马铃薯挖掘机质量状况及问题分析

2021-12-08内蒙古开放大学付昱

河北农机 2021年12期

内蒙古开放大学付昱

引言

马铃薯是世界第四大主要的粮食产物，其主要的特点包括产量高、经济效益好、环境适应的能力强等，而中国是种植马铃薯面积最大的国家，且种植面积和马铃薯产量都能位居世界前列。农村一号文件指出要将马铃薯作为主要的粮食产品进行开发。该项意见明确指出要完善马铃薯产业的扶持政策，同时要推进马铃薯产业发展的驱动能力。随着我国农业生产的不断发展和进步，研制更高效率的马铃薯挖掘机，提高马铃薯的收获效率，增加经济收入，有着十分重要的实用意义。

1 马铃薯挖掘机的现状研究

近年来，马铃薯的播种方式不断升级、变化和发展。呈现着十分明显且快速的趋势；但与此同时，收获的水平却没有得到显著提升，并且马铃薯的收获目前仍然是分段操作，需要用马铃薯挖掘机将马铃薯挖出，再让人工进行分拣。挖掘铲是马铃薯挖掘机的核心部位，挖掘铲的性能直接影响着马铃薯挖掘机的收获质量。故分析马铃薯挖掘机的核心部位挖掘铲，对分析整个挖掘机的性能起到了至关重要的作用。而对马铃薯挖掘机的挖掘铲的要求是在尽可能少掘泥土的同时挖掘马铃薯块。

2 马铃薯挖掘机的挖掘铲类型研究

2.1 固定式挖掘铲

固定式挖掘铲直接或者间接地与机架刚性连接起来，主要的挖掘铲有平面铲、曲面铲等类型。直接固定在挖掘机横梁上的平面铲，其结构简单、制造容易，使用也相对更加广泛。为了能够让马铃薯挖掘机的铲刃自动清洁和入土，三角形铲应用也十分广泛。曲面铲则是更多地应用在挖抛机之上，能够适应抛掷轮运动轨迹的横向圆弧形曲面。

2.2 驱动式挖掘铲

驱动式挖掘铲与固定式挖掘铲最显著的区别在于，驱动式挖掘铲在工作的过程中除了随着机器一起移动以外，同时能够在动力的驱动下做旋转或往复运动。而主要分类包括以下两种形式：首先是转盘式，主要以两个相向转动地球面圆盘构成，多用于双向的马铃薯挖掘机上，优点是碎土功能很强，能够同时运用在分拣工作之间，但其缺点也很明显，即容易缠草。其次则是振动式挖掘铲，它也同样能够顺利地破碎土块，有助于完成分离工作，并且能够降低分离器的速度，有效延长链的寿命。挖掘铲的振动功效是能减少机具的牵引阻力，但它却不能做到减少所需的总功率。

2.3 组合式挖掘铲

组合式挖掘铲顾名思义是以两种或两种以上的挖掘部件，按照不同的配置形式组合而成，最常见的组合类型包括了固定式挖掘铲和振动式挖掘铲的组合、球面圆盘和杆条回转轮构成的组合。第一种组合能够明显地缓解振动式挖掘铲的缠草情况，能够让挖掘铲在多草的环境下顺利完成工作。而第二种组合则是能够筛出一部分的土壤，茎叶同时被圆锥银拽到输送器上，其他的部分则是进入后面的工作装置之中。

3 国内马铃薯挖掘机质量状况

我国的马铃薯挖掘机的研究起步较为滞后，直到90 年代，马铃薯挖掘机才开始进入国内市场。但随着国家科技实力的进步以及人们对于农产品的关注，马铃薯挖掘机的企业也不断研究和分析，制造出多款优秀的马铃薯挖掘机设备。

作为2018 年的中国农机行业产品创新奖获得者的中机美诺，其马铃薯挖掘机是目前国内大型马铃薯挖掘机的代表。1710A 机型能够一次性完成马铃薯挖掘工作中的所有工作，且能够有效地切断杂草，同时能够减少挖掘的阻力，其设计的侧面输出臂采用的是四级折叠结构，能够让运输更加方便。大型马铃薯挖掘机能够用于大规模种植地区，能够十分有效地减少人力成本。同样作为大型马铃薯挖掘机的代表，洪珠4U-170 则是采用的独特的垄体仿形结构，其设计了S 型的筛选装置，该机可以一次性完成马铃薯挖掘作业，同时收获后的马铃薯明薯率极高，破损率也得到了有效地降低，十分易于后续人工捡拾。

相比大型马铃薯挖掘机，小型马铃薯挖掘机的特点是能够很好地用于小地块的马铃薯生产机械化的需求，能够很好地适应小地块马铃薯种植农艺和其独特的生长特性，能够解决人工成本和人力资源的问题，也解决了生产效率低的问题，十分值得推广。但小型马铃薯挖掘机存在着马铃薯与土分离效果差的问题，同时土壤容易堵塞，明薯率不高。生产厂家为了解决这些问题，会在机器的原本功能上进行改进。德沃的小型马铃薯挖掘机专门设计了挂胶抖土链条，能够有效地减少马铃薯在机具上的翻滚次数，降低了马铃薯收获以后的损伤率。

4 国外马铃薯挖掘机质量状况

相较于国内的马铃薯挖掘机起步晚，国外的马铃薯挖掘机则是源于20 世纪初期，欧美发达国家便已经开始进行农业机械化进程。40 年代到50 年代，部分发达欧美国家就已经实现了农业机械化，90 年代，韩国也实现了农业机械化。马铃薯挖掘机的收获方式从蓄力或拖拉机牵引逐渐发展成为抛掷轮式、振动式。国外的马铃薯收获方式主要有两种，一是采取马铃薯联合收获机进行直接收获，另外一种则是和国内一样，采取分段收获的方式。马铃薯挖掘机的更多的应用和更加高新的科技则是在德国、美国以及比利时等国家。

