资源描述
摘要 随着环保意识在人们心中的重要程度不断加强，绿化的覆盖面积也就逐渐的增大。每到秋末冬初的时节，树干就会被人工刷上一层白色的石灰水保护液体。树木的树干部分涂上石灰液装扮的白衣后，可以把一部分阳光反射走，这般如此，减少吸热，树干便不会因为昼夜的温差巨大而导致冻裂现象，同时还具有杀菌和防患害虫的作用。因为绿化覆盖面积的增大，树干涂白任务的工作量就会增大，随着社会人工成本的增加，以及劳动力资源的减少，我们便需要采用更多的机械化设备来实现基本的劳动任务。树干涂白机便带着这样的使命被应运而生。树干涂白机可以对公路两旁的树干进行快速且高效率的喷涂白色石灰液，在高效率的同时节省劳动力资源，实现省人、高效和机械化的绿色环卫目的。 本设计的树干涂白机由石灰液喷涂系统，喷涂喷嘴架自动升降机构，树干直径调整机构以及机架部分组成。设计中重点进行了喷涂系统的设计和选型计算、喷涂喷嘴架升降机构的传动设计和选型计算以及树干直径调整机构的设计。设计中采用了三维软件Solidworks进行相关部件的建模，又经过相关理论公式进行推导计算，从而实现了整个树干涂白机系统的设计工作。本设计实现了全方位喷涂的功能，以及适应大批量树木涂白的任务。关键词：树干涂白；喷涂系统；喷嘴架升降机构；直径调整机构； Abstract With the strengthen environmental awareness in peoples minds, green coverage area will gradually increase. Every autumn and early winter season, the trunk will be manually brushed a layer of white lime liquid for protecting. The trunk of trees coated with lime plaster white clothes, this can turn back a part of the sun to reflect, also, to reduce endotherm. It will not be caused the phenomenon of cracking , but also has the role of sterilization and prevention of pests.As the coverage of greening increases, the workload of the trunk task will increase, and as the labor costs increase and the reduction of labor resources, we will need to use more mechanized equipment to achieve basic labor tasks. Trunk painted white machine with such a mission came into our world. Trunk painted white machine can fast and efficient spray white lime on the trees on both sides of the road, save labor resources at high efficiency and realize provincial, efficient and mechanized green sanitation.The design of the Trunk painted white machine consists of the lime spray coating system, spraying the nozzle frame automatic lifting mechanism, the trunk