我国南方丘陵山区田间转运车的研究进展

2017-02-25咸宁市农业科学院蔡克桐段凯梅军柳威

湖北农机化 2017年5期

关键词：运粮丘陵履带

咸宁市农业科学院蔡克桐段凯梅军柳威

赤壁市华军农机专业合作社祝江林祝移婆

我国南方丘陵山区田间转运车的研究进展

咸宁市农业科学院蔡克桐段凯梅军柳威

赤壁市华军农机专业合作社祝江林祝移婆

本文概述了我国南方丘陵山区简易田间转运车、牵引式田间转运车和履带式田间转运车的现状，综述了它们的性能、使用条件和特色特点等，为解决南方丘陵山区田间粮食转运最后1 km提供理论支撑。

南方丘陵；田间转运车；研究

我国南方丘陵山区比例超过60%的省份有贵州、重庆、云南、四川、福建、广西、浙江、江西、湖南、湖北和广东，南方丘陵山区是我国水稻等粮食作物、油料作物、特色经济作物主产区[1-2]，有的省份耕种收机械化率达到60%左右，高的超过70%，而农作物收获后的机械化转运研究较少。为加快推进南方丘陵山区农作物收获后转运机械化，保障我国水稻、小麦、油菜等大宗粮油产品供应，提升特色经济作物种植效益，促进农民增产增收和农业增效，具有十分重要的现实意义。

1 田间转运车概况

众所周知，我国是世界上种植水稻面积最大的国家，水稻耕种收环节也普遍采用机械化，然而大型收割机械在收割谷物产品后需要将谷物产品转运到仓库，因此需要转运设备，目前的转运方式往往采用口袋将物料收集然后采用人工方式转运到田边的车辆上进行转运，或者将收割机开到田边上进行卸粮。这种转运方式需要耗费大量人力或收割机停顿时间，非常不适合规模生产。这个时候田间转运车就应运而生，田间转运车可随收割机一起行走，收割机边收割边卸粮到田间转运车上，可节省大量的劳力和抢收时间。田间转运车主要是采用轮式拖拉机箱体式结构，在拖拉机后置悬挂牵引一个运粮箱，运粮箱下面装有轮胎行走；或履带箱体焊接或连接式，可将箱体焊接或连接到底盘上，箱体内部底板为倾斜式，后面做个可打开式仓门，从而起到储粮放粮的作用，还有将箱体呈中间最低的形式，通过最低处螺旋推送器结构把箱体的粮食输送出来，排放到目的地[3]。

2 南方丘陵山地田间转运车现状

改革开放前，中国农村运输主要依靠轮式拖拉机，1980～1983年逐渐出现运输型小拖拉机等变型拖拉机和农用机动三轮车，三轮农用转运车主要参数：功率在8.0～9.7 kW，转速在2 000～2 200 r/min，整车质量在600 kg，载重质量在500～750kg，最高时速37～38 km/h，爬坡度10°，变速挡位有1个。1985年以后，主要是四轮农用转运车。四轮农用转运车主要参数：功率在10～15 kW，转速在2 200～2 600 r/min，整车质量在800～900 kg，载重质量在500～750kg，最高时速50 km/h，爬坡度10°，变速挡位1个[4-6]。目前，中国轮式农用转运车尤其是四轮转运车的发展，不断追求汽车化与大型化。发动机功率越来越大，从最初8.8 k W的195型柴油机和11 kW的1100型柴油机到后来功率更大的385、485、490等型号柴油机；速度也越来越快，如今已使用5挡变速箱；货箱越来越长，配置越来越高，总质量达到900～2 500 kg；价格一般为2～5万元。中国大陆的农用轮式转运车主要适用于公路平地上的运输，很少应用到丘陵山地运输。

2.1 简易田间转运车

简易田间转运车结构较为简单，整体结构分为悬挂框架和粮箱2部分组成，悬挂框架可用40 mm的角铁和80 m m槽钢或矩形管等型材焊接而成，农户也可用其它旧农具改装，坚固就行。主要结构形式为对应机车三点悬挂有一框架，在该架后边焊接一个80 cm×180 cm粮箱架。该机架在秋收时可运粮箱，春涝时可运其它农用物资。粮箱用0.5～1 mm的镀锌铁皮铆合制成80 cm×180 cm×120 c m粮箱体，粮箱体底部有倾斜角度便于卸粮彻底，粮箱后下部为一活门，可开启卸粮。该种转运车每次可运小型履带式收割机一仓粮，运到田间高地或田间路堆放卸粮，不用收割机带粮，大大提高了收割机作业效率，而且制作成本相对较低[7]，受到广大农户的青睐。

2.2 牵引式田间转运车

牵引式粮食转运车主要由螺旋输送系统、抬升装置和旋转装置、车架和车厢组成。螺旋输送系统包括底部输送装置、侧部输送装置和出粮臂，旋转装置包括侧部输送装置外侧的第二齿轮、安装在车架上的旋转电机、以及与旋转电机连接的传动齿轮，传动齿轮与所述第二齿轮啮合连接；抬升装置包括支撑杆、液压缸，支撑杆和液压缸的上端以同一个转轴共同铰接在出粮臂上，支撑杆的下端与连接头侧部铰接，液压缸下端与连接头侧部铰接。该转运车由拖拉机牵引，跟随水稻收割机下田接收转运至主路装车、卸粮，可在15～20 cm稀泥田正常使用。1台转运车可配2台收割机使用，在主路2 000 m范围内不影响收割速度，装满粮食约2 500 kg，可在5～7 min内卸完，无需人工下车清理粮仓等，卸完粮食即走，操作简便，省时省力，工作效率高[8]。

