牵引式果园弥雾机的研制.pdf

山东农业大学学报(自然科学版),2023,54(3):464-467VOL.54 NO.3 2023Journal of ShandongAgricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2023.03.018牵引式果园弥雾机的研制牵引式果园弥雾机的研制宋 涛1,崔成鹏2,刘 敏2,姜昌科2,王铁新21.山东省农业机械技术推广站,山东 济南 2501002.山东优尼亚农业机械有限公司,山东 德州 253700摘摘 要要:为了解决山地丘陵地区标准化果园的植保作业，缓解果农田间管理的劳动强度，提高果园植保作业的效率，研制了适用于我国山地丘陵地区标准化果园植保作业的牵引式果园弥雾机。通过试验验证，该果园弥雾机机动灵活，作业效率高，作业压力和风机性能可调，适应性广泛。关键词关键词:园林机械;弥雾机;果园机械化中图法分类号中图法分类号:S233.74文献标识码文献标识码:A文章编号文章编号:1000-2324(2023)03-0464-04Development of Traction Mist Sprayer for OrchardSONG Tao1,CUI Cheng-peng2,LIU Min2,JIANG Chang-ke2,WANG Tie-xin21.Shandong Province Agricultural Machinery Technology Populariztion Station,Jinan 250100,China2.Shandong Yunia AAgrictural Machinery co.Ltd.,Dezhou 253700,ChinaAbstract:In order to solve the problem of arbor protection of standardized orchards in mountainous and hilly areas,relievethe labor intensity of field management of fruit farmers and improve the efficiency of orchard arbor protection,traction typeorchard mist machine suitable for standardized orchard arbor protection in mountainous and hilly areas was developed.Through the test verification,the orchard mist machine flexibility,high efficiency,operating pressure and fan performancecan be adjusted,wide adaptability.Keywords:Garden machinery;mist sprayer;orchard mechanisation近年来随着国家对农业机械的政策支持，大田类农业机械得到了飞速发展。但针对山地丘陵地区的农机具产品依然欠缺1。我国西南、新疆等山地丘陵地带积极发展经济作物种植，标准化果园已出具规模，但在田间管理、植保大药、采摘运输等环节依然严重依赖人工2。为此，研发了一款牵引式果园弥雾机，专门应用于山地丘陵地区的果园植保作业。该设备结构紧凑，机动灵活，消耗动力小，通过试验测试，该机器作业效率高、适应性广，非常适合山地丘陵地区标准化果园作业。1总体结构及工作原理总体结构及工作原理1.1总体结构总体结构牵引式果园弥雾机由架体、药液箱、风机、隔膜泵、喷嘴装置等组成，药液箱设计了用于清洗主液箱和洗手的水箱。1-机架 2-牵引杆 3-支撑架 4-支撑轮 5-主液箱 6-加注口 7-清洗箱 8-洗手水箱 9-隔膜泵 10-控制阀 11-风机 12-排水阀 13-吸滤器图图 1 整机结构整机结构Fig.1 The structural diagram of corn harvester收稿日期收稿日期:2022-10-11修回日期修回日期:2022-12-05第第 1 作者简介作者简介:宋 涛(1986-),男,硕士研究生,高级工程师,研究方向:农业机械装备.E-mail:第 3 期宋 涛等:牵引式果园弥雾机的研制4651.2工作原理工作原理牵引式果园弥雾机工作过程：根据作业果园作物高度，设置工作压力和喷嘴类型（低压或高压），隔膜泵通过拖拉机 PTO 带动。作业前将主液箱内药液加注完成，主液箱内设置有药液回流搅拌功能。启动拖拉机，进入作业区域；拖拉机怠速状态，结合 PTO 离合器，通过拖拉机油门将 PTO 输出转速稳定在 540 r/min，打开控制阀开关，开始喷雾作业。