diameter adjustment mechanism and the frame. In the design, I did the design and selection calculation of the spraying system, the design and selection calculation of the spray nozzle lifting mechanism and the design of the trunk diameter adjusting mechanism. The design use the 3D software Solidworks for modeling, and through the relevant theoretical formula to derive the calculation, in order to achieve the entire tree coating system design work. The design to achieve a full range of spray function, as well as to adapt to the task of large quantities of trees painted white.Key words: Trunk painted white; spraying system; nozzle lifting mechanism; diameter adjustment mechanism XXX学院毕业论文（设计） 目 录第一章 绪论21.1 选题背景和意义21.2 人工树木涂白31.3 设备树木涂白31.4 论文主要工作和内容安排4第二章 树干涂白机的方案设计52.1 需求分析52.2.总体方案52.2.1喷嘴架方案72.2.2升降机构方案72.2.3小车方案92.2.4喷涂方案10第三章 机械传动系统设计113.1 滚珠丝杠计算选型113.1.1动载荷的计算123.1.2 压杆稳定性验算133.1.3 临界转速的计算133.1.4 强度的核算143.2 直线导轨的计算选型143.3 电机的选择16第四章 喷涂组件的设计194.1喷雾泵特点194.2电动机的选择214.3喷雾泵参数的确定22第五章 结论与展望24致谢25全套设计加v 11970985第一章 绪论1.1 选题背景和意义 在入冬时节会对市区街道、马路、校园和公园内景观树进行涂白灰液的工作，目的是为了防止树木遭遇冻害、灭虫、杀菌等问题。与此同时，进行涂白后的树干更给人一种整齐的独特美感。伴随着绿化行业的更新和发展，园林绿化任务的养护管理与生产工作渐渐地由简单的人工作业向人力资源更少，工作强度更大的半机械化、机械化、自动化阶段过渡，现代园林自动化的机械设备已经被广泛的应用到生产任务中。不过，目前树木入冬进行“涂白”的工作依旧采用老旧的方法进行人工涂刷，效率不高，劳动强度大，且难以保证一致性等要求。本设计树木涂白机可归属于园林机械的一种。根据使用者和所有者的情况，园林机械可分为专用型、商用型或家用型。国内消费顾客群体是企业，适用高强度、高频度可连续工作的加强机型，市场的特点是以工商用机型为主导，需求是耐用，修复性强的，廉价机械。国外的消费顾客群体主要是个人部分，适用耐用性和不同价格层次的家用园林机械。园林机械随着城镇的发展而发展，但对中国来说园林机械仍然是一个相对较新的领域。，例如花园草坪修剪机，割草机，绿篱机，洒水车，修边机，钻孔机，喷灌机等是现代的城市绿化管理最常用的。但是，目前我们国人对园林机械仍有不少误区，例如草业等同于园林机械行业、行业标准照搬国外、仿制成风等。2。目前园林机械的发展趋势为向操作自动化、舒适化、联合作业和一机多用、改善机械的环保性能、增加机械的操作安全性、改善或正确选择配套动力等方向发展3,4。与国外同类产品相比，国内产品有很大的差距，在中国大多数建筑部门、花园，园林等都使用国外园林产品。