一種糧庫(kù)上開(kāi)通風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用介紹

趙學(xué)亮

(安徽博微長(zhǎng)安電子有限公司，安徽 六安 237010)

通風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)是糧庫(kù)平方倉(cāng)實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)藏機(jī)械通風(fēng)常用的機(jī)械組成部分，也是智能通風(fēng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要組成部分之一。智能通風(fēng)技術(shù)通過(guò)綜合考慮糧堆溫度等諸多相關(guān)參數(shù)設(shè)定，綜合判斷自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉通風(fēng)窗或者結(jié)合通風(fēng)口的開(kāi)關(guān)來(lái)改善糧食儲(chǔ)藏環(huán)境，應(yīng)用于儲(chǔ)糧日常管理，達(dá)到糧食安全儲(chǔ)存的目的[1]。

1 現(xiàn)狀分析

目前糧庫(kù)的通風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中，用來(lái)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)窗開(kāi)啟和關(guān)閉的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類(lèi)較多，最常見(jiàn)的有渦輪蝸桿減速電機(jī)和電動(dòng)推桿兩種。現(xiàn)公司設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)品大多采用渦輪蝸桿和采用減速電機(jī)來(lái)達(dá)到通風(fēng)窗及通風(fēng)口開(kāi)啟和關(guān)閉，因渦輪蝸桿有自鎖功能，可在倉(cāng)窗的任何角度停止，便于倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的日常需求管理。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為了能夠保證倉(cāng)窗的開(kāi)啟和關(guān)閉到位，均安裝有起信號(hào)反饋?zhàn)饔玫男谐涕_(kāi)關(guān)及倉(cāng)窗開(kāi)啟角度調(diào)節(jié)器。

如何高效、節(jié)能、新穎的實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是目前需要解決的一個(gè)問(wèn)題。目前糧庫(kù)中最為常見(jiàn)的依舊是轉(zhuǎn)臂、拉桿組成的連桿機(jī)構(gòu)與通風(fēng)窗連接來(lái)達(dá)到開(kāi)啟和關(guān)閉通風(fēng)窗的功能。現(xiàn)在原有基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型糧庫(kù)上開(kāi)通風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)減速電機(jī)、卷筒、收緊裝置和不銹鋼鋼絲繩相結(jié)合，采用收放纏繞鋼絲繩來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)窗自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉的功能，關(guān)閉時(shí)利用收緊裝置的預(yù)收緊力即可達(dá)到關(guān)緊密閉狀態(tài)。這種繩式牽引的執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，可達(dá)到較為隱蔽、一體化設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。

2 技術(shù)方案

新型的繩式牽引糧庫(kù)上開(kāi)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝，前期需要現(xiàn)場(chǎng)勘察及測(cè)量通風(fēng)窗的相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，與庫(kù)方確認(rèn)需求和安裝位置。

一般情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)各組件安裝在通風(fēng)窗旁邊，該機(jī)構(gòu)由支座、上支架滑輪組件(見(jiàn)圖1)、下支架滑輪組件(見(jiàn)圖2)、轉(zhuǎn)向支架(見(jiàn)圖3)、不銹鋼鋼絲繩、收緊裝置等組成。當(dāng)減速電機(jī)正轉(zhuǎn)卷筒，通過(guò)滑輪組件轉(zhuǎn)換纏繞方向來(lái)收緊鋼絲繩，從而達(dá)到通風(fēng)窗開(kāi)啟的目的；當(dāng)減速電機(jī)反轉(zhuǎn)卷筒時(shí)，通風(fēng)窗內(nèi)側(cè)收緊裝置起到作用，使通風(fēng)窗緩慢關(guān)閉可達(dá)到糧食儲(chǔ)存密閉要求。

圖1 上支架滑輪組件示意

圖2 下支架卷筒組件示意

圖3 轉(zhuǎn)向支架示意

①將支座安裝固定在通風(fēng)窗上，采用專(zhuān)用夾具鎖緊鋼絲繩的一端，鋼絲繩的另一端延伸至與上支架滑輪組件連接。②上支架滑輪組件主要由滑輪和支架組成，其主要目的是鋼絲繩穿過(guò)定滑輪和導(dǎo)向滑輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向，達(dá)到與通風(fēng)窗連接的目的。在通風(fēng)窗的正上端用膨脹螺栓將上支架滑輪組件固定在墻體上，便于鋼絲繩的轉(zhuǎn)換方向及連接。③轉(zhuǎn)向支架主要由滑輪和支架組成。當(dāng)滑輪組件延伸出來(lái)的鋼絲繩，將其穿過(guò)墻垛的轉(zhuǎn)向支架的滑輪，并隨后向下垂直延伸至下支架卷筒組件。④下支架卷筒組件主要有下支架、渦輪蝸桿減速電機(jī)、卷筒、滑塊和行程開(kāi)關(guān)組成。滑塊(帶內(nèi)螺紋)有絲桿帶動(dòng)，隨著卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)接觸行程開(kāi)關(guān)來(lái)達(dá)到啟停工作達(dá)到開(kāi)啟或者關(guān)閉狀態(tài)的目的。采用膨脹螺栓將其固定在墻壁上，并與滑轉(zhuǎn)向支架延伸的鋼絲繩連接，保證垂直角度90°，并通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒使上通風(fēng)窗打開(kāi)，開(kāi)啟90°時(shí)間約20s左右。⑤在倉(cāng)內(nèi)通風(fēng)窗與窗框處配裝收緊裝置，例如彈簧等收緊裝置。此處采用液壓緩沖閉門(mén)器，可調(diào)整液壓油壓，使得通風(fēng)窗較為平穩(wěn)的可靠關(guān)閉。

