小型多功能微耕機發展研究

蔣歡

摘要：隨著我國農村經濟的發展及農業結構的調整，小型多功能微耕機的需求量在持續增加。在收集整理多種小型多功能微耕機的工作數據的基礎上，闡述小型多功能微耕機的主要結構及工作原理，分析其存在的主要問題，并對其未來發展趨勢進行展望。

關鍵詞：微耕機；多功能；結構；原理；問題；發展趨勢

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

隨著我國農村經濟的不斷發展及農業結構的不斷調整，小型多功能微耕機因其體積小、質量輕、靈活性強和能適應多種作業環境等特點，需求量逐漸提升。目前國內對小型多功能微耕機的研究主要集中在整體性能、制造工藝和適合當地特色的配套機具研發等方面。例如：張曉東等人研發了一種適合棚室作業特點的微耕機具，可以解決由于棚室空間狹小而普通微耕機操作不便和棚室邊緣耕作死角問題；云南大學對微耕機刀輥半徑設計、旋耕刀具設計和微耕機速比系數優化設計等方面進行了研究等。當前，就中國的農機市場來說，小型多功能微耕機的機型并未形成完整成熟的體系，技術相對落后，同時沒有詳細的關于微耕機的設計資料。為此，本文詳細綜述了小型多功能微耕機在我國存在的一些問題，以期為微耕機結構的設計提供參考。

1 小型多功能微耕機的總體設計

1.1 主要結構與工作原理

小型多功能微耕機主要由工作部件、機架、傳動系統和動力等部分組成。目前，國內銷售的小型多功能微耕機多采用2.20～6.60 kW的柴油機或汽油機作為配套動力，傳動方式主要有齒輪傳動和皮帶傳動，工作部件一般為彎刀刀片（按一定的規律固定在刀軸上）。微耕機工作時，刀軸由發動機的動力輸出軸經變速器驅動旋轉，刀片隨刀軸轉動自地面從上向下切削土壤，隨著機組前進，旋轉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，進一步破碎再落到地面，達到松土碎土的目的。

1.2 傳動裝置

傳動方式主要分為齒輪傳動和皮帶傳動兩種類型。

1.2.1 齒輪傳動 采用齒輪傳動的小型多功能微耕機，通過法蘭盤連接發動機和變速箱，動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。變速箱內有主軸、副軸和倒擋軸等，通過撥動主軸和倒擋軸上的雙聯直齒輪的位置，可實現快擋、慢擋和倒擋的轉換。采用齒輪傳動的方式比較穩定可靠，安全系數高。整機質量適中，在硬地、大田塊或淺水田等地域作業具有明顯的優勢，但其制造成本較高。

1.2.2 皮帶傳動 采用皮帶傳動的小型多功能微耕機，發動機動力輸出采用側向布置，通過皮帶傳遞到變速箱內，動力的離合通過皮帶的張緊來實現。變速箱體一般為整體式結構，上部為變速部分，下部為動力輸出部分，兩部分之間多采用鏈條傳動。采用皮帶傳遞的方式可以減小對發動機的沖擊力，具有一定的保護作用。整機具有質量輕、結構簡單緊湊、制造成本低、價格便宜等特點，適合山區、丘陵或平原等不同地域的作業，但存在著皮帶容易老化斷裂的問題，且由于質量較輕，對硬、板地入土效果較差，耕作困難。

1.3 機架

機架是小型多功能微耕機的重要組成部分，起到控制方向、安裝汽油機與減速器以及連接刀輥等作用。機架的設計應考慮使用者的舒適性和安全性，同時需要符合中華人民共和國機械行業標準《微型耕耘機技術件》（JB/T 10266.1—2001）中的有關要求。

2 我國小型多功能微耕機存在的主要問題

2.1 制造與使用方面

2.1.1 主機相對多，配套機具相對較少 由于國內小型多功能微耕機生產廠商眾多，主機型的開發缺少統一規劃，雖小型多功能微耕機的品牌和品種較多，但主要功能重復率高，主機專用化水平低，而且配套耕具較少，束縛了微耕機作業的廣泛性。

2.1.2 農機作業項目單一，機械化應用范圍小 目前，國內小型多功能微耕機的應用主要集中在糧食生產和經濟作物機耕領域，在農產品加工等領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生產行業存在規模小、成本高和系列化、通用化、標準化水平低等問題，造成因技術原因導致的使用水平較低的狀況。同時，特別在經濟欠發達地區，小型多功能微耕機易耗配件及維修的成本也相對較高。

2.2 質量檢測方面

我國自1987年參加經濟合作與發展組織OECD農業拖拉機官方試驗標準規則以來，增加了國際學術交流活動，從而提高了我國拖拉機制造水平及檢測水平。目前，我國有農機化管理機構3萬多個，試驗鑒定機構50多個。2003年全國小型多功能微耕機類產品行業普查產品送樣檢驗合格率僅為45%，近幾年小型多功能微耕機產品質量得到穩步提高。

《農林拖拉機和機械安全技術要求》（GB 10395.10—2006）第10部分：手扶（微型）耕耘機的出臺，對微耕機機械安全要求和試驗方法做了詳細描述；行業標準《微型耕耘機技術條件》（JB/T 10266.1—2001）和《微型耕耘機實驗方法》（JB/T 10266.2—2001）中，除一般技術要求、安全技術要求外，還對小型多功能微耕機性能要求做了詳細規定，其中包括環境噪聲、駕駛員操作位置處噪聲、最大耕深、耕深變異系數、平均耕寬、碎土率、耕后地表平整度、植被覆蓋率等參數的測定。微耕機性能試驗還需要相關土壤參數的測定，如耕前土壤堅實度、土壤含水率等參數。

目前，小型多功能微耕機質量檢測試驗的大多數環節由人工或半人工完成，特別是微耕機可靠性試驗，由于需要長時間人工把持操作，使得小型多功能微耕機質量檢測工作非常繁重，所以質量檢測部門迫切需要系統化自動檢測裝置和小型多功能微耕機自動控制裝置。目前，北京、重慶、廣東等地區的科研部門及高校已經開展了相關的科研工作。

3 小型多功能微耕機的發展趨勢

我國的農業經營規模以家庭為主，適用小型農機具。隨著農業種植結構的進一步調整，大田作物面積逐步減少，經濟類作物的種植面積不斷增加，尤其是溫室大棚的迅猛發展，使得小型多功能微耕機的市場潛力巨大。

目前，在完善農用功能的基礎上，科研人員不斷為小型微耕機配套新機具、增加新功能，以適應更廣泛的作業環境，提高其使用率；噪聲低、排放少、動力強勁和適應性強的發動機將更多地應用于微耕機；機具的操作（操向手柄、前進和后退速度的調節）也將更加簡單；為了減輕操作者的勞動強度和節約更換農機具的時間，微耕機與配套機具的掛接將采用快速掛接裝置，拆換農具會更簡單、快速；隨著溫室大棚技術的進一步推廣，對體積小、噪音低和沒有廢氣污染的棚室小型微耕機的需求不斷增加。今后，在所采用蓄電電源、電網供電方式以及電網動力線結構方面，需借鑒發達國家先進技術和經驗，開發適合我國國情的機具。

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