自动卷帘范文

2024-06-09

自动卷帘范文（精选7篇）

自动卷帘第1篇

电动卷帘机是用于驱动温室大棚草帘卷帘和放帘的设备,是日光温室大棚最重要的农业机械[1],完成1 次卷帘和放帘需耗时10min ~ 20min[2]。但是市售的大棚卷帘机的“卷帘”和“放帘”作业需逐棚手动进行,卷帘和放帘时间依赖于操作人员的经验,若时间控制不佳,“晚卷早放”会减少棚内作物的光照时间[3],降低农业生产效益。针对这一问题,设计一个能够根据大棚内的温度和大棚外的光照条件自动“卷帘”和“放帘”的大棚自动卷帘机控制器,可达到增加棚内光照时间、节约工时、提高农业生产效率的目的。

1 自动卷帘控制器的设计要求

北方冬季日照时间短,卷帘机可根据光照条件自动在每天日出后卷起草帘,日落前放下草帘[4];另外,当棚内温度过高或过低时也可通过及时卷帘和放帘操作,保证棚内作物的生长安全。当工作中停电后能自行判断草帘的当前位置,实现可靠稳定的工作。

2 自动卷帘控制器的整体设计方案

大棚自动卷帘机控制器以低成本的AT89S52单片机为控制核心,使用温度传感器DS18B20 采集大棚内的温度信号、用光照度传感器采集棚外的光照度信号,根据大棚农作物对温度和光照度的需求,由单片机通过控制卷帘机电动机的正反转来实现对大棚草帘的“卷帘”和“放帘”。

大棚自动卷帘机控制器使用一块液晶显示屏,显示运行模式、棚内温度、棚外光照度、卷帘机的当前状态等信息。控制器有两种运行模式: 自动运行模式和手动运行模式,运行模式可由按钮来切换。自动运行模式下,当棚内温度高于上限温度值或棚外光照度大于下限值时,单片机控制卷帘机自动“卷帘”,到上限位时停止; 当棚内温度低于下限温度值时,将会自动“放帘”,到下限位时停止; 在手动运行模式下,用户可以通过按钮手动控制“卷帘”或者“放帘”。当大棚内的温度高于上限温度值或低于下限温度值时,蜂鸣器鸣叫报警,引起大棚管理人员注意。

2. 1 硬件设计

基于单片机的大棚自动卷帘机控制器的硬件结构框图如图1 所示,它以AT89S52 单片机为控制核心,由温度检测模块、亮度检测模块、按键和限位模块、液晶显示模块、报警模块、继电器模块、接触器、卷帘电动机等组成。温度检测模块采用DS18B20温度传感器检测大棚内的温度; 亮度检测模块使用光敏二极管作为检测元件,将棚外的光照度信号转换为开关信号提供给单片机进行处理; 液晶显示模块用于显示自动卷机控制器的当前状态信息; 报警模块中的蜂鸣器会对超限温度信号做出反应,会发出报警声; 单片机通过控制固态继电器模块的通断实现卷帘电动机的正反转运行,电动机正转时“卷帘”,反转时“放帘”。

2. 1. 1 单相电动机正反转控制电路

农用大棚自动卷帘机有后置卷绳上拉式和前置卷轴上推式两种结构,其中后置卷绳上拉式的卷铺长度为50m ~ 200m,多采用功率较大的单相2. 2k W电机[5]。

单相电机的正反转运行控制不同于三相电机,主、副两个绕组共引出6 个端子U1、U2、V1、V2、Z1、Z2。正转运行时将Z2 和U2 端子短接、U1 和V1 端子短接; 反转运行时将Z2 和U1 端子短接、U2 和V1端子短接; 为了实现单相电机的正反转运行,设计了如图2 所示的端子切换电路,图中单片机的P1. 0 -P1. 3 端口分别连接在SSR1 - SSR4 的直流输入端,单相电动机的Z2、U2、U1、V1 四个端子接在固态继电器SSR1 - SSR4 的交流输出端。当P1. 0 和P1. 1端口输出低电平,P1. 2 和P1. 3 端口输出高电平,SSR1 和SSR2 同时导通,SSR3 和SSR4 截止,则单相电动机的端子Z2 - U2、U1 - V1 接通,电动机正转运行; 当P1. 0 和P1. 1 输出高电平,P1. 2 和P1. 3 输出低电平,SSR1 和SSR2 截止,SSR3 和SSR4 同时导通,端子Z2 - U1、U2 - V1 接通,电动机反转运行;图2 中的SSR5 是单相电机正转运行控制继电器,SSR6 则反转运行控制继电器,它们分别由单片机的P1. 4 和P1. 5 端口控制。

2. 1. 2 大棚自动卷帘机控制器的主电路

大棚自动卷帘机控制器的主电路如图3 所示,由断路器QF1、热继电器FR、正转运行接触器KM1、反转运行接触器KM2、卷帘上限位开关SQ1、卷帘下限位开关SQ2、正转运行允许继电器SSR5、反转运行允许继电器SSR6、正转运行指示灯HL1、反转运行指示灯HL2 组成。在图3 中,合上QF1 后,如果需要“卷帘”,则单片机的P1. 4 输出低电平时,SSR5导通,接触器主触点KM1 闭合,单相电动机正转开始“卷帘”,卷帘指示灯HL1 点亮,当碰触到卷帘上限位开关SQ1 时停止卷帘,HL1 熄灭; 如果需要“放帘”,则单片机的P1. 5 端口输出低电平,SSR6 导通,接触器KM1 线圈通电常开触点闭合,单相电动机反转开始放帘操作,放帘指示灯HL2 点亮,当碰触到卷帘下限位开关SQ2 时停止放帘,HL2 熄灭; 本系统中共使用了4 只限位开关,其中SQ1、SQ3 安装在草帘的上极限位置,SQ2、SQ4 安装在下极限位处。接触器KM1 和KM2 之间有互锁关系,可避免因误操作或者机械故障导致损坏电源的事故。

2. 1. 3 单片机控制电路

大棚自动卷帘机控制器的控制核心是AT89S52单片机,如图4 所示,P0. 0 - P0. 7,P2. 0 - P2. 2 共11个端口用于液晶显示器; 光照度传感器通过P3. 2 端口输入单片机; 温度传感器DS18B20 则通过端口P3. 3给单片机提供温度信号; 固态继电器SSR1 - SSR6 由P1. 0 - P1. 5 端口控制; P3. 7 端口控制蜂鸣器。

2. 1. 4 光照度检测模块

光照度检测模块的功能是检测棚外光照强度信号并提供给单片机处理。如图5 所示,亮度检测传感器由光敏二极管、电压比较器LM393、可调电位器RV1、电阻R7、R8、R9、R10,发光二极管D3 、D4 等元件组成。 RV1 提供给定信号输入LM393 的2 端子,利用光敏二极管D5 的感光特性,将光照强度转换为电压信号输入LM393 的3端子。LM393 比较2、3 端子的输入电压,若3 端子电压低于2 端子,则LM393 的1 端子输出给单片机P2. 7 端口一个高电平信号; 若3 端子电压高于2 端子,1 端子将给单片机P2. 7 端口输出一个低电平信号。通过检测单片机P2. 7 端口的电平状况就可知棚外的光照强度。

2. 2 软件设计

主程序如图6 所示,用户可以根据需要选择运行模式。在手动运行模式下,调用手动运行程序,即可满足手动操作要求; 在自动运行模式下,通过对温室内温度上下限、草帘位置上下限、光照强度大小等信息进行分析判断,最终实现大棚卷帘机的自动控制。当大棚内的温度高于上限值或光照强度大于下限值且草帘处于下限位时( SQ2、SQ4 为ON) ,卷帘机进行卷帘操作,起到给大棚降温或者增加光照的作用; 当大棚内的温度低于下限时就放下草帘,起到给大棚保温的作用; 当棚内温度高于上限或低于下限且草帘已经处于下限位( SQ2、SQ4 为ON) 时报警,以保证棚内农作物的生长安全。

