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中心支軸式噴灌機(jī)(Center pivot irrigation system),也稱(chēng)時(shí)針式噴灌機(jī)，是將裝有噴頭的管道支撐在可自動(dòng)行走的支架上，圍繞備有供水系統(tǒng)的中心點(diǎn)邊旋轉(zhuǎn)邊噴灌的大型噴灌機(jī)。

節(jié) 噴灌機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件

中心支軸式噴灌機(jī)與其他噴灌設(shè)備和噴灌系統(tǒng)相比，中心支軸式噴灌機(jī)主要有以下優(yōu)缺點(diǎn)。

一、優(yōu)點(diǎn)

1、中心支軸式噴灌機(jī)是迄今為止自動(dòng)化程度的噴灌設(shè)備，可節(jié)約大量勞動(dòng)力。

2、中心支軸式噴灌機(jī)機(jī)組進(jìn)水口位于中心支座下部，由于中心支座是固定的，所以供水系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。

3、導(dǎo)向和同步控制系統(tǒng)僅與固定的中心支座有關(guān)，運(yùn)行可靠，管理簡(jiǎn)單。

4、完成一次灌水循環(huán)（旋轉(zhuǎn)一圈）后，機(jī)組停留在起始位置，以備下一次灌水作業(yè)。

5、可及時(shí)、地控制灌水量，管理方便，灌溉水利用率高。

6、中心支軸式噴灌機(jī)能提高化肥和農(nóng)藥的利用效率。

7、灌水作業(yè)靈活性高，有利于編制切實(shí)可行的用電計(jì)劃。

對(duì)于所有的灌溉設(shè)備，為了降低單位灌溉面積的投資，都應(yīng)設(shè)法利用小的設(shè)備投入，灌溉盡可能達(dá)的灌溉面積。采用中心支軸式噴灌機(jī)時(shí)，由于設(shè)備造價(jià)與機(jī)組長(zhǎng)度成正比，而它所灌溉的面積與機(jī)組長(zhǎng)度的平方成正比，因此灌溉面積應(yīng)是一個(gè)盡可能大的圓形。

二、缺點(diǎn)

1、如果不采用地角裝置，中心支軸式噴灌機(jī)所灌溉地塊的圓形輪廓線(xiàn)外面留下了大約20的為灌溉面積，如果采用地角裝置，會(huì)顯著增加設(shè)備造價(jià)和復(fù)雜性。

2、所灌溉圓形面積外圓周處的灌溉強(qiáng)度非常高。如果不采取相應(yīng)措施，通常會(huì)產(chǎn)生地表徑流。檔采用搖臂式噴頭時(shí)，該值通常大于100mm/h；采用射程較小的散射噴頭時(shí)，改值通常大于150mm/h。

3、位了降低或排除高噴灌強(qiáng)度產(chǎn)生的地表徑流問(wèn)題，機(jī)會(huì)都必須采用“潛水勤灌”的灌水模式。在情況下，為了避免出現(xiàn)地表徑流，甚至需要將中心支軸式噴灌機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間設(shè)置為不到一天，由此一來(lái)，會(huì)增加政法損失和機(jī)組維護(hù)費(fèi)用，并可能降低作物產(chǎn)量。

4、由于機(jī)組長(zhǎng)度沒(méi)增加一端，都會(huì)使灌溉面積增加一個(gè)相同寬度的同心圓條帶，所以必須將大量的灌溉水輸送到機(jī)組的遠(yuǎn)端。因此，與其他灌溉設(shè)備（系統(tǒng)）相比，桁架輸水支管的沿程水頭損失較大。

5、在坡地里，桁架輸出支管中的壓力降隨所處位置的高度變化而幻化。如果不采用壓力調(diào)節(jié)器或流量調(diào)節(jié)器，噴頭流量會(huì)發(fā)生很大變化，使機(jī)組噴灑均勻性明顯降低。

6、從經(jīng)濟(jì)角度考慮，中心支軸式噴灌機(jī)通常應(yīng)灌溉較大的地塊。如果灌溉小地塊，采用中心支軸式噴灌機(jī)可能不經(jīng)濟(jì)。

三、適用條件

中心支軸式噴灌機(jī)幾乎適用于灌溉各種質(zhì)地的土壤，以及各種大田作物、蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物和牧草等。我國(guó)西北、東北、華北各地和廣東、廣西、云貴高原等地的廣大農(nóng)牧業(yè)區(qū)，凡土地連片，作物種類(lèi)統(tǒng)一、地面上吳電桿、排水溝等障礙物均可使用。

第二章 中心支軸式噴灌機(jī)基本知識(shí)

