一種山區(qū)農(nóng)村場地、道路混凝土旋拌機(jī)

周發(fā)喜

(湖北省宜都市五眼泉鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)公共服務(wù)中心，湖北 宜都443319)

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民生活水平的提高，廣大農(nóng)村家庭的場地、道路自建房等都需大量進(jìn)行混凝土施工，但在山區(qū)廣大農(nóng)村受到交通和自然條件的限制，大型先進(jìn)專用的混凝土施工設(shè)備難以施展，機(jī)電施工條件不佳，小型施工機(jī)械勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、效率低，有的甚至是單純的人力手工操作。為此山區(qū)農(nóng)村家庭服務(wù)小型施工隊(duì)選購、改裝、自制小型攪拌機(jī)等相對適用的設(shè)備，用來開展農(nóng)村家庭建設(shè)服務(wù)，但這些小型的施工設(shè)備需要高強(qiáng)度的人工進(jìn)料、出料和斗車運(yùn)輸?shù)裙ば?。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，解決農(nóng)民群眾的實(shí)際困難，本方案在研究農(nóng)村普遍使用的微型耕作機(jī)械結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對微耕機(jī)刀具進(jìn)行改裝、試驗(yàn)，提出設(shè)計(jì)了一種拓展微耕機(jī)功能，并能滿足混凝土施工要求，效率高，操作使用簡單，適合山區(qū)農(nóng)村場地、道路、自建房等的混凝土施工的旋拌機(jī)械。

1 設(shè)計(jì)基本構(gòu)想

本設(shè)計(jì)方案的基本思路是：利用微型耕整機(jī)低速旋轉(zhuǎn)刀具的工作原理，將所需施工的混凝土原材料攤鋪在所需施工的場地上，利用微耕機(jī)這種家庭普遍使用的小型機(jī)具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)混合，達(dá)到水泥、砂子、石子、水的符合要求的有效混合，構(gòu)想是通過改裝微耕機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀具，或安裝方式在施工場地對原材料進(jìn)行有步驟的混合操作，確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)、具有高工效，避免小型攪拌機(jī)需要三相電源，高強(qiáng)度人力手工進(jìn)料及混凝土從攪拌機(jī)出料后的運(yùn)輸過程，以達(dá)到既滿足施工要求，又能省工省時(shí)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效益的目的。

2 機(jī)械選配設(shè)計(jì)方案

2.1 微耕機(jī)的選型

目前農(nóng)村適用的微型耕作機(jī)型式多樣，其功能和配套的農(nóng)具也各有不同，本設(shè)計(jì)方案考慮適用、安全等綜合因素，選擇單動(dòng)力輸出的輪式微耕機(jī)，即行走輪動(dòng)力和旋耕動(dòng)力合一的微耕機(jī)，該機(jī)型行走時(shí)動(dòng)力輸出軸上安裝行走輪，田間工作時(shí)拆下行走輪安裝旋轉(zhuǎn)刀具，其特點(diǎn)是旋耕刀具轉(zhuǎn)速相對較低，行走速度慢，適合小場地工作。不適合選用雙動(dòng)力(行走輪和旋耕刀動(dòng)力分開)微耕機(jī)和履帶式微耕機(jī)以及其他型式旋耕刀轉(zhuǎn)速較高的微耕刀，因這類微耕機(jī)刀具轉(zhuǎn)速快，不具備旋混砂石料的安全性和相關(guān)技術(shù)要求。

2.2 微耕機(jī)動(dòng)力的選型

本設(shè)計(jì)方案選擇配套發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力在4～6.7 kW，冷卻方式為風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)(汽、柴油動(dòng)力均可)的微耕機(jī)，這類微耕機(jī)在農(nóng)村家庭使用最為普遍。動(dòng)力過小生產(chǎn)效率低，機(jī)具負(fù)荷過大，動(dòng)力過大旋混作業(yè)操作的安全性較差，且有功率浪費(fèi)。配套水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的微耕機(jī)重量較大，不適用。

