蔣歡

摘要：隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，小型多功能微耕機(jī)的需求量在持續(xù)增加。在收集整理多種小型多功能微耕機(jī)的工作數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，闡述小型多功能微耕機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理，分析其存在的主要問題，并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：微耕機(jī)；多功能；結(jié)構(gòu)；原理；問題；發(fā)展趨勢

中圖分類號：S222 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）02-0054-02

隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，小型多功能微耕機(jī)因其體積小、質(zhì)量輕、靈活性強(qiáng)和能適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境等特點(diǎn)，需求量逐漸提升。目前國內(nèi)對小型多功能微耕機(jī)的研究主要集中在整體性能、制造工藝和適合當(dāng)?shù)靥厣呐涮讬C(jī)具研發(fā)等方面。例如：張曉東等人研發(fā)了一種適合棚室作業(yè)特點(diǎn)的微耕機(jī)具，可以解決由于棚室空間狹小而普通微耕機(jī)操作不便和棚室邊緣耕作死角問題；云南大學(xué)對微耕機(jī)刀輥半徑設(shè)計(jì)、旋耕刀具設(shè)計(jì)和微耕機(jī)速比系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了研究等。當(dāng)前，就中國的農(nóng)機(jī)市場來說，小型多功能微耕機(jī)的機(jī)型并未形成完整成熟的體系，技術(shù)相對落后，同時(shí)沒有詳細(xì)的關(guān)于微耕機(jī)的設(shè)計(jì)資料。為此，本文詳細(xì)綜述了小型多功能微耕機(jī)在我國存在的一些問題，以期為微耕機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考。

1 小型多功能微耕機(jī)的總體設(shè)計(jì)

1.1 主要結(jié)構(gòu)與工作原理

小型多功能微耕機(jī)主要由工作部件、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力等部分組成。目前，國內(nèi)銷售的小型多功能微耕機(jī)多采用2.20～6.60 kW的柴油機(jī)或汽油機(jī)作為配套動(dòng)力，傳動(dòng)方式主要有齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)，工作部件一般為彎刀刀片（按一定的規(guī)律固定在刀軸上）。微耕機(jī)工作時(shí)，刀軸由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸經(jīng)變速器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，刀片隨刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)自地面從上向下切削土壤，隨著機(jī)組前進(jìn)，旋轉(zhuǎn)刀片不斷切入未耕土壤，切下的土塊被拋向后方，并與擋泥板相撞，進(jìn)一步破碎再落到地面，達(dá)到松土碎土的目的。

1.2 傳動(dòng)裝置

傳動(dòng)方式主要分為齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)兩種類型。

1.2.1 齒輪傳動(dòng) 采用齒輪傳動(dòng)的小型多功能微耕機(jī)，通過法蘭盤連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，動(dòng)力由濕式摩擦離合器或者錐面摩擦離合器直接傳遞到變速箱內(nèi)。變速箱內(nèi)有主軸、副軸和倒擋軸等，通過撥動(dòng)主軸和倒擋軸上的雙聯(lián)直齒輪的位置，可實(shí)現(xiàn)快擋、慢擋和倒擋的轉(zhuǎn)換。采用齒輪傳動(dòng)的方式比較穩(wěn)定可靠，安全系數(shù)高。整機(jī)質(zhì)量適中，在硬地、大田塊或淺水田等地域作業(yè)具有明顯的優(yōu)勢，但其制造成本較高。

1.2.2 皮帶傳動(dòng) 采用皮帶傳動(dòng)的小型多功能微耕機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出采用側(cè)向布置，通過皮帶傳遞到變速箱內(nèi)，動(dòng)力的離合通過皮帶的張緊來實(shí)現(xiàn)。變速箱體一般為整體式結(jié)構(gòu)，上部為變速部分，下部為動(dòng)力輸出部分，兩部分之間多采用鏈條傳動(dòng)。采用皮帶傳遞的方式可以減小對發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊力，具有一定的保護(hù)作用。整機(jī)具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造成本低、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，適合山區(qū)、丘陵或平原等不同地域的作業(yè)，但存在著皮帶容易老化斷裂的問題，且由于質(zhì)量較輕，對硬、板地入土效果較差，耕作困難。

1.3 機(jī)架

機(jī)架是小型多功能微耕機(jī)的重要組成部分，起到控制方向、安裝汽油機(jī)與減速器以及連接刀輥等作用。機(jī)架的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮使用者的舒適性和安全性，同時(shí)需要符合中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微型耕耘機(jī)技術(shù)件》（JB/T 10266.1—2001）中的有關(guān)要求。

