一种山区农村场地、道路混凝土旋拌机

周发喜

(湖北省宜都市五眼泉镇农业公共服务中心，湖北 宜都443319)

随着农村经济的发展，农民生活水平的提高，广大农村家庭的场地、道路自建房等都需大量进行混凝土施工，但在山区广大农村受到交通和自然条件的限制，大型先进专用的混凝土施工设备难以施展，机电施工条件不佳，小型施工机械劳动强度大、成本高、效率低，有的甚至是单纯的人力手工操作。为此山区农村家庭服务小型施工队选购、改装、自制小型搅拌机等相对适用的设备，用来开展农村家庭建设服务，但这些小型的施工设备需要高强度的人工进料、出料和斗车运输等工序。为减轻劳动强度，提高生产效率，解决农民群众的实际困难，本方案在研究农村普遍使用的微型耕作机械结构、性能和特点的基础上，对微耕机刀具进行改装、试验，提出设计了一种拓展微耕机功能，并能满足混凝土施工要求，效率高，操作使用简单，适合山区农村场地、道路、自建房等的混凝土施工的旋拌机械。

1 设计基本构想

本设计方案的基本思路是：利用微型耕整机低速旋转刀具的工作原理，将所需施工的混凝土原材料摊铺在所需施工的场地上，利用微耕机这种家庭普遍使用的小型机具进行旋转混合，达到水泥、砂子、石子、水的符合要求的有效混合，构想是通过改装微耕机的旋转刀具，或安装方式在施工场地对原材料进行有步骤的混合操作，确保质量达标、具有高工效，避免小型搅拌机需要三相电源，高强度人力手工进料及混凝土从搅拌机出料后的运输过程，以达到既满足施工要求，又能省工省时，减轻劳动强度，提高效益的目的。

2 机械选配设计方案

2.1 微耕机的选型

目前农村适用的微型耕作机型式多样，其功能和配套的农具也各有不同，本设计方案考虑适用、安全等综合因素，选择单动力输出的轮式微耕机，即行走轮动力和旋耕动力合一的微耕机，该机型行走时动力输出轴上安装行走轮，田间工作时拆下行走轮安装旋转刀具，其特点是旋耕刀具转速相对较低，行走速度慢，适合小场地工作。不适合选用双动力(行走轮和旋耕刀动力分开)微耕机和履带式微耕机以及其他型式旋耕刀转速较高的微耕刀，因这类微耕机刀具转速快，不具备旋混砂石料的安全性和相关技术要求。

2.2 微耕机动力的选型

本设计方案选择配套发动机动力在4～6.7 kW，冷却方式为风冷式发动机(汽、柴油动力均可)的微耕机，这类微耕机在农村家庭使用最为普遍。动力过小生产效率低，机具负荷过大，动力过大旋混作业操作的安全性较差，且有功率浪费。配套水冷发动机的微耕机重量较大，不适用。

2.3 旋混刀具的设计与安装

通过对微耕机的实际应用情况和工作原理，结构的研究，微耕机关键部件主要包括发动机、离合器、变速箱、扶手及操作装置、配套农具、限深装置等，本设计在微耕机旋耕刀架不变的基础上，更换适合的刀具，利用微耕机工作时配套的刀架带动符合旋拌作业的旋混刀转动，使其向下向上翻转混合砂石等相关原料，并保持低速前进，依次混合、松散，达到依次逐步翻转、混合的目的。

旋混刀采用替换微耕机旋耕刀片并与刀架固定安装的形式，工作中刀轴带动刀架，刀架带动旋混刀旋转作业，并通过反复多遍的进行场地循环作业，配合混合部位和刀具的即时洒水，达到砂、石、水泥、水等原料充分混合的要求。旋混刀具的设计为弯形旋混刀，结构如图1所示。采用中、低碳钢锻造而成，刀柄部分为有安装孔的长方形截面，具体尺寸以微耕机刀架安装座孔尺寸相配合，刀身到刀尖部分弯曲成110°左右的内角，且工作面(弯曲内面)由刀身部分到刀尖部分逐渐变宽，刀尖部分宽度达到35 mm左右，刀柄到刀尖的直线距离达到250 mm左右，具体尺寸可根据微耕机配套的旋耕刀的大小进行锻造，只是旋混刀不带切削刃口，近似于微耕机深耕助刀具。