相比与市场需求，国产产品具有更大的空间发展。1.2 人工树木涂白我国农林管理人员给树木刷白或涂白时绝大部分采用人工涂刷方法。作业工人拿着刷子沿着树干上起下蹲，而且还要绕树干一周，不仅劳动强度大、工作效率低而且所涂的石灰层不均匀，在喷涂过程中，大部分石灰水在散落在地上，石灰水的利用率相对较低。 鉴于这种情况，目前国内市场机械设备尚未相对有效，少量设备由于能源消耗大，设备制造成本高，操作繁琐，体积庞大，环境不适合城市拥堵等 原因不能推广。1.3 设备树木涂白经查阅多方面的相关资料，国外没有树木涂白机的报道。目前，国内相关产品也不多见，相关文章显示天津市航大科技发展有限公司在2011年12月申请了实用新型专利，提出了一种农林树木喷涂机。郑州大学机械工程学院在2011年申请了树木用石灰水喷涂机的实用新型专利。河南开封河务局研制了“KL07型”多功能刷树机，该机械由机动三轮车、工具箱、软管、压力罐体、喷头、水箱等部件构成。由机动三轮车提供所需的驱动力，通过压缩空气将罐内的石灰液通过管道、喷头进行雾化喷涂，达到树干涂白和防治病虫害的目的。但是在工作的过程中效率还是比较低，劳动强度较大。综上分析树木喷涂机自动化程度逐渐提高，并且在不同阶段攻克了相应的技术难点，可依然不能高效率，高精度地完成喷涂任务。特别是解决喷涂倾斜树木的问题需要从硬件方面进行考虑，同时还要考虑成本等影响因素。目前基于树干喷涂设备的研究还处于初级阶段，对分叉树木，倾斜树木而言，连续的机械化作业都不能很好的完成，因此急需研制出低成本且自高效率的机械化树干自动喷涂设备。所以本课题设计了一种新的，可以克服以上问题的树杆涂白装置，主要用在公路两侧景观树的涂白工作，能方便的被人工操作并进行涂白浆工作，具有很高的实用价值。1.4 论文主要工作和内容安排 本论文从实际项目应用的角度出发，设计中详细分析了树干涂白机的任务需求，对设计的机构进行计算分析和选型。之后采用SolidWorks进行机构的建模和详细的结构设计工作。 第二章：对树干涂白机的整体方案进行分析设计，确定设备的基本组成。第三章: 对树干涂白机的喷嘴架自动升降机构和树干直径调整机构进行分析和设计。第四章：对树干涂白机的喷涂系统进行分析和设计。第五章:结论与展望。对全文的工作进行了概括总结，并对今后的工作中所需深入研究的问题给予了展望。26XXX学院毕业论文第二章 树干涂白机的方案设计2.1 需求分析本设计主要是为了解决树干在喷涂石灰水的过程中材料浪费严重、效率低下的问题，本设计提供了一种石灰水利用率高、低成本、喷涂均匀、高效率的树木喷涂机械。为此我们设计了本款树干涂白机，它是一种机械化的树干石灰水喷涂机。在实际操作中,会发现树干直径是不同的。有大、中、小之分，中型直径在150mm-300mm之间，考虑到不同直径的情况本设计喷嘴架部分需要设计成树干直径调整的机构，以满足不同直径之间的适应工作。同时整套喷嘴架的升降速度从能耗和需求的角度考虑最终确定成40mm/s-80mm/s之间。最终的喷嘴出口压力设计成0.15MPa-0.25Mpa之内。因涂白的高度通常为1.2m左右，所以设计升降机构的行程为1200mm，这样所有的设计指标便确认完成。指标确认完成后需要对树干涂白机的基本功能单元进行设计。从实际的需求出发，初步设计成这样几部分：1. 喷嘴架：喷嘴的安装框架，可以实现不同直径树干的调整。2. 自动升降机构：电机减速器驱动，丝杠传动，时间喷嘴架的自由升降动作，速度在40mm/s-80mm/s 之间。3. 小车框架：整个树干涂白机的载体，所有安装工件的母板。4. 喷涂组件：包括石灰水的搅拌功能和喷涂功能，首先石灰和水放入罐内，之后电机开始搅拌，搅拌均匀后由喷涂泵进行抽取和喷涂动作。5. 动力组件：本系统设计为1个蓄电池进行供电，考虑到蓄电池的长时间工作要求，动力组件部分预留外接电源接口，可以连接车载电源。2.2.总体方案在制定方案的时候，经过多方面考察和查阅相关资料。自由阐述和集思广益的方式，严格的讨论了设计方案。