農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的設(shè)計(jì)含6張CAD圖
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中文摘要
農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的設(shè)計(jì)
摘 要
對(duì)于果農(nóng)而言，果樹(shù)栽培過(guò)程中噴藥是十分重要的環(huán)節(jié)，農(nóng)藥噴灑到不到位，病蟲(chóng)害防治的徹不徹底，直接關(guān)系著果樹(shù)的產(chǎn)量。果樹(shù)園噴灑農(nóng)藥,可以防治病、害蟲(chóng)、雜草,又可以促進(jìn)果樹(shù)的生長(zhǎng)與發(fā)育，提升果樹(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)。然而無(wú)論是高壓噴霧槍，還是風(fēng)送式迷霧機(jī)，都需要果農(nóng)手持著噴灑，一方面給果農(nóng)的身體健康造成不利影響，另一方面農(nóng)藥的噴灑也十分不均勻，這顯然已經(jīng)滿足不了農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。
新興的植保坦克因具有噴灑范圍廣、噴灑效率高、防治效果好、省水省藥、能夠遙控控制實(shí)現(xiàn)人和藥物的分離，提高作業(yè)的安全性等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大果農(nóng)青睞。目前市面上主流的農(nóng)用履帶車(chē)噴灑果樹(shù)效果雖勝于植保無(wú)人機(jī)，但是由于車(chē)體較低，對(duì)于較高、較茂密的果樹(shù)樹(shù)冠依然是難以噴灑到農(nóng)藥的。因此設(shè)計(jì)了一款農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿，這對(duì)于果園植保有著非常重要的意義。
本文旨在設(shè)計(jì)一款可以輕松避過(guò)較粗枝丫障礙、保護(hù)噴頭、高度可調(diào)的農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿，通過(guò)氣彈簧實(shí)現(xiàn)當(dāng)阻尼桿遇到障礙可順勢(shì)倒下且會(huì)自動(dòng)復(fù)位的功能，通過(guò)利用角鋼背部空隙來(lái)保護(hù)噴頭，通過(guò)螺柱與螺母可拆卸的特點(diǎn)，用螺栓連接兩桿實(shí)現(xiàn)桿的高度可調(diào)節(jié)功能，以上設(shè)計(jì)有利于增加藥物的噴灑范圍，以適應(yīng)與行間距較小、枝葉較茂密、前進(jìn)過(guò)程中會(huì)有果樹(shù)枝丫阻礙前行的非標(biāo)準(zhǔn)化果園，提高目前市面上主流農(nóng)用履帶車(chē)的噴灑范圍，使得果園果樹(shù)的受藥更加均勻且全面。
關(guān)鍵詞：桿；阻尼；農(nóng)用履帶車(chē)；
外文摘要
Design of damping extension rod for
agricultural tracked vehicle
Abstract
For fruit farmers, spraying is a very important link in the process of fruit cultivation, pesticide spraying is not in place, disease and insect pest control is not thorough, directly related to the yield of fruit trees. Fruit garden spraying pesticide, can prevent and control diseases, pests, weeds, and can promote the growth and development of fruit trees, improve the yield and quality of fruit trees. However, both the high pressure spray gun and the wind mist machine need to be held by the fruit growers to spray. On the one hand, it causes adverse effects on the health of the fruit growers. On the other hand, the pesticide spraying is also very uneven, which obviously can not meet the needs of agricultural development.
The new plant protection tank is favored by the majority of fruit farmers because of its advantages such as wide spraying range, high spraying efficiency, good prevention and control effect, water and medicine saving, remote control to realize the separation of human and medicine, and improve the safety of operation. At present, the mainstream agricultural tracked vehicle spraying fruit trees is better than the plant protection UAV in the market, but due to the low body of the vehicle, it is still difficult to spray pesticides on the taller and more dense fruit tree crown. Therefore, this paper designed a kind of agricultural crawler damping lengthened rod, which has very important significance for orchard plant protection.
The purpose of this paper is to design a thicker branches can be easily evaded barrier, protect the nozzle, height adjustable damping extension rod, agricultural caterpillar vehicles by gas spring rod encounter obstacles will fall conveniently and automatically reset function, through the use of space Angle of the back to protect the nozzle, through the characteristics of stud and nut removable, bolting two pole achieve pole height adjustable function, The above design is conducive to increasing the spraying range of drugs, so as to adapt to the non-standardized orchards with small row spacing, thick branches and leaves, and fruit tree branches impeding the progress of the process, improve the spraying range of the mainstream agricultural crawler on the market at present, and make the orchard and fruit trees receive more uniform and comprehensive drug.
