溫室用移動(dòng)式苗床的設(shè)計(jì).doc

溫室用移動(dòng)式苗床的設(shè)計(jì).猛鏖廁動(dòng)西床國王銳鋒程俊峰(廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所)隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展,溫室作為一種現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)設(shè)施得到逐步發(fā)展和推廣,截至2004年底,我國已建有各類型溫室1000多hm.然而與發(fā)達(dá)國家相比,我國的溫室總面積以及普及率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后.溫室的造價(jià)相對于國民收入還是比較昂貴,如用來種植普通作物,顯然是很難收回投資.因此,在投資額一定的情況下,想利用有限的資源獲得更好的經(jīng)濟(jì)收益,首先要要提高溫室使用率,增加單位面積產(chǎn)量;其次要好鋼用在刀刃上,用溫室來種植高經(jīng)濟(jì)作物,培育新種苗等.但是種苗和高經(jīng)濟(jì)作物普遍比較嬌貴,對自身環(huán)境氣候要求嚴(yán)格,不僅需要嚴(yán)格控制溫室內(nèi)部的小氣候環(huán)境,而且要采用單株小盆栽培,以便于人工經(jīng)常的護(hù)理.如何提高工作效率,提高人員對作物的操作便利性成為了首要解決的問題.1移動(dòng)式苗床的產(chǎn)生在使用要求下,栽培苗床應(yīng)運(yùn)而生.栽培苗床一般采用輕鋼結(jié)構(gòu),固定于地面,高度以適宜于人彎腰操作而定,一般為0.50.8m;寬度以人彎腰伸臂可以輕松操作苗床上作物而定,一般取1.52.0m;長度則依溫室長度和使用要求而定,從幾米到幾十米均可,無具體要求.苗床上面鋪設(shè)鐵網(wǎng),作物就放置于上面.使用栽培苗床固然提高了操作人員的便利性,提高了工作效率,但操作人員為了便于圍繞著苗株操作,每架苗床旁邊都要保留一條供人通行的道路.如每條苗床旁邊都要布置一條道路的話,室內(nèi)空間勢必被道路占用了很大一部分,大大降低了溫室的使用效率,這對于提高溫室的經(jīng)濟(jì)性又是一個(gè)很大的沖突.因此,如何既能便利地使用苗床,又能更有效地利用溫室空間,成了溫室用戶的進(jìn)一步需求.室內(nèi)移動(dòng)苗床在此需求上產(chǎn)生了.2移動(dòng)式苗床的設(shè)計(jì)及應(yīng)用室內(nèi)移動(dòng)苗床是通過多架苗床共用一條道路來提高溫室使用率的,其外形尺寸與固定苗床類似,但可以沿寬度方向作左右移動(dòng).使用移動(dòng)苗床,溫室內(nèi)每跨只需預(yù)留一條道路即可,通過移動(dòng)苗床上盤使道路出現(xiàn)在不同的苗床側(cè)邊,大大節(jié)約了溫室使用面積.下面,我們來討論一下移動(dòng)式苗床的設(shè)計(jì)(如無特殊說明,以下所稱的苗床均指移動(dòng)式苗床).2.1苗床主體結(jié)構(gòu)形式A現(xiàn)grc代ultu農(nóng)ralE業(yè)quModernAgriculturalEqui裝pme備nts囫_如圖1,苗床要滿足移動(dòng)的條件,必須為上下兩層分離結(jié)構(gòu).上面的苗盤因?yàn)橐脕矸胖米魑?需采用整體平面結(jié)構(gòu);下邊的支撐架,因其只起承載作用而已,為了節(jié)省成本,在苗床長度方向上采用間斷式的點(diǎn)式支撐,而不采取連續(xù)結(jié)構(gòu);上盤和下支撐架之間通過兩條滾軸連接,轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸,可以使上盤左右移動(dòng).