经过全方位的考虑，多方面的比较，最终将讨论的优点集中在一起，拟定了完整的设计方案。综上，我们设计的树干涂白机的基本功能和设计思路是根据所需要完成的任务和动作，结合树干涂白机的实际要求，综合运用所学的基本知识、相关的机械设计基本理论和专业知识，完成符合市场需求的低成本高技术含量的石灰水喷涂机的综合设计。其中包括机器装置的原理方案构思和拟定。原理方案的实现、传动方案的设计；运用3D设计软件Solidworks进行构思画和设计工作，完成产品的外观设计和各个零部件的建模，再对整体进行虚拟装配，从而能够在整体设计的基础上全面的考虑各个细节的处理，使得整个设计更加的合理和科学。完成虚拟装配后，在solidowrks软件的虚拟环境下对产品进行运动仿真和运动干涉检测，完成质量，重心以及受力分析，在此基础上可以完成比传统设计更为精确和可靠的静力学运算及校核。在虚拟设计环境中，设计了最优解。 之后，根据模型的虚拟设计，使用AUTOCAD绘图装配图和必要的零部件图，方便产品的加工和组装。因为之前已经分析了基本功能单元的构成，所以可以确定的是本树干涂白机由喷嘴架、自动升降机构、下车框架、喷涂组件和动力组件构成。图2-1 总体方案2.2.1喷嘴架方案为了适应实际操作中不同树干的直径。考虑到直径有有大、中、小之分，本设计将喷嘴架部分设计成根据树干直径需求可调整的机构。参考中间值150mm-300mm的树干直径为基准进行设计。方案中因考虑到成本问题，采用了手动调整的机构。手动驱动一侧的喷嘴架，因靠一对模数相同，齿数相同的齿轮进行传动，另一侧的喷嘴架也顺势打开。从而实现了两侧喷嘴架协同动作的方案。在移动至正确位置后靠螺栓锁紧喷嘴架，实现喷嘴架的位置固定。喷嘴架部分作为所有喷嘴的支撑，由若干机加件组成。该方案喷嘴架采用6061铝合金材料进行加工，与其它零部件采用铰接方式连接。其外观规范、结构简单、刚度好、稳固可靠且质量轻，可以很大程度上减少升降机构的电机功率。具体结构如图2-2所示。图2-2 喷嘴架方案2.2.2升降机构方案升降机构采用滚珠丝杠带动喷嘴架进行上下移动的结构，导向部件采用直线导轨，驱动部件采用电机减速器驱动。所有部件固定在一个金属钢架上。实现整体的升降模块机构。具体结构请见图2-3。图2-3 升降机构方案其中钢架各部分的焊接结构的制造精度和装配精度要求较高，制造中必须采用一定的工艺手段来保证精度。构成架体的焊接件在焊接前要进行校直。为防止和减小焊接变形，提高工件的尺寸精度，焊接时要采用专用的焊接夹具。可以采用如下办法：其中钢架零件的焊接结构的组装精度和制造精度要求比较高，制造厂需要采取一定的手段确保精度。 在焊接之前，组装框架的待焊接件要被被校直。 为了减少和防止焊接形变，提高工件的尺寸精度，焊接时应该使用专用的焊接夹具。 可以使用以下方法：1) 在满足连接强度的条件下，尽量避免连续焊缝，采用间断焊缝或点接焊缝；间断焊缝采取交错排列顺序实施焊接。2) 对于长径比较大的，焊缝要求较密集的，或对外接尺寸要求较高的结构部件，采用专用焊接夹具来防止和减小变形，保证加工精度。考虑到制造工艺顺序，由于焊接后的架体结构尺寸较大，不能进行再加工，相关的安装、连接件及尺寸必须在组装焊接前完成。所以，为了使大型组件焊接后不必再进行加工就能够达到设计要求，节约材料，省工、省时、提高生产效率，决定采取的工艺方案是：现将零件加工到位，再进行大部件焊接成型。大部件组合焊接时使用工装定位、装夹，以保证工件的尺寸精度。架体在使用过程中要满足各种工作环境的要求，做好防潮防腐处理，其表面涂层十分重要，应提高其防锈、防腐能力。所以，焊接后的钢结构表面要进行喷丸处理，消除焊接应力，清除焊剂焊渣，达到喷漆前的要求。所有结构件外表面喷涂四层专用防锈环氧树脂漆。第一层采用富锌底漆，具有良好的防锈防腐蚀功能；第二层采用云铁中间漆，以增强漆膜间的附着力和漆膜弹性，最后两层为环氧树脂面漆，具有抗氧化、不褪色、漆膜厚、附着力强、耐冲击的优良特性。2.2.3小车方案小车依然采用焊接框架的基本形式，小车作为整个设备的载体，要具有足够的强度。