Keywords: Rod; Damping; Agricultural crawler vehicle
目 錄
1 緒論 1
1.1課題研究的意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2
1.3 課題研究的目標(biāo)和內(nèi)容 2
2 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的三維建模 3
3 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿總體設(shè)計(jì) 6
3.1 氣彈簧的概念與分類 7
3.1.1 氣彈簧的概念 7
3.1.2 氣彈簧的分類 7
3.2 所選用氣彈簧類型 8
3.2.1 氣彈簧安裝尺寸確定 8
3.2.2 氣彈簧工作行程確定 9
3.2.3 氣彈簧支撐力確定 9
3.2.4 氣彈簧連接方式 11
3.3 阻尼加長(zhǎng)桿的工作原理 13
3.4 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的構(gòu)成 14
3.5 阻尼加長(zhǎng)桿底座的設(shè)計(jì) 14
3.6 阻尼加長(zhǎng)桿頂部過(guò)渡段的設(shè)計(jì) 16
3.7 阻尼加長(zhǎng)桿下半部分U型架的設(shè)計(jì) 20
4 本次設(shè)計(jì)配件選擇 20
4.1 螺母與螺栓的選擇 20
4.2 其他零件選擇設(shè)計(jì) 21
5 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的材料的選擇 22
5.1 金屬材料的選用原則 22
5.2 本次設(shè)計(jì)所選材料 22
6 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的安裝 23
7 結(jié)論 26
參 考 文 獻(xiàn) 28
致 謝 29
農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1課題研究的意義
“綠水青山就是金山銀山” ，這是當(dāng)代以來(lái)中國(guó)共產(chǎn)黨最重要的政治思想和偉大執(zhí)政戰(zhàn)略觀點(diǎn)之一，可見(jiàn)我們國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的重視。我國(guó)近階段經(jīng)濟(jì)實(shí)力突飛猛進(jìn)，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面主要還是以人工種植、人工植保、人工采摘為主。然而無(wú)論是糧食種植，還是蔬果種植，都需要農(nóng)民對(duì)作物進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，而現(xiàn)階段人工噴灑手段，效率低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)人和藥物的分離，作物受藥不均勻并且農(nóng)民的健康也得不到相應(yīng)的保障，這無(wú)疑是令人頭痛的問(wèn)題。因此新型農(nóng)業(yè)植保裝備必須能夠提高噴灑效率、保證受藥均勻、實(shí)現(xiàn)人和藥物的分離。
目前小麥水稻玉米等低矮農(nóng)作物的植保主要依靠植保無(wú)人機(jī)來(lái)完成，植保無(wú)人機(jī)具有效率高、節(jié)水省藥、節(jié)約勞動(dòng)力、成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而對(duì)于果農(nóng)而言，蟲(chóng)害主要集中在樹(shù)葉背面和枝干等無(wú)人機(jī)自上而下不易噴灑到農(nóng)藥的部位，尤其是北方一些非標(biāo)準(zhǔn)化果園，果樹(shù)行間距較小，果樹(shù)枝葉茂盛，更加不利于農(nóng)村植保無(wú)人機(jī)的動(dòng)態(tài)化植保工程的作業(yè)。
新型農(nóng)用履帶車(chē)車(chē)體較低，適合土地作業(yè)，農(nóng)藥自下而上噴灑，能夠準(zhǔn)確噴灑到果樹(shù)易受蟲(chóng)害部位，美中不足就是對(duì)于果樹(shù)行間距較小、枝葉茂密的非標(biāo)準(zhǔn)化果園不易噴灑到較高果樹(shù)的中上部，使得農(nóng)藥噴灑不均勻，不徹底。正是這種需求，為本次設(shè)計(jì)提供了思路，為農(nóng)用履帶車(chē)日后的發(fā)展提供了更為廣闊的平臺(tái)。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家勞動(dòng)力都非常昂貴，雖然耕地較少，但是農(nóng)業(yè)科技較為發(fā)達(dá)，他們普遍用機(jī)器耕作。在果樹(shù)植保方面他們多用多行型噴霧機(jī)、垂直噴桿式噴霧機(jī)、垂直風(fēng)向帶噴霧機(jī)、風(fēng)送式噴霧機(jī)、隧道式噴霧機(jī)和多風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噴霧機(jī)等一些大型智能?chē)婌F機(jī)設(shè)備。