3 性能测试与结果分析

3. 1 测试方案

为了验证该系统的有效性和可靠性,选择陕西省杨凌示范区五泉镇3 个生长条件和要求完全相同的50m长的A、B、C番茄温室大棚中进行系统性能测试,其中A、B棚安装有大棚自动卷帘机控制器,C棚作为对照组未安装大棚自动卷帘机控制器,采用人工控制。本次测试时间为60 天,每天记录大棚自动卷帘控制器的工作情况,与对照组的光照时间进行数据统计分析,评价其运行效果。

3. 2 测试数据及分析

A、B、C三个大棚的光照时间和棚内温度数据记录如表1 所示。

从表1 中的日平均光照时间项目分析,自动卷帘机控制的A棚和B棚都能够达到日均光照时间9. 2h,比人工控制的C棚光照时间多出了0. 6h,平均日增加6. 97% 的光照时间; A棚自动卷帘工作次数是59 次,正常工作率为98. 3% ,B棚正常工作率为100% ,平均正常工作率为99. 15% 。A、B棚由于使用自动卷帘机控制器,和C棚相比较,每日节省了工时0. 3h。实验结果表明,该自动卷帘机控制器工作稳定可靠,可以增加棚内的光照时间,节约工时,提高了农业生产效率。

4 结束语

基于AT89S52 单片机的大棚自动卷帘机控制器,通过对大棚内温度、光照强度等条件的实时检测、可实现对卷帘电动机的全自动卷帘和放帘控制,正常工作率为99. 15% ,增加了作物的6. 97% 的日均光照时间、日均节约工时0. 3h、控制器工作稳定可靠,有助于提高农业生产效率。

摘要：大棚卷帘机是日光温室的重要农业机械。针对大棚卷帘机在使用中存在耗费工时、影响光照时间的问题,设计了基于AT89S52单片机的大棚自动卷帘控制器。自动卷帘控制器根据温度和光照条件控制卷帘电动机的运行,可实现卷帘机的自动卷帘和放帘。实验结果表明,该控制器可增加作物的6.97%日均光照时间,日节约工时0.3h,正常工作率为99.15%。

关键词：日光温室,卷帘机,单片机,光照条件

参考文献

[1]孙昊.日光温室卷帘机荷载实时测量系统设计与试验[J].农业工程学报,2014,30(1):138-145.

[2]丁小明.我国日光温室卷帘机技术现状分析[J].农机化研究,2011(12):217-222.

[3]邢志刚.温室大棚蔬菜自动化卷帘机的设计与使用[J].安徽农学通报,2011,17(24):105-106.

[4]张亚新.日光温室大棚自动卷帘控制系统[J].中国农机化,2012(5):97-100.

防火卷帘设计方案第2篇

1 项目的提出

防火卷帘作为防火分区隔断在建筑中应用越来越广泛, 原无机复合防火卷帘及国内各类防火卷帘的隔热性都不能完全满足G B 7 6 3 3-8 7《门和卷帘的耐火试验方法》的全部性能指标要求, 只能满足其辐射热的要求, 却不能达到背火面温升的要求, 故在作为防火分区隔断使用中, 需加水幕保护, 以确保防火卷帘的阻火可靠性, 并应做到以下几点。

(1) 应加密喷头, 但喷头之间的间距不应小于2米, 且不应大于2.5米。喷头距防火卷帘的距离不应大于0.5米。

(2) 应为独立的喷水保护系统。

(3) 连续供水时间不应小于3小时。

(4) 供水强度不应小于0.5L/s·m。

上述第 (3) 、 (4) 条要求, 在设计和应用中确有不少困难, 如:用水量大, 城市用水紧张无法解决;同时增加了成本, 又有水渍严重等原因。而国家标准又不可能降低标准, 为了满足当前建筑市场的要求, 一种能满足GB7633-87《门和卷帘的耐火试验方法》全部性能指标的防火卷帘呼之欲出, 根据多年防火卷帘的设计经验, 我们提出采用双层无机复合防火卷帘这种方案。

2 产品设计

2.1 依据现在的消防要求并结合当前建筑市场的实际清况, 双层无机复合防火卷帘应具有以下基本性能

(1) 耐火性能。满足GB7633-87《门和卷帘的耐火试验方法》检测包括背火面温升在内的全部性能指标:帘面的完整性;帘面的隔热性。

(2) 抗风压性能:在压力差作用下, 保证帘面不脱轨。

(3) 隔烟性能:压力差在20Pa时, 空气渗透量小于0.2m3/min·m2。

2.2 根据产品基本技术性能的要求, 确定它的组成为以下几点

(l) 帘面。

(2) 导轨部分。

(3) 传动部分。

(4) 电器部分。

(5) 防护部分。

在整体结构设计中, 力求产品重量轻, 占用空间小以及外形美观等。

2.3 本产品的结构特点

(1) 帘面采用无机材料复合而成。

(2) 卷帘采用双轨双帘的结构方式, 利用两层帘面间的空隙对热传导的衰减, 达到隔热的目的。

2.4 传动系统的设计

由于采用了双轨双帘的设计思路, 在传动系统的设计中, 决定采用双链轮防火卷帘专用减速机同时带动双卷轴转动, 保证双帘帘面的同步运行。

2.4.1 电机的选用

它具有电动及手动功能, 该机结构紧奏, 重量轻, 输出扭矩大, 功率为0.7 5 k W的减速机, 最大提升扭矩1 0 0 0 N·m, 并可按要求提供与其:配套的低熔点应急开关。保证在火灾断电的情况井下, 卷帘能恒速下放。经全面试运行, 其各项指标达到了设计要求。

2.4.2 卷轴挠度的计算及材质的选择

传动系统中, 左、右支架的设计基本上参照了单层卷帘的设计方案, 除保证强度及刚度外, 同时考虑安装方便, 本系统卷轴与左、右支架的连接形式可以认为是简支梁, 卷轴上的有效载荷为均布载荷, 为了保证卷轴安装后, 符合挠度要求, 需对卷轴挠度进行计算, 确定卷轴直径。

(1) 卷轴挠度计算公式。

E为弹性模量, 碳钢 (2.0-2.1) ×106kg/cm2

J为惯性矩,

Q为每延长米有效载荷

L为卷轴长度

通过计算可以选定卷轴的最小允许直径, 7米宽的卷帘, 卷轴直径可选用φ114mm。

(2) 卷轴材质的选择。

当钢材温升至3000℃时, 钢材的导热系数近似的定为3 7.5 W/m℃, 一般来说, 普通热轧钢其弹性模量在温度上升到5 0 0℃之前, 基本上是线性的, 在这之后, 其降低速度较快, 而对于冷轧钢来说, 其弹性模量在2 0℃～7 0 0℃之间, 比热轧钢的弹性模量低2 0%, 因此, 冷轧钢在受热条件下, 力学性能差。根据这一结论, 防火卷帘的卷轴, 我们选用了弹性模量大的薄壁热轧无缝钢管, 保证卷帘在有火的条件下, 挠度较小, 以满足安装及使用的要求。

