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山区小型农用机械应用与研发

2021-01-14 17:06 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

摘要:现阶段我国大部分地区的农业生产已经由机械代替简单的劳动工具,提高工作效率。但是由于山区地理位置偏僻,山高坡陡,一般的农用机械不能满足山区的使用要求,使山区的生产效率低下,山区农民无法利用自身的产业进行脱贫致富。根据山区农业生产的特点,从行走方式、动力装置、通用性、可靠性、操作简易、维护方便等方面进行研究,开发出适合山区地形使用的农用机械是一项十分紧迫的任务。

关键词:山区;小型农用机械;应用;开发

山区农业的发展不仅与农民的利益联系紧密,同时也是国家总体脱贫奔小康战略的重要组成部分。在当今科技飞速发展的背景下,我国的大部分地区实现了机械化农业生产,但是由于山区复杂的地势环境等限制,普通的小型农业机械很难在山区推广使用,使山区农业经济得不到有效发展,不符合国家的产业扶贫政策,所以开发及使用适合山区的小型农业机械刻不容缓。

1山区农用机械的现实需求

由于我国城市化进程不断加快,大部分山区青壮年转向城市工作,致使农村劳动力短缺,山区的土地存在严重的抛荒现象。为了有效解决这一问题,保证生产效率、提高农作物产量,可以利用机械设备代替传统农业劳作,在节省劳动力的同时更有效地利用各项资源,减轻农业从事人员的劳动负担。相对使用简单工具的种植方式,利用机械设备的生产效率更高,能够帮助农民在一定的时间内完成更多的农业作业,提高种植效率,从而增加农业生产的经济收入。随着努力实现全面建设小康社会、建设新农村的目标,我国政府对于山区的农业经济发展更加重视,坚持实施农机购置补贴政策,以调动农民购机积极性,所以在山区推广适合山区使用的小型农业机械是一项利国利民的政策,在保证减轻农民劳动强度的同时,促进农业增产增效、农民增收,帮助农民改善生活,进入小康生活。农村劳务人员素质的提高有助于使用机械代替手工作业。由于普及基础教育、开展农村职业教育以及农村信息技术的应用等,不断提高了农村劳动人员的素质。由于农村劳动者素质的提高,可以使很多返回家乡的农民工有条件进行创业,开展特色农产品的生产及网络销售,这就可以使单位劳动力的产出能够提高。高素质的劳动者能接受机械化的生产方式,愿意投入资金购置适用的、可靠性高的农业机械。高素质的劳动者也能更好地选配、使用、保养维护好农业机械,发挥出农业机械的性能和优势。

2现有小型农用设备应用于山区存在的缺陷

2.1售后服务的现实困难。为提高农民购买欲望,机械生产厂家或者农机服务机构等,在山区各个地区建立完善的农业机械服务站或者维修点,为农民提供满意的保障维修服务,并确保维修服务遍布各个地区。但是现有小型农用机械品种繁多,性能参差不齐,配套零部件多,造成售后维修服务困难,维修服务点的投资收益差。在上述情况下,一些长期运行的维修点,会产生服务人员不足、服务人员专业性差、维修配件不足的问题,从而造成维修时间长、维修质量不高,使小型农机的使用者感觉到维修不方便、维修效果差。

2.2机械自身性能结构的缺陷。在山区,虽然“村村通”工程解决了村民的出行问题,但是田间地头的坡高路陡,农业机械行驶的道路条件较差,普通的小型机械行走方式不灵活,无法自行式转移场地。一般的小型机械、自身的重量又比较重,在山区转移场地时,主要依靠劳动者肩扛手抬的方式完成作业场所的转移,转移场地困难,效率低下,并且在转移过程中存在一定的安全隐患。现有的小型机械,通用性不足,闲置时间长。农业机械生产受到农作物生产周期的限制,一种作业装置工作时间短,大部分的时间处于一种闲置的状态。机械闲置,不能很大程度发挥出机械的作用,导致设备的浪费;机械设备在闲置期间,如果没有得到很好保养的话,会生锈、出现故障,来年再次使用时可能导致无法使用,使得一些机械设备变成一次性消耗品,使得这些机械的经济效益差。

3山区小型机械的研发及应用对策

3.1加大机械产业结构调整。机械生产厂家往往专注于研发、生产自动化程度高、利润丰厚,并适用国内外大型工程、生产规模庞大的机械。但是,现阶段,国内大型机械的竞争加大,同质化非常严重、整机利润空间下降,需要节约成本,或者从配件等方面来弥补其利润。国家及政府应该调整部分产业政策,采取减税或者科技支持,引导机械生产厂家转移其研发技术投入的方向,汇聚科研院所、大型机械生产厂家的研发优势,使其专注于研发适合山区等特殊地形下的小型机械,生产一批适合山区使用的农用机械,弥补该领域空白。

