文/范濤 黃嘉俊，上海市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所

旋耕機(jī)的發(fā)展歷程與應(yīng)用趨勢(shì)

文/范濤 黃嘉俊，上海市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所

旋耕機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)械，一次作業(yè)可以完成碎土、耕耘、整地等作業(yè)，有著應(yīng)用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)、易操作的優(yōu)勢(shì)。本文介紹了旋耕機(jī)的應(yīng)用與工作原理，并針對(duì)旋耕機(jī)的發(fā)展歷程與應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行闡述。

旋耕機(jī)；原理；發(fā)展歷程；應(yīng)用趨勢(shì)

旋耕機(jī)是土壤耕耘作業(yè)中常用的耕作機(jī)具，與傳統(tǒng)犁粑作業(yè)相比，旋耕機(jī)作業(yè)效率高、碎土性能好、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單，在丘陵、平原、山區(qū)土質(zhì)地塊作業(yè)中均由廣泛的應(yīng)用，實(shí)施一次旋耕作業(yè)，可以綜合粑、翻、平等作業(yè)效果，能夠疏松土壤、提高土質(zhì)肥力、消滅土壤害蟲(chóng)，讓地表變得松軟、平整，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)創(chuàng)設(shè)出良好的土壤條件。在農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展下，國(guó)家大力推廣免耕少耕技術(shù)，在這一背景下，旋耕機(jī)迎來(lái)了全新的發(fā)展歷程。

1 旋耕機(jī)的類型與工作原理

旋耕機(jī)類型多樣，有立式旋耕機(jī)、臥式旋耕機(jī)、斜置式旋耕機(jī)，其中，臥式旋耕機(jī)的應(yīng)用范圍最廣。旋耕機(jī)的構(gòu)成部分，包括傳動(dòng)部件、輔助部件、工作部件三種，如萬(wàn)向節(jié)總成、側(cè)邊傳動(dòng)箱總成、變速箱總成、刀面、刀軸、機(jī)架、撐腳、防磨板、懸掛架等。旋耕機(jī)不同于其他類型的土壤耕作機(jī)械，其主要是在拖拉機(jī)動(dòng)力輸出下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，刀片會(huì)做高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成切削加工，在刀片運(yùn)動(dòng)時(shí)，先切下土塊，拋至后方，拋出的土塊撞擊至托板與罩殼上，成為更細(xì)的碎土，如此往復(fù)，達(dá)到作業(yè)目的。

2 旋耕機(jī)的發(fā)展歷程分析

在以往，使用的都是傳統(tǒng)耕作機(jī)具，很容易破壞土壤，也不利于水土保持，為了解決這一問(wèn)題，研究人員發(fā)明出了旋耕機(jī)，其最早誕生于19世紀(jì)中期的英國(guó)和美國(guó)，主要應(yīng)用在庭院耕作作業(yè)中，后來(lái)，L型旋耕刀成功研制出來(lái)，并應(yīng)用至大田作業(yè)中。在20世紀(jì)初期，日本引進(jìn)了旱田旋耕機(jī)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)后，根據(jù)當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)需求，將刀頭改為彎刀，有效解決了刀軸與刀齒纏草的問(wèn)題，得到了進(jìn)一步的推廣。

在我國(guó)，旋耕機(jī)經(jīng)歷了單機(jī)研制階段、系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段、產(chǎn)品更新?lián)Q代階段，在上世紀(jì)50年代，我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用旋耕機(jī)，70年代初期，各類與國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)投入市場(chǎng)，在旱田中得到了推廣與應(yīng)用。

3 旋耕機(jī)的應(yīng)用趨勢(shì)分析

3.1 大功率、低能耗的而發(fā)展趨勢(shì)

在農(nóng)業(yè)集約化、規(guī)模化、機(jī)械化的推進(jìn)下，與之相關(guān)的大功率旋耕機(jī)也成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中研究的重點(diǎn)，目前，1-GKNB400、1-GKNB300、1-GKNB500旋耕機(jī)的應(yīng)用最多，此系列旋耕機(jī)轉(zhuǎn)矩為540~1000r/min，可以安裝不同的刀具，工作寬幅介于3~5cm之間，為了降低旋耕機(jī)功耗，研究人員針對(duì)旋耕機(jī)的排列方式、參數(shù)等進(jìn)行了深入的研究，已經(jīng)成功研制出翻轉(zhuǎn)旋耕埋青機(jī)，用于覆蓋農(nóng)肥耕作中，具有良好的發(fā)展前景。