牵引式果园弥雾机的风机匹配有变速箱，风机扇叶角度可调，喷药装置匹配高低压双喷嘴，每个喷嘴可独立关闭。1-喷嘴 2-控制阀 3-自清洁过滤器 4-三通阀 5-隔膜泵 6-洗手用清水箱 7-冲洗用清水箱 8-冲洗喷嘴 9-药剂稀释喷嘴10-主液箱11-冲洗喷嘴 12-吸滤器 13-回流搅拌喷嘴 14-排水阀图图 2 工作原理图工作原理图Fig.2 The operating principle of fertilizer distributor2主要部件主要部件2.1隔膜泵隔膜泵牵引式果园弥雾机选用意大利 UDOR 品牌 OMEGA135 型增压隔膜泵。输入转速范围 400-550r/min，空载流量范围为 101-137 L/min，最大工作压力 40 bar，最大功率 9.8 kW。输入轴通过传动轴与拖拉机 PTO 和风机输入轴连接。图图 3 隔膜泵隔膜泵Fig.3 The diaphragm pump2.2风机与变速箱风机与变速箱牵引式果园弥雾机风机有两个直径800 mm扇叶转子，同轴对称安装，前端扇叶转子从前端进风，后端扇叶转子从尾部进风，确保出风均匀。两个扇叶转子的扇叶具备三个状态角度，可以根据使用要求进行调整，保证风机出风的风量和风速。图图 4 风机风机Fig.4 The fan466山东农业大学学报(自然科学版)第 54 卷牵引式果园弥雾机风机设计有变速箱，变速箱具备2档调速、关闭风机功能，在装载药液时，可将风机关闭，对药液进行回流搅拌混合，同时可以通过改变速比、风机角度来实现风机风量的调整。1-加气盖 2-排气盖 3-变速杆(A-一档，B-二档)4-油位视镜图图 5 风机变速箱风机变速箱Fig.5 The fan gearbox3性能参数测定性能参数测定3.1风机性能测试风机性能测试拖拉机PTO转速540 r/min，对风机变速箱不同档位、不同扇叶角度条件下的风机出风口风量、风速进行了测试，结果见表1。表表 1 风机流量、风速风机流量、风速Table 1 The fluxes and air speeds of the air fan变速箱档位Gearbox功率消耗/kWPower consumption流量/m/hFlux风速/m/sWind velocity扇叶角度/Angle of fan bladeI6.726 00013.525II12.828 20017.9I11.232 30019.735II19.139 80025.1I14.837 60022.345II22.750 00029.03.2喷嘴流速与作业效率喷嘴流速与作业效率果园每公顷喷洒药液剂量需考虑果树高度、树冠大小、种植行距以及果园弥雾机的性能参数。果树越小，药液喷洒剂量应该越少，喷洒应该更精确，当实际喷药量过大时，能留存在果树枝叶表面的药液也会有上限，过多的药液都会顺着枝叶淌掉，造成浪费3-5。每公顷喷洒药液剂量计算公式：vbnqQ600，其中：Q-喷洒药液剂量/Lhm-2）；q-喷嘴流量/Lmin-1；n-打开的喷嘴数量；v-机组行进速度；b-果树行距/m。3.2.1 喷嘴流速图图 6 喷嘴液体流速喷嘴液体流速三维图三维图Fig.6 3D map of liquid flow speed from the nozzle第 3 期宋 涛等:牵引式果园弥雾机的研制4673.2.2 作业速率图图 7 机组作业速率三维图机组作业速率三维图Fig.7 3D map of runing speed of the machine set图图 8 作业速率测试作业速率测试Fig.8 The operational efficiency test试验场地划定100 m距离范围，针对果园不同果树行距条件，为确保每亩喷药量一致，机组需要匹配不同的作业速度。果树行距设定范围25 m，每0.2 m一个区段进行精细划分。4结结 论论该牵引式果园弥雾机结构紧凑，机动灵活，消耗动力小，适合我国山地丘陵地区标准化果园植保作业；工作压力稳定可调，风机风量、风速可调，喷嘴可实现高低压切换，适应性广。作业效率高，可有效缓解果农田间管理的劳动强度。参考文献参考文献1刘艳芬,黄士超.智能果园植保机的设计与试验研究J.农机化研究,2020(4):67-71,762王 杰,陶振洋,茹 煜,等.风机在农林植保机械中的应用研究现状及展望J.中国农机化学报,2016(9):67-743范力更.我国植保机械常用喷头的研究现状及发展趋势J.农业开发与装备,2017(11):334周海燕,杨炳南,严荷荣,等.我国高效植保机械应用现状及发展展望J.农业工程,2014(6):4-65张海锋,许林云.果园喷雾机发展现状及展望J.中国农机化学报,2014(3):112-118