灌、微灌等，都不同程度地減輕了平地、挖渠、灌水等的勞動強度和用工，節省的水用在工業、鄉鎮企業和其它行業，促進農村產業結構的調整和社會進步。推行節水灌溉，所節省出的水用在工業和城鎮生活方面，緩解城市和工業用水供需矛盾，有利于國民經濟快速、健康、持續地發展。此外，發展節水灌溉，還有利于促進人們在用水方面的思想觀念更新，加快水費改革，提高用水管理水平，促進建立適應社會主義市場經濟體制要求的用水、節水、管水新機制。因此，節水灌溉是農田灌溉乃至農業用水發展史上意義深遠的一項重大變革。所以針對我國農業灌溉

15、的特殊要求，如我國地勢大部分為丘陵地區，水源不足等特點，現有的噴灌設備不能滿足這些要求，本設計針對北方農作物的這些特點設計條帶式噴灌設備的支架，以滿足北方地區農作物的需要，對不同作物、不同時期、不同行距的作業，本產品成本低，簡單易用，適合固定噴灌，也可移動噴灌。1.2我國噴灌技術的發展現狀20世紀80年代以來，我國噴灌設備機型發展已趨向穩定，按其配套動力和作業幅寬可分為大型噴灌機、中型噴灌機、輕小型噴灌機組。 大型噴灌機主要包括圓形、平移式和滾移式噴灌機。我國大型噴灌機從20世紀70年代中期開始研制，其中電動圓形噴灌機技術水平已達到世界20世紀90年代初期水平。與國外同類產品的主要技

16、術差距主要表現在制造精度較差、電機減速器效率較低、桁架和噴灑器的規格種類偏少等。 中型噴灌機主要包括絞盤式、雙臂式、懸掛式遠射程噴灌機。我國絞盤式噴灌機目前已有近10種規格，整體上達到了國際20世紀80年代同類產品技術水平。主要差距是品種、規格少；制造質量不穩定，特質pe軟管性能不過關；水力驅動裝置尚不成系列；調整裝置與國外的電子調整裝置相比精度偏低，影響了噴灌機的噴灑均勻性；垂直搖臂式噴槍可靠性較差，沒有形成系列，與絞盤式噴灌機配套的水泵及動力也尚未成系列。到1999年，全國絞盤式噴灌機保有量約在3000臺，其中從國外引進2000多臺。 輕小型噴灌機組主要包括手提式、手抬

17、式、手推車式、小型拖拉機懸掛式、小型絞盤式噴灌機。我國從20世紀70年代中期開始由國家組織聯合攻關研制，其機型20多年來沒有多大變化，急需更新換代。主要是噴頭系列長、檔次疏、用戶選配困難；噴灌泵鑄造工藝落后，與電機、柴油機配套后機組效率低，結構笨重，機型落后，不能滿足目前我國農業產業結構調整的需要。20世紀中葉以來，農業高效節水灌溉技術隨著整個科學技術的突飛猛進，也有著快速的發展。借助于土壤水動力學、植物生理學的理論、現代數學方法和技術手段，從整體上研究水一土一作物一大氣之間的相互關系，掌握水分在土壤、作物和大氣間的轉移過程，從而制定科學的水、肥調控方法，使灌溉水管理的研究從單純的實驗發展成一

18、門有較嚴謹的理論基礎和定量方法的科學。同時由于計算機技術、電子技術、信息技術、核技術等在農業灌溉上的應用，使土壤水分動態、水鹽、水沙動態以及水污染狀況、作物水分狀況等方面的監測、采集、分析、處理技術得到進一步提高，也促進科學用水管理水平的提高。同時材料技術的創新也使渠道防滲、管道輸水、地膜覆蓋，以及噴灌、微滴灌技術得到更新和大面積推廣應用，這必然會把農業高效節水灌溉事業推上一個新的臺階。噴灌是通過空中進行配水，由于需要壓力所以常用壓力管道輸水。一般說來，其明顯的優點是灌水均勻，少占耕地，節省人力，對地形的適應性強等，主要缺點是受風影響大，設備投資高等，經過20多年的努力，現在我國已有噴灌面積8

