系列水田平地攪漿機(jī)的研究

摘?要：論述了十幾年來主持及參加的系列水田平地攪漿機(jī)研究項(xiàng)目的工作情況，重點(diǎn)介紹了幾種機(jī)型的設(shè)計(jì)、研究成果及推廣應(yīng)用。指出了水稻秸稈整地環(huán)節(jié)存在的短板，以及目前制約水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題和水稻全程機(jī)械化的薄弱環(huán)節(jié)，說明了研發(fā)和推廣其關(guān)鍵成熟的技術(shù)及配套機(jī)具、補(bǔ)齊短板的迫切需求。

關(guān)鍵詞：系列;水田平地攪漿機(jī);秸稈整地;研究

中圖分類號：S222.51文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼

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

基金項(xiàng)目：黑龍江省屬科研院所基礎(chǔ)科研經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“系列水田平地攪漿機(jī)的研究”（2009-2019）

作者簡介：安龍哲（1962-），男，黑龍江甘南人，研究員級高級工程師，主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械研究，E-mail：stsanlongze@163.com。

1?研究的目的和意義

水稻生產(chǎn)中的整地尤其是秸稈整地環(huán)節(jié)存在短板，成為制約水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。為解決傳統(tǒng)的旋、耙、拖平、漏耕等重復(fù)作業(yè)方式弊端，滿足水稻插秧作業(yè)的質(zhì)量要求，牡丹江農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開展了系列水田平地攪漿機(jī)（含施肥）項(xiàng)目研究多年，對秸稈整地薄弱環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備開展了系統(tǒng)研究工作。并對部分科研成果進(jìn)行了成果轉(zhuǎn)化，在中試后，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品得到推廣應(yīng)用，產(chǎn)品技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。

2?研究內(nèi)容及結(jié)果

通過調(diào)研、考察、研學(xué)國內(nèi)外先進(jìn)機(jī)型及相關(guān)研究試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了多個方案，通過對比分析和多種樣機(jī)的試驗(yàn)考核，最終確定了總體設(shè)計(jì)方案及機(jī)具的工作原理。

水田打漿平地機(jī)與四輪驅(qū)動輪式拖拉機(jī)采用3點(diǎn)掛接方式連接，動力由萬向節(jié)輸入到傳動箱，經(jīng)中間齒輪箱變向傳遞動力至左端鏈輪傳動箱，帶動驅(qū)動耕耙刀輥快速旋轉(zhuǎn)，對水田原茬泡田地及翻旋后泡田地進(jìn)行旋切、擊打和攪拌，完成碎土耙漿作業(yè)，罩板擋住刀輥旋起的泥漿和根茬，并對田面進(jìn)行刮攤，拖板將泥漿拖壓平整，并通過彈齒將根茬壓入泥漿中，最終完成碎土、打漿、壓茬及平地聯(lián)合作業(yè)。

2.1?1GDP-260水田打漿平地機(jī)研究

該機(jī)的設(shè)計(jì)方案：一是采用中間錐齒輪、側(cè)鏈輪傳動技術(shù)，減輕整機(jī)重量，傳動精確平穩(wěn);二是采用一體通軸式刀軸設(shè)計(jì)，避免了中間漏耕，提高了作業(yè)質(zhì)量;三是拖板采用自動仿形技術(shù);四是確定打漿刀雙螺旋排列的方式。

該機(jī)于2009年通過省級產(chǎn)品鑒定和省級推廣鑒定。該產(chǎn)品符合當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)政策、水稻寒地種植的自然條件和農(nóng)藝要求，解決了不良?xì)夂驐l件的不利影響，性價比適合農(nóng)民購買力水平，提高了農(nóng)戶的水田整地質(zhì)量和整地速度，減輕了用戶的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率，受到了用戶的普遍歡迎。

2.2?1GDP-280型水田打漿平地機(jī)

此項(xiàng)目為黑龍江省發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目。第一階段完成了項(xiàng)目核心技術(shù)的改造和中試，產(chǎn)品達(dá)到批量生產(chǎn)水平;完善了中試產(chǎn)品生產(chǎn)工藝工裝及性能，購置了產(chǎn)品整機(jī)測試及零部件檢驗(yàn)等設(shè)備。第二階段完成了中試產(chǎn)品的生產(chǎn)、組裝、檢驗(yàn)、測試等工作。第三階段完成中試產(chǎn)品的試驗(yàn)推廣，技術(shù)人員和服務(wù)人員得到了培訓(xùn)，建立了完善的銷售服務(wù)體系。2010年該機(jī)通過了省級產(chǎn)品生產(chǎn)鑒定和產(chǎn)品推廣鑒定，并獲得多項(xiàng)國家實(shí)用新型專利。

