耕整地机械新产品开发方向
芦磊 许剑平 张凤菊
摘要针对我国耕整地机械种类繁多、技术水平及质量参差不齐的现象，通过对世界主流耕整地机械的现状及发展趋势的分析，本文从几个主要方面介绍未来耕整地机械新产品的开发方向。
关键词耕整地机械开发方向新技术新产品
基金项目：东北地区黑土保育及有机质提升关键技术研究与示范（201303126）
作者简介：芦磊（1982-），男，工程师，从事农业机械装备研究及推广工作。0引言
农机新产品是一个外延很宽的概念，用事物相对论的观点可以定义为，在现有农机产品基础上，经过人为创新，在技术上有所进步，结构上有所完善，功能上有所增加，性能上有所提高的产品可称为农机新产品。耕整地机械是农业机械的一个重要组成部分，通过对现状及发展趋势的分析，对耕整地机械新产品的开发方向归纳为以下几个方面。
1新产品开发方向
1.1完善结构
据调查，传统机具如铧式犁、圆盘耙、镇压器等，在农业生产中仍占有重要地位，而在相当长时间内是不可代替的。但根据技术进步和新的农艺技术发展要求，在结构上应不断创新。如铧式犁变牵引式为悬挂式，变单向耕翻为双向耕翻；加大机架高度提高通过性能，增设安全装置提高可靠性；完善调节机构，使其方便快捷等；圆盘耙向宽幅折叠、液压起落方向发展，采用“超级”密封轴承提高使用寿命、采用液压元件提高操作方便性等。传统机具具有很大的开发潜力，并具有稳定的市场，是农机新产品开发的永恒课题。
1.2开发多种工作部件
耕作机械既要适应多种土壤条件，又要满足不同耕作制度和农艺发展的要求。因此，必须不断开发新的工作部件。在国外各大公司，十分重视工作部件的研究和开发。如在铧式犁上采用多种类型曲面的犁体，有翻转型、碎土型、通用型、深耕型、栅条型等。法国博尔内公司的铧式犁可装13～25种犁体，可适应不同土壤耕作要求；在圆盘耙上采用多种曲率半径、不同直径和刃口形状的圆盘耙片，如澳大利亚圆盘耙片，有18种直径（305～965 mm）、7种厚度（3～12 mm）、24种曲面凹度（19～159 mm）、16种曲率半径（444～1003 mm）；在驱动型耕整地机具上的工作部件更是种类繁多，通过更换部件和调整刀辊工作转速或转动方向，可满足不同工作条件下的农艺要求，实现一机多用。因此，开发多种形式的工作部件具有广阔的市场空间。
1.3驱动型机具代替部分牵引式机具
由于驱动型机具能充分利用拖拉机功率控制对土壤的作用强度，可满足多种耕作要求，而且具有生产效率高、作业质量好的特点。因此，国外各大公司都十分重视驱动型耕整地机具产品的开发与生产，并已形成多品种、多系列产品。如旋转犁、动力锹、旋耕机、驱动耙、灭茬机等多种耕整地机具。我国从20世纪60年代开始生产应用旋耕机和灭茬机。与发达国家相比，存在的主要差距是：机具品种少，工作部件单一，工作可靠性差。因此，具有广阔的开发空间和潜在市场。其开发方向：一是发展新品种，开发新机型；二是加大工作部件的研制开发力度；三是开发传动系统保护装置，提高工作可靠性和安全性。
1.4少耕、深松机具代替部分翻耕机具
以少耕、深松代替传统犁耕的土壤保护性耕作技术，目前已在世界许多国家得到广泛应用，耕作面积不断扩大。黑龙江省从20世纪70年代就开始推广应用深松耕法，并已取得显著的增产效益和保水、保土、保肥的生态效益。可以预言，土壤保护性耕作技术今后将在我国大面积推广应用，急需研制开发各种新型深松机。其开发的方向：一是在深松机具总体结构上创新，提高田间通过性能和可靠性；二是研制开发与大功率拖拉机配套的耕整联合作业机，解决深松碎土性能差，松后易散墒的问题；三是加强深松部件的技术攻关，重点解决降低工作阻力、提高工作部件寿命的技术难题；四是开发适合不同土壤条件、气候条件和不同农艺要求的深松机，如适应不同耕作要求的杆齿式深松机、凿铲双翼式深松机、全方位深松机、浅翻深松犁和行间中耕深松机，以及不同耕作深度的表土浅松机（深松深度15～20 cm）、深松机（20～40 cm）、心土耕作机（大于40 cm）。
1.5开发联合作业机具
