【正文】 溫室機械卷簾機的特點是輸出扭矩大、耗電小、承載能力強，電機功率在0．75kW ～2．2kW 之間，承載能力為5t～12t。國內(nèi)有幾十家卷簾機生產(chǎn)廠企業(yè)，山東廠家較多，這些廠家處于一種無序競爭狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量起伏不定?，F(xiàn)在卷簾機存在的問題：通過對產(chǎn)品用戶的調(diào)查和對產(chǎn)品各項性能指標的對比，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設計結(jié)構(gòu)基本是合理的。由于卷簾機的工作環(huán)境變化比較大，遇下雪或下雨時，草苫重量增加很多，卷簾機負荷成倍增長，也較易出現(xiàn)問題，但使用保溫被的情況要好的多，由于質(zhì)量問題的存在，造成卷簾機經(jīng)常損壞，打齒、斷軸的現(xiàn)象時有發(fā)生，質(zhì)量不好的產(chǎn)品回修率在10％左右，卷簾機一旦發(fā)生質(zhì)量問題，不是草苫卷不上去就是草苫放不下來，給農(nóng)民增添很多不必要的麻煩。種植反季節(jié)蔬菜瓜果可以獲得較大收益，促使溫室大棚得到快速發(fā)展。該機主要由卷簾機組、卷簾桿、機座、伸縮支桿和鉸接支座等構(gòu)成。套管式溫室大棚：卷簾機該卷簾機結(jié)構(gòu)和雙跨懸臂式卷簾機不同，是自驅(qū)動型卷簾機的義一種形。卷簾機組固定在伸縮支桿上端的機座上，伸縮支桿下端安裝在溫室側(cè)墻邊的絞接支座上。它的優(yōu)點是部分卷被重量可以在溫室兩側(cè)的墻體上，并且可以實現(xiàn)手動、電動一體化。按減速機的結(jié)構(gòu)可分為直齒輪式、雙蝸輪蝸桿和蝸輪直齒輪3種結(jié)構(gòu)，這3種結(jié)構(gòu)的減速機都能滿足正常的卷鋪作業(yè)。2卷簾機方案的確定溫室大棚卷簾機的主要結(jié)構(gòu)如圖21所示(化纖被卷簾軸溫室大棚擺桿頂桿電動機減速器凸緣聯(lián)軸器)。電動機的輸出扭矩通過2KH行星少齒差減速將輸出扭矩通過凸緣聯(lián)軸器或者法蘭盤傳至卷簾軸，從而實現(xiàn)卷簾軸的卷簾和放簾作業(yè)。圖21 卷簾機主要結(jié)構(gòu)大棚高H1=，寬B=7m，長L=60m,簾厚δ=，簾寬8m,簾長60m。因為化纖被應能夠鋪滿整個大棚，故化纖被的寬度應該≥≈，所以選取化纖被寬度為8m。卷簾軸每轉(zhuǎn)1周，卷簾半徑變化量為。又 所以則 （21）式中S（t）為草簾在某時刻t時卷筒的展開長度，為鋼管半徑，為草簾厚度。代入OP=8m，ω=3r/min，δ=,r0=由公式（21），可以計算出卷簾和放簾的用時t≈,滿足在3min中內(nèi)的要求。自由度由公式（22）給出： (22)機構(gòu)中有3個運動件，3個低副，1個高副，故:為使機構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，應正確選擇擺桿軸的位置，否則卷簾機工作時擺桿與頂桿之間滑動距離大，機構(gòu)工作時不穩(wěn)定，且影響結(jié)構(gòu)的強度。建立直角坐標系，大棚寬度方向為X軸，高度方向為Y軸。轉(zhuǎn)速3r/min，可得旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)n=3*=代入公式（23）可得 H=++*=擺桿和頂桿的極限伸張位置出現(xiàn)在最頂端和大棚最低端，故 x=解得x=，擺桿軸的坐標（，0）可以計算頂桿的最大伸張量為R1=x=最小伸張量是頂桿與大棚垂直的時候，可以計算大棚直線段的斜率為tanα=(H11)/(B1)=()/(71)=故直線段的方程可以表示為y1=(x1)一般形式為+=0擺桿軸的坐標（，0），再由點到直線的最短公式 R2=|Ax+By+C|/代入數(shù)據(jù)可得最小伸張量R2=所以頂桿的滑動距離R==R1R2=。