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(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在我國，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(shù)。目前，為了實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)、節(jié)地、省工等優(yōu)點的先進節(jié)水高效灌溉技術(shù)。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(yīng)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(shù)大型農(nóng)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(nèi)外應(yīng)用較普遍的大型噴灌機為電力驅(qū)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(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(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(gòu)成噴灌機跨體結(jié)構(gòu)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(jié)語

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(shè)備對地形要求，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，增加了實際播種面積，提高耕地利用率，可廣泛實用噴灌設(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. 機械加工工藝師手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社, 2001.8