3.2 全幅、深耕發(fā)展方向

為了滿足中藥材、薯類的栽種需求，需要定期開(kāi)展深耕作業(yè)，改善土壤的透氣性能，提高土壤的持水能力。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在全幅、深耕旋耕機(jī)的研究上投入了大量的人力、物力和財(cái)力，已經(jīng)成功研制出全幅深旋耕機(jī)與間隔窄幅深旋耕機(jī)。但是，由于此類旋耕機(jī)屬于新型產(chǎn)品，在應(yīng)用過(guò)程中還存在機(jī)組功率不平衡、作業(yè)負(fù)荷大、動(dòng)力強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

3.3 自動(dòng)化、智能化的發(fā)展方向

在現(xiàn)代科技水平的發(fā)展下，很多新技術(shù)在旋耕機(jī)上得到了推廣與應(yīng)用，如遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、液壓技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等等，利用新技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的客觀發(fā)展需求，可以改變作業(yè)路徑，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的智能化發(fā)展。此外，農(nóng)業(yè)機(jī)械也在朝著環(huán)保、節(jié)能的方向發(fā)展，還可以借助秸稈返田來(lái)提高土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物根系的發(fā)育。推廣智能化定位控制旋耕機(jī)，可以根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整移動(dòng)耕幅與耕深，這是未來(lái)階段下旋耕機(jī)的重要發(fā)展方向。此外，小型旋耕機(jī)的需求量逐漸增大。隨著我國(guó)溫室大棚技術(shù)及林果業(yè)的不斷發(fā)展

及面積日益增大，適合于棚室等小空間范圍作業(yè)的微型、環(huán)保型的旋耕機(jī)具的研究必將成為研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，耕整機(jī)和田園管理機(jī)等產(chǎn)品發(fā)展勢(shì)頭迅猛，該系列產(chǎn)品正處于高速發(fā)展時(shí)期。

3.4 聯(lián)合作業(yè)方向

利用單一的旋耕機(jī)，很難提高土地資源的利用率，還會(huì)增加進(jìn)地次數(shù)，為了解決這一問(wèn)題，需要推廣聯(lián)合作業(yè)形式，旋耕機(jī)屬于一種驅(qū)動(dòng)型耕作機(jī)具，可以利用更換部件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)送碎土、播種、旋耕征地、開(kāi)溝、中耕除草、鋪膜、施肥、收割、噴藥等聯(lián)合作業(yè)。就目前來(lái)看，現(xiàn)有的旋耕機(jī)參數(shù)需要進(jìn)行優(yōu)化，以便提高旋耕機(jī)的作業(yè)性能，降低勞動(dòng)成本，提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)農(nóng)業(yè)科技水平的發(fā)展下，國(guó)家的種業(yè)種植方式與農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，也發(fā)生了深刻的變化，傳統(tǒng)耕作機(jī)組已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求了。目前，旋耕機(jī)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了普及應(yīng)用，這是降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平、豐富農(nóng)業(yè)裝備的有益渠道，不僅積極響應(yīng)了國(guó)家發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景及巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]朱月青,王永亮,王柱,孫棟梁,范曉燕.旋耕機(jī)刀軸的設(shè)計(jì)及刀片排列[J].河北農(nóng)機(jī).2015(05)

[2]王超安.大中型旋耕機(jī)市場(chǎng)繼續(xù)保持穩(wěn)健發(fā)展趨勢(shì)[J]. 當(dāng)代農(nóng)機(jī).2012(12)

[3]趙亞祥,田耘.旋耕機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其作業(yè)性能的影響分析[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù).2013(12)

[4]謝方平,吳彬,向衛(wèi)兵,湯楚宙.我國(guó)微型旋耕機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思路探討[J].湖南農(nóng)機(jī).2009(05)