在北方地區,日光溫室前屋面必須覆蓋保溫材料才能滿足冬季生產的需要。草苫是日光溫室最普遍使用的覆蓋材料,它保溫效果好,價格便宜。但每天草苫的人工卷鋪,勞動強度大,一般每棟溫室的草簾需要1-2個人工卷鋪lh左右,雨、雪后的草苫總重量(80m長溫室)大約在10-20t,卷放難度會成倍加大,甚至還會危及到人身安全,同時也影響溫室的光照和蓄熱能力。
與繁重的人工卷簾相比,近年來日光溫室卷簾機的開發和生產,徹底解決了人工卷鋪草苫所存在的費時、費力等問題。機械卷簾可在6-10 min內一次完成日光溫室覆蓋物的卷鋪工作,大大降低勞動強度。每天可延長溫室光照時間近2 h,明顯提高了棚內作物的產量和品質,機械卷簾的作用越來越明顯,已經成為溫室大棚的主要工程技術之一,是今后大棚生產必需的機械裝備和發展方向。
1 溫室卷簾機的主要作用
1.1 增加日照 提高溫室溫度
通過縮短卷放簾時間,一般每天可增加日照時間近2h,提高溫室內溫度3-5℃。
1.2 提高勞動生產率 減輕勞動強度
一般可提高勞動生產率20倍。
1.3 減少保溫簾磨損 延長保溫簾的使用壽命
由于卷放過程運行平穩,無繩索與保溫簾的磨擦,可使保溫簾延長使用壽命1-2a。
1.4 作物生長周期短 提早上市
由于溫室內溫度增高,生長快,使作物早熟,縮短作物生長期,一般可使作物提前上市5-10d。
1.5 提高經濟效益
通過減少用工量,減少保溫簾的損壞,提高作物產量,增加反季量等可明顯地提高經濟效益。
2 卷簾機的原理與主要形式
卷簾機的技術原理是利用電機作動力,通過減速機及鏈輪等機械傳動機構,將聯成一體的溫室覆蓋材料,在較短的時間內完成整體卷鋪工作。在卷鋪過程中要求卷簾機運轉平穩、勻速,技術可靠,實用性好。目前廣泛應用的機械卷簾設備主要包括以下幾種:
2.1 雙軸繩拉式卷簾機
①由于電機、減速機固定安裝在后墻上,因而對其體積、重量不做特別限制,可以選用功率較大的2.2kW電機和傳動比較大的減速機卷鋪重厚的草簾,長度可達100m。
②牽引部分的附屬設施較繁雜,后墻上每2- 3m要安裝一個三角架及予埋件,一根和溫室同長的卷繩軸以及若干條繩子,因而增加了卷簾機和溫室的造價。但是卷簾軸所受扭矩較小,所以對卷簾軸的強度要求不高。
2.2 跨懸臂式卷簾機
①由于該卷簾機安裝在溫室中央,其重量由左右卷簾軸承擔,受力平衡,側墻基本不受力,只要骨架能承受草簾和卷簾機的壓力就可以使用,應用范圍廣。動力可選擇1.5-2.2kW電機,卷鋪 80m草簾。
②卷簾機安裝在溫室中央,用法蘭盤和左右卷簾軸聯結,直接帶動卷簾軸轉動完成卷鋪運動。和繩拉式卷簾機相比,節約了牽引部件的設施設備。
③該形式卷簾機,存在著體積大,重量重(大約在100kg左右),制造成本高,對日光溫室骨架強度要求高,安裝、維修較為不便。
2.3 側置擺桿式卷簾機
①由于電機、減速機吊掛在側墻外,并隨著保溫被和草簾的卷鋪而上下移動,因而要求其體積、重量不可過大,重量限制在70kg以內,一般選用不大于1.1kW的電機。
②卷簾機用法蘭盤和卷簾軸聯結,直接帶動卷簾軸轉動完成卷鋪運動。和繩拉式卷簾機相比,節約了牽引部件的設施設備。
③支架為側置擺桿式,支架和卷簾機用銷軸聯結,結構簡單,安裝、維修方便。
3 SY-120型日光溫室卷簾機產品特點及優勢
雙級少齒差SY—120型日光溫室卷簾機,極大的應用了少齒差的特點,研制發明的專利技術“十字浮動滑槽器”,從根本上解決了小體積、大輸出的關鍵問題。
3.1 SY-120型日光溫室卷簾機的特點
SY-120型日光溫室卷簾機的特點是在長度 30mm左右、直徑120mm時,比十字滑塊增加效力40%,體積縮小70%?!笆指踊燮鳌眱善矫娓饔幸粋€十字交叉矩形凹槽,槽深占厚度的 80%,槽寬占直徑的25%左右,使輸出輪和輸出軸端的矩形凸塊插入本身高度的70%,成揣手狀態,使輸出輪和輸出軸拉近距離??s短轉臂軸的長度,減小輸出輪和輸出軸在相對輸出時扭斜力度,使動轉穩定。十字浮動滑槽器能用于各種不定軸、不同心的輸出傳動機構,它能縮小傳動體積,增加效率,調心同步,增大比壓強度。它為發揮不定軸傳動少齒差減速機的優勢起到關鍵作用。
由于它采用少齒差行星傳動,不同軸輸出,大大降低了減速機體積,同時保證了輸出扭矩的要求,穩定性得到較大提高。電機可采用0.75kW,輸出扭矩可達到6000—7 000NM,整機重量僅為 40kg,承載能力達到12t。徹底解決了減速機輸出扭矩大、體積不能減小的矛盾,為溫室卷簾機市場的開拓奠定了基礎。該機具有性能穩定、節省能源、制造及使用成本低、適用溫室及覆蓋材料范圍廣和安裝操作方便等特點,市場競爭力極強。
3.2 SY-120型日光溫室卷簾機優勢
與傳統產品比較,SY—120型日光溫室卷簾機優勢主要表現為:①減速機在雙級少齒差行星傳動和不定軸傳動的基礎上,創造性的采用齒輪短齒、修元設計,開發研制出“十字浮動滑槽器”機構縮短轉臂軸長度,增加鋼度而實現體積小、轉矩大的目的,達到了重量輕、制造成本低的效果。②卷簾機采用單側輸出形式,卷鋪阻力小,不產生集中對抗力,承重在溫室側山墻上,對溫室骨架沒有集中壓力,適用溫室范圍廣。③采用機電聯體結構,進一步縮小整機體積,降低生產成本。
4 發展新型機械化卷簾技術 提升設施農業水平
近年來,天津市日光溫室面積發展很快,農民對卷簾機的需求極為迫切。目前,市場上使用的卷簾機存在很多問題。雨或雪后的草苫總重量 (80m長溫室)大約在10-20t,利用現有的技術設計和生產,卷簾機的重量要在100kg左右,材料費和制造成本相當高,銷售價格要在5 500~ 6 000元,農民接受起來十分困難。若想降低制造成本,減輕重量,輸出扭矩滿足不了需要,故障率高,給用戶帶來很多不便,制約了日光溫室卷簾機的普及和設施農業的發展。
SY-120型卷簾機可大大降低材料費和生產成本。由于它采用少齒差行星傳動,不同軸輸出,大大降低了減速機體積,同時保證了輸出扭矩的要求,穩定性大大提高。通過實際應用,SY- 120型卷簾機可廣泛應用于設施農業生產中,大大減輕農民的勞動強度,使農民有更多的時間從事其它產業,有效提升天津市設施農業的總體水平。
(作者單位:150700 黑龍江省牡丹江市農業機械化技術推廣站)