2.5 防护系统的设计

防火卷帘除了帘面部分起着隔热阻火的作用外, 防护系统的防护性能不容忽视。双层卷帘的防护部分设计上主要由钢框架及6mm厚的硅酸钙板组成。对于钢材而言, 其耐火极限仅为0.2 5小时, 为了满足防火要求, 首先对钢材表面做了防锈处理, 同时, 选用薄涂型钢结构防火涂料, 硅酸钙板选用耐火等级达到GB8624A级的产品。目前国内外大部分膨胀型防火涂料均以聚磷酸铵 (APP) 做膨胀剂, 而APP中含磷量高低及细度对涂料性能有直接影响, 因此, 要注意选用一些质量好的厂家生产的防火涂料, 以满足防火卷帘整体耐火强度, 同时, 对于卷帘防护系统隔断高度大时, 我们则采用了包敷法, 将隔断用卷帘帘面与钢板复合来提高防护系统的防火性能。

2.6 帘面的设计

双层卷帘帘面采用多种阻燃无机材料复合而成, 考虑到卷帘的背火面温升的要求, 在单层卷帘帘面原来结构的基础上添加了一些新材料, 并适当提高了帘面的整体抗变形能力, 确保双层帘面具有质地柔韧, 抗拉强度大, 耐腐蚀, 抗潮湿, 占用空间小, 重量轻等特点。

2.7 导轨的设计

卷帘导轨为双导轨, 导轨中心间距为200mm以上, 导轨采用l.5mm厚热轧钢板, 并采用“U”型结构既保证了耐火隔烟性能, 又能与卷帘帘面夹板相配合, 保证卷帘的抗风压要求, 如果是外露的导轨, 则在其外表面喷涂薄涂型钢结构防火涂料。

3 检验测试

本项产品进行了测试核定, 其主要数据如下。

(1) 耐火性能:240min。

(2) 240min热辐射强度:0.01 W/cm2。

(3) 240min背火面平均温升90℃, 最高温升109℃。

卷帘机构安全使用状况分析第3篇

设施农业就是运用现代工业技术成果和方法、用工程建设的手段为农产品生产提供可以人为进行控制和调节的环境和条件, 使植物和动物处于最佳的生长状态, 使光、热、土地等资源得到最充分的利用, 形成农产品的工业化生产和周期生产, 从而更加有效地保证农产品的供应, 提高农产品质量、生产规模和经济效益。

卷帘机作为设施农业机械设备的重要机具, 是支撑设施农业发展的基础性工具和装备。提高卷帘机质量安全水平, 对促进设施农业机械健康发展具有重要意义。目前, 卷帘机械市场需求量较大, 生产企业不断增加, 但是, 卷帘机在实际应用中存在着较多的问题, 特别是在一些地区存在着产品的安全隐患, 在个别地方甚至出现人员伤亡的事件。

卷帘机质量不仅关系到设施农业的健康发展, 关系到农民增收、农业增效, 还关系到农民的生命安全。根据《中华人民共和国农业机械化促进法》和《农业机械安全监督管理条例》规定开展卷帘机质量调查工作, 掌握我国卷帘机行业整体生产状况、产品质量安全水平, 分析卷帘机存在的安全隐患和整个行业发展的问题, 为制订设施农业机械检验标准, 为我国今后卷帘机发展提供依据, 促进企业技术进步, 将先进适用、安全可靠的设施农业机械设备提供给广大农机用户十分必要。

目前卷帘机种类主要为:一种是后墙固定式大棚卷帘机, 也叫后卷轴式、后拉式或拉线式大棚卷帘机。该类型卷帘机在市面上出现得最早, 由主机 (由变速箱和电动机组成, 下同) 、卷杆和立柱 (或支架) 三大部分组成。这种卷帘机的工作基本原理是通过主机转动卷杆, 卷杆缠绕拉绳, 拉绳拉动草苫或保温被, 放落草苫或保温被时, 便利用其自身重量沿棚面坡度滑落而下。

另一种是棚面自走式, 也叫前屈伸臂式大棚卷帘机。该机型由主机、支撑杆、卷杆三大部分组成。根据该大棚卷帘机支撑杆的不同, 又分为支架式大棚卷帘机和轨道式大棚卷帘机, 前者的支撑杆由立杆和撑杆两部分组成。棚面自走式大棚卷帘机的基本工作原理是通过主机转动卷杆, 卷杆直接拉动草苫或保温被, 拉放均有动力支持, 是目前应用较为广泛的一种卷帘机型。

卷帘机构安全事故总体情况

“后墙固定式”卷帘机的危险部位主要有两处:

一是卷帘机卷轴与绳索的啮合处, 卷帘作业时, 操作者习惯在棚顶巡视卷帘情况, 或者未成年儿童在棚顶玩耍, 稍有疏忽, 衣角、头发或肢体等极易随着缠绕的绳索卷在卷轴上, 由于绳索与卷轴的缠绕力较大, 啮合紧密, 凭个人之力难以挣脱, 越卷越紧, 结果轻则致残, 重则致死。在辽宁省发生的卷帘机作业安全事故中, 此类事故居首位。早期此类事故发生, 是因为产品没有采取针对性的安全防护措施。近几年, 多数生产企业开始在产品上采取安全防护措施, 具体作法有四种:一是在每根绳索与卷轴的啮合处加装防止衣物等卷入的塑料防护套;二是在主机电源上安装遥控接收装置, 再配以遥控启动器, 作业时操作者手持电源遥控器, 一旦发生卷入事故, 操作者可及时按动遥控器切断电源, 立即可以停机, 避免伤残事故发生;三是在主机电源上加装一个拉线开关, 并将拉线沿卷轴布置, 一旦有衣物等卷入, 被卷入者只需触动拉线即可切断电源停机;四是在主机上加装过载保护器, 一旦有衣物等卷入, 人体挣脱时主机负荷加大, 达到过载程度时, 主机电源切断停机。

在这四种措施中, 前三种较为可靠, 第四种还需进一步验证。目前这些简单可行的防护措施并未被农民普遍采用, 原因有二:一方面是农民安全意识不足, 对于卷帘机潜在的危险认识不够, 多数农民在事故发生前对这些安全防护措施持不以为然的态度, 甚至认为既浪费钱财又添麻烦, 常常发生防护套不装、遥控器不拿的情况。另一方面, 生产企业对农民的安全提示工作不到位, 多数企业的卷帘机说明书安全警示内容不全面、不规范;产品危险部位多数没有警示标志。这些安全防护装置也不是每台机械出厂都配备, 而是用户自己选配。此类安全事虽然是可防可控的, 但是由于前述原因, 仍然时有发生。二是多数企业的卷帘机产品的变速箱与卷轴采用万向节联接, 但是万向节外露, 不设防护罩, 在作业时极易把操作者的衣角卷入后挣脱不得, 致死致残。此处隐患极易防护, 只需加一可靠的防护罩既可, 但是目前还有很多在用卷帘机没有在此处加装防护罩。另外, 卷轴转速较快的“顶置固定上拉式”卷帘机发生安全事故的概率高。

“棚面自走式”卷帘机的危险部位主要有两处:一是支臂负荷较大, 在作业时支臂会突然断裂, 断臂弹回而伤及附近的操作者;二是变速箱体在作业时会突然崩裂, 碎片崩伤附近的操作者。这两类事故完全是由于产品质量缺陷引发的, 出事故的卷帘机属粗制滥造的产品。

用户反映较常见的作业质量问题主要有:卷帘机安装要求较高, 安装质量直接影响作业质量;采用涡轮蜗杆传动的卷帘机可靠性差, 涡轮或蜗杆不耐磨, 使用寿命短, 部分产品使用不足一个作业期就报废;“棚面自走式”卷帘机在作业长度超过80米时, 卷帘质量普遍较差, 另外, 在草帘较厚时, 由于负荷加大, 此类机型卷帘效果较差;部分卷帘机主机防雨水措施不可靠, 易漏水并引发电路短路;部分卷帘机主机防锈措施不足, 易锈蚀。

