机动喷射式地下施药机的研制

摘要

药物防治是广泛用于控制各种农作物病虫害、确保农业稳产增收的重要措施。而施药机械是实现药物防治的主要工具。由于地下病虫害发生在土壤深处，普通施药机械的药液难以深入土层，给防治带来困难。对于地下病虫害的防治，我国仍处于传统的手工防治和手动机械阶段，劳动强度大，防治效率低，且极易引起操作者中毒，迫切需要高效安全的新型地下施药机械。基于上述情况，本课题开发研制了机动喷射式地下施药机，并进行了样机工作实验。 (1)参照其它施药机械的结构，确定了系统组成。整机主要由动力系统、传动系统、药液输送系统、喷药控制系统、喷药系统等组成。 (2)利用机电一体化技术，对喷药控制系统进行了选择设计。对继电器的工作参数进行了确定，使施药机能够根据农作物不同的株距行距实现在作物根际喷药、在作物空档停喷的要求。 (3)通过对注射施药喷杆的运动及受力分析，明确本机不宜采用目前地下施药机械常用的注射施药方式，从而确定本机选用喷射式施药，对喷药系统进行了结构设计。 (4)对传动系统和主要零部件进行了结构设计。 (5)对药液喷射过程进行了理论分析，推导了喷孔处药液喷射速度公式，建立了药液在空气中的位移速度方程，并对药液在土壤中的运动进行了分析，明确了喷射深度的影响因素，并对影响趋势进行了理论推导、分析确定。 系统运转实验表明：机组能够正常工作，各系统运转正常。操作人员只需按作物行距调节好喷杆位置，打开电源开关，按作物株距设定好继电器工作参数，启动手扶拖拉机，即可进行施药。解决了手工施药操作人员和农药直接接触、手动机械施药劳动强度大、施药效率低的问题，满足使用要求，达到了预期设计目标。 喷射实验结果表明：隔膜泵低速运转、流量较小的情况下，喷射深度较浅，喷孔直径、喷头离地高度、土壤状况对喷射深度的影响不显著；隔膜泵较高速度运转，流量较大时，喷射深度明显增加，此时压力对喷射深度有明显影响，喷头离地高度和土壤状况的作用不明显：喷量为5ml时，最优处理组合为压力2.5 MPa、原土、喷孔直径￠1.0、喷嘴离地高度50mm，当喷量为15 ml时，最优处理组合为压力2.5 MPa、喷嘴离地高度100 mm、松土。因此，本机亦采用隔膜泵较高转速、大流量的工作状态，可通过调整隔膜泵压力来调节喷射深度。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1本课题研究的目的、意义

1.2国内外植保机械及植保技术研究现状

1.2.1国外植保机械及植保技术研究现状

1.2.2国内植保机械及植保技术研究现状

1.3地下病虫害

1.3.1种类、危害

1.3.2地下病虫害的防治

1.4研究内容

1.5研究方法

1.6本章小结

2总体方案的确定

2.1系统组成

2.2整机布置原则

2.3施药机的工作原理

2.4本章小结

3各系统的选择与设计

3.1动力系统的选择

3.2药液输送系统的选择

3.3传动系统的选择与计算

3.3.1传动系统的选择

3.3.2带传动的设计与计算

3.4喷药控制系统的选择与设计

3.4.1喷药控制系统的选择

3.4.2时间继电器的性能要求

3.4.3时间继电器的设计

3.4.4供电系统的选择

3.5药箱

3.6喷药系统的选择设计

3.6.1施药方式的选择

3.6.2喷头的选择

3.6.3喷药系统设计要求

3.6.4喷药系统的总体设计

3.7隔膜泵安装支架的设计

3.8电磁阀连接块的设计

3.9本章小结

4药液喷射过程理论分析

4.1喷孔处药液流速的理论分析

4.2药液在空气中的运动情况

4.2.1理论分析的前提条件

4.2.2运动过程分析

4.3药液在土壤中的运动情况分析

4.3.1药液喷射速度对喷射深度的影响

4.3.2土壤空隙比对喷射深度的影响

4.3.3土壤含水量对喷射深度的影响

4.4本章小结

5实验研究

5.1实验前的准备

5.1.1实验台架的设计

5.1.2实验指标与因素的确定

5.1.3实验方案

5.1.4实验场地的处理

5.1.5土壤含水量的测定

5.2系统运转实验

5.3喷射实验

5.3.1数据采集

5.3.2数据分析

5.3.3喷射实验结果

5.4本章小结

6结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及申报专利情况

致谢