李珈萱，潘佛雏，张弼铖，彭勇

（新疆科神农业装备科技开发股份有限公司，新疆石河子 832000）

脱叶剂专用喷雾机的设计

李珈萱，潘佛雏※，张弼铖，彭勇

（新疆科神农业装备科技开发股份有限公司，新疆石河子 832000）

新疆棉花收获大力实施机械采收技术，新疆棉花机械采收面积已超过500万亩。目前，棉花机械采收存在的主要问题是棉花密度高，打脱叶催熟剂时中下部叶片受药效果差，脱叶效果不好，脱叶剂喷施的效果将影响籽棉机械化采收的质量。针对存在问题，本文分别从喷雾机压力系统、喷雾系统及喷杆自平衡结构进行改进，可达到棉花种植者较为理想的预期效果。

脱叶剂；喷雾机；棉花种植

0 引言

目前新疆兵团大力推进棉花生产全程机械化进程，而机采前棉花脱叶效果好坏直接影响着技术的推广使用。兵团大量应用的是国产吊杆式喷杆喷雾机，施药量大，对土地污染严重，同时喷药效果无法达到理想状态。随后引进了国外先进的喷雾机械，并在多个团场进行了试验，施药效果虽然优于国产喷雾机械，但受兵团棉花密植栽培种植模式的影响，植株下层叶片不易受药，脱叶催熟效果不理想。针对以上难题，新疆科神农业装备科技开发股份有限公司喷雾机项目组研制新机型脱叶剂专用喷雾机，以解决兵团现阶段棉花生产化学药剂的喷施无法达到作业要求的瓶颈问题，提升棉花机械采收效率和原棉品质。

根据兵团棉花高密度栽培种植模式，通过对压力系统、喷雾机构、搅拌机构、液压系统、自平衡机构的研究[1]，经科学集成，研制开发先进高效、性能可靠的新型喷雾机械，提高化控作业的施药效果，促进兵团植保机械技术水平的提高，缩小我国在喷雾机具方面与国际间的差距。

1 机型结构及工作原理

机具总体由机架、药罐、展臂机构、喷杆、药液管路、平衡机构、压力控制机构、分水器等部件构成。

图1 整机结构示意

其工作原理为:在一级过滤网将水和药混合；启动拖拉机带动隔膜泵，药箱药液通过二、三级过滤进入隔膜泵；隔膜泵压出的部分药液通过回流搅拌装置进入药箱，搅拌药箱药液；另一部分药液通过四级过滤装置进入由压力表和溢流阀组成的压力控制系统，通过调节溢流阀溢流量的大小来控制管路的压力在额定范围；储能罐平衡管路中的瞬时高低压，保证隔膜泵输出压力平稳。药液在经过压力控制系统调压后进入分水器，被分水器均匀的分配到10个喷管中，最终通过喷头，完成喷雾[2]。

图2 工作原理

2 主要技术改进设计

2.1 技术难点

（1）根据66+10 cm的棉花种植模式研究新型的喷雾机构，不仅棉花顶部叶片需要受药，棉花的中下层叶片也要受药，并且受药要均匀，才能达到喷施落叶催熟剂的要求。

（2）目前新疆大多使用的是喷杆式喷雾机，由于对压力系统没有进行充分研究，输液管配值不合理，调压结构不合理，压力系统不稳定，导致雾化效果不均匀，喷雾效果较差[3]。同时一个输液管串联6个以上喷头，造成喷杆近端压力过大，远端压力不足，流量不均匀，喷幅间防治效果差异大，飘移挥发损失严重，严重影响药效。

（3）机具作业过程中，由于地表不平整，容易出现喷杆桁架的摇摆，不仅影响机具作业可靠性，同时喷施效果也受到影响。目前新疆喷雾机械应用了不同原理、不同机构的多种平衡机构，但效果都不理想。

2.2 技术特点

2.2.1 平衡机构

将平衡机构设计为中央钟摆式悬挂电平衡装置，它依靠展臂两侧的水平感应器发出水平偏差信息，再由机架上的电磁阀接收并控制活塞，做出相应的动作来调整展臂与支架连接点的位置，从而实现对展臂倾斜情况的回复。这种改进提高了调平的反应速度，不易受两侧展臂重量的影响，很好的解决了之前调平存在的问题，增强了调平机构的稳定性。

图3 平衡机构

2.2.2 喷雾机构

喷雾机的液泵选择使用高度防腐蚀、防渗漏的活塞式隔膜泵，根据药罐容积（1 200 L）、额定喷雾压力（0.3～0.4Mpa）、喷头数量（95个）等要求选择使用MB4160型隔膜泵（流量160 L/min，工作压力3.0 Mpa）。泵上的三个出口侧面两个加装限流开关用于射流搅拌，中间一个用于喷雾。

