甘蔗提升机的适用性和发展思路

2012-02-20蒋秋婵

装备制造技术 2012年8期

蒋秋婵

(广西机械工业研究院，广西南宁 530001)

世界上大多数的发达国家，在20世纪60年代先后实现了农业机械化和农业现代化。这些发达国家，能够较早或较快的实现农业现代化，主要是有发达的生产力和先进的科技支撑，能适应社会生产力和社会发展的需求。比起西方发达国家，我国发展农业机械化的时间和发展水平，还远远落后，我国实现农业机械化，仍然任重道远。

1 我国发展农业机械化的重要性

我国是一个具有中国特色的社会主义国家，农业是我国国民经济的基础，只有农业稳定发展，国民经济才能快速发展。重视、加强、发展农业生产，是增强国民经济基础的大政方针。农业新技术的有效实施和广泛应用，必须依靠机械化才能得到较好的实现。现代科学技术向前跨越一步，就能够使农业生产力大幅度的提高。大力发展现代农业，必须依靠科技进步，科技进步离不开农业机械化。只有用现代科学技术改造传统农业，用现代物质条件装备农业，才是发展现代农业最直接与最有效的途径。

农业机械化的发展，可以促进农民增收。中国农业劳动力，占全国劳动力的比重约为47%。而已经实现了农业机械化和农业现代化的发达国家，由于农业机械的不断创新和广泛应用，大幅度地提高了劳动生产率，使得农业劳动力占全社会从业人员的比重均小于8%。

从国外与国内机械化发展情况比较，在农业机械化水平高的地方，农民收入相对比较高，农民的生活相对比较富裕。农业机械是先进的生产工具，是整个社会文明和进步的重要标志。发展农业机械化，代表了农村生产手段和生产方式的变革，是推进新农村建设、构建和谐社会新农村的重要内容。农业机械化是现代农业发展的重要物质基础，农业劳动生产率的高低，与农业现代化水平的高低有着密切联系。采用机械化作业，可以提高农业生产效率，降低生产成本，提升农业产业水平。农业机械化生产，还可以提高农产品品质，对保证食品安全产生有着非常积极的影响。使用安全高效的农业机械，加大推进农机化标准作业，可以全面提高农产品品质。

总而言之，要实现农业的现代化，必须大力发展农业机械化，快速提升农业劳动生产率，用现代物质条件装备农业，提高农业生产的机械化水平。

2 甘蔗糖业的生产现状

甘蔗是世界最主要的糖料作物之一。据国家农业部近几年统计资料：世界蔗糖年产量约1.2亿t，占食糖总产量的79%左右。世界上约有120多个国家和地区生产蔗糖，其中巴西、印度、中国、美国、澳大利亚、泰国等国，是蔗糖产量最大的国家。我国是世界第三大产糖大国和食糖消费大国，占世界食糖总产和总消费量的7%左右，蔗糖年产量大约有1 400万t。

甘蔗是我国最主要的糖料作物，主要种植于热带和亚热带地区的广东、广西、台湾、福建、贵州、云南、湖南、湖北、四川、浙江、江西等省区。据国家统计资料：甘蔗种植面积占我国糖料种植面积的85%以上，蔗糖产量占食糖总产量的90%。广西、广东、云南、海南这4省区，是我国的甘蔗主要产区。这些主产区气候条件适宜，甘蔗种植面积占全国甘蔗种植面积的93%以上。其中广西壮族自治区的甘蔗种植面积最大，占全国甘蔗种植面积的62%以上。甘蔗糖业在我国农业经济中占有着重要的地位，已成为我国主产蔗区经济发展，特别是农村经济发展的重要支柱，有助于提高蔗区财政收入和实现农民增收。

3 甘蔗种植机械化能有效降低生产成本

随着我国近几年来甘蔗种植面积和产糖量的大幅度提高，甘蔗种植业劳动力负荷年均随之增长。但随着农村劳动力大量转移，劳动力数量的下降和劳动强度的剧增，导致劳动力成本占甘蔗生产成本的比重不断提高，造成了蔗糖产业的巨大压力。造成蔗糖生产成本高的主要原因还包括：