2.3?1JSL-360水田平地攪漿機(jī)研究項(xiàng)目

研制寬幅大馬力的水田平地攪漿機(jī)，設(shè)計(jì)了鏈傳動自動張緊機(jī)構(gòu);采用自動仿形的鋸齒拖板平地機(jī)構(gòu)。攻克了以下技術(shù)難點(diǎn)：（1）刀輥軸兩端軸承密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和骨架油封的運(yùn)用。（2）刀輥軸上刀庫的排列方式。（3）鏈傳動的張緊。產(chǎn)品達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T24685—2009 水田平地攪漿機(jī)》的要求。2011年8月，產(chǎn)品通過省級新產(chǎn)品鑒定和產(chǎn)品推廣鑒定，轉(zhuǎn)讓企業(yè)批量生產(chǎn)。

2.4?1JSF-280型水田施肥攪漿機(jī)研究設(shè)計(jì)

該機(jī)為50馬力以上配套的水田施肥攪漿機(jī)具，利用旋翻、滑切、旋壓的工作原理，將肥料和浸泡后的水田土壤攪拌打漿、平地作業(yè)。2012年通過了省級科研成果鑒定。該機(jī)具填補(bǔ)了國內(nèi)空白，可以作為我省水田施肥耕整地機(jī)械的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

2.5?牡丹江市水稻標(biāo)準(zhǔn)化種植平地攪漿技術(shù)示范推廣項(xiàng)目

根據(jù)示范區(qū)的情況，配置324型拖拉機(jī)及240型水田平地攪漿機(jī)一套、504型拖拉機(jī)及280型水田平地攪漿機(jī)一套、754型拖拉機(jī)及320型水田平地攪漿機(jī)一套。引進(jìn)優(yōu)良品種與該項(xiàng)目結(jié)合示范，并對項(xiàng)目周邊基層干部、農(nóng)業(yè)技術(shù)員和科技示范戶進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，召開現(xiàn)場會，推進(jìn)技術(shù)的示范效果。項(xiàng)目實(shí)施后，帶動周邊近萬畝水田耕整地水平提高。油料消耗降低，減少二氧化碳排放;不焚燒秸稈，減輕對空氣的污染;秸稈還田培肥地力，防止土壤板結(jié);保護(hù)性耕作，減少進(jìn)地次數(shù);打漿均勻，泥漿度高，可節(jié)約用水。

2.6?1JSL-320水田平地攪漿機(jī)研究

1JSL-320水田平地攪漿機(jī)研究項(xiàng)目，補(bǔ)充大馬力拖拉機(jī)配套的水田攪漿機(jī)。重點(diǎn)研究內(nèi)容：機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)，快速掛接機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì);旋耕、攪漿平地工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2013年，產(chǎn)品通過省級新產(chǎn)品鑒定和產(chǎn)品推廣鑒定，成果轉(zhuǎn)讓企業(yè)批量生產(chǎn)。

2.7?新型1JSL -280（320、360型）水田攪漿平地機(jī)的研究

為了進(jìn)一步提升作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率，減少能耗，方便機(jī)器安裝，減少故障率，該機(jī)采用新型的傳動方式，中間齒輪箱采用新型齒輪箱或差速器箱體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)動力軸、雙側(cè)齒輪傳動。刀輥軸采用分段式，安裝維修更加方便。雙側(cè)齒輪傳動使攪漿機(jī)兩側(cè)對稱，結(jié)構(gòu)更加合理;齒輪傳動取代鏈條傳動，傳動更穩(wěn)定順暢，機(jī)器更安靜;后面刮漿板采用液壓技術(shù)進(jìn)行升降仿形。此研究取得了多項(xiàng)實(shí)用新型專利。