卷帘机构安全使用状况分析和评估

通过实地调研, 分析产生安全事故的原因, 归纳起来有如下几方面:

1.卷帘机操作者的文化程度不高, 安全意识差。

调查组通过实地了解, 发现用户缺少安全知识, 安全意识差, 普遍存在着不按安全规范操作的情况。如卷帘机构工作时棚上不应有人, 但用户心存侥幸, 对先停机后操作的安全要求置若罔闻。从调查结果来看, 不停机进行调整的情况很普遍, 事故绝大多数是违规操作造成。

2.目前卷帘机构不是作为一套卷帘机构产品整体销售。

卷帘机构作为一个有机整体, 不仅包含电机、减速机, 还包括联轴器、卷帘轴、卷帘绳、支架、开关以及草帘子 (保温被) 等, 是一个不可分割的整体。农户大多根据自己的要求自行购买上述部件进行组装, 安装质量普遍很差, 运动部件如卷轴与卷帘绳结合处缺少必要的防护, 卷帘轴上凸出危险件、卷帘绳随意搭接;卷帘轴明显弯曲, 影响卷帘质量;电线外露, 触电伤亡或者引起火灾隐患明显;卷帘机动力部件不采取任何的防护, 皮带轮明显错位等。

3.卷帘机动力装置缺少必要的安全警示标识。

调查发现卷帘机普遍缺少安全警示标志, 这些动力装置都没有安全警示标识。用户自己安装的动力装置无安全防护罩。

4.缺少卷帘机构的相关行业或国家标准。

目前, 卷帘机技术标准、卷帘机构的安装与验收标准、卷帘机构安全使用操作规程等标准缺失, 造成农户任意结构设计、自行安装, 也给执法监管带来了很大的困难。

5.保温材料多使用草帘, 且帘体厚薄不均。

保温覆盖材料中草帘子使用较多, 保温被等较先进的保温覆盖材料应用很少, 由于草帘子本身的不均匀, 每个草帘子宽度大多在1.5m左右, 一个棚体大约需要90个左右草帘子, 造成草帘子组成整个屋面覆盖时, 厚薄不均, 经常出现卷的草帘子不齐、不平整, 农户需要经常调整, 增加了劳动强度。

6.温室结构简单, 使用时间较长, 卷帘机构安装局限性大。

有的地区日光温室应用时间较长, 使用8年以上的日光温室还有一定的存量。结构大多为一坡一立式的前屋面竹木结构, 结构简单, 安装卷帘机构困难较大, 墙上拉式适合此种棚体, 但棚体结构强度较差, 前屋面的平整和均匀性较差, 造成卷帘质量经常出现问题。

改进意见和措施

1.积极推广前置中卷下推式和前置侧卷下推式卷帘机构, 淘汰相对落后、危险的后置上拉式卷帘机构。

对今后安装的卷帘机, 积极推广前置中卷下推式和前置侧卷下推式卷帘机构、积极推广保温被等新型覆盖材料, 提高卷帘的质量, 减少操作者接触运动部件的机率, 从而降低事故发生率。

2.加强大棚与卷帘机构的总体设计, 以及相互间的合理匹配。

(1) 已安装的卷帘机构应会同设计和生产企业以及用户, 对危险部件进行安全防护, 应确定安全的后屋面支架的高度, 使操作者不能轻易触碰到运转件, 减少卷帘绳和卷帘轴结合处与人接触的危险, 对凸出部件进行拆除或者用材料进行安全包装。

(2) 在卷帘机运动部件上粘贴安全警示标识。

(3) 提高卷帘机构的智能化水平, 继续加大对遥控器的可靠性研究, 杜绝遥控器错误操作现象发生, 继续研究拉线开关等方便断电操作的控制设备, 提高卷帘机断电操作的方便性。

(4) 加装过载保护装置和限位控制装置。

3.进一步加大对卷帘机构安全使用的培训和教育力度。

(1) 充分利用已发生的卷帘机事故进行宣传, 用血的事实警示那些违规操作的用户, 可以采取现场说教、网络、电台等多种宣传手段。

(2) 充分利用农闲季节加大对农户的安全意识、卷帘机安全操作技能的培训, 督促农户购买合法的卷帘机及其配套部件, 找正规的安装单位进行卷帘机构的现场安装。

(3) 明确卷帘机构的安全监管部门, 加强卷帘机的使用监管力度, 对不具备安全生产的卷帘机构, 应责令整改。

4.加强标准化研究, 制定产品结构设计、总体安装等标准。

(1) 尽快制定卷帘机产品标准、卷帘机构的安装与验收标准、卷帘机构安全使用操作规程等系列行业标准。

(2) 制定适用于不同种类、不同区域的日光温室结构建设标准, 提高日光温室前屋面结构以及后屋面墙体对卷帘机的结构适应性, 便于卷帘机的安装和操作, 提高卷帘机的卷帘质量。

要慎重选择大棚农机具

自从大棚种植在我国出现以来, 全国各地采用大棚搞种植的人越来越多。但由于大棚结构的特殊性, 许多农机具在大棚里很难发挥作用。有需求就有市场, 于是近两三年来, 无论是国内还是国外的农机生产厂家纷纷瞄准这一缺口, 许多适合在大棚内使用的小型农机产品陆续上市。从功能上看, 这些小型农机具主要分为旋耕、播种、施肥、开沟和植保等几大类型。现在市场上流通的小型农机具既有国产的, 又有进口的。据了解, 中国农机流通协会进口的小型农机具售价一般在6500元左右, 国产小型农机具主要有两种, 一种售价4500元左右, 另一种售价3500元左右。

目前进口的小型农机具质量普遍要好于国产产品, 且进口小型农机具的整体作业质量和作业指标也都比国产的要高。

不管是国产农机具还是进口农机具, 这些机体小巧、使用方便的大棚用农机具一般功能都比较单一, 比如旋耕机就不能进行深耕。但是, 只要花一些钱就可以进行配套。

盛唐年间的“连榻”与“卷帘” 第4篇

一、连榻:零距离亲近后妃

榻, 是一种介于床与躺椅之间的窄小木床, 主要功用是用于古人午睡或来客时随意闲坐, 所以古人常用“连榻”一词表示人与人之间的关系亲密, 或是某人的不摆架子与下级随意交往。但按照惯例, 古人的这种“连榻”行为, 只用于男性之间。如《晋书·外戚传·羊琇》云:“杜预拜镇南将军。朝士毕贺, 皆连榻而坐。”[1]1475又如《南史·列传·梁宗室下》记云:“ (始兴中武王萧詹 (原字左加竖心旁) ) 性好谦降意接士, 常与宾客连榻坐论时。”[2]734又《旧唐书·王琚传》云:“虽居州伯, 与佐官、胥吏、酋豪连榻饮谑, 或摴蒱、藏钩以为乐。”[3]2067男性之间更亲密一起的连榻行为就是同榻而眠:“李峤幼有清才, 昆弟五人皆年不过三十而卒, 唯峤已长成矣。母忧之益切, 请天纲。天纲曰:‘郎君神气清秀而寿苦不永, 恐不出三十。’其母大以为戚。峤时名震, 咸望贵达闻此言不信。其母又请袁生致馔诊视云:‘定矣。’又请同于书斋连榻。”[4]