（1）蔗田单户种植面积过小，蔗农集约种植经营水平低，使糖厂蔗糖原料成本高；

（2）甘蔗砍伐多为手工化，砍伐成本过高。

世界上许多产糖大国甘蔗生产机械化程度高，减少了繁重劳动力，提高了生产效率，同时降低了甘蔗生产成本。而我国大部份甘蔗种植区机械化程度不高。

以广西甘蔗种植为例，广西所处的地理位置有着独特的优势，作为我国最大的甘蔗种植区，也是全球最适宜种植甘蔗的地区之一，但机械化程度几乎为零。广西蔗区的生产主体，大部份是依靠人工作业来完成，农村的单家独户，以个体种植小规模生产为主，蔗田大小不一，作物不连片，全靠人力手工完成种、耕、伐、收全过程。甘蔗生长到榨季的后期，如不及时收割，甘蔗的糖份会损失，使制糖生产成本大幅度上升，甘蔗收割的完全人工作业，严重地制约着广西蔗糖业的发展。

而实现甘蔗收割机械化，榨季时提供给糖厂的甘蔗原料量稳定，糖厂生产能高负荷连续稳定地运行，有效缩短了榨季生产周期，避免了榨季后期甘蔗糖份不必要的损失，稳定甘蔗出糖率。

总体来说，制糖产业未来的发展趋势，应该围绕降低甘蔗种植成本，增加技术投入，推广机械化作业，发展甘蔗种植标准化生产基地，提高甘蔗的单位面积产量，推行甘蔗产业化经营模式，这样才能有效降低制糖生产成本，确保农民增产增收。

4 甘蔗提升机的应用和发展趋势

要促进甘蔗生产机械化，使我国糖业健康发展，必须要加快农业机械化新技术的普及应用。甘蔗种植采用机械化作业流程为：整地，种植，中耕培土，植保，灌溉，收获。

其中收获采用甘蔗联合收割机、装载提升机、田间及公路运输车辆等来完成收割、剥叶、切段、打包、输送等机械化收获作业。甘蔗切段后必须在24 h内压榨，否则甘蔗糖份就会损失。甘蔗提升机属于农业机械化的先进生产工具，是甘蔗联合收割机械成套设备的组合，是甘蔗生产流程中收获期的装载提升设备，主要作用是把已经切段装入布袋的甘蔗装上运输车。

对于缓坡地和大面积地块，如广西桂中南地区的农垦、地方农场、规模化经营的甘蔗生产基地，主要采取农垦系统或糖厂组建机械化服务队等作业经营模式。适宜采用大规模机械化设备，重点发展大型多功能联合作业，以大型收割机为主，配套大型装载提升机收集装车。

对于地块较小的缓坡地、丘陵地，如广东湛江农村和农场部分小地块，海南部分县的小平坡地。采取专业户经营或服务队等作业经营模式。适宜中等规模机械化设备，重点发展轻简型机械化生产，采用甘蔗联合收割机，配套中型装载提升机收集装车。

对于坡耕地，窄小地块。如桂南及桂西山区的窄小地块。采取农民自营和微小型机械服务队的作业模式。比较适宜小规模部分机械化和小型半机械化设备，采用人力手推式微型甘蔗割铺机，配套小型装载提升机收集装车。

当前，我国各地甘蔗种植区，在国家和政府的大力支持下，不断地结合本地的实际情况，及时组织引导和协调原来小而分散的蔗田，进行连片园田化建设，推广每亩田/吨糖的甘蔗良种，不断扩大种植面积，以提高蔗农收入和满足糖厂扩大生产的需要。

从以上分析来看，不论是大面积地块还是窄小地块，我国少部分地区开始逐步使用甘蔗联合收割机，但配套使用装运提升机的却为极少数，大部分地区甘蔗收获还是靠人工装车，劳动强度大，效率低。

在东南亚，如泰国等国家以及印度的产糖区，地形地貌与中国产糖区比较相似，目前其甘蔗收割也是人工砍伐、装运。因此，我国大部分地区以及一些国家和地区，是甘蔗提升机的巨大市场。

5 甘蔗提升机的设计理念

为适应市场需求，广西机械工业研究院与广西泛特国际贸易有限公司共同合作，由日本公司提供技术支持，广西机械工业研究院制作，研发了一款小型甘蔗提升机。

这款小型提升机在缓坡地、大面积地块以及较小的缓坡地、丘陵地块都能运作。根据不同地区蔗田的地形地貌，对于超大面积的甘蔗田，大型联合收割机可以开到甘蔗地里进行收割作业后直接装车，大型联合收割机附带有输送机构，直接把收割好的甘蔗输送上运输车。但对于较小的缓坡地、丘陵地块，使用大型联合收割机根本不能实现，只能使用小型收割机配套小型提升机来实现，小型收割机把甘蔗收割后切段打包，再利用提升机吊上运输车。