19、0多萬公頃。噴灌系統的形式很多，其優缺點也就有很大差別。在我國用得較多的有以下幾種： (1)固定管道式噴灌 干支管都埋在地下(也有的把支管鋪在地面，但在整個灌溉季節都不移動)，這樣管理更省人力，可靠性高，使用壽命長，只是設備投資很高，目前使用塑料管道的系統單位造價也有8001200元畝之間。有的甚至達到1500元畝。 (2)半移動式管道噴灌 干管固定，支管移動，這樣可大大減少支管用量，從而使得畝投資僅為固定式的5070，但是移動支管需要較多人力，并且如管理不善，支管容易損壞。近代發明了以下一些由機械移動支管的方式，可以部分克服這一缺點。 (3)滾移式噴灌支管 是將噴灌支管(一般為金屬管)用法蘭

20、連成一個整體，每隔一定距離以支管為軸安裝一個大輪子。在移動支管時用一個小動力機推動，使支管滾到下一個噴位。每根支管最長可達400mm，這種機型我國已有產品，適用于矮桿作物(如蔬菜、小麥等)要求地形比較平坦。 (4)時針式噴灌機（又稱圓形噴灌機） 是將支管支撐在高23米的支架上，全長可達400m，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源處，整個支管就繞中心點繞行，象時針一樣，邊走邊灌，可以使用低壓噴頭，灌溉質量好，自動化程度很高。我國已有產品，在華北和東北已有一定的使用經驗，適用于大面積的平原(或淺丘區)，要求灌區內沒有任何高的障礙(如電桿、樹木等)。其缺點是只能灌溉圓形的面積，邊角要想法用其他方

21、法補灌。此機在美國應用廣泛，也值得我國大平原地區大規模農場推廣。 (5)大型平移噴灌機 為了克服時針式噴灌機只能灌圓形面積的缺點，近代在時針式噴灌機的基礎上研制出可使支管作平行移動的噴灌系統。這樣灌溉的面積就成矩形的。但其缺點是當機組行走到田頭時，要專門牽引到原來出發地點，才能進行第二次灌溉。而且平移的準直技術要求高。因此，沒有時針式噴灌機使用的那么廣泛，我國也已有產品。其適于推廣的范圍與時針式噴灌機相仿。 (6)絞盤式噴灌機 用軟管給一個大噴頭供水，軟管盤在一個大絞盤上。灌溉時逐漸將軟管收卷在絞盤上，噴頭邊走邊噴，灌溉一個寬為兩倍射程的矩形田塊。這種系統，田間工程少，機械設備比時針式簡單，從

22、而造價也低一些，工作可靠性高一些。但一般要采用中高壓噴頭，能耗較高適合于灌溉粗壯的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比較平坦，地面坡度不能太大，在一個噴頭工作的范圍內最好是一面坡。該機型我國也已有系列產品，桁架式絞盤可采用低壓噴頭。 (7)中、小型噴灌機 這是我國在二十世紀七十年代用得最多的一種噴灌模式，常見的的形式是配有18個噴頭，用水龍帶連接到裝有水泵和動力機(多為柴油機與電動機)的小車上，動力功率為312馬力居多。使用靈活，畝投資約為固定管道式的2060，移動費勞力大，管理要求高近年來，發展的規模，似有降低的趨勢，只適用于中小型的農場和田塊。但投資較低，使用靈活機動，以上各種噴灌溉形式各

23、有利弊，各自適合于不同的條件，因此只能因地制宜地決策選用。1.3 主要研究內容本文究的主要內容：（一）噴頭噴管支架的分析（二）支架整體構造與設計2 技術任務書(jr)2.1 設計任務書噴灌和微灌技術是當今世界上先進的節水、高效灌溉技術，是我國建設節水型農業，實現農業現代化不可少的灌溉技術，高質量的噴灌設備和微灌設備是應用噴灌和微灌技術的基礎條件，對灌溉設備的改進，有利于對不同作物，在不同地區下灌溉設備的使用。我國目前的噴灌技術面臨著幾下幾點困難：(1)用于節水灌溉的投入嚴重不足,節水灌溉發展緩慢。農業是弱勢產業,農民收入水平較低,節水灌溉一次性投入較大如果沒有國家扶持,只靠農民投入,節水灌溉難

