日光温室双动式单轴牵引型卷卷机的研制

日光温室双动式单轴牵引型卷卷机的研制

0符合生产要求针对目前日光温室发票机的问题，开发了日光温室单轴导向第一卷机。该机型有效地解决了目前应用的卷帘机存在的诸多缺点,实现了精确的自动控制,能够适应多变的气候条件,使用方便、工作性能可靠、成本低,迎合了广大农民及温室农业规模化生产的需求。1确定单轴牵引型卷放闸机作为最终设计方案比较国内外多种卷帘机,牵绳式卷帘机优点较多。该种机型不仅能够满足降低劳动强度的基本要求,还能实现限位自停功能,且具有电动、手动两种工作方式,便于实现温室的自动控制。同时,结合目前我国日光温室大棚的发展现状,在充分听取广大日光温室大棚用户的实践以及建议的基础上,确定了具有电动、手动两种工作方式及限位自停功能的单轴牵引型自动控制卷帘机作为最终设计方案。单轴牵引型卷帘机组主要适用于较短的单坡面结构温室,以电机作为主动力源,停电、无电可通过人力手动完成卷放帘工作,从而达到设计目的。针对目前日光温室单轴牵引型卷帘机存在的问题,对整体结构及自动控制系统进行了改进,使该温室卷帘机不仅能够满足降低劳动强度的基本要求,还能对温室环境的光照强度、温度以及卷、放帘位置、人工干预等进行实时监控,实现了卷帘机的微机自动控制。2主要设备的设计2.1草伞上限位所需输入功率根据卷帘机组的工作要求:载荷变化较平稳、工作时间不长、启动频率低等特点,选用Y系列全封闭自扇冷式电动机。根据受力分析,工作机在草帘上限位所需输入功率最大。初步计算草帘处于此位置时的工作拉力,根据初步选定的卷绳器直径以及卷帘时间,计算出工作机转矩及卷绳轴速度。由此可确定工作机所需输入功率0.45kW。由于传动装置采用单级蜗杆带自锁减速器,可以确定传动装置总的传动效率,由此可以计算出电机的输出功率为1.16kW。故选用Y90L-4型电机,其性能参数:输出功率为1.5kW,输出转速为1400r/min。2.2传输设备的设计和计算2.2.1一级减速和二级减速动力从电动机输出,通过皮带轮(轴1)进行一级减速,通过蜗杆、蜗轮(轴2)进行二级减速,最后将动力传递给工作轴。传动装置主要参数计算结果,如表1所示。2.2.2带轮及带杆设计1)V带传动计算及带轮结构设计。选取A型V带,带的根数为3根,中心距a=344.1mm。选取A型V带带轮,小带轮选实心式V带轮,大带轮选腹板式V带轮。2)蜗轮、蜗杆设计计算。中心距为85mm,蜗杆头数为1,选用40Cr表面调质处理。蜗轮头数为50,选用材料为CuAl10Fe3。经校核其接触疲劳强度、弯曲疲劳强度、抗胶合能力均满足设计要求。2.3旋转式机构的传动发生特殊情况(如停电)时,可采用手动人工操作卷帘、放帘。动力从摇把经链条传入减速器,从而带动工作机轴转动。链条传动的主要优点是:平均传动比准确,中心距可取大些;传动效率高;不需张紧力,作用在轴上的载荷小。旋转式控制器的适宜操纵力,依据人机工程学原理进行确定。链条传动的传动比为0.29,减速器的传动比为73.26。若手轮转速为45r/min,可计算出工作机轴转速为2.12r/min。按标准选用链条:链号08A,节距为12.70mm。2.4卷绳轴、卷绳器整机底座及支架的组合方式采用无气体保护的电弧焊,材料为热轧等边角钢,采用螺栓固定方式。电机底座及支架要求电机能够灵活地移动并且张紧V带,故采用浮动式电机底座。