日光温室卷帘机工作负荷理论分析

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1、H光温室卷帘机工作负荷理论分析李树林I孟祥中彳1宁城县农机局2宁城长明机械有限公司摘要：日光温室在广大农村正迅速发展，日光温室卷帘机己成为日光温室必备的农业机械之一,由于该类机械发展较晚，一些基础数据还很缺少，给产品的设计制造和用户的施工使用都带來一定的困难。卷帘机的结构型式目前有随动式和固定式两种，随动式卷帘机置于温室的前方，主机随保温被的卷起和放下，在温室屋顶上下移动，安装时，立杆一定要向后倾斜一定的角度；固定式卷帘机置于温室屋脊的上方，安装时卷帘绳在温室屋脊上的固定点与在卷轴上的起始緡绕点要有一段距离。不同型式的卷帘机其工作负荷亦不同，通过实例证明随动式卷帘机工作

2、负荷远大于固定式，建议结构尺寸较大的日光温室应选用固定式卷帘机。随着国家对三农扶持力度的加大，农民种田的积极性超來超高，为了增加土地的种植效益，农民正积极丄动地进行种植结构的调整。日光温室以其较高的土地利用率和较好的经济效益，已被农民认识，目前在广大农村正迅速发展，与此同时，为口光温室配套的农业机械呈现出强劲的发展势头。U光温室卷帘机主要用于日光温室保温被的卷起和放下作业，优点是卷帘可靠，工作效率高，降低劳动强度等，目前已成为日光温室必备的农业机械。由于该类机械发展较晚，一些基础数据还很缺少，这样给产品的设计制造和用户的施工使用都带来…定的困难。本文在对大量的温室和卷帘

3、机的调查研究基础之上，就卷帘机的工作负荷进行理论分析，供产品的设计制造和用户机器选型参考。1EI光温室模型目前广大农村建设的日光温室大多数由后墙体、侧墙体、屋梁、塑料膜、保温被等组成（参见图1）。屋梁可简化成由两段圆弧组成的近似椭圆的一部分。为了使保温被能够靠自重放下，屋梁在屋脊处必须具有一定的坡角，温室的宽度和高度不同，屋脊坡角也有所不同，进而影向卷帘机的最大工作负荷。现将两种规格温室的主要结构尺寸列于表1。表1宽度W(M)高度H(M)椭圆长半轴a(M)椭圆短半轴b(M)大圆弧半径R(M)小圆弧半径r(M)屋脊坡角a(°)94.519.9135.39167.2483.

4、1649.347.53.517.424.25565.5152.4548.71图12卷帘机的结构型式及工作原理目前卷帘机的的结构型式主要分为随动式(也称为前置式)和I古I定式(也称为后置式)两种。随动式卷帘机置于温室的前方，在卷、放帘的过程中，卷帘机主机随保温被的卷起和放下，在温室屋顶上下移动。固定式卷帘机置于温室屋脊的上方，在卷放帘的过程屮，卷帘机固定不动。现将其工作原理分别介绍如下。2.1随动式卷帘机工作原理如图2所示，随动式卷帘机主要由主机、卷轴、摆杆、上较链、立杆、下较链等部件组成。日光温室保温被下面铺设卷帝绳，卷帘绳上端在温室屋脊固定，下端与保温被一起绑在卷轴上

5、。卷帘机工作时，电机正转，卷轴转动，将卷帘绳、保温被在卷轴上卷绕，在卷帘绳的拉动下，卷帘机主机随保温被卷一起向上移动，实现卷帘操作。放帘时，电机反转，保温被和卷帘绳展开，在口重的作用下，实现放帘作业。这里需要注意一点，在安装卷帘机时，一定耍使立杆向后倾斜一定的角度，该角要大于較链的摩擦角，保证在卷帘作业的起始位置，立杆和摆杆向前方摆动，卷帘到一定位置时，再向后摆动。否则，在卷帘起始位置，机组对温室屋顶的压力非常大，很有可能将温室压塌。F迭W2.2固定式卷帘机工作原理如图3所示，固定式卷帘机主要由主机、卷轴、卷轴支承柱等部件组成。日光温室保温被下面铺设卷帘绳，卷帘绳一端在

6、温室屋脊固定，另一端绕过保温被系在卷轴上，卷帘机工作时，电机正转，卷轴转动，将卷帘绳在卷轴上卷绕，在卷帘绳的拉动下，将保温被卷起，实现卷帘操作。放帘时，屯机反转，保温被在自重的作用下展开，实现放帘作业。这里亦需注意一点，卷帘绳在温室屋脊上的固定点与在卷轴上的起始緬绕点要有一段距离，该距离要略大于卷帘绳在卷轴上的緬绕距离，卷帘绳在保温被下铺设时应有合适的角度。否则，卷帘绳易在卷轴上重叠經绕，或螺距过大。卷给理窗机主机卷轴I••I•••tII•I•III卷帘机主机卷轴文承柱、保温被3卷帘机工作负荷分析计算随着卷帘机卷帘作业的进行，保温被卷起的重量不断加大，而温室的坡角逐渐减

7、小，卷帘机工作负荷的变化过程是比较复杂的。同时，卷帘机的结构型式不同，其卷帘作业的方式也不同，因此卷轴所承受的扭矩也不同。现分别按随动式和固定式两种结构型式对卷帘机的工作负荷进行分析计算。3.1随动式卷帘机工作负荷随动式卷帘机的卷帘过程是靠卷轴直接驱动来完成的，如图4,以保温被卷为研究对象进行受力分析如下：保温被卷受力包括重力G,它分解为下滑力F和对温室屋顶的压力N；屋顶的支反力M，该力在保温被滚动的过程中向前移动一定距离d,形成滚动阻力，d值随保温被卷的半径「的增大而增大，与F近公似正比关系；卷帘绳的拉力E；卷轴的扭矩M。根据保温被卷的