小型多功能微耕机发展研究

蒋欢

摘要：随着我国农村经济的发展及农业结构的调整，小型多功能微耕机的需求量在持续增加。在收集整理多种小型多功能微耕机的工作数据的基础上，阐述小型多功能微耕机的主要结构及工作原理，分析其存在的主要问题，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：微耕机；多功能；结构；原理；问题；发展趋势

中图分类号：S222 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）02-0054-02

随着我国农村经济的不断发展及农业结构的不断调整，小型多功能微耕机因其体积小、质量轻、灵活性强和能适应多种作业环境等特点，需求量逐渐提升。目前国内对小型多功能微耕机的研究主要集中在整体性能、制造工艺和适合当地特色的配套机具研发等方面。例如：张晓东等人研发了一种适合棚室作业特点的微耕机具，可以解决由于棚室空间狭小而普通微耕机操作不便和棚室边缘耕作死角问题；云南大学对微耕机刀辊半径设计、旋耕刀具设计和微耕机速比系数优化设计等方面进行了研究等。当前，就中国的农机市场来说，小型多功能微耕机的机型并未形成完整成熟的体系，技术相对落后，同时没有详细的关于微耕机的设计资料。为此，本文详细综述了小型多功能微耕机在我国存在的一些问题，以期为微耕机结构的设计提供参考。

1 小型多功能微耕机的总体设计

1.1 主要结构与工作原理

小型多功能微耕机主要由工作部件、机架、传动系统和动力等部分组成。目前，国内销售的小型多功能微耕机多采用2.20～6.60 kW的柴油机或汽油机作为配套动力，传动方式主要有齿轮传动和皮带传动，工作部件一般为弯刀刀片（按一定的规律固定在刀轴上）。微耕机工作时，刀轴由发动机的动力输出轴经变速器驱动旋转，刀片随刀轴转动自地面从上向下切削土壤，随着机组前进，旋转刀片不断切入未耕土壤，切下的土块被抛向后方，并与挡泥板相撞，进一步破碎再落到地面，达到松土碎土的目的。

1.2 传动装置

传动方式主要分为齿轮传动和皮带传动两种类型。

1.2.1 齿轮传动 采用齿轮传动的小型多功能微耕机，通过法兰盘连接发动机和变速箱，动力由湿式摩擦离合器或者锥面摩擦离合器直接传递到变速箱内。变速箱内有主轴、副轴和倒挡轴等，通过拨动主轴和倒挡轴上的双联直齿轮的位置，可实现快挡、慢挡和倒挡的转换。采用齿轮传动的方式比较稳定可靠，安全系数高。整机质量适中，在硬地、大田块或浅水田等地域作业具有明显的优势，但其制造成本较高。

1.2.2 皮带传动 采用皮带传动的小型多功能微耕机，发动机动力输出采用侧向布置，通过皮带传递到变速箱内，动力的离合通过皮带的张紧来实现。变速箱体一般为整体式结构，上部为变速部分，下部为动力输出部分，两部分之间多采用链条传动。采用皮带传递的方式可以减小对发动机的冲击力，具有一定的保护作用。整机具有质量轻、结构简单紧凑、制造成本低、价格便宜等特点，适合山区、丘陵或平原等不同地域的作业，但存在着皮带容易老化断裂的问题，且由于质量较轻，对硬、板地入土效果较差，耕作困难。

1.3 机架

机架是小型多功能微耕机的重要组成部分，起到控制方向、安装汽油机与减速器以及连接刀辊等作用。机架的设计应考虑使用者的舒适性和安全性，同时需要符合中华人民共和国机械行业标准《微型耕耘机技术件》（JB/T 10266.1—2001）中的有关要求。

2 我国小型多功能微耕机存在的主要问题

2.1 制造与使用方面

2.1.1 主机相对多，配套机具相对较少 由于国内小型多功能微耕机生产厂商众多，主机型的开发缺少统一规划，虽小型多功能微耕机的品牌和品种较多，但主要功能重复率高，主机专用化水平低，而且配套耕具较少，束缚了微耕机作业的广泛性。

2.1.2 农机作业项目单一，机械化应用范围小 目前，国内小型多功能微耕机的应用主要集中在粮食生产和经济作物机耕领域，在农产品加工等领域的探索缺少足够的想象力。

2.1.3 使用水平低，维修成本高 由于小型多功能微耕机生产行业存在规模小、成本高和系列化、通用化、标准化水平低等问题，造成因技术原因导致的使用水平较低的状况。同时，特别在经济欠发达地区，小型多功能微耕机易耗配件及维修的成本也相对较高。

2.2 质量检测方面

我国自1987年参加经济合作与发展组织OECD农业拖拉机官方试验标准规则以来，增加了国际学术交流活动，从而提高了我国拖拉机制造水平及检测水平。目前，我国有农机化管理机构3万多个，试验鉴定机构50多个。2003年全国小型多功能微耕机类产品行业普查产品送样检验合格率仅为45%，近几年小型多功能微耕机产品质量得到稳步提高。

《农林拖拉机和机械安全技术要求》（GB 10395.10—2006）第10部分：手扶（微型）耕耘机的出台，对微耕机机械安全要求和试验方法做了详细描述；行业标准《微型耕耘机技术条件》（JB/T 10266.1—2001）和《微型耕耘机实验方法》（JB/T 10266.2—2001）中，除一般技术要求、安全技术要求外，还对小型多功能微耕机性能要求做了详细规定，其中包括环境噪声、驾驶员操作位置处噪声、最大耕深、耕深变异系数、平均耕宽、碎土率、耕后地表平整度、植被覆盖率等参数的测定。微耕机性能试验还需要相关土壤参数的测定，如耕前土壤坚实度、土壤含水率等参数。

目前，小型多功能微耕机质量检测试验的大多数环节由人工或半人工完成，特别是微耕机可靠性试验，由于需要长时间人工把持操作，使得小型多功能微耕机质量检测工作非常繁重，所以质量检测部门迫切需要系统化自动检测装置和小型多功能微耕机自动控制装置。目前，北京、重庆、广东等地区的科研部门及高校已经开展了相关的科研工作。

3 小型多功能微耕机的发展趋势

我国的农业经营规模以家庭为主，适用小型农机具。随着农业种植结构的进一步调整，大田作物面积逐步减少，经济类作物的种植面积不断增加，尤其是温室大棚的迅猛发展，使得小型多功能微耕机的市场潜力巨大。

目前，在完善农用功能的基础上，科研人员不断为小型微耕机配套新机具、增加新功能，以适应更广泛的作业环境，提高其使用率；噪声低、排放少、动力强劲和适应性强的发动机将更多地应用于微耕机；机具的操作（操向手柄、前进和后退速度的调节）也将更加简单；为了减轻操作者的劳动强度和节约更换农机具的时间，微耕机与配套机具的挂接将采用快速挂接装置，拆换农具会更简单、快速；随着温室大棚技术的进一步推广，对体积小、噪音低和没有废气污染的棚室小型微耕机的需求不断增加。今后，在所采用蓄电电源、电网供电方式以及电网动力线结构方面，需借鉴发达国家先进技术和经验，开发适合我国国情的机具。

参考文献

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