溫室用移動式苗床的設(shè)計.doc

溫室用移動式苗床的設(shè)計.猛鏖廁動西床國王銳鋒程俊峰(廣東省農(nóng)業(yè)機械研究所)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)達國家相比,我國的溫室總面積以及普及率還遠遠落后.溫室的造價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)濟作物,培育新種苗等.但是種苗和高經(jīng)濟作物普遍比較嬌貴,對自身環(huán)境氣候要求嚴格,不僅需要嚴格控制溫室內(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移動式苗床的產(chǎn)生在使用要求下,栽培苗床應(yīng)運而生.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)濟性又是一個很大的沖突.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,成了溫室用戶的進一步需求.室內(nèi)移動苗床在此需求上產(chǎn)生了.2移動式苗床的設(shè)計及應(yīng)用室內(nèi)移動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.使用移動苗床,溫室內(nèi)每跨只需預(yù)留一條道路即可,通過移動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式苗床的設(shè)計(如無特殊說明,以下所稱的苗床均指移動式苗床).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,苗床要滿足移動的條件,必須為上下兩層分離結(jié)構(gòu).上面的苗盤因為要用來放置作物,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)動滾軸,可以使上盤左右移動.溫室的道路就是通過移動上盤來獲得的.】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)苗床移動時,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,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承重管所受的彎矩小于苗床處于極限位置時所受的彎矩,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.極限位置時的情況對承重管的受力情況進行分析: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)力強度上符合假定承重要求.考慮到苗床受力均勻,沒有局部強載荷,故無需校核管材的剪應(yīng)力強度.因此,該承重管的選材是合適的.同理,我們可以計算出軸承管和支撐架的彎曲應(yīng)力強度,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)苗床上盤滾動到一邊極限位置時,設(shè)苗床上面均布載荷g,由上面的O.5:知道,在沒有單獨局部外力情況下,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,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,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,又始終保持著阻止傾覆的狀態(tài).另外,為了使苗床在移動過程中不出現(xiàn)跑過頭的問題,我們在支撐架上根據(jù)行程加2個小擋塊來對軸承管的移動范圍進行限制,當(dāng)苗床移到極限位置時,軸承管移動到擋塊處受阻而停止移動,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)移動式苗床的設(shè)計特點,使用時要注意:承載物不應(yīng)超過苗床的設(shè)計載荷,以免造成永久性破壞.載荷盡量均