上述的连榻行为都在表现“连榻”的原意, 即男人之间的亲密无间、坐卧在一处的行为。而如果把这种连榻行为转移到男女之间, 特别是用在唐宫的权臣与后妃之间, 就具有非常明显的桃色的味道, 虽然连榻并不等于“同床”, 更不等于“私侍”, 用现代的话说, 不过是男女二人在一个沙发上坐坐罢了, 但这种行为要是发生在大臣连妃子的面都不能见到的制度森严的后宫里, 性质便截然不同。可以用这样一件事证明大臣与妃子连榻的重要性:唐高宗朝的中书侍郎刘祎之有姐姐在宫中为内职, 刘祎之曾借机偷偷看过姐姐一次, 就遭到流放的处罚:“仪凤二年……祎之有姊在宫中为内职, 天后令省荣国夫人之疾, 祎之潛伺见之, 坐是配流嶲州, 历数载, 天后表请高宗召还, 拜中书舍人。”[5]1801这件事足以说明宫禁之中规矩是十分森严的, 平时别说看到妃子的面, 就是偷看内宫女官都是犯大忌的。

能够在盛唐的后宫里与妃子们连榻的人是姜皎, 姜皎是唐玄宗的密友, 他与唐玄宗的关系, 差不多等同于唐高祖李渊与裴寂、唐太宗李世民与刘文静的关系:“ (姜) 柔远子皎, 长安中, 累迁尚衣奉御。时玄宗在藩, 见而悦之。”[6]1473姜柔远是姜謩的孙子, 姜行本的儿子, 姜柔远以貌美而且善于应对而得到武则天的青睐, 成为武则天的内供奉, 从此姜家与李唐皇族有了更深刻的关系。据此来看, 姜皎一定是貌美而聪慧的, 又耳濡目染许多官场里的应对技能, 所以在唐玄宗还没正式立为太子时, 姜皎就看到唐玄宗的未来而与之深深结交:“皎识其有非常度, 委心焉。及即位, 自润州长史召授殿中少监。出入卧内, 陪燕私, 诏许舍敬, 坐与嫔妃连榻, 间击球斗鸡, 呼之不名也。赐宫女、廄马及它珍物, 前后不胜计。帝在殿廷翫一嘉树, 皎盛赞之, 帝遽令徙植其家。”[7]3794这两位少年的伙伴亲密到了极致, 唐玄宗“呼之不名”, 把姜皎直接呼为“姜七”, 特赐与妃嫔们连榻而坐, 是给予姜皎的一种殊荣。姜皎和唐玄宗有枕席之欢的美女们 (包括最受宠的武惠妃) 同榻而坐, 可以零距离地感受贵妃们的容貌、气息、姿态、声音, 这里面就包含唐玄宗对于姜皎的一种含义微妙的亲昵。所以姜皎成了唐玄宗的心腹, 与唐玄宗共谋诛杀与太平公主谋反的窦怀贞的行动, 因此封为姜皎为楚国公, 食封四百户。此时的姜皎已权贵朝野, 再加上他的弟弟姜晦、女婿韦坚、姻亲源乾曜、外甥李林甫, 姜皎一族在唐玄宗朝已炙手可热, 无人能比:“其 (姜皎) 有权宠, 宋璟以为非久安策, 请抑损之。”[7]3795姜皎最终因为姜皎和唐玄宗混得太熟, 知道的机密太多, 还是倒霉在唐玄宗手里:“玄宗皇后王氏, 同州下邽人。梁冀州刺史神念之孙也。帝为临淄王时, 聘为妃。将清内难, 预大计。先天元年, 立为皇后。久无子, 而武妃稍有宠, 后不平, 显诋之。然抚下素有恩, 终无肯谮短者。帝密欲废后, 以语姜皎, 皎漏言, 即死。”[8]3475唐玄宗想废掉王皇后, 而这种心腹之语只能说给心腹之人, 这个人就是姜皎。而不知道在官场里混了那么久、深谙官场之首的姜皎竟然把如此机密的话泄露了出去, 让一直痛恨他的王守一、李峤 (不是诗人李峤, 而是濮王李泰的孙子) 等人抓住了致命的把柄。其实真正致姜皎于死地的并不是唐玄宗, 尽管唐玄宗对姜皎的泄密心怀不满, 但他并没有杀死姜皎的意思, 而只想让姜皎吃点苦头罢了。不肯放过姜皎的是嗣濮王李峤。李峤是王守一的妹夫, 王守一又是王皇后的双胞胎兄弟, 所以在王守一、李峤的暗示下, 中书令张嘉贞才对姜皎严加审讯, 直至杖责至死。看来正应了那句“伴君如伴虎”的老话, 皇帝一旦翻脸, 哪怕是和他当年共患难、可以“连榻”的密友, 也难逃祸殃。

二、卷帘:安禄山窥贵妃

与“连榻”意义相近的做法是“卷帘”, “卷帘”就是卷起遮挡于嫔妃们面前的帘子, 让妃嫔们的如花美貌暴露在宠臣的面前, 让宠臣看到只允许皇帝一个人使用的女人的真容。这当然是一种殊荣, 也是一种含意暖眛的炫耀与张扬。李唐皇族的皇帝们喜欢把自己的妃子展示给外人看:“上尝宴勤政楼, 百官列坐楼下, 独为禄山于御座东间设金鸡障, 置榻使坐其前, 仍命卷帘, 以示荣宠。”[9]玉帘卷处, 华服盛装的杨贵妃艳光四射地露出真容, 让安禄山震撼不已:好一个天上难寻地上难觅的国色天香。色胆包天的安禄山虽然知道这个女人是动不得的, 但他还无法控制想接近杨贵妃的欲念。于是安禄山找到了一个合理接近杨贵妃并进一步地讨好唐玄宗的妙计:“请为贵妃儿。”安禄山当上杨贵妃的“儿子”, 母子一家, 岂不是可以自由地来往了吗?唐玄宗哈哈大笑欣然应允, 后来安禄山真的当上了杨贵妃的胖儿子, 他明目张胆地接近杨贵妃, 当着唐玄宗的面就可以表示对杨贵妃的思念:“上与贵妃共坐, 禄山先拜贵妃。上问何故, 对曰:‘胡人先母而后父’。上悦。”[9]安禄山的讨好之道果然收到了奇效, 唐玄宗的国门兼家门一齐毫不设防地向他打开了, 唐玄宗还真心地把安禄山当成了儿子疼着:“上每食一物稍美, 或后园校猎获鲜禽, 辄遣中使走马赐之, 络绎于路。甲辰禄山生日, 上及贵妃赐衣服宝器酒馔甚厚。后三日召禄山入禁中, 贵妃以锦绣为大襁褓裹禄山, 使宫人以彩舆舁之。上闻后宫欢笑问其故, 左右以贵妃三日洗禄儿对。上自往观之, 喜赐贵妃洗儿金银钱, 复厚赐禄山, 尽欢而罢。自是禄山出入宫掖不禁, 或与贵妃对食, 或通宵不出颇有丑声闻于外, 上亦不疑也。”[9]安禄山自由出入后宫禁地, 通宵欢娱, 贵戚猱杂毫无男女之分, 以至于满城传扬着杨贵妃的淫荡丑名, 但似乎只有唐玄宗一人毫不知情, 《开元天宝遗事》云:“禄山常与妃子同食, 无所不至, 帝恐外人以酒毒之, 遂赐金牌系于臂上, 每有王侯召宴, 欲沃以巨觥, 即禄山以金牌示之, 云准戒酒。”