2.3 旋混刀具的設(shè)計(jì)與安裝

通過對微耕機(jī)的實(shí)際應(yīng)用情況和工作原理，結(jié)構(gòu)的研究，微耕機(jī)關(guān)鍵部件主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、扶手及操作裝置、配套農(nóng)具、限深裝置等，本設(shè)計(jì)在微耕機(jī)旋耕刀架不變的基礎(chǔ)上，更換適合的刀具，利用微耕機(jī)工作時(shí)配套的刀架帶動(dòng)符合旋拌作業(yè)的旋混刀轉(zhuǎn)動(dòng)，使其向下向上翻轉(zhuǎn)混合砂石等相關(guān)原料，并保持低速前進(jìn)，依次混合、松散，達(dá)到依次逐步翻轉(zhuǎn)、混合的目的。

旋混刀采用替換微耕機(jī)旋耕刀片并與刀架固定安裝的形式，工作中刀軸帶動(dòng)刀架，刀架帶動(dòng)旋混刀旋轉(zhuǎn)作業(yè)，并通過反復(fù)多遍的進(jìn)行場地循環(huán)作業(yè)，配合混合部位和刀具的即時(shí)灑水，達(dá)到砂、石、水泥、水等原料充分混合的要求。旋混刀具的設(shè)計(jì)為彎形旋混刀，結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用中、低碳鋼鍛造而成，刀柄部分為有安裝孔的長方形截面，具體尺寸以微耕機(jī)刀架安裝座孔尺寸相配合，刀身到刀尖部分彎曲成110°左右的內(nèi)角，且工作面(彎曲內(nèi)面)由刀身部分到刀尖部分逐漸變寬，刀尖部分寬度達(dá)到35 mm左右，刀柄到刀尖的直線距離達(dá)到250 mm左右，具體尺寸可根據(jù)微耕機(jī)配套的旋耕刀的大小進(jìn)行鍛造，只是旋混刀不帶切削刃口，近似于微耕機(jī)深耕助刀具。

刀具安裝的刀架仍為微耕機(jī)旋耕刀架，刀具、刀架安裝結(jié)構(gòu)如圖2，注意確保工作時(shí)左右刀架上的刀具對稱同時(shí)旋入混凝土，否則會引起機(jī)具的振動(dòng)增加。

圖1 刀具結(jié)構(gòu)

圖2 刀架、刀具裝配結(jié)構(gòu)

在實(shí)際應(yīng)用中，若不是專業(yè)施工服務(wù)隊(duì)，農(nóng)家自用臨時(shí)混料，不需要改裝旋混刀，可將微耕機(jī)的旋耕刀架與田間作業(yè)方式進(jìn)行左右互換安裝，確保旋混工作時(shí)旋耕刀片的刀臂切入混凝土，相當(dāng)于耕作時(shí)的反向安裝，這樣作業(yè)也能滿足要求，且不損壞刀具，只是其效率沒有旋混刀高，無需增加投入，農(nóng)機(jī)操作人員自己就能操作。

3 使用方法及操作步驟

(1)基礎(chǔ)素土層碾壓整平、凹陷部位填平夯實(shí)。

(2)混凝土施工場地邊框或道路兩側(cè)安裝模板。

(3)按混凝土要求的比例(一般農(nóng)家常規(guī)比例為∶水泥∶砂子∶石子=1∶2∶4質(zhì)量比)，底層攤鋪碎石子，厚度一般達(dá)到20～25 cm。

(4)碎石表面攤鋪砂子層，厚度一般為10～12 cm。

(5)少量灑水濕潤，用微耕機(jī)旋混4遍，達(dá)到砂子和碎石均勻混合，這里加水是為了提高混合的均勻度。

(6)在砂、石均勻混合的基本上，表層均勻攤鋪水泥層。

(7)二次灑水施混作業(yè)。注意旋混部位及作業(yè)刀具部分邊灑水邊旋混，直至混凝土符合要求，一般旋混4～5遍即可。

(8)用工具和設(shè)備按要求厚度攤鋪混凝土，振平及收光。

4 操作使用注意事項(xiàng)

