半固定管道式喷灌系统移管机的研究

管机的组成、工作原理进行了阐述，并介绍了可行性分析与计算的方法，通过田间。

2移管机的组成与工作原理2.1组成行走轮：移管机的行走轮分为固定和单支点摆动式（B型）其结构如3所示。

A型行走轮简图一卡箍2―车架3-车轮4一轮轴行走轮由两个车轮组装而成，其外径为660mm，轮缘最大宽度为650mm由工程塑料注塑制造，是移管机的关键部件。

2.2工作原理（1）组装移管机：首先将半固定管道式喷灌系统一端的第一节管子安装在A型行走轮上（用快装卡箍夹紧）再将另一端安放在B型行走轮上，把第二节管子插入第一节管子的接口内，分别用卡箍夹紧两节管子，最后安装挡板（限位挡板）安装完一节管子后，即由操作者按支管在田间布置的位置将其向前推进农田。依此类推。组装时，采用一个固定式行走轮（A型）后，需连续使用二个单点摆动式（B型）行走轮。人力绞盘安装L―两支点间的距离（m）节铝合金管子的重量按下式计算：Y――铝的容重（/m3）管子上的静载荷q为：管子的惯性矩按下式计算：束后，将支管与给水栓脱开，人力绞盘上的钢丝绳挂勾挂在最末端（按组装方向）的行走轮上，然后曳引移管机，拖出一节管子即可在地头拆卸一节，直至全部支管系统移出农田。在移管过程中，可一边拆卸，一边到另一作业点上进行组装。

3可行性分析与计移管机的可行性分析，其实质是通过受力分析与计算，判定支管是否产生塑性变形和其牵引力能否由人力所承担。3.支管挠度计算灌溉时，为静止状态，假定无附加动载荷。用行走轮将支管托起后，支管内充满水，其受力状态如管子的外径为Dl内径为办，两行走轮之间距离为L（管子长为6m）铝的弹性模充满水的管子挠度按下式计算I1：3.移管机牵引力的计算当作业结束时，立即排泄系统内的水。但由于每根管子产生挠曲，系统内会残留部分水。据实测，残留水量为系统充满水量的1/3.贝IJ，移管机曳引时的重量为：为光管的数量和重量，n2、W2分别为带承插接口的三通管的数量和重量（N）Wd――系统上安装喷头的总重量，Wd=ngW，n3、W分别为喷头的数量和重量（N）Ws――系统上安装竖管的总重量，Ws=n4WS，n4、Ws分别为竖管的数量和重量（N）Wx移管机的行走轮的总重量Wx=n5Wa+n6Wb n5、Wa分别为A型行走轮的数量和重量，Wb为B型行走轮的数量和重量（N）Wc――排泄水后的系统内残留水的重量，可按系统内充水量的1/3计（N）则移管机对地面的正压力N=Wy.量EL=70GPa，其容重Y=2.7从104N/m3，水的容重Y水=9.8kN/m3，则一节管子内水的重量为：单个行走轮受力简图根据I2，行走轮的滚动阻力矩按下式计算：行走轮对地面的正压力（N）行走轮的滚动阻力臂（mm）曳引移管机时，每个行走轮的受力情况如所示。

F1作用在行走轮质心上的力（N）Rx行走轮半径（mm）行走轮由静止状态至拖移速度为V.的过程中质心加速度为故需外加F的力。若行走轮每分钟转数为nx由静止状操作者施加在手柄上的力Fa为：态达到Vx的时间为tx则：外加力Ff计算公式推导如下：e行走轮的角加速度（ad/s2）Ff滑动摩擦力（N）Rx行走轮的半径（m）Mf行走轮的滚阻力矩（Nm）由公式（9）可得出：行走轮上的牵引力Fx应为外加力F'和行走摩擦力之和，移管机所需的牵引力Fq为：人力绞盘所需输入扭矩为：公式（14）计算的扭矩即为被动直齿圆锥齿轮的扭矩，主动直齿圆锥齿轮的所需扭矩按下式计算：笔者研制的移管机在河北省肥乡县城关镇进行了田间试验，在夏种25天的使用中，由三人操作，安装移管机的时间为27min移管、折卸时间为28min移管时不需进入泥泞的田间，验证了移管机技术方案的正确性。仅使用购买的一套半固定管道式喷灌系统，其余二套系统可利用扩大喷灌面积，也可认为节省了二套系统。经实验，使用移管机省工、省力，改善了劳动条件，减轻了劳动强度。

5结论人力端拖式半固定管道式喷灌系统移管机的选题符合生产实际需要，通过严密的分析与计算，其技术方案的确定具有科学依据，通过田间实验验证了其正确性。

该机成本低（价格约为3 000元左右），适应农民购买力；使用时省工、操作简单、可靠，易于掌握使用方法，解决了进入泥泞农田中移管问题，具有广阔的推广前景。

移管机的规格型号应进一步扩大范围，以增大适应性；行走轮的直径、宽度的最佳尺寸应进一步探讨；尽快进行大批量生产，发挥其效力。

半固定管道式喷灌系统移管机的问世，对喷灌技术的推广应用和发展节水型农业必将起到很大的促进作用。□