卷盘式喷灌机设计

小议卷盘式喷灌机的工作方式与设计喷灌是一种先进的灌溉技术，它具有省水、省工、省地、增产和适应性强等优点，在我国水资源日益紧缺的形势下，推广喷灌是实现水利化，促进农业生产的重要措施之一，因此具有广阔的发展前景。

喷灌系统的分类方法很多，如按喷洒特征分，有定喷式和行喷式。

定喷式中又分管道式和机组式。

行喷式又分中心支轴式、平移式和卷盘式，其中卷盘式喷灌机是灌溉机械中的佼佼者，它可提供经济可靠的服务，是灌溉大田作物的最优选择。

标签：卷盘式喷灌机设计在我国，农田灌溉用水量占总用水量的70％～80％，而大田作物(小麦、玉米、地瓜等)的用水量占农田灌溉用水的50％～60％，因此农业节水的重点应放在大田作物上。

目前，大田作物的灌溉方式以管灌、渠灌为主，其中渠灌仍占有很大比重。

管灌与渠灌相比，虽然在节水上迈出了重要一步，但仅是提高了渠系水利用率，而田间水利用率并无大的提高。

固定式喷灌与管灌相比，虽然节水效果有很大提高，但由于与传统的耕作方式不协调，不能大面积推广。

半固定式、移动式喷灌由于操作、管理不便，也很难大面积应用。

为探讨大面积作物的最佳节水灌溉模式，肥城市自1996年以来，投资150多万元，引进具有国际先进水平的卷盘式喷灌机10余台，应用于大田作物，控制面积333公顷，取得了很好效果。

一、卷盘式喷灌机的特点卷盘式喷灌机是指由软管供水，用卷盘绕软管，牵引1个远射程喷头，使喷头在喷灌过程中沿作业路线移动的喷灌机。

卷盘式喷灌机是一种已广泛使用的机型，采用的国家很多，如德国、奥地利、美国等，有的国家这种喷灌机喷灌的面积占喷灌总面积的比重很大，如联邦德国已达到20%。

1、卷盘式喷灌机的优点是：(1)喷头车在喷洒过程中能自走、自停，管理简便，操作容易，省工（基本上一人可管理一台），劳动强度较低。

(2)结构紧凑，成本较低。

材料消耗较少，田间工程量少。

(3)機动性好，供水可用压力干管，也可用抽水机组。

(4)适应性强，不受地块中障碍物限制。

呼荣灌区节水灌溉卷盘式喷灌示范区设计
张振东;赵松涛
【期刊名称】《黑龙江水利科技》
【年(卷),期】2009(037)003
【摘要】卷盘式喷灌机的工作原理是把主机摆放到灌溉地块的一端,利用牵引力把缠绕在主机上的输水管以及连接在输水管上的喷水行车拖出至地块的另一端,接上水源并达到一定的工作水压,这样喷水小车通过喷枪或悬臂开始向农田进行喷水,同时,主机利用水压通过水涡轮、变速箱以及传动系统的工作产生一定的机械动能,开始转动卷盘,卷盘的转动带动输水管地块的一端向主机方向一端回卷.
【总页数】2页(P93-94)
【作者】张振东;赵松涛
【作者单位】大庆市大同区林源镇政府,黑龙江,大庆,163813;哈尔滨市水利水电勘测设计研究院,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】S27
【相关文献】
1.卷盘式喷灌机卷盘支架机械结构的设计 [J], 李铮;韩天一;王凤娇;于兰浩
2.JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机主机部分的改进设计 [J], 郑宇光;张森
3.卷盘式喷灌机在某县节水灌溉工程中的应用 [J], 舒万; 李霞
4.基于卷盘式喷灌机的少齿差行星减速器设计 [J], 张灿利; 张晨骏; 陈智勇; 赵海军; 郭冬晖; 于洋
5.采用喷灌技术发展节水农业——软管卷盘式喷灌机使用设计 [J], 赵嘉琨[1];李吉[2]
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2019年第3期引言农作物生长期间，水的供给必须得到完全满足。

灌溉设备作为农业生产中重要的装备，是获得农业丰收必不可少的有力保障。

卷盘式喷灌机是一种一体式喷灌设备，可牵引移动，机动性好，自动化程度高，操作简单，能够适用于不同形状、具有一定坡度的地块灌溉。

为了提高作物喷灌的均匀性，河北农哈哈集团设计并研发了JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机，但是，在实际使用中，该设备却存在一些缺点：主机机体移动稳定性差，经常有倾翻趋势；低速运行工况下，水涡轮动力性不足，效率低；能耗高，需要大功率的水泵驱动现有传动系统传动结构设计复杂，环节多，效率低；外观过时，不具现代感。

