噴灌機上的拉筋連接技術

陳繼紅， 余志凌

( 湖北職業(yè)技術學院， 湖北孝感， 432000 )

1.前言

我國水資源僅占世界總量的6%，是比耕地資源（占世界總量的9%）更緊缺的資源，水資源不足已成為嚴重制約我國國民經濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在我國，農田灌溉用水量占總用水量的70%～80%，而大田作物（小麥、玉米、地瓜等）的用水量占農田灌溉用水的50%～60%，因此我國正在大規(guī)模實施節(jié)水增糧行動，要保證行動的順利實施，必須因地制宜選擇合適的噴灌技術。目前，為了實現機械化、自動化，從而節(jié)省勞動力、提高工作效率，一般都采用噴灌機進行灌溉，使用噴灌機時通常都采用拉筋懸拉整個跨體，但是現有的拉筋存在的主要問題是抗拉強度低，抗疲勞強度也低，從而影響噴灌機的使用壽命。[1]

2.工程概況

噴灌是一種具有節(jié)水、增產、節(jié)地、省工等優(yōu)點的先進節(jié)水高效灌溉技術。噴灌主要分管道式噴灌和機組式噴灌兩大類，各自又包括各種不同的形式，每種形式都有各自的適應場所，在噴灌發(fā)展形式上，世界各國各有特色。發(fā)達國家以發(fā)展機械噴灌為主，美國主要采用中心支軸式、滾移式、平移式等大型噴灌機。我國除少數大型農場使用大中型噴灌機外，其他地方主要推廣的是管道式噴灌和較小型機組。

目前，國內外應用較普遍的大型噴灌機為電力驅動中心支軸式全自動噴灌機和平移式大型噴灌機。兩種噴灌機對地形、氣候、土壤、作物都有不同的適用條件。其跨體結構一般由桁架系統(tǒng)組成：由鋼管、角鐵、和拉筋組合而成，如圖1所示?？珞w長度從40～60m,跨架組合：根據地塊大小，一般有5～10跨組合，面積從200～1200畝不等。[2]

圖1 拉筋應用圖

3.新型拉筋連接的制造技術

為了解決現有的拉筋存在的主要問題是抗拉強度低，抗疲勞強度也低，從而影響噴灌機使用壽命的不足，本新型拉筋的設計包括拉筋桿1，拉筋桿1兩端通過加強區(qū)2與拉筋頭3連為一體，拉筋頭3與加強區(qū)2之間通過第一圓角4過渡，加強區(qū)2與拉筋桿1之間通過第二圓角5過渡。

圖2 拉筋結構示意圖

1.拉筋桿，2.加強區(qū)，3.拉筋頭，4.第一圓角，5.第二圓角

在圖2中，第一圓角采用較大的根部半徑，減少了應力集中，增加強度；該拉筋采用美國ASTM標準號A105鍛造合金鋼(成分C:≤0.35 Si:≤0.35 Mn:0.6-1.05 S:≤0.050 P:≤0.040，Cu≤0.4 Ni≤0.4 Mo≤0.12 V≤0.08 Cr≤0.3)制成，拉筋頭二端采用中頻爐加熱，選用KGPS-300中頻感應加熱電源，功率：200KW，加熱到1300℃～1400℃后鍛造而成，熱鍛時，加強區(qū)直徑大于拉筋桿直徑，增加了抗拉強度，并且加強區(qū)與拉緊桿連接處通過圓角過渡，也提高了抗疲勞強度，這樣提高了整體抗拉強度，按圖3拉筋頭與連接套組裝時直徑配合緊密安裝，從而保證了頭部圓周負載的一致性，整體上提高了抗拉強度和抗疲勞強度，用于懸拉整個跨體重量，極大提高了系統(tǒng)使用的可靠性，它是構成噴灌機跨體結構的重要零件，保證了噴灌機的正常使用和運行。[3]

圖3 拉筋頭部安裝示意圖

4.結語

由于采用該創(chuàng)新的新型拉筋連接的制造技術，解決了現有的拉筋存在的抗拉強度低，抗疲勞強度也低，從而影響噴灌機使用壽命的主要問題，保證了噴灌的可靠性，降低噴灌設備對地形要求，可以節(jié)省大量農田地面平整的工程量，大大減少田間內部溝渠、田埂的占地，增加了實際播種面積，提高耕地利用率，可廣泛實用噴灌設備技術領域。

[1]周世峰.噴灌工程技術［M］.南京：黃河水利出版社 ，2011.9

[2]張沖.大型噴灌工程適用條件及推廣使用的制約因素［J］. 黑龍江水利科技,2012,2

[3]楊叔子. 機械加工工藝師手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社, 2001.8