安禄山在盛唐后宫得到前所未有的极大荣宠和成功, 他甚至最大限度地介入唐玄宗与杨贵妃的私生活里, 毫无避讳地观看着眼前这一对老夫少妻的私密举动:“一日, 妃浴出对镜匀面, 裙腰上微露一乳, 帝扪弄曰:‘软温新剥鸡头肉。’禄山对曰:‘润滑初来塞上酥。’贵妃大笑曰:‘信是胡奴, 只识酥。’”[10]唐玄宗与杨贵妃的这种狎昵无疑对肥佬安禄山是一个巨大的挑逗, 他的手已多次试探着伸向杨贵妃:“贵妃日与禄山嬉游, 一日醉戏无礼尤甚引手抓伤妃乳间, 妃泣曰:‘吾私汝之过也。’虑帝见痕以金为诃子遮之。”[10]此时杨贵妃与安禄山之间的私情, 只剩下一层窗户纸那么薄。而安禄山似乎对杨贵妃真有一片真情, 在他即将远行渔阳的时刻, 他表现得非常缠绵:“禄山出守渔阳, 白妃曰:‘此行深非所乐, 此别复有相见期乎。’妃笑而不答。禄山曰:‘人但患无心耳, 苟有心虽抽肠溅血万生万死犹且不顾, 臣须来见娘娘。’因抱贵妃泣久不止。禄山数失礼于妃, 妃晚年尤不喜恨, 无计绝之耳。既行怏怏, 令前骑作乐, 禄山曰:‘乐有离声, 人多别恨, 自古迄今也。’后与兵反, 私曰:‘吾非敢犪觊觎大宝, 但欲杀杨国忠等数人, 一见贵妃叙离索, 得同欢三五日, 便死亦快乐也。”[10]这是安禄山难得的真情表白, 也使后人从史书记载中见证了安禄山“真情”的一面。这应是“安史之乱”真正的起因之一, 也是为什么在唐玄宗西行途中陈玄礼的军队“六军不发无奈何, 宛转娥眉刀马前死”的真正理由。安史之乱突发, 唐玄宗等人行至马嵬坡前, 随行护卫唐玄宗的陈玄礼及将士们不顾唐玄宗的感受, 在杀死了杨国忠之后, 坚持要杀死杨贵妃:“禁军大将陈玄礼密启太子, 诛国忠父子。既而四军不散, 玄宗遣力士宣问, 对曰:‘贼本犹在。’盖指贵妃也。力士复奏, 帝不获已, 与妃诀, 遂缢死于佛室, 时年三十八, 痤天驿西道侧。”[11]1374在白居易的笔下, 这一场有情人的生死离别的确让人心碎, 但联想到当年杨贵妃与安禄山在大唐宫殿中的那淫乱之声, 想到杨氏一族给大唐民众带来的长达七年的生灵涂炭, 又觉得她死有余辜。最终, 唐玄宗的一次“卷帘”以悲剧落幕, 一代艳后杨玉环终于零落成泥碾为尘, 在马嵬坡前结束了她的一生。

摘要：在大唐王朝的二百九十多年里, 盛唐后宫里聚集的宫女大大超过世人常说的“佳丽三千”。这么多的女人们集中于盛唐后宫, 再加上李唐皇族天生的放荡不羁, 层出不穷的绯闻似乎是理所应当。细细数来, 盛唐后宫里与性有关的活动大致分为如下几大类别:连榻、卷帘、赐浴、游乐、赏宫女等, 本文仅就“连榻”与“卷帘”细细评说。

关键词：盛唐年间,“连榻”,“卷帘”,安禄山,杨贵妃

参考文献

[1][唐]房玄龄.晋书.列传 (第六十三) [M].长春:吉林人民出版社, 1995.

[2][唐]李延寿.南史.列传 (第五十二) [M].长春:吉林人民出版社, 1995.

[3][后晋]刘昫.旧唐书.列传 (第五十六) [M].长春:吉林人民出版社, 1995.

[4][宋]李昉.太平广记 (卷二百二十一) [CD].四库全书[CD]上海:上海人民出版社, 1990.

[5][后晋]刘昫.旧唐书.列传 (第三十七) [M].长春:吉林人民出版社, 1995.

[6][后晋]刘昫.旧唐书.列传 (第九) [M].长春:吉林人民出版社, 1995.

[7][宋]欧阳修.新唐书.列传 (第十六) [M].北京:中华书局, 1975.

[8][宋]欧阳修.新唐书.列传 (第一) [M].北京:中华书局, 1975.

[9]司马光.资治通鉴 (卷二百十五) [CD].四库全书[CD]上海:上海人民出版社, 1990.

[10][宋]曾慥.类说 (卷四十六) [CD].四库全书[CD].上海:上海人民出版社, 1990.

幕墙工程外遮阳卷帘设计分析第5篇

卷帘用于室外必然会受到风、雨等影响。为此, 外遮阳卷帘在室外环境下应保证结构安全, 运行稳定, 图1为上海某幕墙工程外遮阳卷帘。

1 整体设计及工作框图

外遮阳卷帘依靠帘布的上升 (收缩) 和下降 (伸展) 来达到遮阳隔热的效果。整个系统主要由帘布和运动执行机构构成。运动执行机构包括:管状发动机/窗帘盒, 轨道和配重杆。其中管状发动机隐藏在窗帘盒内为帘布上升提供动力, 并使收起的帘布卷在管状发动机外面并利用窗帘盒保护帘布;轨道和配重杆组成运动副, 当帘布伸展时, 管状发动机反向运转, 轨道运动副使帘布在自重下自然下降, 并约束帘布的运动方向。由于帘布在风的作用下会大幅的前后摆动, 对室内人员造成影响, 所以往往在帘布中间位置设置抗风杆。

在目前阶段, 外遮阳卷帘的抗风性能无法达到幕墙的抗风性能等级, 当外遮阳卷帘与幕墙相结合时, 外遮阳卷帘无疑是较弱的部分。为了保护外遮阳卷帘, 有必要设置风力传感器。当室外风速超过外遮阳卷帘设定风速, 风力传感器把信号传到控制器, 控制器控制运动执行机构收起帘布, 确保整个系统结构安全。

具体工作关系见图2。

2 发动机选型和系统验证

遮阳帘传动采用管状发动机, 用于室外需达到IP44防护等级以防止水汽对发动机的侵蚀。

按JG/T 254—2009《建筑用遮阳软卷帘》高标准的室外遮阳帘系统应达到110N/m2的抗风等级 (表1) 。

按风压换算风速公式:

即110 N/m2的风压相当于风速13.3 m/s, 大致相当于6级强风。故风速传感器设置的风速为13.3 m/s, 达到此风速时外遮阳卷帘必须收起。

在第一个外遮阳卷帘工程中, 帘布选用进口SOLTIS 92高强织物帘布, 其重量为420g/m2, 尺寸为1.4m宽×4.3m高, 面积6.02 m2。中间位置设置抗风杆, 帘布底端设计外直径40 mm的铝管配重杆, 考虑建筑美观, 配重杆和抗风杆的直径不能太大, 所以在配重杆铝管中间放置20 mm×20 mm的钢配重, 加大配重杆自重以抵抗运行过程中的摩擦阻力, 完成帘布伸展运动。选用进口管状发动机卷动帘布, 使帘布完成收缩动作。具体见图3。

(a) 剖面图; (b) 轴测图

管状发动机容量Pw的计算根据公式:

式中:F为工作机的阻力, 由自重产生的阻力和风力产生的阻力构成。其中风力产生的阻力为:帘布所受风压x帘布面积x轨道运动副摩擦系数。ν为帘布速度约0.056m/s。ηi参考“平摩擦传动”为0.85。

另外考虑导向轨道的扭曲及安装误差等都会消耗发动机的功率, 故设额外因素的影响为1.2。

计算后得到管状发动机容量功率为:

采用一个管状发动机拖二幅帘布:发动机容量功率要求为64 W, 故选用90 W功率安全。实际工程中选用管状电机, 直径63 mm;额定转速17 rpm;一拖二采用6N型号 (功率90W) 。

