连栋温室屋顶压雪运输除雪机的设计

1连栋温室屋顶压雪运输除雪机的设计余克强 山西农业大学工程学院 中国山西太古人 e-mail：yuke406336022hotmail.com王双喜 山西农业大学工程学院 中国山西太古人 e-mail：wsxsxau.edu.cn摘 要温室屋顶上的积雪对温室的透光性和热损失有很大的影响。它对植物的生长有不利的影响，而且影响温室的结构强度。为了减少温室工厂屋顶积雪的影响，总体考虑温室屋顶情况，例如积雪的厚度，温度条件等等，我们设计了这种压力运输除雪机。在未来温室屋顶积雪的去除方面，这是一个有帮助的，有效的，低廉的，而且环保的项目。关键词语压力运输；连栋温室屋顶；除雪机；设计. 介绍在中国，现代园艺设备有着繁荣的趋向，而且规模也越来越大。然而，冬天连续的降雪覆盖了温室屋顶，不仅影响室内植物的光合作用，使植物不能得到最好的生长，而且它要你影响温室光的通透性和热的保留。因此浪费了很多能量。还有，积雪影响温室结构的总强度和刚性，导致很多温室被摧毁。因此，如何有效地消除温室屋顶的积雪变成一个很重要的项目1。目前有三种常用的去除温室屋顶积雪的方法：人工除雪法，融雪法和机器除雪法。人工除雪法需要大量的人力，很长的时间，而且浪费资源。融雪法能提高除雪的效率，但是会引起一系列的环境污染和建筑物的严重损坏2。另外，这是一笔很大的投资费用，不能适应小温室水果和蔬菜产品3。由于这些原因，这篇论文主要介绍连栋温室屋顶压力运输除雪机的设计。. 设备构成这个设备主要适用于 610m 跨度的玻璃或者塑料板 连栋温室屋顶，以及其他型号的三角形塑料膜连栋温室屋顶。这个设备主要有六个部分：平衡装置，扫雪装置，供能传动装置，运输装置，压雪装置，控制装置。整个设备的结构如图 1 所示。2图 1 整体结构示意图1- 平衡装置 2-扫雪装置 3-供能传动装置 4-运输装置 5-压雪装置 6-排水沟 7-连栋温室屋顶 8-承载梁A 扫雪装置扫雪装置结构是由电机，齿轮传动系统，V 带，皮带轮，连杆，连接架，刷盘，清扫头，导流板，轴承构成。它的结构如图 2 所示。图 2 扫雪装置示意图9-电机 10-齿轮传动系统 11- V 带 12-皮带轮 13-连杆 14-连接架 15-刷盘 16-清扫头 17-导流板 18-轴承3单边的温室屋顶共有 46 个刷盘，高度按比例从 150400mm 之间选取。在这个装置制造中，电机为离排水沟和齿轮传动系统最近的刷盘供能，其余邻近的刷盘用 V带驱动。在每一个邻近的刷盘之间安装导流板，在刷盘旋转过程中，它能刮掉粘合在刷盘上的积雪，而且能预防积雪散落。为了减少刷盘的重量，清扫头用聚碳酸酯材料。大约 5cm 长环绕套筒的尼龙刷与每一个有弹性的清扫头刷分别相连。当扫雪装置开始运行时，电机通过齿轮传动系为最近的刷盘供电，其余邻近的刷盘用 V 带驱动。它的结构如图 3 所示。所有的刷盘同向旋转使积雪从温室屋顶聚集到排水沟。图 3 扫雪装置供能传动示意图9-电机 10-齿轮传动系统 11- V 带 12-皮带轮 13-连杆 14-连接架 15-刷盘B 平衡装置平衡装置是由平衡支架，橡胶环，空心轴，轴承和套管组成。它的结构如图 4 所示。图 4 平衡装置结构示意图419-平衡支架 20-橡胶环 21-空心轴 22-轴承 23-套管在这个装置中，轴承固定在空心轴的两端，套管装配在空心轴的中心，橡胶轴承环套在轴承环外组成橡胶轮，套管焊接在平衡支架的底部，平衡支架安装在扫雪装置的托架上，通过角钢连接在一起。为了使除雪机的扫雪装置平衡移动到承载横梁，在温室屋顶排水沟的两侧有两行工作在横梁上的塔器。a) 压雪装置压雪装置由三个从动链轮，滚子链，刮刀，细连杆，小套筒，主动链轮，粗连杆，滚筒，刮刀架，轴承，连杆，底座，隔风板，V 带，皮带轮和弹簧组成。它的结构如图 5 所示。图 5 压雪装置结构示意图24-从动链轮 25-滚子链 26-刮刀 27-细连杆 28-小套筒 29-主动链轮 30-粗连杆 31-滚筒 32-刮刀架 33-轴承 34-连杆 35-底座 36-隔风板 37- V 带 38-皮带轮 39-滑轮 40-回位弹簧压雪装置的功能来自于运输装置的电机，能量由 V 带传递给主动链轮。