一種超長連棟塑料大棚自動卷膜放風(fēng)裝置的研制

李海龍

摘要：針對目前超長連棟塑料大棚卷膜放風(fēng)作業(yè)中存在的問題，設(shè)計一種自動卷膜放風(fēng)裝置。闡述該裝置的整體結(jié)構(gòu)與工作原理，詳細(xì)介紹其主要工作部件的設(shè)計，總結(jié)創(chuàng)新點，以期為超長連棟塑料大棚自動卷膜放風(fēng)裝置的改進與應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：超長連棟塑料大棚;卷膜放風(fēng)裝置;自動;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：S625.3? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）03-0023-02

近年來我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，百米以上的超長大棚、連棟大棚得到廣泛應(yīng)用。目前大棚卷膜放風(fēng)作業(yè)大多采取人工或單、雙側(cè)動力卷膜放風(fēng)方式。由于超長連棟大棚長度過長，人工卷膜工作量大且效率過低，側(cè)動力卷膜不均勻且卷膜軸容易扭曲斷裂。為了保證超長連棟塑料大棚放風(fēng)時卷膜均勻，同時避免棚膜損壞，本課題設(shè)計一種超長連棟塑料大棚自動卷膜放風(fēng)裝置。

1 自動卷膜放風(fēng)裝置總體設(shè)計

1.1 整體結(jié)構(gòu)

超長連棟塑料大棚自動卷膜放風(fēng)裝置主要由卷膜裝置主機、導(dǎo)軌、卷膜軸等部分組成（如圖1所示）。

1.2 工作原理及過程

安裝時先在大棚中部相鄰的4根骨架外側(cè)鋪好塑料棚膜，再將2根導(dǎo)軌分別固定在中間2根大棚骨架外側(cè)上卷膜放風(fēng)作業(yè)所需高度位置，然后將驅(qū)動主機卷膜驅(qū)動軸上的棘輪機構(gòu)置于導(dǎo)軌上，使驅(qū)動主機能夠在導(dǎo)軌作業(yè)范圍內(nèi)來回移動。將驅(qū)動主機置于作業(yè)位置最下端，在卷膜驅(qū)動軸兩側(cè)連接卷膜軸并使卷膜軸與地面保持平行，將棚膜需要卷起的部分纏繞在卷膜軸上并保持繃緊狀態(tài)，用卡子將棚膜與卷膜軸固定。在大棚兩端骨架外側(cè)放風(fēng)位置處分別固定1根導(dǎo)軌，卷膜軸從其中穿過，將棘輪機構(gòu)固定在卷膜軸上，使其隨卷膜軸一起在導(dǎo)軌上來回滾動。兩個卷膜軸分別與驅(qū)動裝置上的卷膜驅(qū)動軸兩端連接，通過卷膜驅(qū)動裝置帶動卷膜軸沿兩外側(cè)導(dǎo)軌運動，實現(xiàn)大棚自動卷膜放風(fēng)。

2 主要工作部件設(shè)計

驅(qū)動裝置是自動卷膜放風(fēng)裝置的主要工作部件，由電機、傳動機構(gòu)、卷膜驅(qū)動軸、支撐定位軸、支撐板、張緊機構(gòu)及棘輪機構(gòu)等部分組成。2個支撐定位軸與卷膜驅(qū)動軸平行，設(shè)置于卷膜驅(qū)動軸上方，連接在支撐板上，其兩端伸出支撐板通過張緊機構(gòu)連接內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌;卷膜驅(qū)動軸通過軸承座安裝在支撐板上，其兩端伸出支撐板及內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌與卷膜軸連接，其與內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌間通過棘輪機構(gòu)連接;電機通過傳動機構(gòu)連接卷膜驅(qū)動軸;卷膜軸通過棘輪機構(gòu)連接在外側(cè)導(dǎo)軌上。

2.1 棘輪機構(gòu)

棘輪機構(gòu)包括鏈輪、內(nèi)棘輪、棘爪和軸套（如圖2所示）。鏈輪與內(nèi)棘輪通過螺釘固定連接，棘輪內(nèi)側(cè)壁沿圓周均勻設(shè)置波浪曲面，軸套與內(nèi)棘輪通過軸承連接，2個棘爪對稱安裝在軸套側(cè)壁圓槽內(nèi);棘爪一端帶有容置彈簧的槽孔，另一端為頂部呈小圓弧狀的尖端，與棘輪內(nèi)側(cè)壁波浪曲面接觸，彈簧起到張緊作用，使棘爪尖端與內(nèi)棘輪內(nèi)側(cè)壁在相對滑動時保持緊密接觸。軸套內(nèi)側(cè)與卷膜驅(qū)動軸及卷膜軸連接，通過頂絲固定，隨同卷膜軸轉(zhuǎn)動，同時在彈簧壓緊的棘爪作用下帶動內(nèi)棘輪及鏈輪沿導(dǎo)軌鏈條軌道滾動。