24、以快速發展。噴灌設備成本太高(2)高新節水技術難以大規模推廣,制約了節水灌溉發展進程。近十年來,國家投入興建節水灌溉示范項目已達1000多個,極大地帶動了周邊地區及全國節水灌溉的發展,但由于農村現行土地經營方式和高新節水灌溉技術在管理體制和運營機制上存在一定的矛盾,高新節水灌溉技術難以大規模發展。（3）節水灌溉得以發展的基礎是科技創新,創新體現在技術上,大力研究和開發先進實用的節水灌溉技術,發展適合我國國情的節水灌溉。我國水資源日益緊缺的形勢與目前粗放的農業節水管理水平相矛盾的現象說明,傳統的主要依靠行政措施推動節水灌溉的做法已不適應新階段的要求。必須設計出適合我國基本糧食產物所需要的噴灌設備

25、。根據噴灌設備的需要，我們對設備中的核心構件支架在原有產品基礎上進行了進一步的設計。了解支架的設計步驟與工序，進一步熟悉了支架的結構與設計，同時在設計中也針對一些細節性的問題進行了研究和處理，并做了進一步的改動與完善，鍛煉自己的動手能力與思維方法，用自己的動手來認識自己的不足和弱點，進而改正它。本次設計中，將對以下零件進行設計：底座板、支桿、丁字支架、來水管支架、來水管固定板、固定塊等。2.2 產品的用途產品主要用于噴灌設備中，可用于車載在作物間工作，也可以單獨放在作物間工作，適用于不同的地區，不同的作物，不同的自然環境，本產品適用范圍廣，使用方法簡易，保管和維護方便，是針對小作業地域和單個家

26、庭農田的使用。2.3 產品的工作原理底座有四個半徑大小為10 mm的孔，可以在車載噴灌時與車上相對應的底板，用管件固定連接與固定板焊接在一起的丁字分管支架可以支撐，固定軟管與總管，噴灌固定板上的四個錯位夾子，固定連接噴管，在對不同作物進行噴灌時，作物之間的行距也是不一樣的。噴灌必須可以伸縮，才能具有對不同作物噴灌的功能。噴灌固定板上的四個錯位夾子可以使噴灌根據作物的行距，左右伸長或縮短，左手輪主要起固定固定板在支架上的具體位子，右手輪可使噴管支架變換角度，以達到最佳工作角度，本產品簡單易用，滿足不同作物，不同時期，不同環境的需要。2.4 國內外同類產品水平對比分析噴灌最早使用是在十九世紀下半葉

27、，二十世紀初期，城市壓力水系統被用來噴灌草地，隨后用于噴灌苗圃和經濟作物，在美國加尼伏尼亞洲的山坡果園中，則用噴灌來解決嚴重的水土流失問題。各國初期的噴灌都是固定管道式系統，管材采用鑄鐵管。二十年代出現了遠射程噴頭，旋轉式噴頭和灌溉在三十年代研制成功了雙懸臂式噴灌機。到1960年，全世界噴灌面積估計約有3750萬畝。以后隨著高效噴頭輕質管道（如薄臂鋼管、鋁合金管、塑料管等）以及快速接頭的出現和不斷改進，大大的推進了移動管道式噴灌系統的發展。與此同時，端拖式、機械滾移式、時針式、絞盤式以及平移自走式等。行噴式噴灌機也相繼研制成功。這些新發展，降低了噴灌系統的投資。減輕了噴灌時的勞動強度，提高了噴

28、灌效率，使噴灌迅速擴展到世界各國。不同的設備與噴灌系統，適用于不同國家，不同地區和不同的作物。如固定管道式系統在一些國家仍將在噴灌中繼續發揮作用，主要是在一些勞動力比較緊張的國家，為了綜合利用（如施化肥、防霜凍）。一些國家還在繼續使用和改善固定管道式噴灌系統。還有一些噴灌系統如雙懸臂式和懸掛式噴灌機（系統）。在美國等國，則趨向于大力推廣時針式和平移自走式等噴灌系統，時針式噴灌機組是將噴灌支管在裝在若干帶有行走輪的塔架上，繞一個中心支軸作緩慢的旋轉，管上隔一定距離裝有噴頭，不斷噴水灌溉，系統水源多在中心支軸處，或從其他地方把水引到中心支軸處，輸送到噴灌支管，行走輪的運動靠裝設在每個塔架的小功率同

