系列水田平地搅浆机的研究

摘 要：论述了十几年来主持及参加的系列水田平地搅浆机研究项目的工作情况，重点介绍了几种机型的设计、研究成果及推广应用。指出了水稻秸秆整地环节存在的短板，以及目前制约水稻产业发展的瓶颈问题和水稻全程机械化的薄弱环节，说明了研发和推广其关键成熟的技术及配套机具、补齐短板的迫切需求。

关键词：系列;水田平地搅浆机;秸秆整地;研究

中图分类号：S222.51文献标识码：A开放科学（资源服务）标识码

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.003Open Science Identity（OSID）

基金项目：黑龙江省属科研院所基础科研经费项目“系列水田平地搅浆机的研究”（2009-2019）

作者简介：安龙哲（1962-），男，黑龙江甘南人，研究员级高级工程师，主要从事农业机械研究，E-mail：stsanlongze@163.com。

1 研究的目的和意义

水稻生产中的整地尤其是秸秆整地环节存在短板，成为制约水稻产业发展的瓶颈。为解决传统的旋、耙、拖平、漏耕等重复作业方式弊端，满足水稻插秧作业的质量要求，牡丹江农业机械化研究所开展了系列水田平地搅浆机（含施肥）项目研究多年，对秸秆整地薄弱环节的关键技术及设备开展了系统研究工作。并对部分科研成果进行了成果转化，在中试后，实现了产业化，产品得到推广应用，产品技术水平国内领先。

2 研究内容及结果

通过调研、考察、研学国内外先进机型及相关研究试验，设计了多个方案，通过对比分析和多种样机的试验考核，最终确定了总体设计方案及机具的工作原理。

水田打浆平地机与四轮驱动轮式拖拉机采用3点挂接方式连接，动力由万向节输入到传动箱，经中间齿轮箱变向传递动力至左端链轮传动箱，带动驱动耕耙刀辊快速旋转，对水田原茬泡田地及翻旋后泡田地进行旋切、击打和搅拌，完成碎土耙浆作业，罩板挡住刀辊旋起的泥浆和根茬，并对田面进行刮摊，拖板将泥浆拖压平整，并通过弹齿将根茬压入泥浆中，最终完成碎土、打浆、压茬及平地联合作业。

2.1 1GDP-260水田打浆平地机研究

该机的设计方案：一是采用中间锥齿轮、侧链轮传动技术，减轻整机重量，传动精确平稳;二是采用一体通轴式刀轴设计，避免了中间漏耕，提高了作业质量;三是拖板采用自动仿形技术;四是确定打浆刀双螺旋排列的方式。

该机于2009年通过省级产品鉴定和省级推广鉴定。该产品符合当前的产业政策、水稻寒地种植的自然条件和农艺要求，解决了不良气候条件的不利影响，性价比适合农民购买力水平，提高了农户的水田整地质量和整地速度，减轻了用户的劳动强度，提高了工作效率，受到了用户的普遍欢迎。

2.2 1GDP-280型水田打浆平地机

此项目为黑龙江省发展高新技术产业专项资金项目。第一阶段完成了项目核心技术的改造和中试，产品达到批量生产水平;完善了中试产品生产工艺工装及性能，购置了产品整机测试及零部件检验等设备。第二阶段完成了中试产品的生产、组装、检验、测试等工作。第三阶段完成中试产品的试验推广，技术人员和服务人员得到了培训，建立了完善的销售服务体系。2010年该机通过了省级产品生产鉴定和产品推广鉴定，并获得多项国家实用新型专利。

2.3 1JSL-360水田平地搅浆机研究项目

研制宽幅大马力的水田平地搅浆机，设计了链传动自动张紧机构;采用自动仿形的锯齿拖板平地机构。攻克了以下技术难点：（1）刀辊轴两端轴承密封结构的设计和骨架油封的运用。（2）刀辊轴上刀库的排列方式。（3）链传动的张紧。产品达国家标准《GB/T24685—2009 水田平地搅浆机》的要求。2011年8月，产品通过省级新产品鉴定和产品推广鉴定，转让企业批量生产。

2.4 1JSF-280型水田施肥搅浆机研究设计

该机为50马力以上配套的水田施肥搅浆机具，利用旋翻、滑切、旋压的工作原理，将肥料和浸泡后的水田土壤搅拌打浆、平地作业。2012年通过了省级科研成果鉴定。该机具填补了国内空白，可以作为我省水田施肥耕整地机械的更新换代产品。