作为全世界的领先者，德国有着全世界最大的马铃薯机械生产企业，其专门为大面积耕种马铃薯的土地生产大型马铃薯挖掘机，其生产的马铃薯挖掘机性能更是在全世界遥遥领先。德国企业生产的一款GT-170 的马铃薯挖掘机，最大的特点便是采用了底盘的传动设计，能够为作业提供环境的同时不降低工作效率。另外这项设计能够让磨损和消耗达到最低，经营成本同时得到了降低，该机型同时还能够通过调整刀具的位置来适应不同的工作环境。提高了收获质量的同时能够提升马铃薯的输出效率。

同样是德国龙头企业制造的EVO290，是一款双行牵引性料斗式的马铃薯挖掘机，这款机型配备了同类型马铃薯挖掘机中最大的料斗，能够实现不间断地进行收获作业，此款机型相较于普通的机型可以提升20%的工作效率。同时配有全新的装置，能够真正做到集高效强劲、保护农作物以及保护土壤，是目前世界上最温和且功能俱全的马铃薯挖掘机。

比利时公司研制的四行自走式马铃薯挖掘机，其配备着四级发动机和三级的筛分输送单元。即便是在十分恶劣的天气环境下也能够完成作业需求。提升整体马铃薯收获作业的效率，并且能够有效地缩短收获期，保证了马铃薯的完整度。除上述公司以外，意大利的F.LLI SPEDO、荷兰的APH、比利时AVR 都是马铃薯挖掘机行业的佼佼者。

5 国内马铃薯挖掘机存在的问题

马铃薯挖掘机与国产马铃薯种植机是近十年来的热点中在农业机械化发展的关键环节，经过多年的经验、探索技术、市场的开发与研究、不断引进外国产品，能够不断地完善和坚持做到这些的企业，如今的马铃薯种植机已经逐渐地成熟起来，性能和质量都有着极大的提升和发展。能够明显感受到的便是机体无故障作业时间延长，整体的强度、可靠性以及机体寿命都得到了明显提升，马铃薯种植机的发展前景一片向好。马铃薯种植机械由于作业强度不高且作业环境相对较好，机体的整体结构显得较为简单，能够满足目前马铃薯自由种植的需求。

而相对于种植机械而言，马铃薯挖掘机则是面对着作业强度大、作业条件恶劣、高速转动或振动的部件较多，相比较而言不论是条件还是制造工艺、难度都不在一个层级之上，而国产的马铃薯挖掘机则是存在着可靠性不强、关键部位寿命较短、整体的功能不够完整，生产效率低下的问题。具体的表现包括：转动部分密封不可靠，齿轮箱漏油，轴承使用寿命短、容易损坏；震动部件的焊条不够牢；主要部件的寿命短、磨损快；作业质量差；马铃薯块分散，伤薯率高，明薯率低；后续马铃薯块的捡拾工作量大，工作效率低。

6 产生问题的原因

6.1 生产技术缺陷

大多数企业的生产机体，主要是依靠着模仿或者参考其他的机型进行改装生产，自身的理论根据不够，且没有足够的样本和实验根据，理论基础差，这就会造成生产技术上存在很多的缺陷。而这些缺陷是十分致命的，这会造成在生产和使用过程中造成一些无法克服的质量故障。

6.2 缺乏检验手段

部分马铃薯挖掘机的生产企业规模比较小，生产条件也不够，加工能力和技术能力整体比较薄弱，且生产的批量较小，没有标准化生产的工具。同时企业经营者经营的意识淡薄，缺少检验手段和管理制度，为了降低成本而采取一些根本不达标的材料和工件，同时减少了必要的加工生产流程，使用一些不够水平的工人，这些都是产品质量产生问题的原因。

6.3 用户操作不当

目前国内的农户整体文化素质不高，且国内的马铃薯种植散户居多，机械化、标准化的生产还不够，用户在不适应机体作业的条件下便盲目地使用机具。在不符合标准的环境下强行作业，不按照整体马铃薯挖掘机的操作流程进行作业，同时也没有进行有效的保养工作，导致马铃薯挖掘机零部件不正常的损坏。

6.4 配套动力问题

马铃薯挖掘机需要实现挖掘收获,导致整体功耗增大,这就需要大牵引拖拉机，但这与国内现状农村拖拉机的采用多数不符合，与此同时,马铃薯挖掘机需要采用人工操作方式,导致很多间距没有办法得到有效的控制，进一步增加了动力的损耗。

6.5 马铃薯挖掘机的可靠性和适应性不高

马铃薯生产经营具有很强的区域,在全国形成的培养模式和类型各具特点,针对不同地区的气候和环境,土壤和马铃薯种植技术有许多不同的方式,这使得马铃薯挖掘机的发展很大程度上是有限的。目前大部分的马铃薯挖掘机只能在单一的环境下工作,适应性不强,很难在大范围进行推广。

7 对马铃薯挖掘机问题的建议

7.1 提高整体专业化水平

首先应当整合资源、加强联合，对马铃薯的种植、生产、收获各个环节都进行系统化、具体化的研究和分析，进行更加深入的理论和实践研究，对不同地域的环境都进行分析，同时需要加强对国外优秀的马铃薯挖掘机的借鉴和吸收，不能仅仅是照搬照抄，而是应当吸收其对我国马铃薯机械化发展有利的环节。同时要做到提升产品的技术水平和技术含量，并能够充分地实现标准化、专业化的批量生产。