一种低压喷头变转速机构的设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种低压喷头变转速机构的设计方法。包括下列步骤：选择Nelson公司的R33喷头作为样机，对喷头进行试验，测量喷头喷洒360度的射程；对所述喷头射程进行计算，得到喷头的射程降低率δ。测量喷头转速r与射程R的变化关系，得到转速r与射程R的关系函数R＝f(r)；对所述关系函数R＝f(r)带入所述射程降低率δ的式中，得到转速最高点r的降低率γ，找出喷头转速的变化规律F1(r)，及新转速变化规律F2(r)，设计相应的凸齿轮机构组合方案。本发明对低压喷头变转速凸轮机构的改进，新变转速规律下，低压喷洒均匀，实现了系统节能。
【专利说明】一种低压喷头变转速机构的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农业节水灌溉的关键设备，一种低压喷洒喷头的变转速机构，尤其是 一种低压喷头变转速机构的设计方法。
【背景技术】
[0002] 农业灌溉设备正朝着低压节能的技术方向发展。喷灌系统中，降低喷头的工作压 力可以降低系统能耗，具有较好的节能效果。目前市场上应用的旋转式喷头多种多样，其 中，Nelson公司的旋转式喷头R33型号喷头据有喷洒工作稳定等优点，受到广大用户的好 评。该喷头在工作中具有变转速的特点。其中变转速机构是由凸轮和齿轮相互配合实现的。
[0003] 通过试验研究发现，Nelson公司的旋转式喷头R33型号喷头在转动过程中，当喷 头的工作压力低于150kPa时，喷洒均匀性较差，因此，研究新的喷头变转速规律，提高R33 型号喷头在低压下喷洒的均匀性具有很重要的实际意义。而实现变转速的结构为凸轮机 构，机构在喷头旋转的过程中按一定的周期改变齿轮的传动速度。因此，本发明对低压喷头 变转速凸轮机构进行改进，并总结出一套设计方法，具有一定的指导意义。
[0004] 经检索，目前还没有相关的申报专利。
【发明内容】
[0005] 为了克服R33型号喷头在低压工作情况下喷洒均匀性较差的技术难题，本发明提 供了一种针对R33型号喷头的变转速凸轮设计新方法，通过R33型号喷头的新变转速规律 的改变来提高R33型号喷头的低压喷洒均匀。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：一种低压喷头变转速机构的设 计方法，包括下列步骤：
[0007] (a)选择Nelson公司的R33型号喷头作为样机，对喷头进行试验，测量喷头喷洒 360度的射程，分别得到所述喷头射程中，最大射程设为R 2，最小射程设为札；
[0008] (b)对所述喷头射程进行计算，得到喷头的射程降低率δ。所述射程降低率δ计 算公式为：
[0009]
【权利要求】
1. 一种低压喷头变转速机构的设计方法，包括下列步骤： (a) 选择Nelson公司的R33型号喷头作为样机，对喷头进行试验，测量喷头喷洒360度 的射程，分别得到所述喷头射程中，最大射程设为R 2，最小射程设为札；
(b) 对所述喷头射程进行计算，得到喷头的射程降低率δ。所述射程降低率δ计算公 式为： (1) 式中：R2为最大射程，m成为最小射程，m。 (c) 测量喷头转速r与射程R的变化关系，得到转速r与射程R的关系函数R = f (r) =arb ； 式中：r为转速，r/min ;R为射程，m ;a、b均为系数。 (d) 对所述步骤（c)的关系函数R = f(r)带入所述步骤（b)的射程降低率δ的式（1) 中，得到转速最高点的降低率Υ的计算公式为：
(2) 式中：r2为最小转速，r/min 为最大转速，r/min。 (e) 采用转速传感器测量喷头转动一周360°的转速变化，电脑采集转速变化数据，将 数据进行拟合，得到喷头转速的变化规律Fjr) =f(a)，其中，α为喷头的旋转角度，所述 喷头转速的变化规律呈12个周期变化； (f) 根据步骤（e)和公式（2)，找出喷头新转速变化规律F2(r)，所述喷头转速的变化规 律呈12个周期变化； (g) 根据步骤（e)和（f)，改进设计相应的凸齿轮机构组合方案。
2. 根据权利要求1所述的一种低压喷头变转速机构的设计方法，其特征在于，所述步 骤（f)中，喷头新转速变化规律&〇·)的确定方法为：①将步骤（e)中测量的转速数据求平 均值为?^+h同时找出凸轮机构中_值对应的点Μ及点N ;②将F, (r》> +1^:+)部分进行重 新计算，将公式（2)带入到fUrpfF)部分函数中；③得到喷头新转速变化规律F2(r)。
3. 根据权利要求1所述的一种低压喷头变转速机构的设计方法，其特征在于，所述步 骤（g)中，凸齿轮机构组合方案的具体步骤为：①凸轮中心轴距改进前变速线的距离是由 0B变化到0A再变化到0C，为一个周期，符合原喷头转速的变化规律Fi (r);②改变凸轮中心 轴距改进前变速线的距离，将0A的长度降低γ X (0Α-0Β)，同时平滑过渡M、A、N三点，使 0B - 0M - 0A - ON - 0C距离变化规律符合变化规律F2 (r);③绘制改进后变速线，完成凸 齿轮机构组合方案。
【文档编号】G06F17/50GK104050327SQ201410287314
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】刘俊萍, 袁寿其, 李红, 李一鸣, 朱兴业 申请人:江苏大学