29、步電動機或水力缸驅使，水力缸的水壓來自噴灌支管。噴灌機旋轉一周得到一個圓形濕潤面積，又成為圓形噴灌機。最近，美國開始研制平移轉動式機組，它兼有時針式和平移自走式機組的特點，既能繞中心支軸旋轉，進行圓形噴灌；又能平行移動，便于噴灌矩形地塊，噴灌支管長383米，由8個塔架支撐移動。每臺機組灌地2900畝，除了時針式及平移自走式噴灌機組以為，人工移動式，端拖式噴灌機（系統），在美國噴灌中也占一定位置。噴灌基礎理論的研究對噴灌設備的水力與機械性能，進一步完善與提高，為更加合理的進行噴灌系統設計提供可能的準則和依據，有著十分重要的意義。近幾年，我國加快了節水灌溉技術的發展，各地結合實際，因地制宜地總結和

30、推廣了十種節水技術： 1) 渠道防滲技術。采用渠道防滲技術后，可使渠系水的利用系數提高到0.750.85。 2) 管道輸水技術。管道輸水具有節水、輸水迅速、省地、增產和有利于搶季節等優點。 3) 畦灌、溝灌技術。畦灌是耕地經平整后，利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉；溝灌是耕地經平整后，以一定距離開成一道道輸水溝，灌溉水通過水溝進行灌溉。 4) 噴灌技術。噴灌可使水的利用率達80%，是人們所熟悉的灌溉技術。 5) 微灌技術。微灌將水和肥料澆在作物的根部，它比噴灌更省水、省肥。 6) 水稻控制灌溉技術。根據水稻不同生育期對水分的不同需求進行灌溉，即改變以往水稻大水漫灌、串灌的舊習慣，而采取“薄、淺

31、、濕、曬”的方式進行灌溉。 7) 集雨節灌技術。主要是西北地區群眾將當地解決人畜飲水的集雨技術和節水灌溉技術結合起來，通過修建集雨場，將雨水集中到小水窖、小水池等小、微型水利工程，再利用滴灌、膜下滴灌等高效節水技術進行灌溉。 8) “坐水種”技術。在一些干旱缺水尤其是東北地區，春播時常因春旱出不了苗或出苗不齊，為保全苗，采用機械或用水箱、水袋拉水，在播種時進行點灌，俗稱“坐水種”。 9) 抗旱保水技術。抗旱保水技術主要包括在農田推廣使用國產的抗旱劑、保水劑，通過地膜和秸桿覆蓋等農藝措施增加土壤對天然降雨的蓄集能力和保水能力。 10) 管理節水技術。通過提高灌溉管理水平，采用科學的灌溉方式，達到

32、節水目的。國外的節水灌溉方法主要有三種形式：噴灌、微灌(滴灌、微噴灌、小管出流灌和滲灌)、行走式節水灌溉方法中，大都需人工來開關水閥，或者通過定時方法來控制，前者易于造成澆水不及時而旱壞植物，澆水過多造成水資源的大量浪費（如采用“旋轉噴頭”進行澆灌）；后者則不管陰天或下雨照樣澆水，控制方法不科學。對于經濟作物，國外采用了微機控制的溫室種作方法，包括送水、送肥、溫度控制、干濕控制，雖然自動化程度較高，但設備成本昂貴，且需要提供大量的電力，一般只是用于經濟作物，特別是溫室作物的無土種植。2.5 關鍵問題及解決方法供需矛盾日益尖銳，農業干旱缺水和水資源短缺已成為我國經濟和社會發展的重要制約因素，而且

33、加劇了生態環境的惡化。灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產量，主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施，組成一個完整的節水灌溉技術體系，包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。其中節水灌溉工程技術是該技術體系的核心，已相對成熟并得到普及，其它技術相對薄弱，急需加強研究開發和推廣應用。節水灌溉工程技術主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、滲灌技術。噴灌技術包括微噴和滴灌，具有省水、節能、適應性強等特點，灌水同時可兼施肥，灌溉效率能夠達到以上。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的

34、深層滲漏損失，提高灌溉效率。實施節水灌溉的好處有:省時、省地、適時、節水、節能、高產等。但站在灌溉水市場需求方(即農戶)的角度來說,發展節水灌溉的意義目前主要在于方便(適時和省時),其次是節能和高產,而不是節水和省地。農村土地屬于集體所有,加之耕地上收入較少,多占用一點耕地對每戶農民來說意義不大;由于農業水價相對較低,加之水權交易市場沒有發育起來,節水沒有利益補償機制,在水資源不是十分緊缺的地方,節水目前基本上還不是大多數農戶特別關注的。一般的噴灌設備都是針對某一特定件物，特定的地域，特定的自然條件而設計的，不具備通用性，對于小規模的噴灌，一般的噴灌設備成本相對偏高，在水資源缺少，能源短缺的情