2.8?1JSL-280雙軸水田攪漿平地機(jī)的研究

2017年在“嚴(yán)禁秸稈焚燒，減少霧霾”等國家政策指導(dǎo)下，解決霧霾天氣，進(jìn)行秸稈還田，為解決碎秸稈漂浮、影響插秧、大量人力撈秸稈的問題，研制了具有高效埋茬、平地、攪漿功能的水田雙軸攪漿平地機(jī)，并推向市場。該機(jī)用前旋后壓的工作方式一次性完成水田攪漿、壓茬、平地等作業(yè)，以解決水稻直收秸稈粉碎拋撒后，水田秸稈量大，攪漿泡田后漂浮，影響機(jī)插秧作業(yè)的難題。水田雙軸攪漿平地機(jī)，由快速掛接機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、機(jī)架罩殼總成、前帶動力刀輥軸、后帶動力埋茬輪、平地機(jī)構(gòu)組成。埋茬輪把稻茬壓入水田泥3～5 cm以下，埋茬輪在水田地中滾動與地面無相對滑動，不會把埋入泥中稻茬鉤出，在有效打漿平整稻田的基礎(chǔ)上進(jìn)一步埋茬，滿足了插秧機(jī)的作業(yè)要求，減少了打漿次數(shù)，提高作業(yè)效率，保證水田耕種質(zhì)量。

3?取得的核心技術(shù)

3.1?創(chuàng)新研發(fā)了1JSL系列水田平地攪漿機(jī)

水田平地攪漿機(jī)采用雙軸結(jié)構(gòu)。（1）前置動力驅(qū)動刀軸，刀軸上攪漿刀按雙條螺旋線狀排列（圖1），同一條螺旋線上相鄰的兩個刀座在刀軸的橫截面上圓弧夾角角度α為 68°～72°，相鄰螺旋線間螺距 H為 190～200 mm，消除了稻草莖稈對刀軸及刀和軸承座的纏繞，整地效果好。（2）刀軸后方加裝埋茬滾輪，埋茬滾輪采用圓周多邊形籠式隨動滾輪（圖2），將稻茬及秸稈完全埋入泥層中，埋茬效果好。

3.2?創(chuàng)新研發(fā)了水田平地攪漿機(jī)快速掛接裝置

采用與拖拉機(jī)液壓懸掛機(jī)構(gòu)三點(diǎn)掛接方式連接，駕駛拖拉機(jī)倒退，將水田平地攪漿機(jī)的三個懸掛點(diǎn)分別置于上下掛接鉤開口內(nèi)，鎖定掛牢，完成掛接。機(jī)具掛接快捷、高效，操作簡便、安全，減輕了勞動強(qiáng)度（圖3）。

3.3?創(chuàng)新研發(fā)了水田平地攪漿施肥裝置

技術(shù)關(guān)鍵：（1）施肥裝置和攪漿機(jī)一體配置，施肥裝置動力由攪漿機(jī)主傳動動力軸側(cè)端傳出。（2）電子語音報警系統(tǒng)，一是在肥箱每個出肥口一側(cè)均配以電子壓力傳感器，監(jiān)控肥料是否排空;二是在每個排肥管側(cè)壁均配以微電子壓力傳感器，監(jiān)控肥料是否堵塞，實(shí)現(xiàn)了化肥動態(tài)監(jiān)控（圖4）。

4?結(jié)論

研發(fā)的系列水田平地攪漿機(jī)，一次進(jìn)地可完成旋耕、攪漿、施肥、埋茬、平地等聯(lián)合作業(yè)，作業(yè)后稻茬和秸稈埋入泥土還田，田面平整、泥漿均勻，適合后續(xù)插秧環(huán)節(jié)作業(yè)。設(shè)計(jì)的雙軸結(jié)構(gòu)、雙條螺旋排列刀軸解決作業(yè)纏草問題。設(shè)計(jì)的埋茬滾輪，將稻茬及秸稈完全埋入泥層中，增強(qiáng)了埋茬效果。設(shè)計(jì)的快速掛接裝置，機(jī)、具掛接快速、安全，勞動強(qiáng)度低。產(chǎn)品性能達(dá)到國際同類技術(shù)先進(jìn)水平。近些年在我省推廣4130臺相關(guān)機(jī)型，作業(yè)面積達(dá)532萬畝。

系列水田平地攪機(jī)，作業(yè)質(zhì)量好，性價比高，實(shí)現(xiàn)了部分替代進(jìn)口，提高了我省水稻整地的機(jī)械化水平。該機(jī)解決了水田秸稈整地薄弱環(huán)節(jié)，符合“三減”要求，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。