大功率拖拉机的广泛应用，为联合作业机的发展创造了条件。由于联合作业具有缩短作业时间、利于抢农时、节省能耗、减少机组进地次数、减轻土壤压实等优点，已在世界各国推广应用。目前，联合作业机具种类繁多，按作业功能分：有翻耕深松联合作业机、翻耕碎土联合作业机、深松碎土镇压联合作业机及耕整施肥播种联合作业机等；按工作部件运动形式分：有从动部件组合、驱动工作部件组合、驱动部件与从动部件组合的联合作业机；按组合结构分：有整体式联合作业机和组配
式联合作业机。用“组配”方式将各自独立的机具组装成联合作业机，根据需要“可分可合”，是近年来联合作业机具发展的新特点。据预测，随着我国大功率拖拉机保有量的逐年增加，对联合作业机具的需求也将加大。新产品开发的方向：一是研究技术先进的联合作业工艺，并对其工艺合理性、经济性和可行性进行技术经济分析；二是研究联合作业机的整机结构和各组部件之间配置参数，重点解决机组超重和田间通过性能差的问题；三是加强联合作业机工作部件的研制开发，重点解决减轻工作阻力、提高作业质量的技术难题，如振动深松部件、灭茬旋耕通用刀片等。
1.6 开发水田精细整地技术配套机具
精细整地技术对耕整地作业质量提出了更高的要求，应达到“耕深一致、地表平整、寸土不露泥、埋茬严密、起浆性能好”。该项技术目前在国内主要有2种配套机具：一是激光平地机，已被国家列为重点示范推广项目。据试验示范测定，可节水30%、增产20%以上；二是耙浆平地机，用该机原茬泡田整地作业，可节水20%，降低耕作费50%，增产5%以上。今后开发的重点是引进消化吸收国外先进技术，实现激光平地机国产化。
1.7提高“三化”水平
目前，我国田间作业的拖拉机功率范围较大，型号繁多。但由于我国农机产品“三化”（标准化、系列化、通用化）水平低，致使相当一部分拖拉机，特别是轮式拖拉机至今尚无理想的配套机具。而发达国家的耕、整地和播种机械产品，都在不断拓宽与拖拉机的配套范围，以尽可能少的部件种类和结构型式，通过提高“三化”程度来满足动力配套要求，发挥不同功率拖拉机的作用。如意大利MASHIO公司生产的驱动型整地机具，有4大类24个系列103种型号，可与22.0～183.8 kW拖拉机配套使用。在我省已推广使用的大型机具，绝大多数是按履带式拖拉机的动力参数和挂接参数设计的，不能理想地与大中型轮式拖拉机配套，亟待改进设计。同时，在已推广的各类耕、整地和播种机械产品中，普遍存在着机型杂乱、标准不一、功能各异和通用性差的问题，急需通过农机新产品开发解决这一问题。因此，提高“三化”程度也是农机新产品开发的重要领域。
1.8采用新技术、新材料、新工艺
目前，以机、电、液一体化技术、信息技术、微电子技术、遥感技术、仿生技术为重点的农业新技术革命已在当今世界展开。其中，机、电、液一体化技术已在发达国家农机产品上广泛应用，如机具工作参数和作业状态的调整，播种、施肥状况的监控等；同时，以地理信息系统、全球卫星定位系统和遥感技术为核心的精准农业，已在西方发达国家兴起，与之配套的机具设备已开始应用；发达国家新材料、新工艺的普遍应用，显著地减轻了机具重量，延长了使用寿命，提高了产品的内在质量、外观质量和可靠性。同发达国家相比，我国农机产品的科技含量远远落后于发达国家水平。分析其原因，我认为不是技术问题，如机、电、液一体化技术在我国其他行业已广泛应用；新工艺、新材料在我国机械、矿山、工程施工等行业也广泛应用。在农机行业上，主要问题是受农民技术水平及经济条件和思想观念制约。因此，在农机新产品开发中，一是要增强创新观念，大胆创新；二是对农民进行技术宣传和技术培训，提高技术水平；三是建议政府对采用新技术、新材料、新工艺的农机新产品给予政策优惠和资金补贴；四是对于出口的农机产品要全部采用新技术、新材料、新工艺，提高国际市场竞争能力。
2结论
耕作机械新产品开发方向，是由产品的技术发展方向和市场发展方向来决定的。产品的技术和市场发展方向，又受到农艺、自然条件、经济和社会条件因素的影响和制约。因此，在确定新产品开发方向时，必须进行全面的科学的论证分析。本文仅为农机科研及生产企业新产品开发提供参考。
