模塊化智能型雙缸隔膜電動噴霧器的設(shè)計【全套含CAD圖紙】
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開題報告題目 雙缸隔膜電動噴霧器的設(shè)計學(xué)生姓名、學(xué)號 專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化(數(shù)控技術(shù))指導(dǎo)教師姓名 職稱副教授一 研究的背景、意義我國是一個農(nóng)業(yè)大國,九億農(nóng)民,18.27億畝耕地。主要實行家庭為主的生產(chǎn)方式,在大部分地區(qū),每個從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)戶占有的土地只有2-3畝,多的地區(qū)也就不過十幾畝。植保器械對每一個農(nóng)戶來說都是不可缺少的生產(chǎn)工具。就數(shù)量而言,我國的小型噴霧器械的生產(chǎn)數(shù)量以及占有數(shù)量均處世界第一,但是,絕大部分的噴霧器屬于上世紀(jì)五六十年代的產(chǎn)品,結(jié)構(gòu)簡單,質(zhì)量問題突出,基本上未進行技術(shù)改進。已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在的社會需求,目前,農(nóng)村從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力普遍出現(xiàn)老齡化、婦女化的趨勢。目前,我國小型植保器械仍以手動噴霧器為主,其生產(chǎn)效率低下,安全問題突出?,F(xiàn)在農(nóng)戶使用的絕大多數(shù)噴霧器都存在著“跑、漏、冒、滴”的現(xiàn)象,給操作者帶來直接的人身傷害,而且噴霧質(zhì)量不能得到保證,從而使病蟲害得不到有效的防治,藥液的泄漏,還直接污染土壤和水域。具體的表現(xiàn)在以下幾個方面的問題:(1) 噴灑部件落后、型號品種單一,不能滿足不同作物、不同病蟲害防治的需要。用一種機型防治各種作物的病蟲草害、打遍百藥,常常造成農(nóng)藥用量過大、浪費、農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染、作物藥害、操作者中毒等問題。(2) 不能滿足農(nóng)藥科學(xué)使用的要求。我國平均用藥量是以色列、日本的1/8-1/4,是美國、德國的1/2,但農(nóng)產(chǎn)品的藥物殘留確實其他國家的數(shù)倍,甚至數(shù)十倍。還有就是噴頭的選擇不夠合理。究其原因是采用落后的植保機具和施藥技術(shù)不合理。(3) 制造工藝粗糙,可靠性低,產(chǎn)品質(zhì)量差。我國市場上每年銷售的600余萬臺手動噴霧器,大部分是手工坊式裝配為主生產(chǎn)的,既無生產(chǎn)圖紙,也無檢測手段,設(shè)備簡陋,偷工減料,大量采用再生產(chǎn)塑料生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展,再加上目前農(nóng)村問題的復(fù)雜化,傳統(tǒng)的落后噴霧器械已經(jīng)越來越不適合目前的現(xiàn)狀。社會需要全面提高手動噴霧器的質(zhì)量,更需要對手動噴霧器進行全面的更新?lián)Q代,目前極需要一種高效率、低功耗的適合家庭作業(yè)的小型植保器械。意義在于推動我國農(nóng)村植保機械的機械化進程速度,推動手動噴霧器的更新?lián)Q代,順應(yīng)農(nóng)業(yè)清潔能源的需求。二 課題研究的基本內(nèi)容、重點難點及要解決的主要問題本論文以“如何促進手動噴霧器的更新?lián)Q代”這一目的,探討雙缸隔膜泵的設(shè)計問題,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1) 分析隔膜泵的工作原理,擬定不同的方案;(2) 對不同的方案進行分析,確定隔膜泵的結(jié)構(gòu)模型;(3) 根據(jù)初步確定的模型,進行優(yōu)化,確定集體外形參數(shù);(4) 繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖、裝配圖。