这款甘蔗提升机的底盘，选用山东福田雷沃国际重工股份有限公司生产的雷沃TD904型拖拉机底盘。福田雷沃重工是一家以工程机械、农业装备、车辆为主体业务的大型产业装备制造企业，该机型匹配名优发动机，发动机功率66.2 kW，动力强劲；具有双速动力输出，输出轴为760～1 000 r/min；加强型底盘，强度可靠；采用16+8梭式换档，啮合套换档，速度配置更合理；离合器采用德国进口，性能更可靠；全液压转向操作系统，操作灵活可靠；双油缸强压式提升器，提升可靠性高；有独立的液压供油系统，双路液压输出；前后轮距可调节，适应高地隙，作业地势通过性好，能有效满足蔗田坡耕地，窄小地块作业形式；选用轿车通用的电器组合开关，操作方便；配置150 L下置双油箱，容积大，有效满足了作业需求。适应性广，适用于农田作业。提升机外型如图1。

图1 甘蔗提升机外型图

前后轮胎选择了大型农用车人字形轮胎，前轮型号为12.4-24，后轮型号为16.9-34。虽然甘蔗提升机行驶速度要求不高，但其使用条件苛刻，经常行驶于状况不良的田间小路和坚硬的留茬地或石子山路，甚至是无路面的道路，轮胎易被划伤或割破；另一个特点是间歇作业，里程短，但使用期较长，因此要求轮胎具有较好的耐屈挠龟裂和耐老化性能。

甘蔗提升机提升架，由日本公司提供技术资料。该提升架结构是日本方面经对多个甘蔗种植国家收割期使用的提升机设备进行市场调研后，总结出的设计方案。提升架由三大部件组成：

（1）固定支架；

（2）提升支架；

（3）伸缩支架。

其中，固定支架采用150 mm×150 mm×6 mm型钢组焊；提升支架采用150 mm×100 mm×6 mm型钢组焊，由两个液压油缸提升；伸缩支架由6 mm厚的钢板折成六角形管状，由伸缩内管（伸缩臂）与伸缩外管配套，加长液压油缸推动。为了使伸缩臂运动自如，减少内外管摩擦阻力，还专门在外管外端头及内管里端头改进设计方案，设计了方形滑块结构。整个提升架结构简单，坚实牢靠。提升架见图2。

图2 甘蔗提升架外型图

甘蔗提升机提升架配有3个油缸：一个臂伸缩油缸，行程2 680 mm；另两个是支架举升同步顶起油缸，行程500 mm。底盘厂家（雷沃公司）根据这3个油缸的使用性能，配备一个带多路换向阀的904机型—液压和底盘共油的普通型提升器，这种机型的储油量80 L，流量大，能满足油缸的使用。

甘蔗提升机还配备了一台无线电子吊秤，电子吊秤的工作原理是，当物体吊挂在吊钩上时，压力施给传感器，CPU根据键盘命令以及程序，将这种结果输出到显示器，用以t为单位的最大量程表示。

电子吊秤主要功能：有分类存储功能，可以存储10个货号，每种货号999磅次，一共有10×999次，具有累加、累减、可删除任意货号的任意磅次的错误累加值；串口输出功能，可以连接大屏幕和电脑；实时监控秤体重量；仪表欠压和无信号自动关机；有良好的动态称重性能，不因重物的晃动而影响称重结果；配置多种打印格式，方便称重数据统计；配无线遥控器，人机界面，中文提示，方便操作。

这款甘蔗提升机，整车结构设计合理，可提升甘蔗总质量1 t，提升高度达4～4.5 m，液压操作简单方便，安全可靠。整车行走平稳可靠，很适合在缓坡地、大面积地块以及较小的缓坡地、丘陵地块的蔗田里进行收割作业。

6 甘蔗提升机的市场前景

查阅近年甘蔗种植及产糖量资料可知，我国甘蔗产量约为1.30亿t，东南亚和印度等国家的甘蔗产量累计为3.80亿t。若其中有60%以上的甘蔗，是应用甘蔗联合收割机砍伐，并配套提升机装车的话，每台机器在一个榨期内砍伐量按1.15亿t计算，甘蔗提升机市场需求量高达2.70万台以上。而且随着我国各地区蔗田连片园化建设的逐步扩大，对甘蔗提升机的需求量，每年都有上升的趋势。