控制系统由专业公司协助完成, 集成于楼宇控制系统中。传感器采用风光雨感应器, 最终设定风速大于10 m/s时, 所有帘布开始收起;下雨时所有帘布也收起;控制器包括风光雨控制器及管状发动机控制器。

为验证幕墙工程外遮阳卷帘的结构安全性, 在幕墙性能测试中包括了外遮阳卷帘的测试。测试标准按幕墙标准, 幕墙性能测试时遮阳卷帘收起, 在每项幕墙性能测试后, 遮阳卷帘进行重复上升下降运动以验证其运动执行能力。幕墙结构性能测试后, 幕墙水密性能测试后, 模拟1倍, 2倍地震水平位移测试后, 外遮阳卷帘上升下降都无影响。在3倍地震水平位移后, 一个抗风杆坠落, 其他帘布无影响。分析认为, 假设控制系统正常工作, 在超过设定风速情况下卷帘收缩在窗帘盒内, 外遮阳卷帘在实际环境中的结构安全性是有保障的。

3 运动执行机构优化设计

3.1 上升时帘布被卡住

在工程实际安装时发现, 当风速传感器设定为13 m/s有如下现象:当风速较大时, 帘布上升 (收缩) 过程中会有局部的帘布停住, 但过一端时间后又开始向上收缩。分析后认为是风压太大而导致发动机的自锁保护。

风速传感器安装在易于捕捉到风速的无障碍地方, 但脉动风的影响很难定义到某个具体的点位, 所以风速传感器很难捕捉到脉动风的影响。参考《建筑结构荷载规范》, 阵风系数是离地越高反而越小。所以假设当风速传感器捕捉到设定风速的上限时, 在局部低矮处的帘布有可能已经承受了更大的风速, 从而导致外遮阳卷帘系统的自锁保护。

综上所述, 我们认为外遮阳卷帘系统的设计风速应高于风力传感器的设定风速。安全起见, 可以将JG/T254标准要求的压力再乘以阵风系数。按D类地区5~30m处的阵风系数为2.4, 故重新分析帘布系统的发动机选型:将风力产生的阻力乘上2.4后重新计算发动机的功率, 得到管状发动机容量功率:。

采用一拖二时, 发动机的功率要求122W, 超过了选型功率90W。因为产品已全部安装, 实际工程只能将风速传感器的设定值从13 m/s降到10 m/s, 相当于降低了外遮阳卷帘系统的抗风等级。

风速传感器保护外遮阳卷帘免受超过设计荷载的外界影响。但实际中很难捕捉到局部脉动风的影响, 所以发动机的选型应考虑脉动风的影响, 尤其需避免发动机功率不足造成帘布收缩不及时而导致轨道运动副的损坏。

3.2 下降时帘布被卡住

外遮阳卷帘使用一段时间后发现帘布在下降 (伸展) 过程中有配重杆卡住的现象。现场观察后认为:主要原因是空气中的灰尘积聚在滑动块和铝槽的接触面上, 加大了聚氯乙烯滑动块和铝槽间的摩擦阻力, 当摩擦阻力大于帘布系统的自重, 同时杆件两端的摩擦阻力又不平衡, 就会产生伸展时杆件倾斜而卡住的现象。

设计时聚氯乙烯滑动块和铝槽间的摩擦系数u取0.4, 基本上可认为本项目在设计风速10 m/s的情况下, 阻力和自重是接近平衡的, 一般情况下不会导致帘布下降时卡住。实际使用中, 如聚氯乙烯滑动块和铝槽间的摩擦系数u大于0.4, 就很可能产生卡住现象。如果考虑脉动风的影响, 则更容易在许多局部区域产生下降时卡住的现象。

所以我们认为, 解决帘布下降时卡住现象的手段就是尽量减少滑动块和铝槽间的摩擦系数, 并减少由于杆件倾斜而产生的额外轴向力。假设此工程的摩擦系数上限为0.4, 再考虑脉动风的影响, 即阵风系数2.4, 得到最佳的摩擦系数为0.4/2.4=0.167, 即摩擦系数u≤0.167时可基本保证在设计风速情况下帘布下降时不会产生卡住的现象。

根据上面的分析, 实际工程中对滑动块及铝槽的轨道运动副进行了重新设计。将聚氯乙烯滑动块改成铝滑动块, 同时在铝槽内增加了不锈钢钢丝绳, 将聚氯乙烯–铝运动副改成了铝–钢运动副, 铝–钢运动副的摩擦系数很小, 约为0.17。其接触类型也类似于线接触, 减少了运动副间的真正接触面积可进一步减低摩擦阻力。同时其构造又可以保证铝滑动块在各种情况下保持在轨道内不脱落, 而且当配重杆左右两侧的摩擦阻力不同而产生倾斜的情况下, 由于滑动块中间的圆孔与钢丝绳有一定的间隙, 使配重杆左右轻微的位移从而消除倾斜导致的额外轴向力。实际证明解决了帘布下降时卡住的问题。具体构造见图4。

3.3 轨道运动副的进一步改进

采用钢丝绳-铝滑动块运动副方案也有其弱点:钢丝绳随着帘布的长期运动会引起疲劳, 表面钢丝磨损;而且空气及雨水中的酸性成分, 更会引起钢丝绳表面腐蚀。凡此种种, 都会造成钢丝绳的失效, 而需要维修以确保钢丝绳安全。但幕墙工程一般都需借助吊篮等设备才能接近维修, 在大面积使用钢丝绳的情况下, 会耗费大量的检修时间。所以采用钢丝绳是一种可行方案, 但对于体量大的幕墙工程并不是一种最佳方案。采用传统的金属导轨无需经常检修, 值得深入探讨。

在第二个工程中, 考虑运动副摩擦阻力主要取决于运动副的摩擦系数, 所以尝试采用PA66作为配重杆滑动块的材料, 传统的阳极氧化铝型材作为金属导轨的材料, 这样轨道运动副为PA66-铝, 其摩擦系数u在0.1以内。而且PA66有很好的耐磨性, 是一种理想的室外材料。在具体设计中, 考虑到配重杆两端的滑动块会承受不同的摩擦阻力而导致配重杆倾斜, 产生额外的轴向阻力, 所以将滑动块与配重杆之间的联接设计成套管联接:当配重杆有倾斜趋势时, 滑动块与配重杆沿杆件轴向方向相对运动以消除轴向力, 恢复配重杆的平衡, 保证帘布下降运动的顺畅。

(a) 剖面图; (b) 轴测图

先期的运动副构造被设计成常规的滑动块在槽内滑动, 其接触面积较大, 在试样运行一段时间后发现仍存在局部卡住的可能。为此我们借鉴了钢丝绳与滑动块的构造, 从减低真正相接触面积着手, 调整了PA66滑动块与铝槽的构造。在与幕墙顾问讨论后, 在铝槽内增加了一个类似钢丝绳的圆柱状铝型材;并将滑动块设计成了“钳形”, 其“钳形”端口卡在圆柱状铝型材上以确保连接有效, 同时两者以线接触形式相互滑动, “钳形”端口和圆柱状铝型材在各个方向都有一定的间隙以允许各个方向有一定的微调功能, 以消除配重杆倾斜而产生的轴向力。在满足各项设计要求后, 此“钳形”端口最终被设计成了一个三维产品 (图5) 。利用三维打印机打印了数个模型并进行实体验证, 最终确定了“钳形”端口构造, 保证了帘布伸展运动的运行顺畅, 与铝槽导轨连接的安全可靠, 并具有很好的鲁棒性。