本研究针对JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机在工作中存在的问题，重新设计并研发了河北农哈哈集团设计的JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机主机部分，以此来满足当前时代对灌溉的需要。

1JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机结构及工作原理1.1整机机构JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机是将多喷头淋灌桁架安装在轮式喷洒车上，由水力驱动部件驱动卷盘转动，卷绕PE 管使喷洒车边进行回收运行边进行淋灌喷洒的喷灌设备。

该设备主要由卷盘及其支架、传动机构、A 字型底架、PE 管、水涡轮驱动部件、自动速度补偿机构、自动排管导向机构及淋灌型桁架喷洒车等部件组成。

整机结构如图1所示。

1.卷盘；2.传动机构；3.A 字型底架；4.PE 管；5.水涡轮驱动部件；6.自动排管导向机构；7.淋灌型桁架式喷洒车；8.自动速度补偿及脱档机构图1JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机结构1.1.1卷盘卷盘主要用来存放、卷绕PE 管。

水涡轮动力通过两档减速箱和链条传动到卷盘，通过卷盘卷绕回收PE 管和喷洒车。

1.1.2水涡轮驱动部件水涡轮作为卷盘式喷灌设备的核心部件，是一种主、旁两路混流式部件。

该部件通过两档减速箱驱动链轮和链条，将动力传递到卷盘。

1.1.3传动机构传动机构由连接水涡轮部件和卷盘的减速箱、齿轮和链条等组成，能够将水涡轮产生的动力准确、稳定地传送到卷盘，实现桁架式喷洒车匀速行走。

SHU JIAO LIU席尚明本栏编辑节水灌溉农业机械化是依靠农业工程技术，按作物生长发育需水进行的适时适量灌溉技术，旨在提高农业用水的有效利用率及灌溉水的利用效率，改善作物生态环境，从而获得农业生产的优质、高产、高效，以保证农业的持续稳定增长。

与滴灌、微灌相比，作为节水设备的卷盘式喷灌机更经济、适应性更强、操作更方便，它具有节约用水、节约劳力、节约耕地、对土地的适应性强、提高产量等诸多优势，是节水农业的重要标志。

1主要结构和工作原理1.1主要结构JP75-300型卷盘式喷灌机主要构件包括能回转270°的转盘、机架、绞盘、特性PE 管、多功能减速箱、轴流式水涡轮、导向排管装置、自动调速装置、喷头车、配套水泵等。

JP75-300型卷盘式喷灌机主要结构见图1。

1.2工作原理JP75-300型卷盘式喷灌机采用水涡轮式动力驱动系统。

该系统操作简单经久耐用，采用大段面小压力的独特设计，即使在很小的流量下仍可达到较高的回收速度，水涡轮转速从水涡轮轴引出经一个两速段的皮带驱动装置传入到减速器中，经减速后，再经链条传动产生强大扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE 管的自动回收。

喷灌机有水泵供给压力水，经水涡轮流出的高压水流经PE 管直接输送到喷头处，喷头均匀地将高压水流喷洒到作物上空，散成细小的水滴均匀降落，并随着PE 管的移动而不间歇地进行喷洒作业。

在水涡轮进水弯头处设有调整舌板，调整舌板的开启度，便可改变进入水涡轮冲击叶片的水流量，使水涡轮的转速也随之改变，改变PE 管移动速度，从而达到所需求的不同降水深度的目的。

2主要技术参数和操作方法2.1主要技术参数JP75-300型绞盘式喷灌机主要技术参数见表1。

2.2灌溉方法灌溉方法：①用拖拉机将卷盘式喷灌机牵引到地边，灌溉带地头中央位置。

②用拖拉机将喷头车JP75-300型卷盘式喷灌机在农田灌溉中的应用优势音李军泉摘要：介绍了JP75-300型卷盘式喷灌机的主要结构、工作原理、主要技术参数、操作方法，阐述了山西省夏县引进应用JP75-300型卷盘式喷灌机产生的经济效益，分析了卷盘式喷灌机在农田灌溉中应用的优缺点。

卷盘式（绞盘式）喷灌机大田作业方式我国大田作物目前灌溉方式主要以管灌、渠灌为主，其中渠灌所占比重较大。

经过多年的使用和比较：虽然管灌提高了渠灌水的利用率，达到节水效果，但是由于与传统的耕作方式不协调，不能大面积推广。

大面积作物怎样灌溉才是最节水、最方便的呢？山东肥城市自1996年以来，投资150多万元，引进具有国际先进水平的卷盘式喷灌机10余台，应用于大田作物，控制面积333公顷，取得了很好效果。

一、卷盘式喷灌机性能JP系列卷盘式（绞盘式）喷灌机是一种将牵引PE管缠绕在绞盘上，利用喷灌压力水驱动水涡轮旋转，经变速装置驱动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械，它具有移动方便、操作简单、省工省时、灌溉精度高、节水效果好、适应性强等优点。