3.2建立山区农用机械的标准。建立山区农用机械的标准,应该从安全、质量、产品要求、使用年限、维修方便性、零件通用性、机械功率、产品系列化等方面建立统一的标准。参与农用机械行业的厂家及研发单位,应该遵从标准,有针对性的开展研究及生产,提高其研发、生产、维修的专业化水平,有利于建立专业化的队伍,降低山区农用机械的生产、使用、维修的成本,使山区农用机械能够得到广泛普及,形成良性循环。

3.3采用性能良好的轻型柴油机。柴油机由于单位重量功率大、油耗低、使用故障率低等优点得到广泛使用。柴油机最低油耗可达205g/kW·h,汽油机最低油耗为384g/kW·h,由于柴油机的经济性好,在工程机械及农业机械上得到广泛的使用。但是由于普通型柴油机的自身质量大,不能满足山区农用机械的特点,应该从柴油机的结构、零件及各系统的重新组合等出发,采用新材料、新技术、新工艺方法,优化每个零部件的重量,降低小型柴油机的整机重量,适合单人操作的需求。如废气涡轮增压技术、富氧燃烧等新技术应用于小型柴油机,提高柴油机单位重量的输出功率。涡轮增压装置采用柴油机尾气带动涡轮,增加进气的压力,再附加供氧装置,增加其充填气体的有效空气分子及氧气的浓度,这样使柴油机的功率输出将增大70%。如日本的小型机械,为了适应需要,研发生产了空冷式小型柴油机。采用这种小型柴油机的农业设备,可以方便老人和妇女等弱体力者操作,当然也适宜山区农业生产需要。

3.4研发适合山地行走的行走机构。研发适于山地坡度较高的行走机构,并且能自适应于高低不平的路面,具有较高的安全性。行走机构能适应不同路面条件和工作条件,既适合于工作时对较高速度的要求,也适合于工作时对慢速行驶的要求;或者需要在慢速行驶和高速行驶之间切换时,行走机构之间能够快速方便地切换或更换。行走机构也要适合地面附着力的要求,在旋耕、平整土地等作业时候有较大的牵引力。如湖南农业大学设计了可变形履带行走装置,是对该类行走装置一种有创意的研发。该装置设计一种采用三连杆运动变形机构,由固定在行走架上的液压缸驱动变形机构变形,使得行走架在一定角度范围内处于水平的可变形履带行走,适合较大坡度的行走,并能保证安全。

3.5研发多功能的通用型机械和柴油机。根据农作物的生产特点,农用机械应一机多能,即一台机械经过简单切换能够完成农业生产过程的大部分作业。需要研究农用机械作业对象的特点,针对性研究开发通用型机械,在此基础上研究开发改变或者安装简单的设备,就可改变机械用途,适应各种农作业。如多用途微耕机可以在田间自由行驶,便于用户使用和存放,配上相应农具可以满足开荒、除草、耕地、打垄、播种、覆膜作业。耕作刀具也逐步多样化、全面化,能够满足各地各种耕作的要求,现已开发出旱地刀具、水田轮、旱地复合刀(即防缠绕刀具)、加筋复合刀(水田复合刀)、深耕刀、六方滚筒刀、起垄器、开沟器、可调节犁、土豆挖掘器等。配上相应机具可以抽水、发电、喷药、喷淋等功能,还可牵引拖挂车进行短途运输,实现真正的多功能多用途。利用模块化的设计,几种不同用途的农用机械,采用同一台柴油机,提高原动机的使用率。柴油机的价值占整个机械的价值比例较高,而且在长期闲置的时候容易出现故障,普通的农业从业人员无法按照维修技术的要求进行维修,不利于发挥柴油机的功用。采用模块化传动方式和简易、快捷的安装联结方式,从暂时闲置的设备上拆卸柴油机非常方便,安装到即将投入使用的设备上也简单易行,无须过多调试即可满足要求,提高柴油机的使用率,降低整体成本。

4小结

乘着国家精准扶贫的东风,研发并生产高效低耗、适用于山地陡坡耕地需要的机械装备和技术,促进农业机械化产品在农村山地区域的推广应用、转化及产业化。新型山区农用机械从整体规划上设置行业标准,设计优化柴油机的性能、重量及传动安装方式,并且从一机多能、多用途方面设计系列机具满足不同的需要。在山区推广使用适合农民的特色小型机械,可以减轻农民的劳动强度,降低单位亩产的成本,提高农民的收入,为农民的致富提供技术保证,实现小康社会的共同目标。

参考文献

[1]刘琳.农业机械产业发展探析[J].农业科技与装备,2014(8):67-68.

[2]常德林.山区小型农业机械推广应用与发展[J].农业与技术,2019,39(14):69-70.

[3]苏凤好.山区特色农产品机械化发展存在的问题及建议[J].现代农业科技,2016(7):187.

[4]刘大为,谢方平,李旭.一种可变形履带行走装置的设计[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2015,41(1):99-103.

作者:黎章文 单位:湖南高速铁路职业技术学院

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