節(jié) 噴灌機(jī)工作原理和組成

中心支軸式噴灌機(jī)由中心支座、塔架車(chē)、噴灑桁架、末端懸臂和電控同步系統(tǒng)等部分組成。裝有噴頭的若干跨桁架，支承在若干個(gè)塔架車(chē)上。桁架之間通過(guò)柔性接頭連接，以適應(yīng)坡地等作業(yè)。每個(gè)塔架上配有1KM左右的電機(jī)作為行走動(dòng)力，配套動(dòng)力可用電網(wǎng)和柴油發(fā)電機(jī)組，還配有專(zhuān)門(mén)安全可靠的電控同步系統(tǒng)，用于啟閉塔架車(chē)上的電機(jī)。具有過(guò)雨量保護(hù)和故障自動(dòng)報(bào)警功能。晚出的塔架車(chē)先啟動(dòng)，根據(jù)工況，逐個(gè)啟動(dòng)相鄰的塔架車(chē)。所有的塔架車(chē)就一個(gè)跟一個(gè)的運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，繞著中心支軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)圓形面積的自動(dòng)噴灑作業(yè)。

中心支軸式噴灌機(jī)的組成如圖2.1所示。從圖中可看出，典型配置的中心支軸式噴灌機(jī)主要由中心支座、桁架、塔架車(chē)、末端懸臂、控制系統(tǒng)和灌水器等6大部分組成。此外，有時(shí)中心支軸式噴灌機(jī)還配備末端噴槍或地角裝置。

一、中心支座

中心支座是噴灌機(jī)的回轉(zhuǎn)中心，也是出水口，它的外部是一個(gè)由立柱、橫梁和底板組成的寶塔形框架，中間部分是轉(zhuǎn)動(dòng)套和支軸彎管。轉(zhuǎn)動(dòng)套的上部置定在框架上，下部與水源相連。支軸彎管的豎直部分位于轉(zhuǎn)動(dòng)套內(nèi)，可在其中自由轉(zhuǎn)動(dòng);另一端與手跨桁架輸水支管以球鉸連接，以適應(yīng)手跨桁架因地形變化在沿垂方向產(chǎn)生的上下位移。底板用地角螺栓固定在混泥土基礎(chǔ)上以保持穩(wěn)定。主控制箱通暢安裝在中心支座的框架上。轉(zhuǎn)動(dòng)套上設(shè)有定點(diǎn)停機(jī)裝置。集電環(huán)、照明燈和壓力表等安裝在支軸彎管的水平管上。

?二、桁架

桁架主要由輸水支管、三角形弦架和拉筋等組成。桁架分首跨、中間跨和末跨三種，分別安裝在機(jī)組的不同部位，各跨之間的查遍不大。為了適應(yīng)級(jí)組長(zhǎng)度方向的地形變化，保證噴灌機(jī)行走的同步性，各跨桁架之間采用球鉸連接，其輸水支管采用柔性接頭或橡膠套筒連接。桁架跨距（長(zhǎng)度）通常為30~60m，常用的桁架跨距為40~50m。輸水支管公稱(chēng)直徑通常為100~250mm，常用的輸水支管公稱(chēng)直徑為168（165）mm。

由于各跨桁架之間采用柔性連接，所以中心支軸式噴灌機(jī)在機(jī)組長(zhǎng)度方向課適應(yīng)坡度達(dá)30（16.7°）的地塊。在田間壟溝比較淺的條件下，大部分典型配置記性在機(jī)組行走方向課適應(yīng)坡度達(dá)20（11.3°）的地塊。但是，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，檔壟溝深度大于0.15m時(shí)，機(jī)組可能年以在坡度大于15（8.5°）的坡地里行走。對(duì)于輸水支管直徑大、桁架跨距長(zhǎng)的機(jī)組，適應(yīng)坡度可能還要稍微小一些。特別說(shuō)明一點(diǎn)，那種認(rèn)為中心支軸式噴灌機(jī)只適用于平地的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。可以這樣說(shuō)，只要能夠采用大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械耕種的地塊，就可以采用中心支軸式噴灌機(jī)進(jìn)行灌溉作業(yè)。

桁架下部拉筋與地面之間的垂直距離稱(chēng)為地隙高度，一般為2~4m,也有高達(dá)5m以上的。地隙高度根據(jù)所灌溉的作物高度和機(jī)組長(zhǎng)度方向的地塊平整度確定。需要指出的是，如果灌溉的作物為馬鈴薯、牧草、小麥等矮稈作物，且地塊在機(jī)組長(zhǎng)度方向比較平整，應(yīng)選擇較小的地隙高度，以提高機(jī)組的穩(wěn)定性。