而承载小车的部件为车轮，选型时要保证使用3个车轮即能保证抵挡住整套系统的重量。整体方案如图2-4所示。图2-4 小车方案2.2.4喷涂方案考虑到实际应用中需要将石灰水进行搅拌的需求，本设计在小车载体上设计了搅拌料筒，在料桶的底端有电机带动叶轮进行石灰水的搅拌。搅拌完成后电机停转，上方的喷雾泵将搅拌均匀的石灰水抽取上来，并喷射出去，经喷嘴架上的喷嘴喷出到树干表面。结构如图2-5所示。图2-5 喷涂方案第三章 机械传动系统设计本系统中主要涉及到的机械传动为滚珠丝杠带动喷嘴架升降的简单运动，同时有电机进行驱动，以及直线导轨进行导向。具体设计到的机械结构如下图3-1所示。图3-1 机械传动部件3.1 滚珠丝杠计算选型滚珠丝杠是将旋转运动转换为直线运动或将直线运动转换为旋转运动的理想选择。滚珠丝杠为满足各种应用场合，提供了标准化且种类繁多的系列产品。广泛应用于机床、机器人等机械自动化场所。按照滚珠的循环方式分类有：循环导管式、循环器式、端盖式几种。按照预压方式分类有定位预压（双螺母方式、位预压方式）、定压预压几种方式。可根据用途选择适当型号。丝杆有高精度研磨加工的精密滚珠丝杠，精度可以从CO-C7的6个等级。和经高精度冷轧加工而成的的冷轧滚珠丝杠轴承，精度可以从C7-C10的3个等级。另外，为应对用户急需交货的情况，还有已对轴端部进行了加工的半成品，用户可自由对轴端部进行追加工。作为滚珠丝杠的周边零部件，在所用到的必要的丝杠支撑单元、螺母支座、锁紧螺母等也已经被标准化，可供用户使用选择。在升降机构中采用纵向传动结构，具体采用减速电机带动滚珠丝杠副运动，下面为纵向滚珠丝杠副的设计计算过程。3.1.1动载荷的计算初选丝杠导程为：升降机构速度取在40mm/s到80mm/s的中间值：60mm/s则纵向移动部件移动速度：丝杠匀速段转速为：求值： 式中 使用寿命（h）,可得：计算动载荷，可得： 式中：硬度系数，取载荷系数，取平均轴向载荷，N可推导得：kN初选滚珠丝杠规格型号，应使其查询THK样本丝杠部分，选型号为2806-5。其所选丝杠副的主要参数如下：额定动载荷 ，额定静载荷kN，公称直径，基本导程3.1.2 压杆稳定性验算式中：临界载荷；稳定性系数，丝杠内径，近似取 丝杠支撑距离，(mm) 所以可得：所以丝杠稳定性满足要求。3.1.3 临界转速的计算式中：临界转速；临界转速系数，丝杠内径，近似取 丝杠工作长度(mm)，可近似取为支撑距离，即 所以可得： 3.1.4 强度的核算丝杠拉压力的计算公式为：=式中： 丝杠所受的最大轴向力（N）; P=200N 丝杠内径的断面积（mm2）,A=498.5mm2 丝杠传动效率，经计算得0.58许用拉压应力（N/mm2），由于螺纹所引起的应力集中系数不能精确确定，因此，取= ，为材料的屈服点（N/mm2）。= N/mm2 可取=10 N/mm2将所有数据代入计算公式得：=0.407N/mm210N/mm2符合强度要求，综上，所选丝杠符合要求。3.2 直线导轨的计算选型 导轨即金属或非金属材料加工而成的槽或脊，可固定、引导移动或承受装置或设备并减少设备摩擦的一种部件。导轨两侧或表面有纵向槽或脊，用于固定或导引机器部件、仪器或专用设备等。导轨又可以称为线性导轨、滑轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合。拥有比直线轴承更高的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。导轨主要分为两大类即滚珠导轨和滚轮导轨。1、根据计算寿命时间来计算导轨的距离寿命L式中：寿命时间，h；额定寿命，km； 移动件行程长度，m，移动件每分钟往复次数，所以，2、根据动载荷和距离寿命的关系式计算动载荷滚动体为球时：式中：额定寿命，km额定动载荷，kN计算载荷，kN硬度系数，温度系数，工作温度100度，接触系数，由于每根导轨上的滑块数为2，所以载荷系数，精度系数，所以，计算得，3、根据动载荷选取合适的型号查阅THK产品样本选择滚动导轨型号为SHS-25，其基本额定动载荷 ，所以公称规格25的导轨可以满足要求。