电机座支架下端用地脚螺栓固定在水平水泥面上,上端与电机底座铰接,利用电机自重张紧V带,便于摘卸V带。卷绳轴(牵引轴)主要作用是:传递卷帘机组输出转矩,拉动卷帘绳,将草帘掀起;反转松动卷帘绳,草帘靠自重作用下落,完成覆盖作业。减速器输出端通过万向联轴器、中间轴与卷绳轴联接。卷绳轴沿温室纵长方向通过轴承座,轴承座支架固定在温室顶部。卷帘杆主要作用是固定草帘下端,使其能够整体卷放。技术要求:一是各管间焊接联接,总长50m;二是卷帘杆外壁每隔400mm焊接小环,用以固定草帘;三是整杆涂防锈漆。卷绳器的主要作用是:固定卷帘绳一端,防止松脱;卷绕拉绳,防止绳子乱绕。3螺栓和卷绳安装总体装配技术要求:一是此机构适于水泥结构温室,安装于温室顶部;二是浇铸水泥平台要求有高的水平度,地脚螺栓筑于水泥平台内,各组地脚螺栓按要求保持在同一平面内,误差不大于5mm;三是安装卷帘绳时应将各绳的松紧度调整一致,并将绳子两端固定好,以免乱绳;四是卷帘机经常使用在寒冷季节,故减速机的润滑油应选用凝点较低的蜗杆、蜗轮润滑油,以保证卷帘机正常工作;五是减速机的齿轮及轴承内润滑脂应在每年使用期内更换一次。4适时增加光照,采用光温、评论员的方法来模拟采用微机自动控制卷、放帘可以实现温室大棚的管理自动化,便于与其它自动控制部分组成温室自动控制系统,可以有效地解决人工操作的盲目性、低效性。另外,大棚内的日照时间,随栽培季节而发生变化。采用微机系统自动控制卷放帘,可以实现精确控制,使光照时间优化。在冬季和早春,为了保温和防止低温危害,有时日落前要放帘,日出后也不能马上卷帘,日照时间只有6~7h。如果光照时间短、强度弱,会大大减弱蔬菜的光合作用时间和强度,对作物生长不利。冬季的蔬菜大棚,卷帘过早易使蔬菜受低温冷害,过晚则减少光照时间。在短光照季节,增加上午采光是很重要的。一般卷放帘的原则是:若卷帘后棚内温度短时下降1℃左右,随后温度迅速上升,此时适宜卷帘;放帘前要看当时的气温状况,若光照好、温度高,可以迟些放帘,以增加光照时数,否则应早些放帘。采用光温控大棚卷帘机可以实现自动控制卷放帘,促进作物生长。对于各种大棚蔬菜、花卉、苗圃的种植,可自动光控、温控及手控卷帘。其主要由光温控集成器件来控制电机的运转状态,并由此带动相应的执行机构来收放棚帘。来自温度、光强传感器、红外反射开关TX05D的输入信号将采集到的数据经调理电路、A/D转换传入单片机,在单片机内部完成相应的数据处理后输出脉宽调制(PWM)信号控制电动机的运转,从而实现了自动控制(如图1所示)。该机构加装了红外到位安全控制装置,它可使保温帘卷到最高极限位置或者最低极限位置时自动停机,从而确保安全。红外控制电路主要采用了TX05D型红外反射开关,它内部采用了低功耗器件和抗干扰电路,所以工作稳定可靠、性能优良。其内部包含了红外线发射、接收及信号放大与处理电路,能够以非接触形式检测出前方一定范围内的人体或物体,并转换成高电平信号输出。TX05D模块内部向外发射出频率约为40kHz的调制红外线,一旦有物体或人体位于有效探测距离内,红外线即被反射回一部分,经接收管接收并转换成同频的电信号后,由模块内部电路进行放大、解调、整形、比较处理,最后从OUT端输出高电平信号,经转换后输入单片机进行处理,从而实现上、下限位的自动控制。5日光温室的节能技术1)双动式单轴牵引型卷帘机的设计,有效地解决了目前日光温室大棚卷帘机存在的问题。2)该机型设