刮刀和刮刀架在它们之间适当的位置相连，回位弹簧固定在它们中间，它能保持刮刀处于伸出5刮刀架的状态。它的结构如图 6 所示。图 6 刮刀和刮刀架结构示意图当刮刀移动到压雪装置底部时，由于使刮刀移动的底座是凸状的，回位弹簧逐渐地伸长。当刮刀移出底座时，回位弹簧的收缩使得刮刀回到初始位置。在这个装置中，主动链轮和三个从动链轮通过滚子链连接，两个连接有粗连杆上的滚子链又与粗连杆连接。我们应该搞清需要安装多少刮刀和刮刀架，在整个链轮圈上均匀地安装刮刀架，把隔风板放在整个装置的两边，最后底座安装在整个装置的最底部。电机把能量通过 V 带传给皮带轮使从动链轮和主动链轮通过滚子链旋转。在排水沟的积雪通过张开的刮刀进入由刮刀，小套筒，底座和位于两边的阻风门组成的压力空间。小套筒和刮刀通过滚子链水平地移动，使得压雪空间逐渐地变小，因此积雪别压成雪块。在压雪装置的底部，成块的雪通过刮刀被推到运输带上，雪块连续不断地通过运输带输送到车上。D 供能传动装置供能和传动装置位于刷盘的两端，主要包括行走轮，齿轮减速器，电机和 V 带驱动。它的结构如图 7 所示。由于电机输出的高速通过齿轮减速器降低，然后通过 V 带驱动行走轮，使得整个装置向前移动。6图 7 供能传动装置示意图41-行走轮 42-齿轮减速器 43-电机 44-V 带驱动E 运输装置运输装置主要由滚筒，输送带，张紧轮，连杆和轴承，支架，滑轮， “”型连杆，电机和皮带轮组成。它的结构如图 8 所示。图 8 运输装置结构示意图45-滚筒 46-输送带 47-张紧轮 48-连杆和轴承 49-支架 50-滑轮 51-“”型连杆F 控制装置控制装置的控制系统有一个外面的部分，一个微控制器和计算机。外面的部分有几个雨夹雪传感器，它们能根据下雪量计算积雪的厚度，然后控制机器工作和关闭的时间。由于温室的长度很长，所以需要很长的运输带。为了运输和移动的方便，运输带7的每一段是 3m 长。它们一段接着一段通过“” 型连杆连接在压雪装置的后面。运输带和压雪装置连接在压雪装置的底座上，它的结构如图 8 所示。.总结通过与传统除雪方法的比较，机器除雪法是有效的，低廉的除雪项目。这种连栋温室屋顶压雪运输除雪机需要注意以下几个问题：(1) 这种设备只使用于三角形屋顶的温室。(2) 在设计中，这种设备的强度，刚性和传输效率必须严格地计算。同时，结构的牢固性和驱动的可靠性必须保证。(3) 这种设备的核心是压雪装置。设计和安装每一个组件必须合理。参考文献1 周增产，龙志强，李修刚等，温室屋顶除雪设备的发展与应用，中国社会农业工程出版社，第 1 卷，第二章，P239-242, 2004.32 Bargale P C,Wulfsohn D, Irudayaj J , et al-Prediction of oilexpression by uniaxial compression using time - varyingoilseedproperties. Journal of Agricultural Engineering Research,vol.77,NO.2,pp 171-181,20003 Bargale P C , Fbrd R , Jwulfsohn D, et a1. Measurement ofconsolidation and permeability properties of extruded soy undermechanical pressing. Journal of Agricultural Engineering Research,vol.74,pp 155-165,19994 周增产，龙志强，李修刚等，温室屋顶除雪设备的发展与应用，中国社会农业工程出版社，第 36 卷，P144-146, 2005.55 王双喜，农业工程设备，北京：中国农业出版社， 2010