它主要由机件包括可作270°旋转的承重二轮底盘、机架、卷盘、旋转台、特种PE管、自动调速装置、水涡轮驱动装置、多功能变速箱、喷水行车头、导向装置等组成。

是理想的节水型灌溉机具。

供水设备配套方式分为：井用潜水电泵、柴油机喷灌泵车及电动喷灌泵车（用户选购）。

聚乙烯燃管(直径40-90mm)长125-400米不等，喷嘴直径12毫米～22毫米，流量18．2立方米～23．9立方米/小时，喷枪压力350kPa～550kPa，射程28．5米～42．5米，喷车行走速度16．0米～20．0米/小时，喷水量20毫米，每小时喷洒面积0．133公顷（1公顷=15亩）。

二、卷盘式喷灌作业区的规划设计1.动力配套根据喷灌机所需的流量、入口压力选择适宜的水泵型号。

2．土地规划科学规划土地是适应这种先进设备的前提。

为合理利用设备，对控制范围内的土地重新进行了规划和种植结构调整，把项目区的种植方式、作物品种、生产环节统一起来。

为尽量减少矛盾，便于操作和灌溉，按照喷灌机射程，垂直作物种植方向留出工作道，使受益户在占地上达到匀衡，为设备的运行打下良好基础。

3．田间工程配套设计①水渠配套。

对卷盘式喷灌机设计规划的几点思考
王东兴
【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2009(0)18
【摘要】喷灌是一种先进的灌溉技术,它具有省水、省工、省地、增产和适应性强等优点,在我国水资源let益紧缺的形势下,推广喷灌是实现水利化.促进农业生产的重要措施之一,因此具有广阔的发展前景.喷灌系统的分类方法很多,如按喷洒特征分,有定喷式和行喷式.定喷式中又分管道式和机组式.行喷式又分中心支轴式、平移式和卷盘式,其中卷盘式喷灌机是灌溉机械中的佼佼者,它可提供经济可靠的服务,是灌溉大田作物的最优选择.
【总页数】1页(P301)
【作者】王东兴
【作者单位】大庆筑安建工集团有限公司,黑龙江,大庆,163000
【正文语种】中文
【中图分类】S277.94
【相关文献】
1.卷盘式喷灌机卷盘支架机械结构的设计 [J], 李铮;韩天一;王凤娇;于兰浩
2.卷盘式喷灌机卷盘驱动负载计算与分析 [J], 顾哲;汤跃;汤玲迪;陈超
3.卷盘式喷灌机冲击式水涡轮结构参数优化 [J], 黎耀军;陈为升;严海军;张振洲
4.JP75-300型卷盘式喷灌机在农田灌溉中的应用优势 [J], 李军泉
5.卷盘式喷灌机用斜击式和切击式水涡轮外特性试验与对比分析 [J], 侯新月;汤玲迪;李浩;郎景波;邱志鹏
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卷盘式喷灌机设计规划的思考摘要：当前，卷盘式喷灌机在我国农业灌溉中高效应用，主要是其投资成本较低，应用便捷、高效，还能节省时间、资源、财力等，在多个方面突出卷盘式喷灌机的优势与价值。

再加上现代化技术手段的高效应用，还为卷盘式喷灌机设计规划提供可靠手段，能满足农田大面积灌溉需求，作业效率明显提升，也会遵循“因地制宜”的设计原则，细致分析应用地区的综合条件，需编制完善的作业方案，经专业化技术人员规范操作，确保设备性能最大化地突出。

关键词：卷盘式；喷灌机；设计规划引言：卷盘式喷灌机的组成结构较特殊，在作业环节中因不同因素影响无法保证作业安全及质量，此问题引起研发部门的高度重视，在设计规划阶段提出了新标准、新要求，强调现代化技术手段的融合应用，会突出卷盘式喷灌机的优势，扩大其应用范畴，在操作时既方便又高效，有利于节约水资源，在农田灌溉领域中突出巨大作用。

一、卷盘式喷灌机的特点卷盘式喷灌机通过软管供水，并软管盘绕在卷盘上，设计1个远射程喷头，在喷灌过程中会沿着作业路线调整喷灌机的方向及走向，保证作业成效更突出。

同时，卷盘式喷灌机属于一种新型设备，目前在多个国家及地区中广泛应用，重点突出其优点与缺点，能提出优势，重点处理不足问题。

（一）优点第一，在设备作业阶段喷头车能自走、自停，操作难度较低，整体便捷性更突出，可以节省人力与财力，现场作业效率与技术水平较高，一般情况下只需一人操作一台设备就能完成基本工作，劳动强度也比较低[1]。