因?yàn)樘厥獾牡乩砣宋囊蛩?，?guó)外耕地大多是農(nóng)場(chǎng)主集中管理，并且他們的耕地面積較為集中廣袤，因而使用當(dāng)?shù)氐拇笮娃r(nóng)藥噴灑機(jī)器就能基本滿足需求，根本無(wú)需農(nóng)用履帶車(chē)更無(wú)需外加阻尼加長(zhǎng)桿。
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，然而在對(duì)果樹(shù)噴灑農(nóng)藥方面還存在著一定的不足。近年在日常農(nóng)業(yè)植保過(guò)程中，雖然農(nóng)用無(wú)人機(jī)和農(nóng)用打藥車(chē)正在興起并逐步取代著傳統(tǒng)落后的人工打藥，但是這種新興的植保作業(yè)方式并未得到普及，我國(guó)絕大部分地區(qū)仍然延續(xù)著人工打藥方式，這無(wú)疑是一項(xiàng)勞民傷財(cái)且效益并不理想的傳統(tǒng)植保方式。
隨著當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快,農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營(yíng)主體的迅猛發(fā)展,農(nóng)村勞動(dòng)力的短缺及人工費(fèi)用的急劇攀升,以往種植保護(hù)方式很難適應(yīng)農(nóng)民對(duì)大面積、突發(fā)性的農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)草害預(yù)防的需要。因此,在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中,受到地形、作物的密集程度等多種因素的影響,農(nóng)藥人工噴灑均勻性欠缺,作業(yè)效率低下且費(fèi)用高昂。利用農(nóng)用無(wú)人機(jī)和農(nóng)用履帶車(chē)進(jìn)行植保作業(yè)的方式,與傳統(tǒng)人工噴霧器相比,具有效率高、節(jié)省農(nóng)藥、噴灑效果好、安全[1]、方便等優(yōu)勢(shì)，大大提高了農(nóng)藥的噴灑效率，也可以從根本上緩解當(dāng)前農(nóng)村勞動(dòng)力供給不足的困境,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代植保發(fā)展的一個(gè)重要方向。
目前植保方面的農(nóng)用履帶車(chē)屬于新興產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用并不普及，以至于農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的研究幾乎是空白領(lǐng)域。
1.3 課題研究的目標(biāo)和內(nèi)容
本文旨在設(shè)計(jì)出一款農(nóng)用履帶車(chē)用阻尼加長(zhǎng)桿用來(lái)架高噴嘴，這個(gè)阻尼加長(zhǎng)桿的基本要求是能夠自由通過(guò)行間距較小且枝葉茂密果園的較粗枝丫障礙，同時(shí)能夠通過(guò)縱向加長(zhǎng)桿將噴嘴架高來(lái)擴(kuò)大農(nóng)藥噴灑范圍，提升農(nóng)藥噴灑效率。
第一章：主要闡述了這篇文章課題的研究意義，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外阻尼加長(zhǎng)桿研究現(xiàn)狀的了解與分析，進(jìn)而明確了本文的主要研究目標(biāo)與內(nèi)容。
第二章：展示了農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的三維模型。
第三章：詳細(xì)的敘述了農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的總體設(shè)計(jì)內(nèi)容，其中包括：氣彈簧的概念、氣彈簧的選用類型確定、阻尼加長(zhǎng)桿的工作原理、阻尼加長(zhǎng)桿的組成、阻尼加長(zhǎng)桿各部分的設(shè)計(jì)，以及所需各種配件的選擇。
第四章：介紹了本次設(shè)計(jì)所用的螺母與螺栓的尺寸如何選擇。
第五章：主要介紹了金屬材料的選用原則，以及本次設(shè)計(jì)金屬材料的選擇。
第六章：主要介紹了農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿是如何進(jìn)行安裝的。
第七章：對(duì)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。
2 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的三維建模
阻尼加長(zhǎng)桿桿身
U型架
U型架固定件
底座
底座支架
氣彈簧
氣彈簧固定件
3 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿總體設(shè)計(jì)