摘要针对我国耕整地机械种类繁多、技术水平及质量参差不齐的现象，通过对世界主流耕整地机械的现状及发展趋势的分析，本文从几个主要方面介绍未来耕整地机械新产品的开发方向。
关键词耕整地机械开发方向新技术新产品
基金项目：东北地区黑土保育及有机质提升关键技术研究与示范（201303126）
作者简介：芦磊（1982-），男，工程师，从事农业机械装备研究及推广工作。0引言
农机新产品是一个外延很宽的概念，用事物相对论的观点可以定义为，在现有农机产品基础上，经过人为创新，在技术上有所进步，结构上有所完善，功能上有所增加，性能上有所提高的产品可称为农机新产品。耕整地机械是农业机械的一个重要组成部分，通过对现状及发展趋势的分析，对耕整地机械新产品的开发方向归纳为以下几个方面。
1新产品开发方向
1.1完善结构
据调查，传统机具如铧式犁、圆盘耙、镇压器等，在农业生产中仍占有重要地位，而在相当长时间内是不可代替的。但根据技术进步和新的农艺技术发展要求，在结构上应不断创新。如铧式犁变牵引式为悬挂式，变单向耕翻为双向耕翻；加大机架高度提高通过性能，增设安全装置提高可靠性；完善调节机构，使其方便快捷等；圆盘耙向宽幅折叠、液压起落方向发展，采用“超级”密封轴承提高使用寿命、采用液压元件提高操作方便性等。传统机具具有很大的开发潜力，并具有稳定的市场，是农机新产品开发的永恒课题。
1.2开发多种工作部件
耕作机械既要适应多种土壤条件，又要满足不同耕作制度和农艺发展的要求。因此，必须不断开发新的工作部件。在国外各大公司，十分重视工作部件的研究和开发。如在铧式犁上采用多种类型曲面的犁体，有翻转型、碎土型、通用型、深耕型、栅条型等。法国博尔内公司的铧式犁可装13～25种犁体，可适应不同土壤耕作要求；在圆盘耙上采用多种曲率半径、不同直径和刃口形状的圆盘耙片，如澳大利亚圆盘耙片，有18种直径（305～965 mm）、7种厚度（3～12 mm）、24种曲面凹度（19～159 mm）、16种曲率半径（444～1003 mm）；在驱动型耕整地机具上的工作部件更是种类繁多，通过更换部件和调整刀辊工作转速或转动方向，可满足不同工作条件下的农艺要求，实现一机多用。因此，开发多种形式的工作部件具有广阔的市场空间。
1.3驱动型机具代替部分牵引式机具
由于驱动型机具能充分利用拖拉机功率控制对土壤的作用强度，可满足多种耕作要求，而且具有生产效率高、作业质量好的特点。因此，国外各大公司都十分重视驱动型耕整地机具产品的开发与生产，并已形成多品种、多系列产品。如旋转犁、动力锹、旋耕机、驱动耙、灭茬机等多种耕整地机具。我国从20世纪60年代开始生产应用旋耕机和灭茬机。与发达国家相比，存在的主要差距是：机具品种少，工作部件单一，工作可靠性差。因此，具有广阔的开发空间和潜在市场。其开发方向：一是发展新品种，开发新机型；二是加大工作部件的研制开发力度；三是开发传动系统保护装置，提高工作可靠性和安全性。
1.4少耕、深松机具代替部分翻耕机具
以少耕、深松代替传统犁耕的土壤保护性耕作技术，目前已在世界许多国家得到广泛应用，耕作面积不断扩大。黑龙江省从20世纪70年代就开始推广应用深松耕法，并已取得显著的增产效益和保水、保土、保肥的生态效益。可以预言，土壤保护性耕作技术今后将在我国大面积推广应用，急需研制开发各种新型深松机。其开发的方向：一是在深松机具总体结构上创新，提高田间通过性能和可靠性；二是研制开发与大功率拖拉机配套的耕整联合作业机，解决深松碎土性能差，松后易散墒的问题；三是加强深松部件的技术攻关，重点解决降低工作阻力、提高工作部件寿命的技术难题；四是开发适合不同土壤条件、气候条件和不同农艺要求的深松机，如适应不同耕作要求的杆齿式深松机、凿铲双翼式深松机、全方位深松机、浅翻深松犁和行间中耕深松机，以及不同耕作深度的表土浅松机（深松深度15～20 cm）、深松机（20～40 cm）、心土耕作机（大于40 cm）。
1.5开发联合作业机具