(1)嚴(yán)格按照微耕機(jī)的使用技術(shù)要求，規(guī)范的進(jìn)行操作、維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)具。

(2)限深阻力棒要調(diào)節(jié)適當(dāng)，避免過深將基礎(chǔ)土層松動(dòng)，過淺旋不到底層混凝土原料。

(3)旋混工作過程中，刀具部位即時(shí)灑水，直到混凝土濕度達(dá)到要求。

(4)作業(yè)過程中，保持中油門、低速擋操作，切忌大油門、高速擋工作而造成混凝土飛濺。

(5)工作完成后徹底清洗微耕機(jī)和刀具，按規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)。

5 效益分析

本機(jī)械是在需要施工的場地表面進(jìn)行混凝土旋混施工，相關(guān)沙石料直接運(yùn)送到場地上即可施工，無需進(jìn)料后再轉(zhuǎn)運(yùn)，省去了農(nóng)村小型攪拌機(jī)需要三相電源、進(jìn)料、出料和混凝土的運(yùn)輸過程，施工過程省時(shí)、省力、效率高，一般5～6人一組配套施工操作，1 h可完成混凝土施工量25 t，6人班組一天即可完成混凝土施工量200 t，旋混作業(yè)時(shí)間只有4 h左右，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也不高，是小型攪拌機(jī)工作效率的4倍以上。大面積施工效率更高，非常適合沒有大型設(shè)備的山區(qū)道路、農(nóng)家庭院場地的施工。

6 適用范圍

用本機(jī)具施工混凝土，只適合山區(qū)小型村道、家庭場地等對混凝土要求不高的場所，不適合對混凝土施工要求高的項(xiàng)目建設(shè)施工，農(nóng)家自建房屋可在水泥地面場地進(jìn)行混凝土加工，確保無泥土雜質(zhì)。

7 推廣應(yīng)用前景

隨著美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的深入和農(nóng)民生活水平的改善，國家農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼等惠農(nóng)政策的持續(xù)實(shí)施，使得適合農(nóng)村家庭使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械得到了充分發(fā)展，微耕機(jī)作為能大幅減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的先進(jìn)工具，是農(nóng)民致富的好幫手，更是山區(qū)農(nóng)民家庭最理想的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械。針對微耕機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究改進(jìn)，優(yōu)化、完善、拓展其使用功能，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問題，必將帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，受到廣大農(nóng)民群眾的歡迎，也是基層農(nóng)機(jī)推廣工作者的職責(zé)。山區(qū)農(nóng)村場地、道路混凝土旋拌機(jī)是以農(nóng)村家庭廣泛使用的微耕機(jī)的簡單技術(shù)改進(jìn)和使用功能拓展，投資少，操作簡單，普通農(nóng)民工自己就能完成作業(yè)，解決了農(nóng)村家庭建設(shè)的實(shí)際問題，省工、省時(shí)、效率高，據(jù)考察農(nóng)民家庭施工100 m3混凝土就能節(jié)約支出700元左右，該技術(shù)的推廣提高了農(nóng)村家庭機(jī)具的利用率，拓展了機(jī)具的使用功能，為廣大農(nóng)民群眾提供了方便、適用的技術(shù)條件，尤其受到山區(qū)農(nóng)民群眾歡迎，具有良好的推廣應(yīng)用前程。

8 結(jié)語

山區(qū)農(nóng)村場地、道路混凝土旋拌機(jī)是對農(nóng)村家庭普遍使用的微型耕作機(jī)使用功能的拓展，省時(shí)、省力、效益高，技術(shù)簡單適用，解決了農(nóng)村家庭混凝土施工的難題。