3.1 氣彈簧的概念與分類
3.1.1 氣彈簧的概念
氣彈簧是一種工業(yè)附件，可用于支撐，緩沖，制動(dòng)，高度調(diào)節(jié)和角度調(diào)節(jié)。它由壓力缸、密封套、活塞桿、活塞、缸內(nèi)控制元件、缸外控制元件、接頭和填充物等組成。它的工作原理是利用惰性氣體或油氣混合物填充密閉的氣缸，以使氣缸里面的壓力比大氣壓高了幾倍或幾十倍，又因?yàn)榛钊麠U和活塞的橫截面積不同，進(jìn)而通過(guò)面積差產(chǎn)生壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿的運(yùn)動(dòng)。
由于原理上存在根本差異，氣體彈簧比普通彈簧具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)：速度相對(duì)較慢，動(dòng)態(tài)力變化很小且易于控制。
3.1.2 氣彈簧的分類
（一）自由型氣彈簧
自由型的氣彈簧一般稱為支撐氣彈簧。它只有伸展和壓縮兩種狀態(tài)，并且在行程中無(wú)法自己停止在某一位置[2]，它在各個(gè)行業(yè)中都扮演著支撐的角色，應(yīng)用極為廣泛。
（二）自鎖型氣彈簧
自鎖型氣彈簧又被稱為可控氣彈簧，顧名思義，可控氣彈簧通過(guò)內(nèi)部閥門(mén)在行程過(guò)程中可以隨意停止在任何位置并自行鎖定。它同時(shí)擁有支撐，高度和角度均能夠調(diào)節(jié)的功能，操作很方便，結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單。主要應(yīng)用與家具與醫(yī)療行業(yè)。
（三）平衡式氣彈簧
平衡式氣彈簧又叫隨意停氣彈簧，它是通過(guò)內(nèi)部一個(gè)單向閥門(mén)來(lái)控制的，它可以停止在一個(gè)運(yùn)動(dòng)行程內(nèi)的任何一個(gè)位置,但是它并沒(méi)有額外的自動(dòng)停止鎖緊的能力,需要精準(zhǔn)的去計(jì)算力差之間的關(guān)系，多用于支架和醫(yī)療行業(yè)。
（四）牽引氣彈簧
牽引氣彈簧又叫拉力氣彈簧，與其它氣彈簧不同的是，牽引氣彈簧的自由狀態(tài)實(shí)在最短位置，當(dāng)其受到牽引力時(shí)，由最短處向最長(zhǎng)處運(yùn)動(dòng)[6]，原理剛好與自由型氣彈簧相反。
3.2 所選用氣彈簧類型
自由型氣彈簀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。一個(gè)完全密閉的氣缸腔內(nèi)充滿了由高壓慣性氣體與可溶性高壓氣體的液體組合而成的液氣兩相混合。在一個(gè)完全封閉的氣缸腔中以直線方式運(yùn)動(dòng)的活塞把混合氣體劃分為兩個(gè)部分,以便能夠利用氣缸的活塞兩端之間的表面積誤差來(lái)產(chǎn)生推動(dòng)力。由于高壓氣體在液體空氣中的溶解度會(huì)因氣體的壓縮而逐漸增加（該反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)對(duì)應(yīng)于氣體彈簧的壓縮階段）,并且會(huì)因氣體的膨脹逐漸減?。ㄔ摲磻?yīng)過(guò)程是一個(gè)對(duì)應(yīng)于氣體彈簧延伸的反應(yīng)階段）。
氣彈簧內(nèi)部構(gòu)造
本次設(shè)計(jì)所選用的氣彈簧為應(yīng)用較為普遍的T型自由型氣彈簧，因?yàn)樽杂尚蜌鈴椈稍谛谐讨袩o(wú)法隨意停止，也就剛好滿足了我們所需要的無(wú)需借助外力便可自動(dòng)復(fù)位的需求。而T型接頭更加便于將氣彈簧整體直接焊接在桿身上。
3.2.1 氣彈簧安裝尺寸確定
本設(shè)計(jì)中S1 的值為500mm，它是氣彈簧的中心距(即阻尼加長(zhǎng)桿處于豎直狀態(tài)時(shí)氣彈簧的尺寸)，; S2為氣彈簧工作時(shí)的最短尺寸; S3為氣彈簧的關(guān)閉尺寸(即氣彈簧壓縮至此位置時(shí)會(huì)自鎖); L為阻尼加長(zhǎng)桿的理論質(zhì)心到鉸接點(diǎn)的距離（自下而上，本設(shè)計(jì)中并未考慮此項(xiàng)因素）; P為上支撐點(diǎn)到鉸接點(diǎn)的距離(自下而上); M為氣彈簧至鉸接點(diǎn)O的有效力臂長(zhǎng)度。
所選用氣彈簧二維圖
氣彈簧工作狀態(tài)圖
3.2.2 氣彈簧工作行程確定
氣彈簧的工作行程指的是氣彈簧伸長(zhǎng)時(shí)的最長(zhǎng)長(zhǎng)度與氣彈簧壓縮時(shí)的最短長(zhǎng)度之差。實(shí)踐中，如果一個(gè)氣彈簧的工作行程小于S1與S2的正常差，即氣彈簧的壓縮長(zhǎng)度大于S2時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致氣彈簧無(wú)法達(dá)到自鎖位置，那么阻尼加長(zhǎng)桿被壓至幾乎平行位置后依然會(huì)自己恢復(fù)到豎直位置。因此考慮到安裝時(shí)的誤差影響，所以要另外加上50mm左右的安全尺寸，即最小的安裝行程應(yīng)該變?yōu)椋⊿1-S2+50）mm , 當(dāng)然也有人可以自己挑選更大的安裝行程，但最大的安裝行程不得超過(guò)1/2(S1-100)mm ,因?yàn)橐粋€(gè)活塞桿不太有可能完全壓進(jìn)氣彈簧的氣缸里面，其中100mm為氣彈簧兩端連接頭及工藝尺寸。綜上所述,本次設(shè)計(jì)的空氣彈簧在行程上的可選范圍應(yīng)該是200mm至250mm 。