2.5 牡丹江市水稻标准化种植平地搅浆技术示范推广项目

根据示范区的情况，配置324型拖拉机及240型水田平地搅浆机一套、504型拖拉机及280型水田平地搅浆机一套、754型拖拉机及320型水田平地搅浆机一套。引进优良品种与该项目结合示范，并对项目周边基层干部、农业技術员和科技示范户进行技术培训，召开现场会，推进技术的示范效果。项目实施后，带动周边近万亩水田耕整地水平提高。油料消耗降低，减少二氧化碳排放;不焚烧秸秆，减轻对空气的污染;秸秆还田培肥地力，防止土壤板结;保护性耕作，减少进地次数;打浆均匀，泥浆度高，可节约用水。

2.6 1JSL-320水田平地搅浆机研究

1JSL-320水田平地搅浆机研究项目，补充大马力拖拉机配套的水田搅浆机。重点研究内容：机器的整体结构，快速挂接机构的改进设计;旋耕、搅浆平地工作部件的结构设计。2013年，产品通过省级新产品鉴定和产品推广鉴定，成果转让企业批量生产。

2.7 新型1JSL -280（320、360型）水田搅浆平地机的研究

为了进一步提升作业质量和作业效率，减少能耗，方便机器安装，减少故障率，该机采用新型的传动方式，中间齿轮箱采用新型齿轮箱或差速器箱体结构，两侧动力轴、双侧齿轮传动。刀辊轴采用分段式，安装维修更加方便。双侧齿轮传动使搅浆机两侧对称，结构更加合理;齿轮传动取代链条传动，传动更稳定顺畅，机器更安静;后面刮浆板采用液压技术进行升降仿形。此研究取得了多项实用新型专利。

2.8 1JSL-280双轴水田搅浆平地机的研究

2017年在“严禁秸秆焚烧，减少雾霾”等国家政策指导下，解决雾霾天气，进行秸秆还田，为解决碎秸秆漂浮、影响插秧、大量人力捞秸秆的问题，研制了具有高效埋茬、平地、搅浆功能的水田双轴搅浆平地机，并推向市场。该机用前旋后压的工作方式一次性完成水田搅浆、压茬、平地等作业，以解决水稻直收秸秆粉碎抛撒后，水田秸秆量大，搅浆泡田后漂浮，影响机插秧作业的难题。水田双轴搅浆平地机，由快速挂接机构、传动机构、机架罩壳总成、前带动力刀辊轴、后带动力埋茬轮、平地机构组成。埋茬轮把稻茬压入水田泥3～5 cm以下，埋茬轮在水田地中滚动与地面无相对滑动，不会把埋入泥中稻茬钩出，在有效打浆平整稻田的基础上进一步埋茬，满足了插秧机的作业要求，减少了打浆次数，提高作业效率，保证水田耕种质量。

3 取得的核心技术

3.1 创新研发了1JSL系列水田平地搅浆机

水田平地搅浆机采用双轴结构。（1）前置动力驱动刀轴，刀轴上搅浆刀按双条螺旋线状排列（图1），同一条螺旋线上相邻的两个刀座在刀轴的横截面上圆弧夹角角度α为 68°～72°，相邻螺旋线间螺距 H为 190～200 mm，消除了稻草茎秆对刀轴及刀和轴承座的缠绕，整地效果好。（2）刀轴后方加装埋茬滚轮，埋茬滚轮采用圆周多边形笼式随动滚轮（图2），将稻茬及秸秆完全埋入泥层中，埋茬效果好。

3.2 创新研发了水田平地搅浆机快速挂接装置

采用与拖拉机液压悬挂机构三点挂接方式连接，驾驶拖拉机倒退，将水田平地搅浆机的三个悬挂点分别置于上下挂接钩开口内，锁定挂牢，完成挂接。机具挂接快捷、高效，操作简便、安全，减轻了劳动强度（图3）。

3.3 创新研发了水田平地搅浆施肥装置

技术关键：（1）施肥装置和搅浆机一体配置，施肥装置动力由搅浆机主传动动力轴侧端传出。（2）电子语音报警系统，一是在肥箱每个出肥口一侧均配以电子压力传感器，监控肥料是否排空;二是在每个排肥管侧壁均配以微电子压力传感器，监控肥料是否堵塞，实现了化肥动态监控（图4）。

4 结论

研发的系列水田平地搅浆机，一次进地可完成旋耕、搅浆、施肥、埋茬、平地等联合作業，作业后稻茬和秸秆埋入泥土还田，田面平整、泥浆均匀，适合后续插秧环节作业。设计的双轴结构、双条螺旋排列刀轴解决作业缠草问题。设计的埋茬滚轮，将稻茬及秸秆完全埋入泥层中，增强了埋茬效果。设计的快速挂接装置，机、具挂接快速、安全，劳动强度低。产品性能达到国际同类技术先进水平。近些年在我省推广4130台相关机型，作业面积达532万亩。

系列水田平地搅机，作业质量好，性价比高，实现了部分替代进口，提高了我省水稻整地的机械化水平。该机解决了水田秸秆整地薄弱环节，符合“三减”要求，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。