陳繼紅， 余志凌

( 湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖北孝感， 432000 )

1.前言

我國(guó)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(yán)重制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在我國(guó)，農(nóng)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(nóng)田灌溉用水的50%～60%，因此我國(guó)正在大規(guī)模實(shí)施節(jié)水增糧行動(dòng)，要保證行動(dòng)的順利實(shí)施，必須因地制宜選擇合適的噴灌技術(shù)。目前，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，從而節(jié)省勞動(dòng)力、提高工作效率，一般都采用噴灌機(jī)進(jìn)行灌溉，使用噴灌機(jī)時(shí)通常都采用拉筋懸拉整個(gè)跨體，但是現(xiàn)有的拉筋存在的主要問(wèn)題是抗拉強(qiáng)度低，抗疲勞強(qiáng)度也低，從而影響噴灌機(jī)的使用壽命。[1]

2.工程概況

噴灌是一種具有節(jié)水、增產(chǎn)、節(jié)地、省工等優(yōu)點(diǎn)的先進(jìn)節(jié)水高效灌溉技術(shù)。噴灌主要分管道式噴灌和機(jī)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(yīng)場(chǎng)所，在噴灌發(fā)展形式上，世界各國(guó)各有特色。發(fā)達(dá)國(guó)家以發(fā)展機(jī)械噴灌為主，美國(guó)主要采用中心支軸式、滾移式、平移式等大型噴灌機(jī)。我國(guó)除少數(shù)大型農(nóng)場(chǎng)使用大中型噴灌機(jī)外，其他地方主要推廣的是管道式噴灌和較小型機(jī)組。

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較普遍的大型噴灌機(jī)為電力驅(qū)動(dòng)中心支軸式全自動(dòng)噴灌機(jī)和平移式大型噴灌機(jī)。兩種噴灌機(jī)對(duì)地形、氣候、土壤、作物都有不同的適用條件。其跨體結(jié)構(gòu)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(zhǎng)度從40～60m,跨架組合：根據(jù)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(yīng)用圖

3.新型拉筋連接的制造技術(shù)

為了解決現(xiàn)有的拉筋存在的主要問(wèn)題是抗拉強(qiáng)度低，抗疲勞強(qiáng)度也低，從而影響噴灌機(jī)使用壽命的不足，本新型拉筋的設(shè)計(jì)包括拉筋桿1，拉筋桿1兩端通過(guò)加強(qiáng)區(qū)2與拉筋頭3連為一體，拉筋頭3與加強(qiáng)區(qū)2之間通過(guò)第一圓角4過(guò)渡，加強(qiáng)區(qū)2與拉筋桿1之間通過(guò)第二圓角5過(guò)渡。

圖2 拉筋結(jié)構(gòu)示意圖

1.拉筋桿，2.加強(qiáng)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(yīng)力集中，增加強(qiáng)度；該拉筋采用美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)號(hào)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(yīng)加熱電源，功率：200KW，加熱到1300℃～1400℃后鍛造而成，熱鍛時(shí)，加強(qiáng)區(qū)直徑大于拉筋桿直徑，增加了抗拉強(qiáng)度，并且加強(qiáng)區(qū)與拉緊桿連接處通過(guò)圓角過(guò)渡，也提高了抗疲勞強(qiáng)度，這樣提高了整體抗拉強(qiáng)度，按圖3拉筋頭與連接套組裝時(shí)直徑配合緊密安裝，從而保證了頭部圓周負(fù)載的一致性，整體上提高了抗拉強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度，用于懸拉整個(gè)跨體重量，極大提高了系統(tǒng)使用的可靠性，它是構(gòu)成噴灌機(jī)跨體結(jié)構(gòu)的重要零件，保證了噴灌機(jī)的正常使用和運(yùn)行。[3]

圖3 拉筋頭部安裝示意圖

4.結(jié)語(yǔ)

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

[1]周世峰.噴灌工程技術(shù)［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(jī)械加工工藝師手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.8