3.3 电机的选择电动机选型可以参考以下方式：1) 防护类型的选择电动机防护形式有封闭式、开启式、防暴式和防护式四种。(1) 封闭式电动机又可分为自扇冷式、他扇冷式和密闭式三种。前两种可在潮湿、多尘埃、有腐蚀性气体或易受风雨的环境中工作。第三种可浸入液体中使用。(2) 开启式电动机在定子两侧与端盖上有较大的通风口且价格便宜，散热条件好，但水气、尘埃等杂物容易进入，因此只在清洁、干燥环境下使用。(3) 防暴式电动机适用于有爆炸危险的环境中，如油库、矿井中。(4) 防护式电动机在机座下方开有通风口，散热较好，能防止水滴、铁屑等杂物从上方落入电动机，但不能防止尘埃和潮气入侵，所以适宜与较清洁干净的环境中。2) 安装方式的选择电动机安装方式有立式和卧式两种，一般只在只能垂直运转时才选用立式电动机，卧式电动机的价格较立式的便宜，所以通常情况下多选用卧式电动机，。3) 根据生产机械的负载性质选择电动机类型(1) 对于不要求调速、对启动性能亦无过高要求的生产机械，应优先考虑使用一般鼠笼式异步电动机。若要求启动转矩较大，则可选用高启动转矩的鼠笼式异步电动机。(2) 对于要求经常启、制动，且负载转矩较大、又有一定调速要求的生产机械，应考虑用线绕式异步电动机。(3) 经常对于只需要几种速度，而不需要无级调速的生产机械，为了简化变速机构，可选用多变速异步电动机。(4) 对于要求恒速稳定运行的生产机械，且需要补偿电网功率因素的场合，应优先选用同步电动机。(5) 对于需要大的启动转矩，又要求恒功率调速的生产机械，常选用直流串励或复励电动机。(6) 对于要求大范围无级调速，且要求经常启动、制动、正反转的生产机械，则可选用带调速装置的直流电动机或鼠笼式异步电动机。电动机分为交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便。综上所述根据在满足生产机械对拖动系统静态和动态特性要求的前提下，力求结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的原则下进行电机的选择。由于本系统移动机构的运动特点,对电机有如下的要求：启动频繁,功率无需太大，速度也无需太快，制动性要好，能保持在恒速下运转，位置精度要求不高，综上考虑选择交流三相异步电动机，这样可基本保证上述要求。1 )电机速度计算：由初定的喷涂速度 =，计算出丝杠轴转速： 2 )电机功率计算： 升降机构启动时的最大起升力式中 启动时的惯性力； 运行时克服的摩擦力；电动机的功率按所需的静功率计算，静功率（单位：kW）计算公式为： 式中 工作机所需工作效率； 由电动机到工作机的总效率；电机所需功率，应由料车需求拉力和运动速度计算求得：式中起升时最大力216（N）； 起升的线速度（m/s）； 工作机的效率，其中； 、分别为联轴器、减速器和轴承的传动效率。 取=0.99，=0.96（齿轮的精度为8级），=0.97（滚动轴承）根据工况和计算所选电动机为SGMAH-02A,即200W电机，具体参数见表3-1:型号额定功率(kW)额定扭矩（Nm）额定电流（A）转速(r/min)SGMAH-02A0.20.632.13000表3-1电动机的主要参数第四章 喷涂组件的设计本系统在设计时考虑到实际工作中需要将石灰水进行搅拌的需求，所以在小车载体上安装了搅拌料筒，在料桶的底端有电机带动叶轮进行石灰水的搅拌，间隙问提部分采用密封圈进行处理，保证可靠无泄漏的运行。搅拌完成后电机停转，上方的喷雾泵将搅拌均匀的石灰水抽取上来，并喷射出去，经喷嘴架上的喷嘴喷出到树干表面，在进入喷雾泵之前的管道里加装过滤器，防治管路堵塞。结构如图4-1所示。图4-1 喷涂组件4.1喷雾泵特点喷雾泵是雾化和降尘的一种专用设备。也可以用于抽吸乳化液及其其他不含固体颗粒，化学性质类似于液体的物质。主要适用与煤矿井下喷雾泵和其他需要喷雾降尘的场合。