3.2.3 氣彈簧支撐力確定
阻尼加長(zhǎng)桿桿身的質(zhì)量屬性
U型架的質(zhì)量屬性
當(dāng)一個(gè)處阻尼加長(zhǎng)桿處于完全靜止的狀態(tài)時(shí)，假設(shè)氣彈簧的支撐力與阻尼加長(zhǎng)桿的重力有關(guān)，則它關(guān)于鉸接點(diǎn)O的力矩平衡，那么可以得出:
2FM=GL (1)
F為一個(gè)氣彈簧支撐力，G為阻尼加長(zhǎng)桿的重力。
換算之后得到:
F=12GLM (2)
阻尼加長(zhǎng)桿處于豎直狀態(tài)時(shí)力矩平衡，若其受到果樹(shù)枝椏的壓力，阻尼加長(zhǎng)桿就會(huì)向下傾倒，為保證阻尼加長(zhǎng)桿在正常工作處于豎直狀態(tài)時(shí)，除克服阻尼加長(zhǎng)桿的自身重力之外仍然有富余力克服其他外力。
因此我們還需要考慮1.1至1.2的安全性系數(shù)，故氣彈簧支撐力F的公式可以轉(zhuǎn)化為：
F=1.12mgLM=1.124.88×10×0.750.241=83.53N （3）
式中，m指的是阻尼加長(zhǎng)桿的質(zhì)量，g指的是重力加速度，本式中取g=10kg/s2。
在阻尼加長(zhǎng)桿圍繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，還可以通過(guò)改變S1的大小來(lái)控制阻加長(zhǎng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，角度的大小隨著S1的大小而發(fā)生變化[2]。
從氣彈簧運(yùn)動(dòng)軌跡圖上能夠簡(jiǎn)單的得出，阻尼加長(zhǎng)桿與氣彈簧之間的夾角為90°時(shí)對(duì)應(yīng)的O點(diǎn)力臂為最大值，產(chǎn)生的力矩也最大，因此只需以該位置計(jì)算所得出的F的力值大小是否在氣彈簧理論的壓力范圍內(nèi)，如若在該范圍便能夠滿足氣彈簧的正常運(yùn)動(dòng)。綜上本設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求。
M值測(cè)量圖
3.2.4 氣彈簧連接方式
氣體彈簧的連接形式主要可以分為兩類:支架型鉸鏈和球頭型鉸鏈。球頭型鉸鏈又分為金屬球頭型和塑料球頭型兩種。
支架式連接的可靠性比較高，但是在運(yùn)用的整個(gè)過(guò)程中對(duì)氣彈簧有著比較高的方向上的限制，即氣彈簧在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其相對(duì)于銷(xiāo)軸的軸向擺幅應(yīng)控制在士5°以內(nèi)。球頭式連接，其受力均勻，對(duì)氣彈簧的使用方向性要求較低。但是無(wú)論如何在使用時(shí)均應(yīng)該避免產(chǎn)生較大的偏心扭矩。
本次設(shè)計(jì)因需要限制氣整個(gè)阻尼加長(zhǎng)桿在行進(jìn)過(guò)程中左右擺動(dòng)，因此選擇的是支架式鉸鏈連接。
球頭式鉸鏈 支架式鉸鏈
本設(shè)計(jì)中氣彈簧壓力N為50～500N，中心距為500mm，行程為200mm，管徑為18mm，桿徑為8mm。
本設(shè)計(jì)中氣彈簧缸體采用1mm厚精度鋼管制造而成，具有高承壓，高光潔度，冷暖不變形，經(jīng)久耐用，安全系數(shù)高的特性，這樣的氣彈簧穩(wěn)定性好，使用壽命增加，很好的避免了漏氣和漏油的安全隱患。
本設(shè)計(jì)中氣彈簧活塞桿表面經(jīng)過(guò)QPQ處理，表面摩擦力小，耐磨光潔度好，無(wú)頓點(diǎn)，能夠使得氣彈簧在工作中更為順暢。
本設(shè)計(jì)中氣彈簧內(nèi)部采用抗耐磨液壓油，具有防銹，抗磨，耐高溫的特性，順滑性高，使用壽命較長(zhǎng)。
T型接頭氣彈簧
3.3 阻尼加長(zhǎng)桿的工作原理
本設(shè)計(jì)阻尼加長(zhǎng)桿通過(guò)底座與農(nóng)用履帶車(chē)配合安裝，然后將阻尼加長(zhǎng)桿整體固定在農(nóng)用履帶車(chē)上。底座不僅能夠?yàn)樽枘峒娱L(zhǎng)桿整體提供合適的安裝位置，而且它還能為果農(nóng)提供一定的置物空間，能夠有效避免履帶車(chē)上蓋受損。氣彈簧能夠?qū)崿F(xiàn)桿的自動(dòng)復(fù)位功能，桿頂部的弧狀結(jié)構(gòu)可以減小摩擦力以便于桿順滑通過(guò)障礙。桿身還帶有直徑4mm間距88mm的小孔若干，用于固定農(nóng)用履帶車(chē)噴灑系統(tǒng)的噴管。
農(nóng)用履帶車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中,如若正常行駛前方無(wú)障礙，阻尼加長(zhǎng)桿正常架高噴頭，桿上兩噴頭向兩側(cè)噴灑農(nóng)藥，果樹(shù)的上半部分由加長(zhǎng)桿上兩噴頭噴灑，果樹(shù)的下半部分由坦克兩側(cè)噴灑系統(tǒng)的六個(gè)噴頭噴灑，這樣農(nóng)藥便可全面覆蓋果樹(shù)。
