赵学亮

(安徽博微长安电子有限公司，安徽 六安 237010)

通风窗执行机构是粮库平方仓实现粮食储藏机械通风常用的机械组成部分，也是智能通风技术实现的重要组成部分之一。智能通风技术通过综合考虑粮堆温度等诸多相关参数设定，综合判断自动开启和关闭通风窗或者结合通风口的开关来改善粮食储藏环境，应用于储粮日常管理，达到粮食安全储存的目的[1]。

1 现状分析

目前粮库的通风窗执行机构在实际应用中，用来实现仓窗开启和关闭的电动执行机构种类较多，最常见的有涡轮蜗杆减速电机和电动推杆两种。现公司设计的执行机构产品大多采用涡轮蜗杆和采用减速电机来达到通风窗及通风口开启和关闭，因涡轮蜗杆有自锁功能，可在仓窗的任何角度停止，便于仓储作业的日常需求管理。执行机构为了能够保证仓窗的开启和关闭到位，均安装有起信号反馈作用的行程开关及仓窗开启角度调节器。

如何高效、节能、新颖的实现执行机构的功能是目前需要解决的一个问题。目前粮库中最为常见的依旧是转臂、拉杆组成的连杆机构与通风窗连接来达到开启和关闭通风窗的功能。现在原有基础上，设计了一种新型粮库上开通风窗执行机构，通过减速电机、卷筒、收紧装置和不锈钢钢丝绳相结合，采用收放缠绕钢丝绳来实现通风窗自动开启和关闭的功能，关闭时利用收紧装置的预收紧力即可达到关紧密闭状态。这种绳式牵引的执行机构单元，可达到较为隐蔽、一体化设计的实际效果。

2 技术方案

新型的绳式牵引粮库上开窗执行机构的安装，前期需要现场勘察及测量通风窗的相关联数据，与库方确认需求和安装位置。

一般情况下，执行机构各组件安装在通风窗旁边，该机构由支座、上支架滑轮组件(见图1)、下支架滑轮组件(见图2)、转向支架(见图3)、不锈钢钢丝绳、收紧装置等组成。当减速电机正转卷筒，通过滑轮组件转换缠绕方向来收紧钢丝绳，从而达到通风窗开启的目的；当减速电机反转卷筒时，通风窗内侧收紧装置起到作用，使通风窗缓慢关闭可达到粮食储存密闭要求。

图1 上支架滑轮组件示意

图2 下支架卷筒组件示意

图3 转向支架示意

①将支座安装固定在通风窗上，采用专用夹具锁紧钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端延伸至与上支架滑轮组件连接。②上支架滑轮组件主要由滑轮和支架组成，其主要目的是钢丝绳穿过定滑轮和导向滑轮进行转向，达到与通风窗连接的目的。在通风窗的正上端用膨胀螺栓将上支架滑轮组件固定在墙体上，便于钢丝绳的转换方向及连接。③转向支架主要由滑轮和支架组成。当滑轮组件延伸出来的钢丝绳，将其穿过墙垛的转向支架的滑轮，并随后向下垂直延伸至下支架卷筒组件。④下支架卷筒组件主要有下支架、涡轮蜗杆减速电机、卷筒、滑块和行程开关组成。滑块(带内螺纹)有丝杆带动，随着卷筒的转动会接触行程开关来达到启停工作达到开启或者关闭状态的目的。采用膨胀螺栓将其固定在墙壁上，并与滑转向支架延伸的钢丝绳连接，保证垂直角度90°，并通过电机驱动转动卷筒使上通风窗打开，开启90°时间约20s左右。⑤在仓内通风窗与窗框处配装收紧装置，例如弹簧等收紧装置。此处采用液压缓冲闭门器，可调整液压油压，使得通风窗较为平稳的可靠关闭。

该机构可通过结构的优化设计，拓展演变成一拖二的机构(见图4)，使用一套减速电机卷筒组件就可以驱动两个上开通风窗的开关，节省了一定的使用成本。

图4 一拖二执行机构示意

在经过计算对比，当通风窗开启角度为90°时，其中钢丝绳拉力F最大，此时钢丝绳与通风窗的夹角为α=69.4°，通风窗自重为G(质量为20kg)。

在钢丝绳传递至下支架总成卷筒时，其中输出力臂L=0.0125m，扭矩为M=F×L，选取最大F>129.16N，得到最终F(拉)>2F×cosλ，其中λ=4.27°，故F(拉)>257.6N。

可得出，P>0.142kW，查询选型手册，选取P=0.18kW，选取微型交流减速电机，功率180W，减速比为1∶20。

根据实际情况，选用一般用途吊钩式，选M6，安全系数k′=6,可得Fmax=6×F(拉)=1 545.6N。查表得，初步选择7×7，φ1.52系列。从其他方面考虑，最终选用7×7，φ2.5型不锈钢钢丝绳。

此执行机构主要特点：①可接入智能通风控制管理系统；②该机构性能稳定可靠，能将上开通风窗开启固定在任何一个角度；③该装置结构形式新颖、小巧、大方美观，不影响粮库的日常进出仓正常作业。

3 具体实施方案

在方案实施前进行实地勘查现场情况，了解仓房信息，确定安装位置，依照编制的安装作业指导书进行机构的安装及通电调试。在施工时，需将原通风窗内的原有机构连接件拆除，并在窗户表面配钻支座连接安装孔，并将螺装位置带密封胶封堵，窗户复原。安装支座、上支架滑轮组件、转向支架、下支架卷筒组件，并按序穿插接入304不锈钢钢丝绳。在仓内通风窗与窗框处配装液压闭门器，调整油压，使得通风窗较为平稳的关闭。在各滑轮组变向处均加装有钢丝绳防脱槽装置，大大增加设备的安全性能。在下支架总成处配置有手摇柄，旋转摇柄可进行收紧或放松钢丝绳，便于库方工作人员在停电时也能够正常开启和关闭通风窗。

此执行机构在下支架卷筒组件安装有行程开关，可实现通风窗开启和关闭状态的电信号读取，融入智能通风管理系统。当机构电机接收到开窗指令信号时，减速电机正转，卷筒缠绕拉动钢丝绳使通风窗开启，当开启角度达到指定角度触碰到行程开关时，电机停止，通风窗保持在开状态；当电机接收到关窗指令信号时，减速电机反转，通风窗在闭门器缓冲拉力下，通风窗关闭到位时，触碰到行程开关时，电机停止，通风窗保持在关闭密封稳定状态。

4 实际应用效果

执行机构单元可通过滑轮组合由一个电机带动两个窗户的同步开启和关闭，相应地减少了制造和安装成本。机构的控制信号行程开关布置在下支架总成上，便于现场调试及后期维护。目前，该绳式牵引上开通风窗执行机构已安装应用在中粮粮油安徽双凤库35#、36#两栋高大平房仓上，经过多年的试用和使用，依旧可有效稳定实现通风窗的开启及关闭操作，受到粮库用户的好评。