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国内外旋耕机的发展与思考

土壤是农业的根本,土地耕作是农业生产中极重要的一环。四大文明古国,全部诞生在土地肥美的大河冲积平原。古中华神农氏一脉,发明原始的土地翻耕工具“耒”、“耜”,直接导致了一个强大的炎帝部落崛起。泱泱中华,历代封建帝国,更是一部“犁”的变迁史。

  “十耕萝卜九耕麻”,强调“熟耕”、“纵横耕”的传统耕作工具——犁,需要对土地进行多次反复耕作,容易对土壤造成破坏,不利水土保持,土壤消耗大。

  直到近代,西方机械文明的发展,催生了“旋耕机”。

  技术的革新,推动旋耕机的发展,并适用不同土地类型

  技术的革新,推动旋耕机的发展,并适用不同土地类150多年前,在英、美等国,出现了一种由3-4千瓦内燃机驱动的机械,它们主要用于庭园耕作,这就是旋耕机zui初的雏形。此后,直到L型旋耕刀研制成功,旋耕机才真进入大田作业。

  旋耕机切土、碎土能力强,一次旋耕能够达到一般犁耙作业几次才能达到的碎土效果,而且旋耕后的地表平整、松软,更能满足精耕细作的要求。使用旋耕机能有效缩短工序时间,利于抢农时抗旱保墒,从此成为现代农业的象征。

  旋耕机的样式,不是一成不变。旋耕机的发展,伴随着技术的改进,而随着每一次突破性的技术革新,旋耕机获得更大范围的推广应用。

  20世纪初,日本人从欧洲引进旱田旋耕机,并经过大量的试验和研究工作,成功研制出适应当地水田耕作要求的弯刀,解决了刀齿和刀轴的缠草问题。二战以后,新式旋耕机在日本全国迅速普及,日本农业,获得长足的发展。中国约一半的耕地是水田,日本研制新型旋耕机并大范围使用的成功经验,对我国而言,很具有借鉴性。

  中国对旋耕机的研究,始于20世纪50年代末。当时主要研制与手扶拖拉机配套使用的旋耕机,后来又研制出了与中型轮式拖拉机配套的旋耕机。70年代初,我国终于完成了与当时国产各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,旋耕机开始在北方平原旱田获得大面积的推广应用。

  旋耕机在我国的发展,经历了单机研制、发展系列产品、新产品的开发和换代三个阶段。随着现代种植、耕作农艺的发展,在旋耕机基础上,还产生了多用途的联合复式作业机。新型系列旋耕机采用 新型旋耕刀,综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能,满足不同的耕作用途与农艺要求。新型的自走式驱动型旋耕机,强化土壤耕作过程,满足不同条件下的不同土壤类型,一次耕作可以联合作业,有自身动力驱动,作业时不需要牵引功率,减少了功率的消耗,更加节能环保。

  当前,我国旋耕机的使用范围不断扩大,从应用zui广的北方旱地,逐渐蔓延到南方水田,牧场、荒地和果林等都有使用旋耕机进行耕耘作业。

  在我国:传统旋耕机存在的问题,未来的方向

  随着农业现代化机械程度的不断增强,农业生产工作效率和效益的不断提高,传统旋耕机在我国各地域各种复杂环境的推广使用过程中,逐渐暴露出一些问题。特别是近年来,传统国产旋耕机的弊端日益突出,已经不能有效满足中国特色的农艺要求和生产规模扩大的需要,成为制约我国旋耕机进一步在全国大范围普及推广的难题。

  传统旋耕机系列产品大多采用外力牵引式,因受强度以及结构尺寸的限制,功能一直较为单一,配套范围也限于中、小型功率拖拉机,缺少大型和深耕型产品。在实际生产中,牵引拖拉机的动力输出轴容易损坏;十字万向传动轴的使用寿命也比较短;以旱地为使用环境发展起来的传统旋耕机,遇到特殊环境,旋耕作业性能不是很稳定,且容易缠草;传统旋耕机的作业性能,不能完全满足当前和未来的农艺要求。

  今后,我国旋耕机的研究和推广应用将重 点朝这样几个方向发展:向宽幅、高速型旋耕机发展;向联合作业机组方向发展;向节能环保和可持续战略型发展;全幅深等新型旋耕机的研发逐渐起步;小型旋耕机需求量有所增加。

  适应资源节约型、环境友好型社会建设的需要,减少功耗、提高 效率是今后旋耕机研究和推广的一个重 点。为了降低功耗,提高耕作质量,需要对刀片参数进行深入研究,探讨新的耕耘方式,比如潜土逆转等等。为提高 效率,还需要开发并推广具有复式联合作业功能的大型农机。

  为了达到大范围推广普及的效果,需要降低旋耕机用户的维修保养难度和费用。一个办法是,采用各零部件等寿命的原则,对旋耕机进行整体设计,尽可能保证整机无故障使用期限,zui好是4-5年,以减少用户的维修保养率;其次,国内各厂家生产的旋耕机零配件型号大小不一,不能互相配套,需要引导建立统一的行业标准,便于更换旋耕机零配件;再次,需要鼓励引导旋耕机生产厂家建立全国联网的售后维修保养服务点,以便及时和就近为农户提供更换旋耕机零配件、指导机器生产操作、维修保养等售后服务。

  加大科技投入,注重新兴科技的应用,不断提高旋耕机的科技含量。随着科学技术的发展,应考虑不断将一些新技术应用到旋耕机上,比如信息系统等,开发仿形控制耕幅的果园、林场用旋耕机和液压驱动刀辊的旋耕机等。


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