刀具安装的刀架仍为微耕机旋耕刀架，刀具、刀架安装结构如图2，注意确保工作时左右刀架上的刀具对称同时旋入混凝土，否则会引起机具的振动增加。

图1 刀具结构

图2 刀架、刀具装配结构

在实际应用中，若不是专业施工服务队，农家自用临时混料，不需要改装旋混刀，可将微耕机的旋耕刀架与田间作业方式进行左右互换安装，确保旋混工作时旋耕刀片的刀臂切入混凝土，相当于耕作时的反向安装，这样作业也能满足要求，且不损坏刀具，只是其效率没有旋混刀高，无需增加投入，农机操作人员自己就能操作。

3 使用方法及操作步骤

(1)基础素土层碾压整平、凹陷部位填平夯实。

(2)混凝土施工场地边框或道路两侧安装模板。

(3)按混凝土要求的比例(一般农家常规比例为∶水泥∶砂子∶石子=1∶2∶4质量比)，底层摊铺碎石子，厚度一般达到20～25 cm。

(4)碎石表面摊铺砂子层，厚度一般为10～12 cm。

(5)少量洒水湿润，用微耕机旋混4遍，达到砂子和碎石均匀混合，这里加水是为了提高混合的均匀度。

(6)在砂、石均匀混合的基本上，表层均匀摊铺水泥层。

(7)二次洒水施混作业。注意旋混部位及作业刀具部分边洒水边旋混，直至混凝土符合要求，一般旋混4～5遍即可。

(8)用工具和设备按要求厚度摊铺混凝土，振平及收光。

4 操作使用注意事项

(1)严格按照微耕机的使用技术要求，规范的进行操作、维护和保养机具。

(2)限深阻力棒要调节适当，避免过深将基础土层松动，过浅旋不到底层混凝土原料。

(3)旋混工作过程中，刀具部位即时洒水，直到混凝土湿度达到要求。

(4)作业过程中，保持中油门、低速挡操作，切忌大油门、高速挡工作而造成混凝土飞溅。

(5)工作完成后彻底清洗微耕机和刀具，按规定进行保养。

5 效益分析

本机械是在需要施工的场地表面进行混凝土旋混施工，相关沙石料直接运送到场地上即可施工，无需进料后再转运，省去了农村小型搅拌机需要三相电源、进料、出料和混凝土的运输过程，施工过程省时、省力、效率高，一般5～6人一组配套施工操作，1 h可完成混凝土施工量25 t，6人班组一天即可完成混凝土施工量200 t，旋混作业时间只有4 h左右，工人劳动强度也不高，是小型搅拌机工作效率的4倍以上。大面积施工效率更高，非常适合没有大型设备的山区道路、农家庭院场地的施工。

6 适用范围

用本机具施工混凝土，只适合山区小型村道、家庭场地等对混凝土要求不高的场所，不适合对混凝土施工要求高的项目建设施工，农家自建房屋可在水泥地面场地进行混凝土加工，确保无泥土杂质。

7 推广应用前景

随着美丽乡村建设的深入和农民生活水平的改善，国家农机购置补贴等惠农政策的持续实施，使得适合农村家庭使用的农业机械得到了充分发展，微耕机作为能大幅减轻劳动强度，提高劳动生产率的先进工具，是农民致富的好帮手，更是山区农民家庭最理想的小型农业机械。针对微耕机的结构特点进行研究改进，优化、完善、拓展其使用功能，解决农业生产中的实际问题，必将带来良好的社会效益和经济效益，受到广大农民群众的欢迎，也是基层农机推广工作者的职责。山区农村场地、道路混凝土旋拌机是以农村家庭广泛使用的微耕机的简单技术改进和使用功能拓展，投资少，操作简单，普通农民工自己就能完成作业，解决了农村家庭建设的实际问题，省工、省时、效率高，据考察农民家庭施工100 m3混凝土就能节约支出700元左右，该技术的推广提高了农村家庭机具的利用率，拓展了机具的使用功能，为广大农民群众提供了方便、适用的技术条件，尤其受到山区农民群众欢迎，具有良好的推广应用前程。

8 结语

山区农村场地、道路混凝土旋拌机是对农村家庭普遍使用的微型耕作机使用功能的拓展，省时、省力、效益高，技术简单适用，解决了农村家庭混凝土施工的难题。