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國內(nèi)外旋耕機的發(fā)展與思考
土壤是農(nóng)業(yè)的根本,土地耕作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中極其重要的一環(huán)。四大文明古國,全部誕生在土地肥美的大河沖積平原。古中華神農(nóng)氏一脈,發(fā)明原始的土地翻耕工具“耒”、“耜”,直接導(dǎo)致了一個強大的炎帝部落崛起。泱泱中華,歷代封建帝國,更是一部“犁”的變遷史。
“十耕蘿卜九耕麻”,強調(diào)“熟耕”、“縱橫耕”的傳統(tǒng)耕作工具——犁,需要對土地進行多次反復(fù)耕作,容易對土壤造成破壞,不利水土保持,土壤消耗大。
直到近代,西方機械文明的發(fā)展,催生了“旋耕機”。
技術(shù)的革新,推動旋耕機的發(fā)展,并適用不同土地類型
技術(shù)的革新,推動旋耕機的發(fā)展,并適用不同土地類150多年前,在英、美等國,出現(xiàn)了一種由3-4千瓦內(nèi)燃機驅(qū)動的機械,它們主要用于庭園耕作,這就是旋耕機**初的雛形。此后,直到L型旋耕刀研制成功,旋耕機才真正進入大田作業(yè)。
旋耕機切土、碎土能力強,一次旋耕能夠達到一般犁耙作業(yè)幾次才能達到的碎土效果,而且旋耕后的地表平整、松軟,更能滿足精耕細作的要求。使用旋耕機能有效縮短工序時間,利于搶農(nóng)時抗旱保墑,從此成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的象征。
旋耕機的樣式,不是一成不變。旋耕機的發(fā)展,伴隨著技術(shù)的改進,而隨著每一次突破性的技術(shù)革新,旋耕機得到更大范圍的推廣應(yīng)用。
20世紀(jì)初,日本人從歐洲引進旱田旋耕機,并經(jīng)過大量的試驗和研究工作,成功研制出適應(yīng)當(dāng)?shù)厮锔饕蟮膹澋?,解決了刀齒和刀軸的纏草問題。二戰(zhàn)以后,新式旋耕機在日本全國迅速普及,日本農(nóng)業(yè),得到長足的發(fā)展。中國約一半的耕地是水田,日本研制新型旋耕機并大范圍使用的成功經(jīng)驗,對我國而言,很具有借鑒性。
中國對旋耕機的研究,始于20世紀(jì)50年代末。當(dāng)時主要研制與手扶拖拉機配套使用的旋耕機,后來又研制出了與中型輪式拖拉機配套的旋耕機。70年代初,我國終于完成了與當(dāng)時國產(chǎn)各類拖拉機配套的系列旋耕機的設(shè)計,旋耕機開始在北方平原旱田得到大面積的推廣應(yīng)用。
旋耕機在我國的發(fā)展,經(jīng)歷了單機研制、發(fā)展系列產(chǎn)品、新產(chǎn)品的開發(fā)和換代三個階段。隨著現(xiàn)代種植、耕作農(nóng)藝的發(fā)展,在旋耕機基礎(chǔ)上,還產(chǎn)生了多用途的聯(lián)合復(fù)式作業(yè)機。新型系列旋耕機采用新型旋耕刀,綜合了合理的速度參數(shù)、幅寬和復(fù)式作業(yè)功能,滿足不同的耕作用途與農(nóng)藝要求。新型的自走式驅(qū)動型旋耕機,強化土壤耕作過程,滿足不同條件下的不同土壤類型,一次耕作可以聯(lián)合作業(yè),有自身動力驅(qū)動,作業(yè)時不需要牽引功率,減少了功率的消耗,更加節(jié)能環(huán)保。
當(dāng)前,我國旋耕機的使用范圍不斷擴大,從應(yīng)用**廣的北方旱地,逐漸蔓延到南方水田,牧場、荒地和果林等都有使用旋耕機進行耕耘作業(yè)。
在我國:傳統(tǒng)旋耕機存在的問題,未來的方向
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化機械程度的不斷增強,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作效率和效益的不斷提高,傳統(tǒng)旋耕機在我國各地域各種復(fù)雜環(huán)境的推廣使用過程中,逐漸暴露出一些問題。特別是近年來,傳統(tǒng)國產(chǎn)旋耕機的弊端日益突出,已經(jīng)不能有效滿足中國特色的農(nóng)藝要求和生產(chǎn)規(guī)模擴大的需要,成為制約我國旋耕機進一步在全國大范圍普及推廣的難題。
傳統(tǒng)旋耕機系列產(chǎn)品大多采用外力牽引式,因受強度以及結(jié)構(gòu)尺寸的限制,功能一直較為單一,配套范圍也僅限于中、小型功率拖拉機,缺少大型和深耕型產(chǎn)品。在實際生產(chǎn)中,牽引拖拉機的動力輸出軸容易損壞;十字萬向傳動軸的使用壽命也比較短;以旱地為使用環(huán)境發(fā)展起來的傳統(tǒng)旋耕機,遇到特殊環(huán)境,旋耕作業(yè)性能不是很穩(wěn)定,且容易纏草;傳統(tǒng)旋耕機的作業(yè)性能,不能完全滿足當(dāng)前和未來的農(nóng)藝要求。
今后,我國旋耕機的研究和推廣應(yīng)用將重點朝這樣幾個方向發(fā)展:向?qū)挿?、高速型旋耕機發(fā)展;向聯(lián)合作業(yè)機組方向發(fā)展;向節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)戰(zhàn)略型發(fā)展;全幅深等新型旋耕機的研發(fā)逐漸起步;小型旋耕機需求量有所增加。