該機(jī)構(gòu)可通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，拓展演變成一拖二的機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖4)，使用一套減速電機(jī)卷筒組件就可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)上開(kāi)通風(fēng)窗的開(kāi)關(guān)，節(jié)省了一定的使用成本。

圖4 一拖二執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意

在經(jīng)過(guò)計(jì)算對(duì)比，當(dāng)通風(fēng)窗開(kāi)啟角度為90°時(shí)，其中鋼絲繩拉力F最大，此時(shí)鋼絲繩與通風(fēng)窗的夾角為α=69.4°，通風(fēng)窗自重為G(質(zhì)量為20kg)。

在鋼絲繩傳遞至下支架總成卷筒時(shí)，其中輸出力臂L=0.0125m，扭矩為M=F×L，選取最大F>129.16N，得到最終F(拉)>2F×cosλ，其中λ=4.27°，故F(拉)>257.6N。

可得出，P>0.142kW，查詢(xún)選型手冊(cè)，選取P=0.18kW，選取微型交流減速電機(jī)，功率180W，減速比為1∶20。

根據(jù)實(shí)際情況，選用一般用途吊鉤式，選M6，安全系數(shù)k′=6,可得Fmax=6×F(拉)=1 545.6N。查表得，初步選擇7×7，φ1.52系列。從其他方面考慮，最終選用7×7，φ2.5型不銹鋼鋼絲繩。

此執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要特點(diǎn)：①可接入智能通風(fēng)控制管理系統(tǒng)；②該機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定可靠，能將上開(kāi)通風(fēng)窗開(kāi)啟固定在任何一個(gè)角度；③該裝置結(jié)構(gòu)形式新穎、小巧、大方美觀，不影響糧庫(kù)的日常進(jìn)出倉(cāng)正常作業(yè)。

3 具體實(shí)施方案

在方案實(shí)施前進(jìn)行實(shí)地勘查現(xiàn)場(chǎng)情況，了解倉(cāng)房信息，確定安裝位置，依照編制的安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的安裝及通電調(diào)試。在施工時(shí)，需將原通風(fēng)窗內(nèi)的原有機(jī)構(gòu)連接件拆除，并在窗戶(hù)表面配鉆支座連接安裝孔，并將螺裝位置帶密封膠封堵，窗戶(hù)復(fù)原。安裝支座、上支架滑輪組件、轉(zhuǎn)向支架、下支架卷筒組件，并按序穿插接入304不銹鋼鋼絲繩。在倉(cāng)內(nèi)通風(fēng)窗與窗框處配裝液壓閉門(mén)器，調(diào)整油壓，使得通風(fēng)窗較為平穩(wěn)的關(guān)閉。在各滑輪組變向處均加裝有鋼絲繩防脫槽裝置，大大增加設(shè)備的安全性能。在下支架總成處配置有手搖柄，旋轉(zhuǎn)搖柄可進(jìn)行收緊或放松鋼絲繩，便于庫(kù)方工作人員在停電時(shí)也能夠正常開(kāi)啟和關(guān)閉通風(fēng)窗。

此執(zhí)行機(jī)構(gòu)在下支架卷筒組件安裝有行程開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)窗開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)的電信號(hào)讀取，融入智能通風(fēng)管理系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)構(gòu)電機(jī)接收到開(kāi)窗指令信號(hào)時(shí)，減速電機(jī)正轉(zhuǎn)，卷筒纏繞拉動(dòng)鋼絲繩使通風(fēng)窗開(kāi)啟，當(dāng)開(kāi)啟角度達(dá)到指定角度觸碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)停止，通風(fēng)窗保持在開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)接收到關(guān)窗指令信號(hào)時(shí)，減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，通風(fēng)窗在閉門(mén)器緩沖拉力下，通風(fēng)窗關(guān)閉到位時(shí)，觸碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)停止，通風(fēng)窗保持在關(guān)閉密封穩(wěn)定狀態(tài)。

4 實(shí)際應(yīng)用效果

執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元可通過(guò)滑輪組合由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)窗戶(hù)的同步開(kāi)啟和關(guān)閉，相應(yīng)地減少了制造和安裝成本。機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)行程開(kāi)關(guān)布置在下支架總成上，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及后期維護(hù)。目前，該繩式牽引上開(kāi)通風(fēng)窗執(zhí)行機(jī)構(gòu)已安裝應(yīng)用在中糧糧油安徽雙鳳庫(kù)35#、36#兩棟高大平房倉(cāng)上，經(jīng)過(guò)多年的試用和使用，依舊可有效穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)通風(fēng)窗的開(kāi)啟及關(guān)閉操作，受到糧庫(kù)用戶(hù)的好評(píng)。