(5) 對隔膜泵進行效率計算。在完成雙缸隔膜泵的設(shè)計基礎(chǔ)上,完成整體噴霧器的構(gòu)架設(shè)計,并繪制整體裝配圖。2.1基本內(nèi)容基本參數(shù) 1、 外形尺寸(長*寬*高):360mm*240mm*580mm2、 凈重(包括電瓶):7.0KG3、 藥液箱容量:拉管加液為18L,背負(fù)時加液14-16L4、 雙杠隔膜泵:行程 1.5mm5、 工作壓力:0.3-0.4Mpa6、 流量:3.8-4.0L/MIN7、 噴霧膠管(內(nèi)徑*長度):8mm*1500mm8、 噴桿長度:630mm9、 噴頭形式:切向進液式噴頭或扇形式噴頭2.2主要研究范圍及目的液泵是整個噴霧機械的“心臟”。它的功用在于:使藥液產(chǎn)生高壓,以客服藥液在管理流動過程中的流動阻力,供給液流霧化和噴射的能量,以及混勻和攪拌藥液的能量。隔膜泵的一個巨大優(yōu)勢在于,隔膜泵將藥液與傳動部件和動力部件通過隔膜片良好的隔絕,即大大提高了這些部件的抗腐蝕性,提高了這些部件的壽命。我國噴霧機械上常用的液泵有活塞式和柱塞式、離心式、滾子式、隔膜式四個大類型。現(xiàn)代噴霧器上又運用了射流式液泵。以下做簡要介紹:(1) 活塞式和柱塞式泵 這類泵能產(chǎn)生較高的壓力,應(yīng)用最為廣泛。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工要求高。手動噴霧器和機動噴霧器上的液泵,一般都采用這種類型。(2) 離心式液泵 這類泵自吸能力、流量較大,但由于液泵轉(zhuǎn)速高,在與動力配套時,往往需要用皮帶輪或齒輪箱增速,不屬于本次設(shè)計內(nèi)容。(3) 滾子式液泵 這種類型的液泵結(jié)構(gòu)簡單,所產(chǎn)生的壓力較低。適用于大流量無漂移噴霧作業(yè)。 (4) 隔膜式泵 按其工作原理應(yīng)從屬于往復(fù)式液泵。但由于它是利用彈性隔膜的變形往復(fù)運動產(chǎn)生液壓,故另歸一類。隔膜泵有杠桿式和活塞式。活塞式隔膜泵又可分單缸、雙缸和多缸等幾種。(5) 射流式液泵 主要用于混藥和攪拌以及液箱灌水,植保機械一般使用液體射流泵。而射流式液泵主要作為輔助用泵。本次畢業(yè)設(shè)計主要著手于隔膜泵的設(shè)計問題,關(guān)于噴霧器的主要問題就集中在泵的類型及其選擇。關(guān)于隔膜泵的具體原理將在后面做具體介紹。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,社會的不斷進步,農(nóng)業(yè)機械化潮流將變的不可逆轉(zhuǎn),傳統(tǒng)的手動式噴霧器問題越來越突出。目前,我國生產(chǎn)背負(fù)式手動噴霧器的企業(yè)有400多家,年產(chǎn)藥械800多萬臺(其中出口25000臺)。這些手動噴霧器的有20多個品種、80多個型號,每年平均出現(xiàn)6次以上故障。但另一方面,我國生產(chǎn)背負(fù)式機動噴霧器的企業(yè)只有20多家,年產(chǎn)不過40萬臺,其中出口15臺??梢韵胂螅@個市場有多么的吸引人。隨著農(nóng)村科知識的普及,收入的增加,越來越多的機械化農(nóng)具將走進普通農(nóng)業(yè)家庭。目前以柴油為動力的機動噴霧器存在啟動性能不好、油耗高、噪聲大的缺點。而我們這次進行的是電動式的能源供給,應(yīng)該說,市場潛力巨大。2.3主要問題1、總體方案確定,滿足體積合適,效率較高,污染較少,適合農(nóng)村實用等要求。2、隔膜泵的核心技術(shù)主要是由隔膜設(shè)計基本理論及制造、進、出料閥的設(shè)計基本理論及制造技術(shù)、進、出料補償基本理論、活塞密封的制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)等組成。隔膜設(shè)計基本理論及制造、活塞密封的制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)與平常所見的往復(fù)式泵不同。