摩托车应用于轻型农机具关键技术的探讨 - 农业工程技术杂志社投稿

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摩托车应用于轻型农机具关键技术的探讨

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摩托车应用于轻型农机具关键技术的探讨夏红梅，赵娜，李志伟(华南农、¨_：大学工程学院，广州)摘要：适应IlI区的农JcJL具应具有动力简单、模块化、多功能、易于操作和便于[11IhJ转移等功能。摩托车作为我斟【】1区农村的丰婴交通运输]：具，具有质量轻、成本低、使用维护方便等优点，适当改进成为山区农机的动力提供装置。为保址水f1_1或早地作业的舒适性和稳定性，将摩托车的后轮换为两个叶轮，整机改为i轮结构．同时，为满足}十1问作、【k时差速和I低速大扭矩要求，在摩托车原有传动系统卜-增加一个静液压蓐速装置该装置为一个定量泵和两个液压，I达集成的整体结构。在改进的摩托车机身后部设计r一个标准悬挂机构．}丹丁拖挂牵引不同的作业机具，关键词：农、mI．程；轻型农机；理沦研究；摩托车；静液J蕞差速中图分类号：S219．9文献标识码：A文章编号：1003—188X(2008)03—0049--040引言我围是个农业大国，总耕地面积约1．22亿hm2，但南于人几众多，人均耕地仅为0．093hm二。农业生产／J落后、农村基础设施条件较差，农民文化程度小高、收入水平低等问题长期困扰着中国农业的发展．建困以来，我罔政府一直致力于发展农业机械化，以提高农业综合生产能力，促进农业牛产发展和农民牛活水平的提高J?一我同地形复杂，地势西高东低，III地、高原和丘陵约占伞国土地面积的2／3’日前现有适应1II区的农机具t铺种很少，技术可话’件差，机械性能、产品质量不稳定，机具性价比低，农民购买农机具和支付农机作业服务费的能，J低，严重地制约了山区农业机械化的发展。凶此，开发适』巫山区的农机具，发展山区农业机械化，对加快III【X农民增收脱贫、促进IIl区农业经济的发展彳丁荇重要的现实意义I、1适应山区的农机具需求分析我同山区65％以卜-的Ⅲ块斯积在0．033hm!以下，其中30％～40％的地块在0．02hm!以下1{1。IIl区地势高低不平，梯卜H和拐角田多，道路崎岖难行，拖}市机难以下H，因而机耕面积仅占总耕地而私{的30％，尚有70％的田地尤法使用机器耕作“。L【j区农机资源占有量少，“十瓦”期间农机统计资料表明，25％的【：农业发达地区占有56％的农机资源，而75％收稿日期作者简介通讯作者一ol夏红梅(1975J，女，湖北黄梅人，讲师，博士研究生(E maj)xhmKCau@toln．coln。李志伟(196卜)，男，广东鹤山人，教授，博I．二49的丘陵山区仅占农机资源的44％。我国农村每年有近／10％的学生没有完成九年义务教育，1I|区农民文化水平普遍较低，农民使用和维护农机具的能力差，在H前农机化服务体系还不完善的条件下，在山区推广农机具斟难。同时，农民普遍缺乏适应其它行业的就业技能，收人水平增长缓慢“。据统ff‘，2005年我同农民人均纯收人近3255元，生活消费支出近2555元；『巾^l台农机价格一般为3000～6000元，相当于0．15万～0．16万kg乇米的价钱，大多数农民购置农业机械的能力较低…，。同前1il区农业牛产主要沿袭原始的生产方式，田问作业以畜力为丰，H问管理和运输以人力为主；粮食收狡的机械化和半机械化水平也较低，仍以人力为丰，币i中短途运输和农副产品加工的机械化水平也很有限”，随着农村产业结构的调整，农村劳动力的转移，1II区农民对农业YI械需求迫切，希望能够减轻劳动强度，提高牛产效率和生活质量。…区地块小而不规则，弯多、坡陡，农机作业窄转时间长，机械磨损快、作业危险性大、安全隐患多。为实现山区的机械化耕作，各种与小型动力配套的小型农机具应运而生。这螳农机具在一定程度}二提高了农村牛产率，降低了农民的劳动强度。