35、況下，一般的噴灌設備得不到充分的利用。本灌溉產品主要是針對小規模、水資源較少、能源短缺、地勢不平的作業區進行噴灌。產品中的支架，可根據不同的作物高度，以手輪的操作來上下調節噴管的高度和角度，對于不同作物之間的行距，可通過噴管左右伸縮調節，以達到最佳的噴灌效果。3 設計計算說明書3.1 噴頭噴管支架的分析在噴灌設備中，支架主要是為固定、支撐噴灌所需零部件而設計的。噴灌是利用專門的設備將有壓力的水送到灌溉地端，并噴射到空中散成細小水滴，均勻的散布在田間進行灌溉的方法。支架部分主要是在作物間工作，作為噴管和噴頭的支架，支架所起的作用十分關鍵，對作物的高度需要通過支架來調節，對不同作物的作物行距的調節

36、、對作物噴灌時角度的調節。在噴灌時，要受到風、雨等自然條件的影響。受風的影響大，有空中漂移和植物截流水量損失，所以同時也要求支架放在作物間不平坦的地上，在有水壓的情況下能使噴管在穩定的狀態下作業，而不受到各種外界情況的影響，達到最佳的噴灌效果。在支架的整體設計上，要求支架能在車載與單獨作業使用，底座需與小車相對應的板座大小對應。通過底座上的四個底孔、可與車上板座上的銷釘連接固定。在地里作業時，放在不平坦的工作地面上要有一定的穩定性，支架的高度設計需要滿足對不同作物工作時的要求，支架上還必須連接固定相應的零件，對噴管支板的設計要求。支板必須滿足噴管在短距作物間與寬距作物見的要求。我們的產品設計為

37、裝有兩個噴管，可同時作用于四行作物，噴管與噴頭支架的設計，在寬度上達到兩個噴管的寬度，兩個噴管上下交錯連接，在同一個固定板上通過丁字分管支架固定著分水管，兩頭有兩個分支管，丁字分管高于噴管與噴頭支架的高度，有利于分支管與噴管的連接，同時還需要考慮到噴管在對不同行間距作物作業時，伸縮噴管時，分管與噴管的連接能滿足伸縮需要。在調節噴頭的角度時，就要求噴管可以在支板上的夾子上自由旋轉。夾子要滿足耐用性，滿足噴管改變角度的旋轉，但是不需噴管在徑向運動，在徑向方向上要固定不動。丁字分管支架與固定板相連接，丁字分管支架在工作時要受到水壓主管對支架的壓力，對于不同的壓力都必須能承受住而不影響噴管的工作，丁字

38、分管支架以一定的傾斜角度與固定板焊接，在具有一定的傾斜角度時，可使丁字分管支架承受更大的壓力，角度同時也不用太大，否則支架的高度不能滿足分管與噴管的連接，同時要影響噴管的伸縮性，所以丁字分管支架的角度必須滿足所受壓力與連接噴管的要求。噴管支架的整體設備必須符合以下要求：（1） 適用于不同作物，不同生長期時所需要的高度與作物行距（2） 在外界環境或噴管，輸水管道受力作用下穩定工作（3） 簡單易用，成本較低，安裝方便（4） 維修保養、成本低 3.1.1 對不同作物的噴灌要求世界上糧食作物種植面積最大的國家是我國，我國谷類總產值最高4.07億噸。棉花播種面積（2.6萬hm2）我國是農業大國，農業是我

39、國的基礎行業，但是由于農業底子薄，人均產量并不高，所以要加快農業機械化的進程。我國水資源短缺,人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4,灌溉水的利用率僅為40%左右,也就是說有近60%的水都浪費掉了,灌溉水的利用率只為發達國家的一半。據專家預測,按目前的農業用水水平,到2010年農業用水短缺約3003億m,將嚴重制約農業和國民經濟的發展。因此,發展節水灌溉是緩解我國水資源供需矛盾的有效途徑。在農業機械中，噴灌技術在我國有了很大的發展，但是由于我國地域廣闊，作物品種繁多，對于目前大多數的噴灌設備都只針對一種或幾種少數作物而設計的，對于不同地勢的作物，噴灌設備的設計同時也不相同，大多數的噴灌設備