2 我國小型多功能微耕機(jī)存在的主要問題

2.1 制造與使用方面

2.1.1 主機(jī)相對多，配套機(jī)具相對較少 由于國內(nèi)小型多功能微耕機(jī)生產(chǎn)廠商眾多，主機(jī)型的開發(fā)缺少統(tǒng)一規(guī)劃，雖小型多功能微耕機(jī)的品牌和品種較多，但主要功能重復(fù)率高，主機(jī)專用化水平低，而且配套耕具較少，束縛了微耕機(jī)作業(yè)的廣泛性。

2.1.2 農(nóng)機(jī)作業(yè)項(xiàng)目單一，機(jī)械化應(yīng)用范圍小 目前，國內(nèi)小型多功能微耕機(jī)的應(yīng)用主要集中在糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)作物機(jī)耕領(lǐng)域，在農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域的探索缺少足夠的想象力。

2.1.3 使用水平低，維修成本高 由于小型多功能微耕機(jī)生產(chǎn)行業(yè)存在規(guī)模小、成本高和系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化水平低等問題，造成因技術(shù)原因?qū)е碌氖褂盟捷^低的狀況。同時(shí)，特別在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，小型多功能微耕機(jī)易耗配件及維修的成本也相對較高。

2.2 質(zhì)量檢測方面

我國自1987年參加經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織OECD農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)官方試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則以來，增加了國際學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，從而提高了我國拖拉機(jī)制造水平及檢測水平。目前，我國有農(nóng)機(jī)化管理機(jī)構(gòu)3萬多個(gè)，試驗(yàn)鑒定機(jī)構(gòu)50多個(gè)。2003年全國小型多功能微耕機(jī)類產(chǎn)品行業(yè)普查產(chǎn)品送樣檢驗(yàn)合格率僅為45%，近幾年小型多功能微耕機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)步提高。

《農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械安全技術(shù)要求》（GB 10395.10—2006）第10部分：手扶（微型）耕耘機(jī)的出臺，對微耕機(jī)機(jī)械安全要求和試驗(yàn)方法做了詳細(xì)描述；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微型耕耘機(jī)技術(shù)條件》（JB/T 10266.1—2001）和《微型耕耘機(jī)實(shí)驗(yàn)方法》（JB/T 10266.2—2001）中，除一般技術(shù)要求、安全技術(shù)要求外，還對小型多功能微耕機(jī)性能要求做了詳細(xì)規(guī)定，其中包括環(huán)境噪聲、駕駛員操作位置處噪聲、最大耕深、耕深變異系數(shù)、平均耕寬、碎土率、耕后地表平整度、植被覆蓋率等參數(shù)的測定。微耕機(jī)性能試驗(yàn)還需要相關(guān)土壤參數(shù)的測定，如耕前土壤堅(jiān)實(shí)度、土壤含水率等參數(shù)。

目前，小型多功能微耕機(jī)質(zhì)量檢測試驗(yàn)的大多數(shù)環(huán)節(jié)由人工或半人工完成，特別是微耕機(jī)可靠性試驗(yàn)，由于需要長時(shí)間人工把持操作，使得小型多功能微耕機(jī)質(zhì)量檢測工作非常繁重，所以質(zhì)量檢測部門迫切需要系統(tǒng)化自動(dòng)檢測裝置和小型多功能微耕機(jī)自動(dòng)控制裝置。目前，北京、重慶、廣東等地區(qū)的科研部門及高校已經(jīng)開展了相關(guān)的科研工作。

3 小型多功能微耕機(jī)的發(fā)展趨勢

我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模以家庭為主，適用小型農(nóng)機(jī)具。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整，大田作物面積逐步減少，經(jīng)濟(jì)類作物的種植面積不斷增加，尤其是溫室大棚的迅猛發(fā)展，使得小型多功能微耕機(jī)的市場潛力巨大。

目前，在完善農(nóng)用功能的基礎(chǔ)上，科研人員不斷為小型微耕機(jī)配套新機(jī)具、增加新功能，以適應(yīng)更廣泛的作業(yè)環(huán)境，提高其使用率；噪聲低、排放少、動(dòng)力強(qiáng)勁和適應(yīng)性強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)將更多地應(yīng)用于微耕機(jī)；機(jī)具的操作（操向手柄、前進(jìn)和后退速度的調(diào)節(jié)）也將更加簡單；為了減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約更換農(nóng)機(jī)具的時(shí)間，微耕機(jī)與配套機(jī)具的掛接將采用快速掛接裝置，拆換農(nóng)具會更簡單、快速；隨著溫室大棚技術(shù)的進(jìn)一步推廣，對體積小、噪音低和沒有廢氣污染的棚室小型微耕機(jī)的需求不斷增加。今后，在所采用蓄電電源、電網(wǎng)供電方式以及電網(wǎng)動(dòng)力線結(jié)構(gòu)方面，需借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)適合我國國情的機(jī)具。

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