北京农业科学
BEIJING AGRICULTURAL SCIENEES
1999年 第17卷 第2期 Vol.17 No.2 1999



日光温室齿轮式卷帘机的设计
王志臣　王敬斌　丛祥安
　　日光温室的防寒措施主要是棚膜上覆盖草帘。草帘的卷放是温室日常管理的一项繁重的体力劳动。使用卷帘机，既省力又可以增加光照时间，并可以根据天气的变化，随时调控草帘卷放，同时大幅度地提高劳动效率。
　　目前使用的卷帘机大部分采用V带传动机构。其缺点是冬季的雨雪冻结在V带和带轮上，再加上V带传动本身不可避免的滑动，而使整机传动打滑。V带由于受拉力作用而产生的塑性伸长，影响正常操作，需要经常调节张紧度。长期处于露天环境V带易老化失效。
　　针对V带传动的缺点，笔者设计制造了三台齿轮式卷帘机，经在我校的日光温室应用，效果良好。下面就其结构设计形式作一介绍。
1　齿轮式卷帘机的结构形式　(见图1)


1-卷轴　2、5-轴承座　3、4-螺旋伞齿轮
6、9-联轴器　7-手柄　8-减速器
10-电动机
图1　齿轮式卷帘机的传动结构示意图
　　齿轮式卷帘机的传动过程是：电动机通过联轴器带动减速器，减速器出轴与小螺旋伞齿由联轴器联接。小螺旋伞齿与固定在卷轴上的大螺旋伞齿啮合，使卷轴转动。
2　传动机构参数的选择
　　电动机选用Y100L1-4，功率为2.2kw。转速1420r/min，减速器选用WD100-15-Ⅰ型蜗杆减速器，其模数是5mm，扭矩188N.m。螺旋伞齿轮采用132汽车差速器用的螺旋伞齿轮，其速比为5.8。传动机构的总传动比为87，卷轴的转速为16.32r/min。
　　卷轴采用G1.5″钢管制造，其外径为48mm。卷绳的线速度为2.46m/min。草帘的卷起长度为7m，卷起草帘的时间为5分40秒。
3　联轴器的选择
　　联轴器采用水泵用35号胶垫式弹性联轴器。联轴器的小螺旋伞齿轮一端可用汽车的花键齿套，减速器出轴一端，按花键齿套配作。
4　轴承座与轴承的选择
　　轴承座由于位置所限，设计了稍窄的轴承座，内安装一圆锥滚子轴承(型号是7209)。
　　卷轴上大螺旋伞齿轮后面的轴承座选用标准轴承座，内安装一圆锥滚子轴承(型号7209)，以承受轴向力。
5　卷轴与轴承设计
　　4.1　卷轴与轴承的联接
　　卷轴与轴承的联接可以有两种形式，第一种形式如图2所示：


1-卷轴　2-轴承座　3-轴承
4-心轴　5-支架
图2　卷轴与轴承的联接(Ⅰ)
　　轴承采用标准件JS1509，轴承采用两侧带防尘盖的80209轴承，心轴用35号碳钢制造。凡轴与卷轴的联接属于万向节式联接，两侧螺栓孔轴线成90°，径向间隙为2～3mm，这种联接方式可以解决因卷轴长而不同心的问题。
　　卷轴与轴承联接的第二种形式，可以采用图3所示。


1-轴承座　2-轴承　3-卷轴　4-支架
图3　卷轴与轴承的联接(Ⅱ)
　　这种联接形式去掉心轴，用卷轴穿入轴承内孔，轴承只起支撑作用，也可随轴转动。采用这种形式时，轴承采用80210型号，其内孔为50mm，卷轴用G1.5″钢管，外径为48mm，其径向间隙2mm，轴承座用JS1510。实践证明，这种联接形式的使用效果也很好。省去心轴，可以降低设备成本。其卷轴长度不受轴承间距限制，按管长度自由安装，只需卷轴的联接处避开轴承座的位置。卷轴间的联接按图4进行。


1、4-卷轴　2-螺栓　3-联接套
图4　卷轴间的联接
　　联接套用G2″钢管制造，两螺栓孔轴线成90°，形成万向节式联接。
　　4.2　轴承支架的设计
　　轴承支架也可以按两种形式设计。第一种为梯形支架，用50mm×50mm角钢制作，也可以用槽钢制作。其结构如图5所示。


1-女儿墙　2-预埋钢筋　3-支架
4-前脚焊点
图5　轴承支架(Ⅰ)
　　这种结构比较普遍，但在制作时应注意以下几点：
　　(1)后腿距后墙外沿应留一定距离，以便管理人员行走。
　　(2)后腿与土建预埋钢筋焊接，预埋钢筋应埋于女儿墙下的后墙中。
　　(3)前腿与温室的棚架连接，但前腿与棚膜边缘应留出大于0.3m的距离，以免草帘有缝隙而影响防寒效果。
　　第二种结构形式如图6所示：
　　这种结构形式的支架固定在后墙上，支架用槽钢或钢管制造。


1-支架　2-轴承座　3-卷轴
4-草帘　5-后墙
图6　轴承支架(Ⅱ)
　　4.3　轴承支架间距、卷轴高度
　　轴承支架间距为3m。制作卷轴的原料钢管容易购买，制作方便。管壁应厚3.5mm以上，以免受卷绳的拉力而变形，影响使用。
　　对于按图3形式安装的卷轴，使用厚壁管时，其轴承间距可以增大，一般不超过4.5m。
　　卷轴的高度，应视草帘卷起后的直径而定。单层草帘，其高度不小于棚脊0.5m；双层草帘其高度应不小于棚脊0.8m。高度小，草帘卷起后，卷绳勒在草帘上，草帘磨损大，降低使用寿命；高度大，对支架的弯距大，工作时会颤动。
　　如需要加手动卷帘，可在订购减速器时，要求蜗杆另一端加长，以便安装手柄，如图1中的7。
作者单位：王志臣　王敬斌　丛祥安(辽宁熊岳农业高等专科学校　115214)
