一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)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(jìn)行試驗，測量噴頭噴灑360度的射程；對所述噴頭射程進(jìn)行計算，得到噴頭的射程降低率δ。測量噴頭轉(zhuǎn)速r與射程R的變化關(guān)系，得到轉(zhuǎn)速r與射程R的關(guān)系函數(shù)R＝f(r)；對所述關(guān)系函數(shù)R＝f(r)帶入所述射程降低率δ的式中，得到轉(zhuǎn)速最高點r的降低率γ，找出噴頭轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律F1(r)，及新轉(zhuǎn)速變化規(guī)律F2(r)，設(shè)計相應(yīng)的凸齒輪機構(gòu)組合方案。本發(fā)明對低壓噴頭變轉(zhuǎn)速凸輪機構(gòu)的改進(jìn)，新變轉(zhuǎn)速規(guī)律下，低壓噴灑均勻，實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能。
【專利說明】一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的關(guān)鍵設(shè)備，一種低壓噴灑噴頭的變轉(zhuǎn)速機構(gòu)，尤其是 一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備正朝著低壓節(jié)能的技術(shù)方向發(fā)展。噴灌系統(tǒng)中，降低噴頭的工作壓 力可以降低系統(tǒng)能耗，具有較好的節(jié)能效果。目前市場上應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)式噴頭多種多樣，其 中，Nelson公司的旋轉(zhuǎn)式噴頭R33型號噴頭據(jù)有噴灑工作穩(wěn)定等優(yōu)點，受到廣大用戶的好 評。該噴頭在工作中具有變轉(zhuǎn)速的特點。其中變轉(zhuǎn)速機構(gòu)是由凸輪和齒輪相互配合實現(xiàn)的。
[0003] 通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，Nelson公司的旋轉(zhuǎn)式噴頭R33型號噴頭在轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)噴 頭的工作壓力低于150kPa時，噴灑均勻性較差，因此，研究新的噴頭變轉(zhuǎn)速規(guī)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(xiàn)變轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)為凸輪機 構(gòu)，機構(gòu)在噴頭旋轉(zhuǎn)的過程中按一定的周期改變齒輪的傳動速度。因此，本發(fā)明對低壓噴頭 變轉(zhuǎn)速凸輪機構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并總結(jié)出一套設(shè)計方法，具有一定的指導(dǎo)意義。
[0004] 經(jīng)檢索，目前還沒有相關(guān)的申報專利。


【發(fā)明內(nèi)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(shù)難題，本發(fā)明提 供了一種針對R33型號噴頭的變轉(zhuǎn)速凸輪設(shè)計新方法，通過R33型號噴頭的新變轉(zhuǎn)速規(guī)律 的改變來提高R33型號噴頭的低壓噴灑均勻。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè) 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(jìn)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(shè)為R 2，最小射程設(shè)為札；
[0008] (b)對所述噴頭射程進(jìn)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(quán)利要求】
1. 一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)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(jìn)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(shè)為R 2，最小射程設(shè)為札；
(b) 對所述噴頭射程進(jìn)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(zhuǎn)速r與射程R的變化關(guān)系，得到轉(zhuǎn)速r與射程R的關(guān)系函數(shù)R = f (r) =arb ； 式中：r為轉(zhuǎn)速，r/min ;R為射程，m ;a、b均為系數(shù)。 (d) 對所述步驟（c)的關(guān)系函數(shù)R = f(r)帶入所述步驟（b)的射程降低率δ的式（1) 中，得到轉(zhuǎn)速最高點的降低率Υ的計算公式為：
(2) 式中：r2為最小轉(zhuǎn)速，r/min 為最大轉(zhuǎn)速，r/min。 (e) 采用轉(zhuǎn)速傳感器測量噴頭轉(zhuǎn)動一周360°的轉(zhuǎn)速變化，電腦采集轉(zhuǎn)速變化數(shù)據(jù)，將 數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到噴頭轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律Fjr) =f(a)，其中，α為噴頭的旋轉(zhuǎn)角度，所述 噴頭轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律呈12個周期變化； (f) 根據(jù)步驟（e)和公式（2)，找出噴頭新轉(zhuǎn)速變化規(guī)律F2(r)，所述噴頭轉(zhuǎn)速的變化規(guī) 律呈12個周期變化； (g) 根據(jù)步驟（e)和（f)，改進(jìn)設(shè)計相應(yīng)的凸齒輪機構(gòu)組合方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述步 驟（f)中，噴頭新轉(zhuǎn)速變化規(guī)律&〇·)的確定方法為：①將步驟（e)中測量的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)求平 均值為?^+h同時找出凸輪機構(gòu)中_值對應(yīng)的點Μ及點N ;②將F, (r》> +1^:+)部分進(jìn)行重 新計算，將公式（2)帶入到fUrpfF)部分函數(shù)中；③得到噴頭新轉(zhuǎn)速變化規(guī)律F2(r)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓噴頭變轉(zhuǎn)速機構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述步 驟（g)中，凸齒輪機構(gòu)組合方案的具體步驟為：①凸輪中心軸距改進(jìn)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(zhuǎn)速的變化規(guī)律Fi (r);②改變凸輪中心 軸距改進(jìn)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(guī)律符合變化規(guī)律F2 (r);③繪制改進(jìn)后變速線，完成凸 齒輪機構(gòu)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(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】劉俊萍, 袁壽其, 李紅, 李一鳴, 朱興業(yè) 申請人:江蘇大學(xué)