40、得不到普遍的推廣。如：玉米，耐旱，主要生長在北方的干旱地區，在山西等省，農作物的種植地大多處在地域不平坦區域，但是玉米長在旺盛期耗水量較大，月平均需降水100mm 最為有利，但是在北方地區7 8月份時，降水量相對較少。所以噴灌的“救命水”、“關鍵水”對北方種植的玉米是很重要的，但一般的噴灌設備主要是對處于地勢平坦，大面積種植的作物，并且要求當地水資源豐富、能源充足，并且這種設備成本高，對一般地方農村小面積種植作物是不使用的，對北方干旱種植地不平坦的其它一些作物，如：谷子、黍、高粱、春小麥、燕麥、煙草、馬鈴薯、大豆、豌豆、紅小豆。僅僅作物有甜菜、油菜、胡麻和向日葵等需設計一種普遍通用，成本相對較

41、低，可對小面積的作物進行“關鍵”的噴灌，對以上種種情況，選擇移動式噴灌設備較適合，簡化一些大型噴灌的設備需要專門設計為不同作物，不同地勢，不同時期噴灌時所特別需要的構件。針對以上分析，對不同地域，不同作物，不同時期，不同環境的噴灌需要，所設計的產品必須滿足作物高度的調節，對作物行間距，噴管伸縮性的調節，在不同地域作業時可車載，同時也可以固定時噴灌的設計。3.1.2 在固定與運動狀態工作在我國山區、丘陵地區分布很廣，面積約占全國總土地面積的80%左右，耕地面積占全國總耕地面積將近0.5%。山區、丘陵地區地勢起伏劇烈，地面高差較大，坡度陡峻，峰谷交錯，一遇暴雨，徑流大而且匯集迅猛，往往造成洪水災害

42、。如果作物的噴灌采用固定式的，一旦發生洪水，將嚴重破壞了噴管設備，所以不易采用固定式噴灌，采有移動式噴灌設備比較適合。山區、丘陵地區溝壑縱橫，河流甚為發達，但源遠流急，洪枯變差較大。無雨期間常常干涸，加之山區丘陵地區半是山高水低，農業用水困難，一到少雨季節即出現蓄水不足而形成旱象，特別是山區丘陵地區水源明顯不足。采用移動式噴灌設備有一定的好處，但是也有其缺點，對大面積的噴灌，來回搬運噴灌設備極其不方便。即浪費時間又消耗體力，使生產效率低下。所以綜上所述，固定式噴灌使用方便及開及噴灌作業，但是不適用于山區丘陵地區，一旦遭到一些自然災害，對固定式的噴灌設備損害較大，固定式的成本也相對較高，不適合小

43、面積作物的噴灌。移動式噴灌設備雖然可以解決固定式噴灌設備所具有的缺點。但是，移動式噴灌設備耗時費力，生產效率相當低下。所以，本設計結合以上兩種噴灌設備的優點，設計出一種即可車載做移動式噴灌設備，也可固定放在需要噴灌的地點固定噴灌。本設計在支架的底座上打有四個孔，孔的相對應車的地板上的四個孔相對應，在車上安裝時，把孔相對應加入四個銷釘加以固定，即可車載作為移動式噴灌設備，也可作為固定式噴灌使用，以底座下平面為底面，放在所需噴灌的地點即可。因此，本設計在結合移動式噴灌設備與固定式噴灌設備的優點設計出本套設備以適應各種不同的需要。3.1.3 對于作物不同生長期的噴灌要求我國農業歷史悠久，作物馴化栽培

44、，利用的歷史也十分久遠，栽種的作物種類繁多，我國常見的栽培作物有50多種。栽培作物的種類也在逐漸增加，對噴灌設備的要求也很大。對不同的作物，作物之間的行距長短也不同，作物在不同生長期的高度也是不同，所以對于做一個廣泛適用推廣的噴灌設備的設計時，要克服作物的各種要求。在設計中要考慮對不同作物行距不同長短的設計，對于一般的噴管設備，噴管是不能來回伸縮的，只能對兩行作物進行噴灌，不能同時對四行作物進行噴灌，這樣在作業時較大的消耗了沒有必要的勞動力，生產力低下，在本設計中有兩個上下交錯并排連接的噴管，可同時噴灌四行作物，并且噴灌在支架上可以根據不同作物之間的行距對噴管進行伸縮。對于作物不同時期時的噴灌