由于鏈輪直徑大于卷膜軸直徑，同樣轉(zhuǎn)一圈鏈輪行進的距離大于卷膜軸行進的距離，在卷膜機構(gòu)自身重力（大于內(nèi)棘輪內(nèi)側(cè)壁與棘爪之間的摩擦力）的作用下，內(nèi)棘輪內(nèi)側(cè)壁與棘爪就會發(fā)生滑動，使鏈輪行進速度與卷膜軸行進速度同步（此時鏈輪轉(zhuǎn)速小于卷膜軸轉(zhuǎn)速）。卷膜時卷膜軸轉(zhuǎn)動，將棚膜纏繞在卷膜軸上，棚膜變短帶動卷膜機向上運動，這時卷膜機的重力對棚膜產(chǎn)生一定的拉力，如果拉力過大就會損壞棚膜，而內(nèi)棘輪內(nèi)側(cè)壁與棘爪之間的摩擦力則會抵消一部分拉力，使棚膜不會纏繞過緊，從而避免棚膜損壞。鏈輪沿鏈條軌道轉(zhuǎn)動可使卷膜機不發(fā)生偏移，從而實現(xiàn)棚膜卷動整齊，保證卷膜質(zhì)量。

2.2 張緊機構(gòu)

張緊機構(gòu)包括支撐輪和張緊輪。支撐輪連接在支撐定位軸兩端，與導(dǎo)軌支撐部外側(cè)面配合;張緊輪與支撐輪對應(yīng)每側(cè)設(shè)置2個，通過連接架對稱套置在卷膜驅(qū)動軸兩端的軸承座上;2個連接架間連接有扭簧，保證張緊輪緊密貼合在導(dǎo)軌支撐部內(nèi)側(cè)面。

2.3 導(dǎo)軌

導(dǎo)軌包括軌道殼體和鏈條軌道。軌道殼體截面為凹槽型結(jié)構(gòu)，凹槽底面開有限位條孔，一側(cè)設(shè)置鏈條軌道，與棘輪機構(gòu)配合，另一側(cè)為支撐部，支撐部內(nèi)側(cè)面為與張緊輪配合的帶擋邊的槽型面，支撐部外側(cè)面為與支撐輪配合的支撐面。

3 創(chuàng)新點

1） 自動卷膜放風(fēng)裝置采用中置式設(shè)計，將驅(qū)動裝置安裝在大棚卷膜放風(fēng)位置的中部，兩側(cè)連接卷膜軸，在驅(qū)動裝置兩側(cè)及卷膜軸兩側(cè)的大棚骨架上均設(shè)置導(dǎo)軌，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動卷膜驅(qū)動軸沿內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌運動，卷膜驅(qū)動軸上連接并帶動卷膜軸沿外側(cè)導(dǎo)軌運動，實現(xiàn)自動卷膜防風(fēng)。

2） 驅(qū)動裝置上的支撐定位軸與卷膜驅(qū)動軸平行設(shè)置于卷膜驅(qū)動軸上方，支撐定位軸和卷膜驅(qū)動軸兩端均連接在支撐板上，卷膜驅(qū)動軸和卷膜軸兩側(cè)均通過棘輪機構(gòu)連接在導(dǎo)軌上，在卷膜時提供助力，減少棚膜受力，使卷膜更省力、更均勻。

3） 支撐定位軸兩端通過張緊機構(gòu)連接內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌，張緊機構(gòu)的支撐輪與導(dǎo)軌支撐部的外側(cè)面配合，張緊輪與導(dǎo)軌支撐部的內(nèi)側(cè)面配合，限制驅(qū)動裝置運行的范圍，同時為驅(qū)動裝置運行提供導(dǎo)向作用。

4） 導(dǎo)軌一側(cè)為鏈條軌道，另一側(cè)為支撐面，在鏈條軌道和支撐面間開有限位條孔，可以限制卷膜驅(qū)動軸和卷膜軸在限位條孔內(nèi)運動。

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Development of an Automatic Coiling Film Ventilation Device for

Super Long Multi-Block Plastic Greenhouses

LI Hailong

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： In view of the problems existing in the coiling film ventilation operation of the super-long multi-block plastic greenhouses， an automatic coiling film ventilation device was designed. This paper expounded the overall structure and working principle of the device， introduced the design of its main working parts in detail， and summarized the innovation points， in order to provide reference for the improvement and application of the automatic coiling film ventilation device for super-long multi-block plastic greenhouses.

Key words： super long multi-block plastic greenhouse; coiling film ventilation device; automatic; structural design