3 卷簾機受力分析電動機質(zhì)量 20 kg；減速器質(zhì)量 35 kg；頂桿和擺桿質(zhì)量 20kg；卷簾軸質(zhì)量：m2 =v = 7800r20L = 。切點P在某時刻的坐標為：xp=xeecos(θ1+θ)yp=ye+esin(θ1+θ)②直線段A→B經(jīng)計算=,O→P點總的展開弧長為：S=+（xp1）/cosα或S=+(yp1)/sinα又S（t）=r0ωt+ω2δt2/4π,S=S(t),則xp=+(r0ωt+ω2δt2/4π)cosα yp=+(r0ωt+ω2δt2/4π)sinα草簾卷筒中心運動方程①圓弧段O→Axpx=R(t)cos(θ1+θ)yyp=R(t)sin(θ1+θ)則x=xe(e+R(t))cos(θ1+θ)y=ye(e+R(t))sin(θ1+θ)其中θ=（r0ωt+ω2δt2/4π）/e。（1） 圓弧段O→Ax′=R′(t)cos(θ1+θ)+(e+R(t))sin(θ1+θ)dθ/dty′=R′(t)sin(θ1+θ)+(e+R(t))cos(θ1+θ)dθ/dtv==由于R（t）隨著時間改變緩慢，即R′（t）=ωδ/2π為小量，可略去。/e又v=R(t)ω,所以aτ=R′（t）ω179。δ/2π(3) 草簾卷筒中心的最大速度和加速度因為e=2m,A處R(t)計算可得RA=，e≥RA,A處卷筒速度不大。通過計算B處的R（t）為RB=,ω=6π rad/min,δ==vmax=，則a=ω178。.可見草簾在整個卷動過程中速度和加速度都很小，慣性作用不大。電動機帶動主要部件作擺動運動時產(chǎn)生的阻力矩由公式（31）給出： (31)式中：G1 =Σmg = 95 = — 主要部件的重量； R — 擺動半徑 R =[(x – )2 + z2]1/2分析：① 最大阻力矩發(fā)生在初始位置，M1 = =4285N② 阻力矩初始位置最大，隨著卷簾軸的上移逐漸減小，=90176。時反而變成主動力矩。如圖31所示。（nδ + r0）cos α M2max = 2048 N m起動阻力矩M3M3 = J； 式中：J= m2 r2/2 — 靜力矩 M3 = = 9 N m① 采用蝸桿減速器時，其軸承摩擦力阻力矩和蝸桿、蝸輪之間的阻力矩很小，可以忽略不計。③ 靜力矩變化引起的慣性阻力矩，其大小很小可以忽略不計。電動機功率由公式（10）給出： (32)(取K=)代入數(shù)據(jù)得：。圖41 齒輪連接方式按工作要求和工作條件選擇Y系列籠型三相異步電動機，其結(jié)構(gòu)為全封閉式自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1430r/min的電動機。表41 Y90L4型電動機的主要性能型號額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/ r/min效率/%質(zhì)量/kgY100L143143020 由選定的電動機滿載的轉(zhuǎn)速和 工作機的轉(zhuǎn)速可以傳動裝置總傳動比為：。由于選用的是2KH型少齒差減速，傳動形式如圖41所示，根據(jù)該型傳動的特點，選取齒數(shù)差Zd=1傳動比的計算公式iH1=z1z3/(z1z3z2z4)再由z4z3=z1z2=Zd=1,通過試湊法，取整得各齒輪齒數(shù)如下表所示表42 齒輪齒數(shù)各齒輪齒數(shù)傳動比錯齒數(shù)差齒數(shù)Z1Z2Z3Z3iH1ZcZd3736394048131一般采用標準齒形角，當齒數(shù)差Zd=1時，取齒形角