適應(yīng)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)的需要,減少功耗、提高效率是今后旋耕機研究和推廣的一個重點。為了降低功耗,提高耕作質(zhì)量,需要對刀片參數(shù)進行深入研究,探討新的耕耘方式,比如潛土逆轉(zhuǎn)等等。為提高效率,還需要開發(fā)并推廣具有復(fù)式聯(lián)合作業(yè)功能的大型農(nóng)機。
為了達到大范圍推廣普及的效果,需要降低旋耕機用戶的維修保養(yǎng)難度和費用。一個辦法是,采用各零部件等壽命的原則,對旋耕機進行整體設(shè)計,盡可能保證整機無故障使用期限,**好是4-5年,以減少用戶的維修保養(yǎng)率;其次,國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的旋耕機零配件型號大小不一,不能互相配套,需要引導(dǎo)建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),便于更換旋耕機零配件;再次,需要鼓勵引導(dǎo)旋耕機生產(chǎn)廠家建立全國聯(lián)網(wǎng)的售后維修保養(yǎng)服務(wù)點,以便及時和就近為農(nóng)戶提供更換旋耕機零配件、指導(dǎo)機器生產(chǎn)操作、維修保養(yǎng)等售后服務(wù)。
加大科技投入,注重新興科技的應(yīng)用,不斷提高旋耕機的科技含量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)考慮不斷將一些新技術(shù)應(yīng)用到旋耕機上,比如信息系統(tǒng)等,開發(fā)仿形控制耕幅的果園、林場用旋耕機和液壓驅(qū)動刀輥的旋耕機等。
履帶自走式旋耕機:破解南方水田難題
南方水田面積廣,雖然隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程,旋耕機逐漸走進農(nóng)戶的家庭,但是,旋耕機的使用率依然有限,而且多使用小型旋耕機。這不僅效率受到影響,而且勞動強度更大,并且在水田環(huán)境使用過程中,小型旋耕機容易出現(xiàn)機器刀片誤傷操作者的情況。
為什么旋耕機在面積廣大的中國南方難以推廣?
水田多,山區(qū)丘陵也多。原本以旱地為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)旋耕機不適合在南方發(fā)揮本該有的作用。
傳統(tǒng)的旋耕機,要么由輪式拖拉機牽引,配套完成耕、耙作業(yè),要么自行驅(qū)動,但是行走方式大都仍是傳統(tǒng)保守的輪式。這樣就有一個致命的缺陷:對南方水田土壤生態(tài)的破壞。
橡膠輪壓力大,在水田中行走,碾出兩道深溝,深溝透過耕作層的稀泥,一直深陷入硬泥層,把厚厚的一層生泥土也翻帶上來。熟泥層與生泥層混合在一起,破壞了耕作層的土壤結(jié)構(gòu),影響農(nóng)作物的生長。每耕作一次,就使耕作泥層加深一次,造成惡性循環(huán),一定時間以后,**后到一定程度,水田變成深泥腳田,導(dǎo)致耕田機具無法下田,造成良田荒蕪的嚴重惡果。
而且,傳統(tǒng)旋耕機由于旋耕時被切削泥土的不平整,容易造成旋耕機在向前運行的過程中出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象,推進不可靠,進一步影響了旋耕機在不平地面的使用。
幾年前,在中國南方的湖南省,為了適應(yīng)南方水田的松軟土壤和高低起伏的復(fù)雜地形,改變輪式的行走模式,出現(xiàn)了一種全新的履帶式旋耕機,并采用液壓控制技術(shù)和平衡裝置等新式設(shè)計,實現(xiàn)升降自如和深泥水田一次性通過。鑒于傳統(tǒng)小型旋耕機容易誤傷操作者自己的情況,這種新式履帶旋耕機還摒除了拖拉機,采用自我驅(qū)動系統(tǒng),這就是“履帶自走式旋耕機”。
湖南中天農(nóng)業(yè)機械有限公司研發(fā)團隊在董事長王術(shù)平的帶領(lǐng)下,歷經(jīng)幾年,從2004年開始進行調(diào)查和可行性論證,幾年來多次分批試制樣機,通過反復(fù)破壞性試驗和改進,現(xiàn)在的履帶自走式旋耕機能完成各項要求和技術(shù)指標(biāo),包括有懸掛架總成、傳動箱總成、刀軸總成、機罩拖板、行走底盤、液壓與操作系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等裝置。行走底盤的行走支架的兩端分別有驅(qū)動輪和張緊輪,在行走支架上面有履帶托托,下部中央有兩個平衡輪,在平衡輪的前后都有支重輪,履帶圍繞在上述各輪的處面,運行平衡,可適應(yīng)各種復(fù)雜的農(nóng)田地面。
去年,以“龍舟”命名的履帶自走式旋耕機正式走向市場,局部投放湖南、湖北、安徽、遼寧、吉林、黑龍江以及泰國、越南等國家和地區(qū)。今年,“龍舟”履帶自走式旋耕機全面進入市場,營銷范圍已達13個省以及東南亞地區(qū),供不應(yīng)求。
“耕田不用犁,全靠旋耕機”,履帶自走式旋耕機由于符合我國南方現(xiàn)代農(nóng)機研發(fā)的現(xiàn)實需要和未來趨勢,適應(yīng)農(nóng)戶生產(chǎn)的實際要求,同時還具有保障農(nóng)田土壤生態(tài)的作用,必將成為未來旋耕機的一個重點發(fā)展方向。
在中國的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)革命中,履帶自走式旋耕機的發(fā)明和推廣,無疑具有深刻的意義。
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