農(nóng)用履帶車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中，如若前方有障礙，當(dāng)有枝椏擋在阻尼加長(zhǎng)桿前方，由于較細(xì)的枝椏有一定的韌性，所以阻尼加長(zhǎng)桿可以直接通過(guò)。當(dāng)枝椏較粗無(wú)法彎折，枝椏便會(huì)攔在阻尼加長(zhǎng)桿的中上部，然后阻尼加長(zhǎng)桿受枝椏給的壓力順勢(shì)傾倒，因?yàn)闅鈴椈墒軌夯乜s不受力回彈伸出的特性，當(dāng)阻尼加長(zhǎng)桿通過(guò)枝椏以后，阻尼加長(zhǎng)桿的桿身還會(huì)自動(dòng)回歸到豎直位置，進(jìn)而繼續(xù)工作。
為了避免阻尼加長(zhǎng)桿上半部分劃過(guò)果樹(shù)枝椏時(shí)會(huì)將果實(shí)刮掉或者是劃傷果樹(shù)枝椏，阻尼加長(zhǎng)桿的頂部特意采用了一種圓弧的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，以此減小摩擦力，盡可能的避免果樹(shù)受到不必要的傷害。
為了使得阻尼加長(zhǎng)桿整體工作過(guò)程中更加穩(wěn)定牢靠，阻尼加長(zhǎng)桿的下半部分并沒(méi)有直接固定在底座上，而是另外加了一個(gè)U型架子，這樣能夠有效減小阻尼加長(zhǎng)桿在行進(jìn)過(guò)程中左右晃動(dòng)的問(wèn)題，增加其的穩(wěn)定性。
3.4 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的構(gòu)成
農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿由底座、氣彈簧和加長(zhǎng)桿三部分構(gòu)成。這三個(gè)結(jié)構(gòu)相互配合，實(shí)現(xiàn)了自由配合、自動(dòng)復(fù)位、隨意調(diào)節(jié)等多種功能。
底座四個(gè)支架用螺栓與底座平臺(tái)連接，可以輕松應(yīng)對(duì)不同車(chē)體的配合要求；氣彈簧采用T型連接頭，為焊接提供了足夠的焊接面積，安裝更加牢靠，且能夠?qū)崿F(xiàn)桿的自動(dòng)復(fù)位功能；加長(zhǎng)桿是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，它不僅能夠架高噴頭，提高噴灑范圍，桿頂部的過(guò)渡段也能夠較好的避免了掛果和劃傷果樹(shù)枝椏等問(wèn)題，桿的上半部分采用三角鋼型結(jié)構(gòu)也能夠很好的保護(hù)高壓噴管，桿的下半部分是U型架結(jié)構(gòu)，能夠很好的避免阻尼桿左右晃動(dòng)的問(wèn)題，使得整個(gè)桿更加牢靠穩(wěn)固。
3.5 阻尼加長(zhǎng)桿底座的設(shè)計(jì)
農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的底座由兩部分構(gòu)成，一部分是底座平架，還有一部分是四個(gè)底座支撐架，二者用M10的外六角螺栓進(jìn)行連接。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：在底座上安裝阻尼加長(zhǎng)桿便于選擇安裝位置，不使用時(shí)可整體拆除，且平架上還能放一些生產(chǎn)用具，十分便捷。
底座所用鋼材截面
底座平架
底座支架
3.6 阻尼加長(zhǎng)桿頂部過(guò)渡段的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的主要目的就是架高噴頭的高度，進(jìn)而擴(kuò)大農(nóng)藥的噴灑范圍，但是在農(nóng)用履帶車(chē)行進(jìn)過(guò)程中難免會(huì)遇到較粗壯的果樹(shù)枝椏障礙，也難免其中一些枝椏是不易彎折的，如若用硬質(zhì)鋼鐵材料直接劃過(guò)果樹(shù)難免會(huì)使其受到傷害。為盡量減輕噴灑過(guò)程中對(duì)果樹(shù)造成傷害，本次設(shè)計(jì)將阻尼加長(zhǎng)桿的頂部設(shè)計(jì)成了一弧狀過(guò)渡結(jié)構(gòu)，
阻尼加長(zhǎng)桿頂部過(guò)渡段設(shè)計(jì)過(guò)程
阻尼加長(zhǎng)桿頂部過(guò)渡段最終尺寸
阻尼加長(zhǎng)桿頂部三維圖
阻尼加長(zhǎng)桿桿身
阻尼加長(zhǎng)桿截面
3.7 阻尼加長(zhǎng)桿下半部分U型架的設(shè)計(jì)
阻尼加長(zhǎng)桿下半部分分別由尺寸為666*25*10mm，666*25*10mmm和360*25*10mm的三根長(zhǎng)條型鋼材焊接而成，底部有直徑為9mm的通孔用來(lái)后期安裝固定。
U型架
4 本次設(shè)計(jì)配件選擇
4.1 螺母與螺栓的選擇
連接底座底座支架時(shí)選擇M10*60的外六角螺栓16個(gè)；其余地方用的螺栓均為M8*30的內(nèi)六角螺栓，且螺母均采用帶橡膠圈的自鎖螺母。