2.3 履带式田间转运车

2.3.1 改良履带式田间转运车

由收割机改装而成的田间转运车最初形式是将淘汰机型的收割台和过桥部分整体拆除，同时将后部脱谷部件和清选部件拆除，保留粮仓整体、颗粒推运器、颗粒升运器，且在后部机壳上部开口，使机壳成为一个卸粮仓，工作时，收割机先将粮食卸在运粮车的卸粮仓内，运粮车将卸粮仓的粮食由颗粒升运器捣至保留的原有粮箱内，待运到地头再依次捣卸到拉粮拖车内。该形式基本保持原机结构，改装简单，但卸粮时较繁琐，且重心较高，过埂时操作性能欠佳。较成功形式是只保留发动机、变速箱、行走部分，将发动机前置至变速箱前，驾驶座后部为2 m×2 m×2 m一个粮箱，粮箱后部有一个自动卸粮装置。粮箱底部有一油缸支撑可使粮箱后倾一个角度，便于粮箱卸粮彻底。该形式粮箱大、重心低、运粮效率高。

经改装后的联合收割机有一定的优势，不需要集粮员随车作业，减少因长期作业疲劳。但因改装产生的安全隐患也随之产生，一是容易造成侧翻。因集粮仓安装在收割机一侧，破坏了联合收割机整体平衡和稳定，满仓时增加了联合收割机一侧的重量，易造成侧翻危险；二是影响机械性能。改装企业资质良莠不齐，改装标准不一，改装后容易破坏收割机整机稳定性，粮仓一侧长期负重，轴承、部件、履带等部位磨损、受压影响机械正常性能发挥和运转[9]。

2.3.2 履带轮式田间转运车

传统研发的履带式转运车货箱一般是固定不动的，转运车在上、下坡时货箱会倾斜而引起货物自滑动、侧翻甚至翻车，尤其在坡度较大时，货箱会严重倾斜使运输车在上坡时耗能增大，爬坡性能下降；相反，在下坡时会增加制动系统的负担，使制动困难。目前，我国研发的丘陵山地履带式转运车，在原来的基础上增设液压控制，通过前后和左右调平油缸上活塞杆的伸缩，使转运车在上下坡时保持货箱各个方向上的水平，能有效弥补原有履带式转运车的缺陷，防止货物的侧翻与滑动，避免制动系统的失效，提高了爬坡性能与安全性。丘陵山地履带式运输机操作方便、适应性好，橡胶履带附着力强，可在多石地、湿软地等复杂山地上行驶并有较好的越障能力。然而履带式运输机成本相对较高，可能需要预先铺设道路系统，运输速度较慢，爬坡度不大于20°，不适合在陡山地中运行[10-12]。

东方地球物理公司在对履带轮结构调研的基础上研制了履带轮转运车产品，该转运车主要由橡胶履带、机架、驱动轮、导向轮、支撑轮、张紧轮、张紧机构和内部悬架等组成。其履带表面与粗糙的橡胶块状花纹，不仅耐磨，而且增加转运车的牵引力，具有纵向柔顺、横向刚韧、转向灵活、接地面积大等特点，从而提高了对于复杂丘陵山地地形的通过能力，而对于可更换三角形履带轮的机架，通过有限元分析方法的拓扑优化设计，使机架在提高结构强度的同时能够有效降低结构质量，提高零件总体性[13-15]。

3 问题与展望

简易式田间转运车只适合于旱地里使用，若遇到水田收获，也只能在田边转运，转运效率低。改良的履带箱体式转运车，可以解决水田作业，但是安全性得不到保障。履带式转运车，既能解决旱地水田的问题，也能解决安全的问题，但价格偏高，农民趋之若鹜。

目前田间转运车要易于操作、轻简灵活、运行速度慢、具备一定超载能力与价格便宜等特点，才能得到丘陵山区农民广泛的支持。牵引式田间转运车对于南方丘陵低山区粮食转运应用前景非常广泛，它利用合作社已有的拖拉机，在现有箱体和轮胎等技术环节上进行了改进，既可打开仓门翻斗卸粮，也可以在箱底下自动放粮，还可以通过360°旋转螺旋推进器抽粮，抽粮速度快，粮食载重大，效率高，价格实惠，真正解决了节省劳动力的问题，而且安全有保障。随着农业结构性供给侧改革推进，自主经营的家庭农场主和合作社，尤其是在南方丘陵山区地带的家庭农场主和合作社，对田间转运车的需求会越来越大，且田间转运车将在粮食、蔬菜、特色经济作物、饲料等领域将发挥越来越重要的作用。

[1]易中懿等.南方丘陵山区农机化发展研究[J].农机科技推广，2009（7）.

[2]张小明.我国丘陵山地农业机械化的现状与发展[C].全国丘陵山地农机化技术发展高层论坛论文集.贵州：2011.

[3]曹康等.一种多功能运粮车箱体[P],2016-08-18:2.

[4]荆层层.四轮农用运输车两极分化大趋势[J].农机大市场，1998（2）:10.

[5]李晋善等.拖拉机与农用运输车的实用设计[M].北京：机械工业出版社.

[6]吴伟斌.丘陵山地果园运输机的研究进展[J].华中农业大学学报，2013（7）:135-140.

[7]麻德林.水田抗涝运粮机的改装[J].农民致富之友，2014（5）:99.

[8]祝江林.一种牵引式粮食转运车：中国CN105905020A[P].2016-08-31.

[9]徐兴松.浅析联合收割机改装接粮仓的危害与应对措施[J].农业开发与装备，2015（10）：111.

[10]黎志中.履带式山地运输车：中国CN201951572U[P].2011-08-31.

[11]朱余清等.山地果园自走式履带式运输车抗侧翻设计与仿真[J].农业机械学报，2012,43（Z1）：19-23.

[12]张德文.日本履带式林业运输车简介[J].林业机械，1993（3）:45.