第二，卷盘式喷灌机的结构紧凑，投资成本低，在作业时会依据实际需求控制水源使用量，田间工作量也会明显减少，不需要繁琐的操作过程或流程就能满足作业需求。

第三，卷盘式喷灌机的综合性能良好，关于供水操作可使用压力干管，或者是与抽水机组的配合应用，能满足不同作业条件及需求，为现场作业提供便捷条件。

第四，卷盘式喷灌机的适用性较强，可应用在较特殊的农田灌溉项目中，不会因作业条件、环境因素等影响，依然可保证作业时的安全性及综合效率。

卷盘式喷灌机卷盘支架机械结构的设计李铮;韩天一;王凤娇;于兰浩【摘要】根据卷盘式喷灌机的使用要求,对支架进行了设计,并利用SolidWorks建立了三维模型,利用ANSYS Workbench对支架在典型工况下的应力、变形进行了仿真分析,结果表明:该支架满足使用要求.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2017(048)018【总页数】1页(P26)【关键词】喷灌机;支架;有限元【作者】李铮;韩天一;王凤娇;于兰浩【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】S277.9+4喷灌灌水均匀，对地形的适应性强，占耕地少，对土壤及作物产生一系列的影响[1-2]。

广泛应用于灌溉大田作物、经济作物、蔬菜和园林草地等[3]。

轻小型喷灌机组较适应中国农业发展的需要[4]。

卷盘式喷灌机的卷盘支架起支撑作用，其良好机械结构对于喷灌机的正常持续工作发挥着重要作用。

卷管长125m，外径75mm，壁厚6.8mm，单位长度质量1.515kg/m，卷盘滚筒半径是0.625m。

取卷管总层数是4层，则每层卷管中心线所在圆的半径分别是0.6625m，0.7375m，0.8125m，0.8875m，可以求出每层10.08圈，取整数，需要每层卷管11圈。

卷盘滚筒的长度按留出50mm的间隙来进行设计，取875mm，滚筒与支架之间预留15mm的间隙，所以支架左右臂架的间距取890mm，支架底端的横梁顶面到滚筒轴线的高度取1m。

最终三维模型如图1所示，该支架的下部可以经过进一步设计焊接轮子等结构。

工况一：卷盘滚筒承载最大的工况。

即PE管充满水的情况，根据密度公式可求出卷管内充满水时，水的质量是369.93kg。

PE管的单位长度质量是1.515kg/m，则PE管的质量是189.375kg，滚筒的质量是60kg，当卷管内充满水时，卷管、水和滚筒的总质量是619.305kg，总重力是6069.19N。

高稳定性卷盘喷灌机单喷头喷洒车设计赵进;汤跃【期刊名称】《排灌机械工程学报》【年(卷),期】2015(0)9【摘要】针对国产卷盘式喷灌机最常采用的单喷头钢架拼接式喷洒车在运行过程中受到喷头压力水后坐力、螺旋盘管扭曲的作用力和地面坡度等环境的作用而出现的弯扭、翻倾等问题,克服在喷头车上直接安装水泥配重块这一传统解决方案带来的成本提高、造型笨重粗糙等不足,从喷洒车的具体结构推导出影响其稳定性的理论因素.建立了单喷头喷洒车的三点支撑型式和五点支撑型式2种主要车架拓扑结构模型.以安装摇臂式喷头的喷洒车为例,考虑地面与车轮之间的摩擦因素,对一定坡度工况下运行的车体进行受力和受弯矩的平衡稳定性分析,将最大不翻倾临界坡度角作为衡量喷洒车稳定性高低的指标,基于Matlab平台对影响稳定性的重心高度、前后支撑点距离等因素进行了优化,表明喷洒车的最大不翻倾临界坡度角提高了39.53％,优化后喷洒车的稳定性得到增强.成果可为高稳定性喷洒车的设计优化提供有益的借鉴.【总页数】6页(P823-828)【作者】赵进;汤跃【作者单位】江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013;江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】S277.9【相关文献】1.卷盘式喷灌机卷盘支架机械结构的设计 [J], 李铮;韩天一;王凤娇;于兰浩2.JP75卷盘式喷灌机水涡轮水力性能分析与结构改进设计 [J], 黎耀军;张振洲;严海军;顾涛3.JP90-330淋灌型卷盘式喷灌机主机部分的改进设计 [J], 郑宇光;张森4.基于Fluent卷盘式喷灌机喷头内部流场分析 [J], 王勇;高炳标;翟霆;栾佩霞;滕芳斌;徐淑芬;张建军5.基于卷盘式喷灌机的少齿差行星减速器设计 [J], 张灿利; 张晨骏; 陈智勇; 赵海军; 郭冬晖; 于洋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。