但经历20年多的发展，日前小型农机具仍存在着不少问题、首先，产品功能单一，每台机器只具备一两利一作、I址功能，农民购买经济负担重。农民普遍希望农机具一机多用，其动力能与各种农具快速拆卸，在田问作业时，可快速地和各种犁耕、旋耕、整地、开沟、作畦等机具组装，来实现各种农业生产作业功能，提高整机伞年利用率，减轻购买负担。其次，农机化研究第3期产品生产批量小、质量低和机具的可靠性差，使用过程中传动系统经常出现故障(如脱链、传动销切断等)，无法进行工作，加大了机械作业的成本。山区农民又普遍缺乏使用和维护农机的技能，因而产品维护能力低，实用性差““。此外，…区农民居住普遍离田块远，运送机具和生产资料不便，若能利用农机的动力提供装置来实现运输功能，则能大大地降低生产成本。因此，适f、证山区农民需求的农机具应有模块化、多功能、动力简单、机体小、质量小、操作简单、转弯半径小、水早田两用、田问作业转移方便等特点。2适应山区轻型农机具动力装置的选择目前，在』ti区应用较广的牛产资料运输和作业机具牵引功能的动力提供装置主要为小型手扶拖拉机。手扶拖拉机结构简单、用途广泛，配卜‘相应的农机具可以进行犁耕、旋耕、耙fi=1、播种等多种田问作业，配上拖车．可进行短途运输。但是，目前我罔的手扶拖拉机生产规模小、成本高，农民又普遍缺乏维护技能，操作安全性差，使用维修成本高；而且手扶拖拉机自身质量大，行走速度低，不适合作为日常生活的交通r具，在运送机具和生产资料过程中，对交通路面宽度有一定的要求，在路况复杂的…区，应用受到限制。I|I区道路狭窄，多为砂石土路，地面不平，交通极不便利。摩托车质量小，操作简单、速度快、经济实惠、维修方便，已成为公共交通设施落后的1【J区农村的主要交通运输T具。2005年，我国农村摩托车保有量为5000万辆，随着农民收入的提高和农村道路条件的改善，农民对摩托车的需求保持高速发展的势头。摩托车使用量的增大，也促使其价格的下降和农村销售、服务网点的增加，因而在农村市场前景广阔。一台普通l25摩托车与相同功率手扶拖拉机相比，其质量约为手扶拖拉机的1／3，最高转速约为手扶拖拉机的4倍。摩托车耗油量低、使用方便、价格便宜，适于做IJJ区运输机械的动力提供装置。普通125摩托车的最大功率一般为7．5kW，可满足小型机具的作业要求，但是要实现一机多用的Ⅲ问作业功能，还需做一定程度的设计改进，以力‘便挂接各种农机具，并满足田问作业时低速大扭矩的需要。3摩托车改进用于轻型农机具的关键技术为了方便摩托车拖挂机具在水田或旱地作业，并保证人员操控的舒适性和稳定性，需将其后轮换为适于水I羽作业的两个叶轮，此时整个机身结构变50一为三轮结构。为使机具能在田问快速转移，改进后的三轮结构应易于转弯，其传动系统应具有差速功能。机具田问作业时，一般行走速度为1～3km／h，牵引机具时需要的扭矩很大。摩托车自身的传动系统包括离合器、变速器和传动机构等，可调节油fJ和变速箱的挡位来实现减速增扭作用，但还不能满足田问作业时低速大扭矩的要求为此，需要对原有传动系统进行设计改进，使其具有差速和低速大扭矩的功能。为了方便挂接各种农机具，摩托车的后机身部分需增加标准牵引结构，在不影响摩托车原有运输功能的前提下，改进的结构应在原有结构f：简单改造。摩托车的差速功能可由静液压差速和机械差速器来实现。与机械式差速器比较，静液压差速器具有布局灵活、动作平稳、抗冲击载荷能力强、换向方便和功率利用合理等优点。，农业机械行走装胃上采用静液压驱动技术已有近50年的历史，只需几条油管(软管和钢管)，可省掉多余的传动机构，使整机结构布置合理、质心高度相对降低“。。合理地配置静液压差速系统能够方便地实现无级变速，以及倒驶和制动等功能”。静液压差速系统可由1个定量泵和两个液压马达的并联系统构成，其系统原理如图l所示。马达并联系统可以充分利用系统的最高压力。当两轮的行驶阻力基本相同时，两马达的转速基本相等，可保证直线行驶。，在转向时，作用于左右轮的行驶阻力不同，根据静液压系统流量与压力的关系，以及压力取决于外载的原理，左右马达得到的流量与其阻力成反比，从而实现转向要求的差速。┏━━━━━━┓┃U7┃┃G墨翻┃┗━━━━━━┛ l，6仃疋轮2，5．