(a) 剖面图; (b) 轴测图

为验证系统的使用寿命, 假设帘布每天连续上升下降1h, 每年按300 d计算, 则10年质保期间相当于连续运行3 000 h。随后用实际产品进行了室外3 000 h的运行测试, 测试证明整套帘布系统达到设计要求 (图6) 。

配重杆端头材料和轨道材料的选择, 端头和轨道的构造及配合设计都是影响帘布下降运动顺畅程度的关键点。利用三维打印技术可方便地获得各种试样模型, 有效率的进行实体验证以确保实际工程的成功。

4 结束语

外遮阳卷帘与幕墙工程相结合具有提高建筑物外围护结构的遮阳, 节能水平等一系列优点。为确保外遮阳卷帘的结构安全, 运行稳定, 建议在设计时还应考虑如下内容。

(1) 利用包括传感器, 控制器, 运动执行机构的机电一体化技术以确保外遮阳卷帘在一个结构安全的外界环境范围内运行

(2) 在设计参数上考虑脉动风的影响, 以确保外遮阳卷帘在收缩伸展运动时有足够的安全裕度, 避免运动不畅造成卷帘系统的损坏。

(3) 有效降低运动副间的摩擦阻力以确保运行顺畅, 并通过构造设计尽量减少摩擦阻力及两侧摩擦阻力不平衡的影响。

(4) 帘布应选用高强度的织物, 并具有自洁性。轨道运动副的材料应适应在室外环境下工作, 尽量减少维修保养几率。

在目前的外遮阳帘设计中仍有一些设计因素不十分明确, 可适当提高相关的设计标准以避免实际使用时安全裕度不足。同时采用新材料, 新生产工艺也有利于设计出结构更安全, 运行更稳定, 反应更敏捷的外遮阳卷帘。

参考文献

[1]GB 50189—2005, 公共建筑节能设计标准[S].

[2]JG/T 254—2009, 建筑用遮阳软卷帘[S].

[3]GB 50009—2012, 建筑结构荷载规范[S].

[4]闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2010.

冬季卷帘机的安全使用第6篇

1. 用户应根据自身棚室的长度、宽度、拱度及草帘重量, 按标准选用合适的主机, 并注意留有载荷余量, 禁止满载荷和超载运行, 同时采取必要的安全防盗措施。

2. 用户自行购买的电机、电缆及其他配电器材, 应为达到国家标准的合格产品。严禁使用私自或由非正规厂家制造、拼装、改型的不合格产品, 以确保用电安全和主机安全运行。

3. 用户应根据卷帘重量, 按标准配用支杆、推杆、卷杆、螺栓, 避免杆件配备不合理造成折杆、拧杆。

4. 用户使用前必须认真阅读使用说明书, 并请安装人员来安装和指导, 以确保卷帘机的正常使用。

5. 卷帘机作业时须有两人以上进行操作, 卷放过程中操作人员不得随意离开, 严禁在工作状态下调整和维修保养。

6. 禁止将倒顺开关固定在主机和支杆上, 并在倒顺开关前面另加控制刀闸, 以确保在倒顺开关失灵时能及时切断电源。卷帘机使用状态中大棚后墙至棚前5米之内、立杆和支撑覆盖范围内严禁站人, 防止出现制动失灵、倒杆等意外造成人员伤亡。

7. 直齿卷帘机遇到停电时, 严禁用户挑起刹车块让其自行下滑, 以免发生生命危险。上拉式卷帘机要配备遥控器, 以便在身体或衣服被“咬住”时马上停机。严禁停电时不切断电源用人工摇卷帘机;每次使用停机后必须切断总电源。

8. 使用转向开关或按钮式电源开关, 应安装在明显、易操作的位置, 严禁私自改动。同时安装漏电、过载保护装置, 电源线安装须进行绝缘处理, 并保持良好舒畅状态。

9. 主机在首次使用时要加入足量合格的重载荷齿轮油, 以后应定期检查并每年更换1次。不按时更换机油易造成齿轮和轴套等部件早期磨损, 会严重影响卷帘机的使用寿命。

10. 安装卷帘机后, 草苫上必须覆盖塑料薄膜, 避免雨雪淋湿草帘使其超负荷工作而造成卷帘机、电机损坏和扭曲卷杆。在湿滑条件下 (雨雪雾冰冻天气) , 严禁无安全措施攀爬棚顶进行各项作业及调整保养, 防止人员跌落摔伤。

11. 卷帘机卷放时禁止触及三角带。卷帘机向下放到底或向上卷到离棚顶30厘米时, 必须停机。如继续上卷有把卷帘机和帘子从棚顶滚落到后方的危险。

12.用户在安装及使用过程中, 应经常检查主机及各连接处螺丝是否松动。立杆、卷杆出现偏差时应及时调整、调直, 紧固螺栓, 以确保主机及杆件正常运行, 延长使用寿命。

13. 严禁酒后和未成年人操作卷帘机。卷帘机在启动和运行中, 严禁在主机和卷杆前站人, 无关人员不得进入作业区域, 以防卷帘机失控造成人身事故。

14.用户在卷帘机发生故障时, 要在代理点或公司服务人员的协助或指导下排除故障, 以避免盲目操作造成机械损坏和安全事故。

防火卷帘卷轴设计与校核第7篇

防火卷帘是建筑内防火设施之一, 当有火灾发生时, 卷帘在消防联动信号控制下启动, 使具有防火功能的帘布落下, 起到阻止火灾蔓延的作用。防火卷帘的卷轴是传动和承载的关键部件, 在防火卷帘的设计中, 如何合理地计算卷轴力学性能, 正确地选用卷轴, 是防火卷帘设计的关键。

2 卷轴的力学模型分析

如图1所示, 卷轴多采用无缝钢管做轴身, 与两端轴头焊接而成。从卷轴的受力情况分析, 卷帘卷轴可视为一个承受均匀分布载荷的简支梁, 其受力简图如图2所示。卷轴受到帘面和自身重力的作用, 很容易产生挠度。按照防火卷帘国家标准 (GB14102-2005) 规定, 合理的挠度值应小于卷帘长度的1/400。该卷轴主要受弯曲和剪切力矩, 因其转速低, 且转动平稳, 所以剪切力矩不是影响轴的强度的主要因素, 可忽略不计。而由弯曲产生的内应力及其造成的挠度变化, 则是卷轴能否使用的关键。

3 卷轴挠度的计算

根据机械设计手册, 挠度计算公式为:

式中:f挠为最大挠度, m;L为跨度, m;q为单位长度上的载荷, N/m;J为截面的惯性矩;E为材料的弹性模量, 值为2×1011N/m2。

轴的截面惯性矩可为:式中:J为轴的截面惯性矩;D为卷轴外径;d为卷轴内径。

根据防火卷帘国家标准, 卷轴的合理挠度值选定为卷轴跨度的1/400, 即应满足:f挠≤fmax=0.0025L (3)

4 卷轴强度的校核

(1) 求卷轴承受的弯矩:Mmax=KqL2/8 (4) 式中:q为均布载荷, N/m;L为轴长, m;Mmax为最大弯矩, N·m;K为材料安全系数。

(2) 求抗弯截面模量:式中:d为外径, m;d1为内径, m。

(3) 求卷轴承受的最大正应力:σmax=Mmax/W (6) 式中:W为抗弯截面模量, m3。

查表, 无缝钢管许用应力[σb]=340N/mm2, 卷轴强度若能满足承载要求, 那么σmax≤[σb]。

5 设计实例

一樘宽15.5m、高4.5m的防火卷帘, 帘面重量3.5kg/m2, 是否可用准299×8的无缝钢管做卷轴?