喷雾泵是雾化和除尘的特殊设备。 它也可以用于泵送乳化液和其他不含固体颗粒并且化学性质相似的物质。 主要适用于煤矿井下喷雾以及其他需要降尘喷雾的场合。喷雾泵的结构原理是在1923年由FWKrogh提出，他把皮托管的原理推广应用于泵的设计上，故也可以称为皮托泵。使用皮托管原理开发的第一台泵是开放的，存在许多缺陷。 直到20世纪20年代，人们开发了一个封闭的皮托泵。 第二次世界大战爆发，德国和英国开发的火箭和导弹开始开发泵头。 随着二战结束，泵头的研究开始走下坡路。直到20世纪60年代，人们发明了封闭转轮和封盖，这二者组成了一个径向的旋转叶轮才使得旋喷泵开始发展起来，并最终形成了当前的基于皮托管原理的旋喷泵模型。此时,众多的行业需要一种可以随意调节流量和在扬程曲线上全范围工作的性能稳定的高压泵。如在食品行业中清理系统就需要这种高压泵，而旋喷泵恰好可以满足这种要求。到20世纪60年代，人们发明了一个封闭的转轮和封盖，形成了径向旋转叶轮，才使得喷雾泵开始发展，最终形成了目前基于皮托管原理的旋喷泵模型。 此时，大量行业需要一种可以随意调节流量和在扬程曲线上全范围工作的性能稳定的高压泵。 如清洁食品行业的需要这种高压泵，而喷雾泵只是为了满足这一要求。这种清洁系统在肉类包装，酿造，罐头食品和蔬菜罐头加工和饮料加工等食品行业都可以看到。 在造纸工业中，石油化工和炼油和发电厂也需要具有这种工作特性的泵。 1960年美国出现了喷雾泵的专利并逐渐被人们接受，20世纪70年代，Kobe公司生产了第一台商用喷雾泵，喷雾泵开始上市销售。 从那时起，七十年代和八十年代在国际上出现了专利喷雾泵的高潮。 在国外喷雾泵性能相对令人满意。电动机经一级正齿轮减速带动三曲拐结构的曲轴旋转，再经连杆、滑块带动柱塞作往复运动，使液体在泵头中经吸、排液阀吸入和排出，从而使电能转换成液压能，输出的高压液供喷雾、灭尘、冷却之用。喷雾泵的主要特点有：1.效率高而且区宽且高效。2. 可以实现非常高的压力，压力变化几乎不影响流量，这可以提供恒定的流量。3.具有自吸能力，可输送液体，气体混合物，专门设计也用于运输泥浆，混凝土等。4. 流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。通常在排气管上，有时在吸管中。设置空气室使流量更均匀。 使用双作用泵和多缸泵也可以显着改善不均匀流动。5.低速，大尺寸，结构比离心泵更复杂，需要一个特殊的泵阀，制造成本和安装成本更高。 活塞泵主要用于供水，手动活塞泵是广泛使用的家庭生活泵。 柱塞泵用于提供高压水源，例如高压水源，活塞泵和柱塞泵可用作钻井泥浆泵，抽油泵。 隔膜泵特别适用于提供高毒性，放射性，腐蚀性液体，珍贵液体和含有砾石固体的液体。隔膜泵和柱塞泵也可用作计量泵。4.2电动机的选择因工作时间的要求，喷涂完成一棵树人工一般用1分钟时间，机械化改进后若喷涂行程为1200mm，则需要20s时间完成喷涂。以直径300mm树干为例，则可估算出需求流量为：则可取流量第二章已经分析出排出压力要求为P=0.25Mpa， 泵的有效功率 查往复泵设计可知，当带入常用单位后可得： 泵的轴功率(输入)功率N 查往复泵设计式1-257可知:式中是泵的效率。电动泵的效率范围是=0.600.90 取=0.8， 电动机功率查往复泵设计式1-270可知， 电动机功率Nd为： 式中 -泵的传动装置效率取0.97;-电动机效率0.92;由于泵的效率已包括了泵的传动机构的磨擦损失,所以泵的传动装置效率只与泵的减速的机械损失有关。齿轮传动，=0.940.99;电动机效率通常由电动机出厂说明书给出。 储备系数和电动机功率选择考虑到往复泵的流量是脉动的，泵的载荷也是脉动，泵的瞬时功率和平均功率差别较大，而且密封处的机械摩擦损失和容积损失也很难精确确定。为了使泵在实际运转中不致超载，常常在选择电动机时，还要留有一定的富裕量，把这富裕称为储备系数。