溫室的道路就是通過移動(dòng)上盤來獲得的.】8001.軸承臂;2.防翻鉤;3.鐵刪;4.承重臂;5.支撐架圖1移動(dòng)苗床截面示意圖2.2苗床的結(jié)構(gòu)尺寸確定根據(jù)使用要求,取苗床高度為O.5O.8m,上盤寬度為1.52.Om,苗床間道路為O.60.7m.在這個(gè)要求的基礎(chǔ)上,具體確定苗床各部分尺寸需滿足的條件.令代表道路寬,代表上盤寬,代表下盤寬,則滿足=+;當(dāng)苗床移動(dòng)時(shí),設(shè)上盤速度為yt:,軸承管速度為y,因圓周的速度為圓心的2倍,即y:2y,則需滿足*+2中;另外,當(dāng)苗床移到極限位置,即一端上下盤邊對齊時(shí),要保證苗床不能傾覆,假設(shè)苗床上面承受的為均布載荷,則需滿足O.5根據(jù)如上條件,可知圖1中假定苗床的尺寸均符合要求.2,3苗床的受力分析現(xiàn)在以圖1所示苗床為例來考慮承載問題.從圖1可知,苗床的承重從上而下依次為承重管,軸承管,支撐架,我們先對承重管進(jìn)行分析.假定承重管材料為25圓管,壁厚1.2mm,長度方向上間隔為0.5m一條,苗床承重要求為50kg/m,因此可以視作管上均布載荷q=O.25kN/m.因苗床處于正中位置時(shí)承重管所受的彎矩小于苗床處于極限位置時(shí)所受的彎矩,故以苗床處于囝M現(xiàn)od代ernA農(nóng)gr.c業(yè)ultu裝ralE備qu.m.極限位置時(shí)的情況對承重管的受力情況進(jìn)行分析:首先根據(jù)承載要求對管求支反力并做彎矩圖(詳細(xì)過程略),可知該管承受的最大彎矩位于懸出端軸承管處,最大值M=7O.3N?m,由此可得其承受的最大彎曲應(yīng)力=1.3810(MPa).查手冊可知,普通農(nóng)業(yè)機(jī)械用型鋼A4,A5鋼的抗拉壓許用應(yīng)力均大大超過該值,證明假定的承重管在彎曲應(yīng)力強(qiáng)度上符合假定承重要求.考慮到苗床受力均勻,沒有局部強(qiáng)載荷,故無需校核管材的剪應(yīng)力強(qiáng)度.因此,該承重管的選材是合適的.同理,我們可以計(jì)算出軸承管和支撐架的彎曲應(yīng)力強(qiáng)度,并由此選取合適的材料,此處不一一贅述.2.4苗床的安全設(shè)置當(dāng)苗床上盤滾動(dòng)到一邊極限位置時(shí),設(shè)苗床上面均布載荷g,由上面的O.5:知道,在沒有單獨(dú)局部外力情況下,苗床不存在傾覆現(xiàn)象.但是當(dāng)人為操作不當(dāng)以致受力不均勻時(shí),苗床仍會發(fā)生傾覆現(xiàn)象.為了避免這種情況出現(xiàn),通過計(jì)算,在承重管的正中加一防翻鉤鉤在下面支撐架上,當(dāng)苗床一側(cè)承擔(dān)過載時(shí),防翻鉤可以使承重管中部和支撐架連為一體阻止發(fā)生傾覆,增強(qiáng)了安全性,不管苗床處于任何位置,防翻鉤始終處于兩軸承管之間,既不會阻擋苗床移動(dòng),又始終保持著阻止傾覆的狀態(tài).另外,為了使苗床在移動(dòng)過程中不出現(xiàn)跑過頭的問題,我們在支撐架上根據(jù)行程加2個(gè)小擋塊來對軸承管的移動(dòng)范圍進(jìn)行限制,當(dāng)苗床移到極限位置時(shí),軸承管移動(dòng)到擋塊處受阻而停止移動(dòng),減小了苗床使用中受破壞的可能性.2.5苗床的使用根據(jù)移動(dòng)式苗床的設(shè)計(jì)特點(diǎn),使用時(shí)要注意:承載物不應(yīng)超過苗床的設(shè)計(jì)載荷,以免造成永久性破壞.載荷盡量均