液J{i‘j达3．动力输入轴4．常鲢泵圈1静液压差速系统原理H为使结构紧凑，将液压泵和马达组装在一起组成一个整体，如图2所示。液压泵与链轮轴直接连接，输入发动机动力。两个液压马达通过油管与液压泵连接，驱动两后行走轮。摩托车整体改进简冈如图3所示。在具体使用时，可利用摩托车的运输功能，将生产资料和农机具运到田间后，将摩托车2008年3月农机化研究弟3别的后轮拆出，装卜犍体差速系统，并通过安装在差证人员操控的舒适性和稳定性，需将其后轮换为适速箱体}：的牵引装置牵引农机具。在需要大扭矩输于水田作业的两个叶轮，此时整个机身结构变为三出的刚问作业时，可将摩托车的变速箱调为低速的轮结构。在出问作、业时，拆去摩托车的后轮，在后2～3挡；在进行整地等小扭矩作业时，可将变速箱链轮处安装一个定量泵和两个液压马达构成的静液调为3～4捎，以适血_i同形式作业的需求。雕差速器，满足转向时的两后轮的差速需要。利用 i．链轮2液压泵3．输体4．液』E马达冈2静液门：差速装置简图4总结与讨论特殊的地形条件、低文化素质的农业劳动生产力，缺乏与牛产要求配套的高质量农业机械化设备，是我I叫山区农业机械化不发达的主要根源。设计‘适心1IIⅨ农民需求的模块化、多功能、操作简单、水甲Ⅲ两用、田问作业转移力^f更的轻型农机具，对推动我罔IJI区农业机械化的发展具有重要实际意义。摩托车质量小、价格便宜．对机动道路路面状况要求低，使用力‘便，是日前我围III区|二j常交通运输的卡要动力提供装置。选用摩托车作为山区农机的动／『J提供装置，可以实现一机多用，降低牛产成本，并r丌充分利用摩托车的相×寸完善的维修服务体系。为r方便摩托车拖接机具存水出和旱地作业，并保摩托车原有传动系统调节行走速度，在改进的摩托车的后机身部分增加牵引机构，来实现和农机具的挂接，、在结构改进设计中，选用新型轻质材料，如硬销、I：程塑料等，町减轻整机质量，提高机具力学性能。随着牛物质能技术的发展，未来还可以考虑利用酒精代替汽油作为摩托车发动机的燃料，以实现节能环保、参考文献：官传海．我吲农业机械化的现状‘孑发展对策[。7]．山东省农业管理下部学院学报，2006，22(6)：5455．裴伞龙，郑健雷．加速发展我国农业机械化事业是时候了[J]．安徽农机，2006(1)：16—18．代晋发，刘方华．农机具的设计必须与条件和区域丰目结合[J]．福建农111『L，2005(1)：1920．冯丹．巾陶农业机械化技术发展研究[D]．北京：巾【叫农业机械化科学研究院，2006．徐菊芳．如何发展丘陵IIj区困I【I区农业机械化[J]．农机推广，2001(6)：15．樊H义．LL|区农民对农业机械化有六盼[J]．广两农业机械化，2002(6)：32—33．刚厚森，张天顺．山区农业机械化nq题的探讨[J]．中【蚓农机化，2004(4)：15—17．郭会芳．丘陵IJI区农业机械化发展研究[J]．农机推广与安全，2006(4)：2628．黄成林．试论·机多用与山区农机化的发展[J]．贵州农机化，1998(6)：1929．，5开宏，￡晓东．对小型农机具的几点看法[J]．农村牧i基：机械化，1998(1)：27．金文胜，安困年，刘喜海，等．静液压驱动在农业机械ij止装置I．的应用与发腱趋势[J]．内蒙古民族大学学报(向然科学版)，2001，16(3)：．金文胜，杨臣，刘保华．液压技术在农牧业机械}：的应用现状’j发展趋势[．T]．拖拉机与农用运输车．1999(4)：i418．Discussion ofKeyTechnologies forApplyingMotorcycle onLight-dutyAgriculturePowerMachinesXIAHong—mei，ZHAONa，LIZhi—wei j i i012【=心心心阳∞口随阳 n_二l_二_LJ a n●I hC2460 l5UO hZ g n aUG y tS r eV nU a rU—C l1U5C— r gA a n_I hC hCU oS g n r e e n g nE fO e g e0C／l