大功率拖拉机的广泛应用，为联合作业机的发展创造了条件。由于联合作业具有缩短作业时间、利于抢农时、节省能耗、减少机组进地次数、减轻土壤压实等优点，已在世界各国推广应用。目前，联合作业机具种类繁多，按作业功能分：有翻耕深松联合作业机、翻耕碎土联合作业机、深松碎土镇压联合作业机及耕整施肥播种联合作业机等；按工作部件运动形式分：有从动部件组合、驱动工作部件组合、驱动部件与从动部件组合的联合作业机；按组合结构分：有整体式联合作业机和组配
式联合作业机。用“组配”方式将各自独立的机具组装成联合作业机，根据需要“可分可合”，是近年来联合作业机具发展的新特点。据预测，随着我国大功率拖拉机保有量的逐年增加，对联合作业机具的需求也将加大。新产品开发的方向：一是研究技术先进的联合作业工艺，并对其工艺合理性、经济性和可行性进行技术经济分析；二是研究联合作业机的整机结构和各组部件之间配置参数，重点解决机组超重和田间通过性能差的问题；三是加强联合作业机工作部件的研制开发，重点解决减轻工作阻力、提高作业质量的技术难题，如振动深松部件、灭茬旋耕通用刀片等。
1.6 开发水田精细整地技术配套机具
精细整地技术对耕整地作业质量提出了更高的要求，应达到“耕深一致、地表平整、寸土不露泥、埋茬严密、起浆性能好”。该项技术目前在国内主要有2种配套机具：一是激光平地机，已被国家列为重点示范推广项目。据试验示范测定，可节水30%、增产20%以上；二是耙浆平地机，用该机原茬泡田整地作业，可节水20%，降低耕作费50%，增产5%以上。今后开发的重点是引进消化吸收国外先进技术，实现激光平地机国产化。
1.7提高“三化”水平
目前，我国田间作业的拖拉机功率范围较大，型号繁多。但由于我国农机产品“三化”（标准化、系列化、通用化）水平低，致使相当一部分拖拉机，特别是轮式拖拉机至今尚无理想的配套机具。而发达国家的耕、整地和播种机械产品，都在不断拓宽与拖拉机的配套范围，以尽可能少的部件种类和结构型式，通过提高“三化”程度来满足动力配套要求，发挥不同功率拖拉机的作用。如意大利MASHIO公司生产的驱动型整地机具，有4大类24个系列103种型号，可与22.0～183.8 kW拖拉机配套使用。在我省已推广使用的大型机具，绝大多数是按履带式拖拉机的动力参数和挂接参数设计的，不能理想地与大中型轮式拖拉机配套，亟待改进设计。同时，在已推广的各类耕、整地和播种机械产品中，普遍存在着机型杂乱、标准不一、功能各异和通用性差的问题，急需通过农机新产品开发解决这一问题。因此，提高“三化”程度也是农机新产品开发的重要领域。
1.8采用新技术、新材料、新工艺
目前，以机、电、液一体化技术、信息技术、微电子技术、遥感技术、仿生技术为重点的农业新技术革命已在当今世界展开。其中，机、电、液一体化技术已在发达国家农机产品上广泛应用，如机具工作参数和作业状态的调整，播种、施肥状况的监控等；同时，以地理信息系统、全球卫星定位系统和遥感技术为核心的精准农业，已在西方发达国家兴起，与之配套的机具设备已开始应用；发达国家新材料、新工艺的普遍应用，显著地减轻了机具重量，延长了使用寿命，提高了产品的内在质量、外观质量和可靠性。同发达国家相比，我国农机产品的科技含量远远落后于发达国家水平。分析其原因，我认为不是技术问题，如机、电、液一体化技术在我国其他行业已广泛应用；新工艺、新材料在我国机械、矿山、工程施工等行业也广泛应用。在农机行业上，主要问题是受农民技术水平及经济条件和思想观念制约。因此，在农机新产品开发中，一是要增强创新观念，大胆创新；二是对农民进行技术宣传和技术培训，提高技术水平；三是建议政府对采用新技术、新材料、新工艺的农机新产品给予政策优惠和资金补贴；四是对于出口的农机产品要全部采用新技术、新材料、新工艺，提高国际市场竞争能力。
2结论
耕作机械新产品开发方向，是由产品的技术发展方向和市场发展方向来决定的。产品的技术和市场发展方向，又受到农艺、自然条件、经济和社会条件因素的影响和制约。因此，在确定新产品开发方向时，必须进行全面的科学的论证分析。本文仅为农机科研及生产企业新产品开发提供参考。