实际电动机功率应为： 查往复泵设计储备系数表2-7选择 =1.10 取电机转速取 4.3喷雾泵参数的确定上一节已经确定相关参数泵流量为：排出压力为：P = 0.25Mpa，电机转速=1470r/min,柱塞行程S=40mm。活塞直径D的确定：由公式 式（3.4） 得mm取整D=40mm。则喷雾泵参数为：名称参数公称压力(Mpa)0.25公称流量(L/min)142柱塞直径(mm)40柱塞行程(mm)40电机功率(w)100电机转速(r/min)1470表4-1 喷雾泵参数第五章 结论与展望从上述章节的分析计算中，可以看到树干涂白机在理论上是可行的。在文章中主要是对树干涂白机的机械传动机构和喷涂组件的设计。本设计研究从实际为出发点，但有较强的基础性、前瞻性、实用性，这种分析方法将树干涂白机的设计研究工作带来极大的参考。虽然试验机的结构简易，实现的功能原理也非常简单，但要达到较高的调节精度和工作稳定性，并非易事。毕业设计已经结束，通过这次毕业设计使我提高了分析问题、解决问题及实际动手的能力，最重要的是此次毕业设计使我把理论和实践有机的结合在一起是真正的实际和理论的统一。它是使我从学生渡过社会的毕业设计。总之，毕业设计是对我四年来是最好的检验。经过大半年的努力，本文取得的成果如下：1. 对树干涂白机整体方案进行了基本分析和设计;2. 对树干涂白机机械传动机构进行了详细设计和计算;3. 对树干涂白机的喷涂组件进行了详细的设计;由于本人知识水平有限，错误在所难免，在此请众位老师和同学多多指正和批评！ XXX学院毕业论文（设计）致谢 在毕业论文即将完成之际，我最感谢的人就是毕业设计导师邬国秀教授。邬国秀老师渊博的学识、平易近人、严谨治学的态度、认真负责的工作作风，深深地感染了我，让我受益匪浅。对于我们本科生的毕业设计，邬国秀老师不因我们学识浅薄，而直接“授我们以鱼”。相反，在给我们答疑解惑之时，邬国秀老师更加注重方法的传授，“授我们以渔”，根据他多年的教学经验，告诉我们如何查找有用参考文献，如何规划毕业设计每一步工作。邬国秀老师曾因我们的不够努力发过脾气，也曾因为我们有较大的进步而高兴地开怀大笑，百忙之中的邬国秀老师能为我们费这么大的心神，让我感动！大学最后期间，能够得到邬国秀老师这样一位优秀老师的悉心教导，可谓学生莫大的幸运。 感谢我的组员AAA同学，关键时候，他的提议，总能让人恍然大悟。还有我们的队长BBB同学，感谢他多次不厌其烦地传达老师的通知。还要感谢其它一起做毕业设计的同学，感谢你们无私的帮助，感谢你们营造一个这么好的讨论交流的氛围。感谢大学四年的辅导员老师，感谢您四年来对学生学习生活的关心；感谢大学期间所有的授课老师，是你们默默地耕耘，才有我们的茁壮成长；感谢我的室友兄弟四年来生活学习上的帮助，感谢同班四年的亲密的同学，同你们结下的兄弟情，将是我人生最大的财富！最后，感谢我亲爱的家人，当我处于人生逆境、情绪低落时，是你们在我背后一直给我默默地支持和鼓励！参考文献1 陈浩. 树木涂白机的设计及研制D. 江西：江西理工大学, 20152 付秀，辛颖，谷周澎. 一种基于人机交互的树干智能涂白装置结构设计J. 森林工程, 2016.3 李海，超袁伟，刘晓飞1，汪烨. 一种树木涂白机械的设计与分析J.机械工程师 20154 孙桓、陈作摸、葛文杰 机械原理高等教育出版社5 郭克希 主编.机械制图.机械类、近机类M.北京：机械工业出版社，20046 李喆，李居峰. 全自动智能化树干涂白机J.科技创新与品牌 20107 刘静，陈浩，张明. 树木涂白机器人行走装置的设计及仿真.J.桂林理工大学学报，2015.58 成大先主编.机械设计图册M北京:化学工业出版社2000 9.邓文英,郭晓鹏. 金属工艺学M. 高等教育出版社,2003.510.顾崇衔.机械制造工艺学M.第三版.陕西科学技术出版社11.廖念钊.互换性与测量技术基础M.中国计量出版社12.机械设计手册编委会.机械设计手册M,新版第3卷.机械工业出版社- 27 -
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