45、作業要注意作物的不同高度，不同的高度就要求在支架上的噴管可以沿支架上下移動，調節高度，以達到最佳噴灌效果，但是對于一般的噴灌設備它的噴管支板在支架上是固定死的，不能上下移動，所以也就是不能調節高度，只單一的適用與作物一個時期時的噴灌，作用受到了很大的限制。在對噴管高度調節的設計上，本設計采用了手輪夾緊支架使噴管支板在支架上可調節高度，這一設計既滿足了噴管對不同作物在不同時期噴灌的需要，同時這一設計使用方便，簡單易學，在某一高度上，固定牢靠，噴管工作時不會出現工作不穩定的狀態，可以滿足噴灌的需要，同時手輪也可使作業完成后，旋轉一定的角度使噴灌設備在運回時方便不占用太大的空間。3.2 支架整體構造

46、與設計3.2.1 支架上固定零部件的設計支架主要是用來固定噴灌時的各種零部件，如工作中：噴管、來水管等，在其工作時首先必須使零部件在支架上穩定，不受外力各種情況一影響下，工作狀態不受影響，在設計中，吸取現有的各種噴灌支架的優點與本設計針對的特有特點來設計。來水管把從水泵輸出的水通過管道運送到噴管中，通過噴頭在壓力的作用下噴射出去。來水管在支架上通過兩個分小管，分開兩條支流，給兩個噴管輸水，所以在固定來水管時，也就是固定了三個水管，主要作用在三個水管的連接處，為丁字型，設計時不但要考慮到固定來水管也要考慮到二分水管，還不能影響水管的工作。對來水管可以用夾板來固定。 圖1 來水管固定板對兩個分水管

47、可以在夾板上焊接兩塊壓板來固定。圖2 來水管支架這樣既固定住三根輸水管，又不影響其工作，同時使用時簡易方便。對于另一個重要的噴灌設備，噴管與噴頭的固定板，在設計時要考慮到噴管在對不同作物作業時，不同的作物之間的行距也是不一樣的，所以噴管必須能夠軸向伸縮，同時還的考慮在噴灌時對噴孔的不同角度的選擇，在長期使用過程中，固定板對噴管無較大的磨損，同時固定噴管的零件可在噴管軸向與徑向旋轉運動時限制噴管的其他方向的運動，長時間的固定噴管在所需的位置。本設計的噴管為雙噴管、雙噴頭，噴管在同一平面內交錯固定圖3 丁字支架噴管夾四個，一個噴管的固定需要兩個夾子，噴管可在兩個夾子的作用下保持水平。保持一定的角度

48、，同時噴管也可在夾子的徑向旋轉，也可沿夾子來回伸縮運動。這一設計既滿足了噴管在對不同作物作業時，滿足不同作物的行間距，也滿足了噴管在調節角度時，在夾子中旋轉來變化角度，設計在噴灌工作完成后拆裝噴管時，十分方便，安裝也十分方便。3.2.2 底座的設計在本設計中底座有兩個特殊的作用，噴灌設備在車載作業時，需要支架與車連接固定在一起，在地間單獨固定作業時，底座必須穩定，從而不影響噴灌設備在工作時的作業。在車載作業時，底座上的四個角鉆有四個孔，孔的直徑與車上固定板上的孔直徑大小一直，位置也是相應的。車載使用時只需要在相應的孔上使其固定住。 圖4 底座3.2.3 支桿的計算與設計分析噴管在對不同作物作業

49、時的高度是不一樣的，這就需要噴管可以沿支桿上下移動，以調節高度適應不同作物的不同高度。本設計主要是針對本省的作物噴灌而設計的，本省主要糧食作物有：玉米、小麥等。考慮到糧食作物中所需高度最大的作物與糧食作物中高度最小的作物，兩者的高度決定了噴灌設備中噴灌支架中支桿的高度，同時支桿的直徑的大小也必須與固定塊和丁字支架的連接孔徑大小一直。3.2.4 噴管固定板的設計與分析一般的噴灌設備只具有一根噴管，其所具有的固定板也只能固定一根噴管，在工作時，只能同時噴灌兩行作物，工作效率底下，消耗時間，浪費勞動力。本設計的噴管固定板是為雙噴管與雙噴頭設計的，這樣可以在很大程度上提高工作效率，節省了大量的工作時間，但是雙噴管如果連接在一條線上，必然使得固定板的長度加長，使支架整體看起來笨重，使用使，極其不方便，造成設備的不應該有的材料浪費。為解決以上問題，在設計時，雙噴管的連接是上下交錯并排連接在