M10外六角螺栓與其配件
M8自鎖螺母
M8*30內(nèi)六角螺栓
4.2 其他零件選擇設(shè)計(jì)
U型架需要配合完成桿的后傾動(dòng)作，又要盡量保證整個(gè)裝置在工作過(guò)程中不會(huì)左右晃動(dòng)，所以選用如下圖所示固定件。
U型架固定件
因阻尼加長(zhǎng)桿需要固定在U型架和底座上需要焊接，所以我們選擇如下圖T型接頭，其底部平面為焊接提供了足夠的焊接面。配合時(shí)，固定件槽內(nèi)左右兩邊各留有2mm空隙，使得旋轉(zhuǎn)更加自如，不至于卡死。
阻尼加長(zhǎng)桿固定件
5 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的材料的選擇
5.1 金屬材料的選用原則
在機(jī)械行業(yè)，無(wú)論設(shè)計(jì)制造什么類型的產(chǎn)品，首先面臨的問(wèn)題應(yīng)該就是金屬材料該如何進(jìn)行選擇的問(wèn)題。材料科學(xué)博大而精深，我們僅對(duì)本次設(shè)計(jì)而淺談一下自己是如何進(jìn)行材料的選擇的，考慮到了哪些實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題，如何在現(xiàn)有的條件下，盡全力滿足設(shè)計(jì)需求。
5.2 本次設(shè)計(jì)所選材料
據(jù)了解，市面上目前應(yīng)用較為廣泛的防銹材料當(dāng)選為鍍鋅材料。鍍鋅，顧名思義就是在金屬材料表面通過(guò)熱鍍鋅或其他方法使其表面鍍上一層鋅。鋅為兩性金屬，因其在干燥的空氣中幾乎不發(fā)生變化，所以具有良好的防銹效果。
在板材里，Q235鋼是最普通的材料。其內(nèi)部的雜質(zhì)比較多，抗腐蝕性能比較差，并且沖擊韌性較低，不太適合高沖擊負(fù)荷或在低溫環(huán)境中工作。
本次設(shè)計(jì)的農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿在工作過(guò)程中不受高沖擊負(fù)荷也不涉及在低溫環(huán)境中工作。所以綜合成本考慮，本次設(shè)計(jì)材料最終決定選擇Q235鋼。至于抗腐蝕性方面的欠缺可以采用在產(chǎn)品表面噴防銹漆來(lái)處理。這樣既滿足了產(chǎn)品的基本使用要求，也最大程度的節(jié)約了成本。
6 農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿的安裝
裝配示意圖
從裝配示意圖我們可以輕易的看出各個(gè)零部件的大致安裝位置。底座平架與底座支架之間我們采用M10的外六角螺栓、M10的螺母與彈簧墊進(jìn)行安裝連接；氣彈簧和U型架與底座進(jìn)行安裝時(shí)中間都需要各自的固定架進(jìn)行過(guò)渡，氣彈簧固定架與U型架的固定架都使用氬弧焊直接焊接在底座平架上；氣彈簧與氣彈簧固定件z，U型架與U型架固定件，都使用M8的內(nèi)六角螺栓與M8的自鎖螺母連接；U型架與阻尼加長(zhǎng)桿桿身也使用氬弧焊直接焊接。
具體安裝步驟如下：
第一步：底座平架與底座支架之間我們采用M10的外六角螺栓、M10的螺母與彈簧墊進(jìn)行安裝連接。
第二步：U型架的固定件使用氬弧焊直接焊接在底座平架上。
第三步：U型架使用M8的內(nèi)六角螺栓與M8的自鎖螺母連接在U型架固定件上，進(jìn)而與底座配合安裝。
第四步：使用氬弧焊將氣彈簧的固定件安裝在底座與U型架上，用于后期氣彈簧的固定安裝。
第五步：用內(nèi)六角螺栓與自鎖螺母將氣彈簧與氣彈簧固定架連接。
第六步：將阻尼加長(zhǎng)桿的桿身用氬弧焊焊接在U型架的中間位置。
最終三維裝配圖如下圖所示：
三維裝配圖
農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿整體高度為1200mm（桿身）+360mm（U型架）+40mm（底座平架）+200mm（底座支架）=1800mm。
這意味這農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿最終能將噴頭架高至少1600mm，大大提升了農(nóng)藥的噴灑范圍，提高了農(nóng)藥噴灑效果。
7 結(jié)論
對(duì)于果農(nóng)而言，果樹(shù)栽培過(guò)程中噴藥是十分重要的環(huán)節(jié)，農(nóng)藥噴灑到不到位，病蟲(chóng)害防治的徹不徹底，直接關(guān)系著果樹(shù)的產(chǎn)量。新興的植保坦克因具有噴灑范圍廣、噴灑效率高、防治效果好、省水省藥、能夠遙控控制實(shí)現(xiàn)人和藥物的分離，提高作業(yè)的安全性等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大果農(nóng)青睞。