3、設(shè)計方面,有隔膜材料的力學(xué)性能計算、實驗測試,隔膜的受力狀態(tài)的監(jiān)測、檢測。無論是設(shè)計、制造、元件的選型,均會影響到隔膜的使用壽命,從技術(shù)角度而言,難度及復(fù)雜性都是很高的。4、隔膜泵在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用及推廣至今已有幾十年的歷史,但得到廣泛的應(yīng)用只是近幾十年。目前,國內(nèi)外對隔膜泵的技術(shù)參數(shù)及材料的選擇理論研究的文獻很少。三 課題研究計劃與寫作提綱(1) 設(shè)計步驟:調(diào)研收集設(shè)計資料根據(jù)所給定的參數(shù)制定總體設(shè)計方案完成總裝圖及部裝圖完成零件圖編寫設(shè)計說明書。(2)2014年 2月20日-2014年 2 月 26 日:下達設(shè)計任務(wù)書,明確任務(wù),熟悉課題,收集資料,上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。2014年 2 月 27 日-2014年4 月 15 日:制定總體方案,繪制總裝圖草圖。2014年4月16 日-2014年 5月 27日:修改并完成總裝圖及部裝圖,完成有關(guān)零件圖的設(shè)計。2014年 5 月28日-2014年 6 月5 日:編寫設(shè)計說明書2014年 6月 6日-2014年6 月 8 日:準(zhǔn)備答辯(3) 寫作提綱第1章 緒論1.1 我國小型噴霧器械的現(xiàn)狀分析1.1.1、我國目前小型噴霧器械的市場情況1.1.2、目前小型噴霧器械存在的問題1.2 本課題的研究范圍及目的1.2.1、研究范圍1.2.2、目前的研究現(xiàn)狀1.2.3、研究要解決的問題和意義1.3 前景展望第2章 雙缸隔膜泵方案的確定2.1 隔膜泵的基本原理2.1.1、隔膜式液泵的構(gòu)造2.1.2、隔膜式液泵的工作原理2.2 方案的選擇2.2.1、動力系統(tǒng)的選擇2.2.2、傳動系統(tǒng)的選擇2.2.3、執(zhí)行系統(tǒng)的選擇2.3 其他件的選擇2.4 材料的選擇第3章 雙缸隔膜泵的理論計算3.1 泵的流量計算3.2 雙缸隔膜泵的功率及效率計算3.2.1、隔膜泵的容積效率3.2.2、隔膜泵的功率以及總功率第4章 結(jié)論謝辭參考文獻1王光亮,李羊林.植物保護機械的使用與維護.科學(xué)出版社,1998:52-112.2王榮.植保機械學(xué).北京:機械工業(yè)出版社,1990:29-230.3申永勝.機械原理教程.北京:清華大學(xué)出版社,2002:7.38-219.4濮良貴,紀(jì)名剛.機械設(shè)計.高等教育出版社,2000:217-344.5王之爍,王大康.機械設(shè)計綜合課程設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2003:89-156.6呂勞富,梁貴敏,趙清.我國背負(fù)式藥械現(xiàn)狀及對策.植物保護與糧食安全.323-325.7索榮.國內(nèi)植保存在三大安全問題.農(nóng)機市場,2005:22-23.8陳歲繁.隔膜泵關(guān)鍵部件的有限元分析及水力特性的仿真D:碩士學(xué)位論文.安徽:安徽理工大學(xué)研究生處,2006.9凌學(xué)勤.往復(fù)式活塞隔膜泵的技術(shù)參數(shù)及核心技術(shù).機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2006:19(5):45-49.10昆明市農(nóng)業(yè)機械研究所.我國植保機械化亟待提高.云南農(nóng)業(yè),2006-11-21附錄 學(xué)生簽名: 年 月 日指導(dǎo)教師批閱意見(指導(dǎo)教師應(yīng)對課題研究的思路、方法、對策、措施和預(yù)期成效等做出評價,并提出具體的改進意見) 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日5
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