一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法
2023-12-12 20:30:22 1
一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法
【專利摘要】本發明涉及一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法。包括下列步驟：選擇Nelson公司的R33噴頭作為樣機，對噴頭進行試驗，測量噴頭噴灑360度的射程；對所述噴頭射程進行計算，得到噴頭的射程降低率δ。測量噴頭轉速r與射程R的變化關係，得到轉速r與射程R的關係函數R＝f(r)；對所述關係函數R＝f(r)帶入所述射程降低率δ的式中，得到轉速最高點r的降低率γ，找出噴頭轉速的變化規律F1(r)，及新轉速變化規律F2(r)，設計相應的凸齒輪機構組合方案。本發明對低壓噴頭變轉速凸輪機構的改進，新變轉速規律下，低壓噴灑均勻，實現了系統節能。
【專利說明】一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農業節水灌溉的關鍵設備，一種低壓噴灑噴頭的變轉速機構，尤其是 一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法。
【背景技術】
[0002] 農業灌溉設備正朝著低壓節能的技術方向發展。噴灌系統中，降低噴頭的工作壓 力可以降低系統能耗，具有較好的節能效果。目前市場上應用的旋轉式噴頭多種多樣，其 中，Nelson公司的旋轉式噴頭R33型號噴頭據有噴灑工作穩定等優點，受到廣大用戶的好 評。該噴頭在工作中具有變轉速的特點。其中變轉速機構是由凸輪和齒輪相互配合實現的。
[0003] 通過試驗研究發現，Nelson公司的旋轉式噴頭R33型號噴頭在轉動過程中，當噴 頭的工作壓力低於150kPa時，噴灑均勻性較差，因此，研究新的噴頭變轉速規律，提高R33 型號噴頭在低壓下噴灑的均勻性具有很重要的實際意義。而實現變轉速的結構為凸輪機 構，機構在噴頭旋轉的過程中按一定的周期改變齒輪的傳動速度。因此，本發明對低壓噴頭 變轉速凸輪機構進行改進，並總結出一套設計方法，具有一定的指導意義。
[0004] 經檢索，目前還沒有相關的申報專利。
【發明內容】
[0005] 為了克服R33型號噴頭在低壓工作情況下噴灑均勻性較差的技術難題，本發明提 供了一種針對R33型號噴頭的變轉速凸輪設計新方法，通過R33型號噴頭的新變轉速規律 的改變來提高R33型號噴頭的低壓噴灑均勻。
[0006] 為了實現上述目的，本發明採取如下的技術方案：一種低壓噴頭變轉速機構的設 計方法，包括下列步驟：
[0007] (a)選擇Nelson公司的R33型號噴頭作為樣機，對噴頭進行試驗，測量噴頭噴灑 360度的射程，分別得到所述噴頭射程中，最大射程設為R 2，最小射程設為札；
[0008] (b)對所述噴頭射程進行計算，得到噴頭的射程降低率δ。所述射程降低率δ計 算公式為：
[0009]
【權利要求】
1. 一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法，包括下列步驟： (a) 選擇Nelson公司的R33型號噴頭作為樣機，對噴頭進行試驗，測量噴頭噴灑360度 的射程，分別得到所述噴頭射程中，最大射程設為R 2，最小射程設為札；
(b) 對所述噴頭射程進行計算，得到噴頭的射程降低率δ。所述射程降低率δ計算公 式為： (1) 式中：R2為最大射程，m成為最小射程，m。 (c) 測量噴頭轉速r與射程R的變化關係，得到轉速r與射程R的關係函數R = f (r) =arb ； 式中：r為轉速，r/min ;R為射程，m ;a、b均為係數。 (d) 對所述步驟（c)的關係函數R = f(r)帶入所述步驟（b)的射程降低率δ的式（1) 中，得到轉速最高點的降低率Υ的計算公式為：
(2) 式中：r2為最小轉速，r/min 為最大轉速，r/min。 (e) 採用轉速傳感器測量噴頭轉動一周360°的轉速變化，電腦採集轉速變化數據，將 數據進行擬合，得到噴頭轉速的變化規律Fjr) =f(a)，其中，α為噴頭的旋轉角度，所述 噴頭轉速的變化規律呈12個周期變化； (f) 根據步驟（e)和公式（2)，找出噴頭新轉速變化規律F2(r)，所述噴頭轉速的變化規 律呈12個周期變化； (g) 根據步驟（e)和（f)，改進設計相應的凸齒輪機構組合方案。
2. 根據權利要求1所述的一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法，其特徵在於，所述步 驟（f)中，噴頭新轉速變化規律&〇·)的確定方法為：①將步驟（e)中測量的轉速數據求平 均值為?^+h同時找出凸輪機構中_值對應的點Μ及點N ;②將F, (r》> +1^:+)部分進行重 新計算，將公式（2)帶入到fUrpfF)部分函數中；③得到噴頭新轉速變化規律F2(r)。
3. 根據權利要求1所述的一種低壓噴頭變轉速機構的設計方法，其特徵在於，所述步 驟（g)中，凸齒輪機構組合方案的具體步驟為：①凸輪中心軸距改進前變速線的距離是由 0B變化到0A再變化到0C，為一個周期，符合原噴頭轉速的變化規律Fi (r);②改變凸輪中心 軸距改進前變速線的距離，將0A的長度降低γ X (0Α-0Β)，同時平滑過渡M、A、N三點，使 0B - 0M - 0A - ON - 0C距離變化規律符合變化規律F2 (r);③繪製改進後變速線，完成凸 齒輪機構組合方案。
【文檔編號】G06F17/50GK104050327SQ201410287314
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】劉俊萍, 袁壽其, 李紅, 李一鳴, 朱興業 申請人:江蘇大學