本設(shè)計(jì)在農(nóng)用履帶車(chē)正逐步受廣大果農(nóng)厚愛(ài)的同時(shí)，結(jié)合生活生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)農(nóng)用履帶車(chē)車(chē)體較低噴灑不到果樹(shù)上半部分的情況，進(jìn)而設(shè)計(jì)研究了本設(shè)計(jì)中所述的農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿。這個(gè)課題來(lái)自于果農(nóng)日常勞作生產(chǎn)需要，農(nóng)用履帶車(chē)阻尼加長(zhǎng)桿集合了架高噴頭、保護(hù)果樹(shù)、保護(hù)高壓噴管等功能于一體，將會(huì)成為果農(nóng)噴灑農(nóng)藥十分得心應(yīng)手的裝置。當(dāng)然因?yàn)橐恍├碚撝R(shí)欠缺，專業(yè)課功底不扎實(shí)，缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等種種因素的影響，本次設(shè)計(jì)存在著諸多的不足之處，日后改進(jìn)的空間也很大，歡迎各位可以給我提出寶貴的意見(jiàn)。
本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于種種因素影響，還存在著很多想法沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，也充分的認(rèn)識(shí)到了自己的不足：
一、本想將阻尼加長(zhǎng)桿的桿身分為兩部分，然后用螺栓將其連接在一起，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)它的高度可調(diào)節(jié)功能。但是由于用螺栓連接需要在桿上打孔，不知道這樣一來(lái)是否會(huì)影響桿的剛度，折損桿的使用壽命，并且兩部分連接處是否會(huì)由于不光滑而損傷果樹(shù)也不清楚，所以最終并未采取這種設(shè)計(jì)。
二、對(duì)于桿頂部過(guò)渡段的想法，本意是減少摩擦力降低對(duì)果樹(shù)的損傷，因而想到在頂部裝上輪子是不是效果會(huì)更好，但是因缺少實(shí)踐和理論支持，不知道輪子裝在頂部會(huì)不會(huì)因?yàn)榭ㄉ蠘?shù)葉而無(wú)法正常發(fā)揮功能，因而這個(gè)設(shè)想也未能實(shí)現(xiàn)。
三、通過(guò)本次設(shè)計(jì)我翻閱了很多的資料，對(duì)自己大學(xué)所學(xué)的知識(shí)有了很好的回顧，當(dāng)然我也深深的感觸到自己才疏學(xué)淺，理論課的知識(shí)學(xué)的相當(dāng)?shù)牟辉鷮?shí)，以至于諸多方面存在著不足。幸運(yùn)的是本次設(shè)計(jì)是我查缺補(bǔ)漏的一個(gè)大好機(jī)會(huì)，讓我對(duì)所學(xué)專業(yè)與所學(xué)課程有了更進(jìn)一步的了解。
參 考 文 獻(xiàn)
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致 謝
時(shí)光飛逝，相聚已成過(guò)去，難忘的是這四年生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，雖彼此無(wú)奈，但逝去的光陰終究難以挽回，伴隨著畢業(yè)臨近，只希望抓住校園生活 的小尾巴，感恩這段時(shí)間里遇到的所有美好的人與事，愿將這段光陰里所有的期待與祝福全都轉(zhuǎn)化為前進(jìn)的動(dòng)力，未來(lái)能在肩上扛起更多的東西。
首先，我要鄭重的感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)老師也是我的恩師老師?！皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，感謝師在我們對(duì)畢設(shè)相關(guān)問(wèn)題毫無(wú)頭緒之時(shí)，為我們找到對(duì)口的實(shí)習(xí)公司，讓我們通過(guò)實(shí)踐來(lái)切身的了解專業(yè)相關(guān)知識(shí)，我想如果沒(méi)有那十天的實(shí)習(xí)生活，我的畢業(yè)論文一定不會(huì)寫(xiě)的那么順利。感謝武老師對(duì)我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中專業(yè)課薄弱的包容與理解，也感謝他在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的悉心教育與專業(yè)上的指導(dǎo)
其次，我要非常感謝我身邊的朋友們，不管是在日常生活上,還是在學(xué)習(xí)上，都一直以來(lái)給予我莫大的激勵(lì)與支持。感謝她們時(shí)不時(shí)的鞭策我，讓我有了前行的動(dòng)力。感謝她們有好的資源都會(huì)與我一同分享，著實(shí)讓我少走了不少?gòu)澛贰?
最后，我要感謝我的父母，感謝他們一路上對(duì)我的支持與關(guān)愛(ài),感謝他們成為漫漫求學(xué)路上的定心丸與堅(jiān)強(qiáng)的精神后盾。
感謝自己的好運(yùn)氣讓我一路上遇到這些優(yōu)秀的人，讓我們一起將往事悄悄藏于心間，未來(lái)共赴美好前程。
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