液压升降折叠宽幅喷杆喷架的结构设计

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1、2015年8月农机化研究第8期液压升降折叠宽幅喷杆喷架的结构设计许超，陈永成，李瑞敏(石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832000)摘要:针对目前植保机械中所使用的喷杆喷架稳定性差、折叠伸展需要人工辅助等问题，设计出了一种液压升降折叠宽幅喷杆喷架。对喷杆喷架的升降装置、90°液压油缸折叠机构、180°液压油缸折叠机构和整体宽幅喷架进行了理论分析和结构设计，并建立了关键部件的三维模型。通过田间试验验证了该装置设计方案的合理性，为研发先进适用、具有自主知识产权的液压升降折叠宽幅喷杆喷架奠定了基础。关键词:升降装置

2、;液压油缸;折叠机构;喷杆喷架;植保机械中图分类号:S499文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)08－0096－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.08.021中建立关键部件的三维模型，为研制出高效的液压升0引言降折叠宽幅喷杆喷架起到参考和指导作用。近年来，农田的种植开始由过去的小田分散种植1宽幅喷杆喷架的结构向规模化集中化种植管理发展。过去个人种植农田由于田地面积小，普遍采用小型手动或者便携式机动该喷杆喷架(见图1)的幅宽为14m，高度调节范植保机械，如手动背负式喷雾

3、器、手动压缩式喷雾器、围在0．7～2．8m，喷杆喷架装置通过安装座固定在机手动踏板式喷雾器，以及背负式机动喷雾喷粉机、担架上。喷杆喷架装置包括升降装置、中央喷架、大展［1］架式机动喷雾机等对农作物进行病虫害防治。随臂喷架、小展臂喷架。中央喷架铰接于升降装置末着生产模式的转变，以往在我国植保机械中占主导地端，90°折叠液压油缸安装座分别设置在中央喷架的位的手动或便携式机动喷雾机械由于劳动强度大、农两端，其活塞杆与大展臂喷架铰接，通过该液压油缸药利用率低和作业效率低等原因将无法满足大田集伸缩使大展臂喷架与中央喷架实现9

4、0°折叠。180°折中种植的生产要求，大型宽幅折叠式喷雾机开始在农叠液压油缸安装座设置于大展臂喷架末端，其活塞杆［2］业生产中推广应用。但是，在现有大型宽幅喷雾机与小展臂喷架铰接，通过该液压油缸的伸缩使小展臂上，喷杆喷架的升降主要由钢绳和滑轮控制，而喷杆喷架与大展臂喷架实现180°折叠。喷架展开和折叠大多采用机械式传动结构和液压油缸结合的方式。现有技术的折叠式喷杆喷架由两个液压油缸通过连杆、钢绳、绳轮等控制两侧喷杆喷架的折叠与展开，由于结构与空间原因，造成两侧的喷杆喷架折叠与展开时间差别较大，容易导致喷雾机架扭曲;

5、另外，由于喷雾机的工作环境比较恶劣，连杆、钢绳、绳轮等结构容易锈蚀，造成喷雾机的稳定性差，使用寿命短。本文以大型宽幅喷雾机上的喷杆喷架为研究对象，对液压油缸控制的升降装置、90°液压折叠装置和1．小展臂喷架2．大展臂喷架3．中央喷架4．升降装置5．安装座180°液压折叠装置进行结构设计，在SolidWorks软件图1喷杆喷架的总体结构Fig．1Theoverallstructureoftheinjectionrodinjectionframe收稿日期:2014－08－08基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2

6、012BAD42B03)2关键零部件的设计作者简介:许超(1988－)，男，河北廊坊人，硕士研究生，(E－mail)907602739@qq．com。2．1升降装置的设计通讯作者:陈永成(1958－)，男，河南南阳人，教授，(E－mail)yongchengchen@163．com。升降装置主要由上升降杆、下升降杆和升降油缸·96·2015年8月农机化研究第8期组成。其主要功能是将喷架调整到合适的施药高度，S’，在L1状态下的安装位置为S，此时S’、S在大展臂并在升降过程中保证喷架保持原有的施药状态，如图2喷架上的

7、相对位置是相同的。当大展臂喷架处于L1’所示。位置时，液压油缸处于最小伸长量，以S’为圆心，以最小伸长量为半径画圆弧S1’S2’;当大展臂喷架处于L1位置时，液压油缸处于最大伸长量，以S为圆心，以最大伸长量为半径画圆弧S1S2，两圆弧相交于O’点，此点即使液压油缸钢筒的安装铰接点。参照GB/T2349－1980活塞行程系列选取液压缸的行程为150mm，最大工作尺寸为550mm。图2升降装置的设计原理Fig．2Thedesignprincipleofliftinggear上升降杆、下升降杆一端铰接于安装座，另一端图3

8、90°液压折叠的设计原理与中央喷架铰接，上升降杆与下升降杆在安装座上铰Fig．3Thedesignprincipleofhydraulicfolding90degrees接点的相对位置和在中央喷架上铰接点的相对位置2)180°液压油缸折叠机构。该机构包括大展臂相同，因而构成了一个平行四杆机构，使得铰接于升喷架、小展臂喷架、180°液压油缸、安装座、拉杆、连［