采用了顶喷与吊喷相结合的技术结构方案，上层顶喷与作物距离高度可调[4]，解决了棉花喷施落叶催熟剂棉株上、中、下叶片均匀受药的问题。喷杆设计将所有喷头平均分配在管路中以达到每个喷头的出水压力一致，从而保证喷雾机作业时喷出药液的均匀性。

喷头采用国外先进的防漏、雾化好的锥形喷头，根据兵团推荐药液使用量≤35L/667m2，选定型号110-015、喷雾量0.63 L/min（工作压力为3.5 MPa）的锥形喷头。

图4 喷雾机构

2.2.3 展臂机构

根据现行的耕种模式，将展臂作业幅宽设定为12 m，将展臂机构主体的工艺焊接方式进行改进，这种设计增加了展臂在作业时的稳定性（尤其是加装吊喷以后），使得展臂在棉花脱叶期作业时不会因为棉株阻力而变形或者弯折；展臂两侧由单展臂改为拉杆折叠式双展臂结构，解决了喷雾机遇见障碍物而无法作业的情况，提高了喷雾机整体的适用性，可折叠展臂也更便于运输和存放；展臂升降机构配合平衡机构改进，在中间展臂上加装滚轮，结构更简便，也减少了整体的重量，改进后的滑动部件不仅可以使展臂上下滑移，也可以使展臂左右滑移，配合电子调平机构可消除多方向应力[5]。

图5 展臂机构

3 技术参数及预期效果

该机具性能指标为工作幅宽：12 m；药箱:前置350 L，后置1 000 L；地隙：90 cm；纯小时生产率≥4.67 hm2/h；喷雾量变异系数≤10（%）；喷雾量分布变异系数≤20（%）。

预期效果可提高棉花苗期农药利用率30%，喷量减量40%；提高脱叶期农药利用率30%，棉叶背面农药附着率30%，喷量减量25%，有效解决八师现阶段棉花生产化学药剂的喷施无法达到作业要求的问题。

4 结论

脱叶剂专用喷雾机改变多年来新疆植保机械作业质量差、农药有效利用率低的局面，促进我地区植保机械整体技术水平的提高。近年来新疆大力实施棉花生产全程机械化，特别是对植保机械中脱叶剂专用喷雾机的需求很大量，该产品的研发将进一步提高棉花机械采收质量、解放劳动力，产生好的经济、社会效益。

脱叶剂专用喷雾机的研制，使得植保机械成为发展新疆农业增产及提高作业效率的重要手段。先进、高效的喷雾机技术含量高，技术状态好，作业质量好，工作效率高，为作物生长创造良好条件，是提高土地产出率的有效手段。本研究成果为提高作物产量，降低化学药剂用量提供了新的技术依托，必将提高科学的田间管理水平。

[1]张铁，杨学军，董祥，等.超高地隙风幕式喷杆喷雾机施药性能试验[J].农业机械学报，2012，43（10）：66～71.

[2]魏新华，邵菁，缪丹丹，等.喷杆式喷雾机喷杆高度及平衡在线调控系统[J].农业机械学报，2015，46（8）：66～71.

[3]魏新华，邵菁，解禄观，等.棉花分行冠内冠上组合风送式喷杆喷雾机设计与试验[J].农业机械学报，2016，47（1）: 101～107.

[4]陶士成.两种喷雾机盆式脱叶剂效果比较[J].新疆农机化，2009（5）：55～56.

[5]王潇楠，何雄奎，AndreasHerbst，等喷杆式喷雾机雾滴飘移测试系统研制及性能试验[J].农业工程学报,2014，30（18）：55～62.

The Development of Special Sprayer for Defoliant

Li Jiaxuan,Pan Fuchu※,Zhang Bicheng,Peng Yong
（Xinjiang Keshen Agricultural Equipment Technology Development Co.,Ltd,Shihezi 832000 Xinjiang,China）

Xinjiang cotton harvest is vigorously implement mechanical harvesting technology,Xinjiang cotton machinery harvest area has more than five million acres.At present,the main problems of cotton mechanical harvesting is the existence of high density cotton,playing off the defoliant in lower leavesby drug effect ispoor,the leaf removal effect isbad,the effect of spraying defoliant will affect the quality of cotton harvest mechanization.In view of the problems,this paper,from the sprayer pressure system,spray system and spray rod self balancing structure to improve,can achieve the desired effect of cotton growers.

Defoliant；Sprayer；Cotton cultivation

1007-7782（2016）06-0014-03

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.06.004

S491

A

2016-11-30

自治区重点技术创新项目创新能力建设专项“脱叶剂专用喷雾机的研制与开发”

潘佛雏