一種山區農村場地、道路混凝土旋拌機

周發喜

(湖北省宜都市五眼泉鎮農業公共服務中心，湖北 宜都443319)

隨著農村經濟的發展，農民生活水平的提高，廣大農村家庭的場地、道路自建房等都需大量進行混凝土施工，但在山區廣大農村受到交通和自然條件的限制，大型先進專用的混凝土施工設備難以施展，機電施工條件不佳，小型施工機械勞動強度大、成本高、效率低，有的甚至是單純的人力手工操作。為此山區農村家庭服務小型施工隊選購、改裝、自制小型攪拌機等相對適用的設備，用來開展農村家庭建設服務，但這些小型的施工設備需要高強度的人工進料、出料和斗車運輸等工序。為減輕勞動強度，提高生產效率，解決農民群眾的實際困難，本方案在研究農村普遍使用的微型耕作機械結構、性能和特點的基礎上，對微耕機刀具進行改裝、試驗，提出設計了一種拓展微耕機功能，并能滿足混凝土施工要求，效率高，操作使用簡單，適合山區農村場地、道路、自建房等的混凝土施工的旋拌機械。

1 設計基本構想

本設計方案的基本思路是：利用微型耕整機低速旋轉刀具的工作原理，將所需施工的混凝土原材料攤鋪在所需施工的場地上，利用微耕機這種家庭普遍使用的小型機具進行旋轉混合，達到水泥、砂子、石子、水的符合要求的有效混合，構想是通過改裝微耕機的旋轉刀具，或安裝方式在施工場地對原材料進行有步驟的混合操作，確保質量達標、具有高工效，避免小型攪拌機需要三相電源，高強度人力手工進料及混凝土從攪拌機出料后的運輸過程，以達到既滿足施工要求，又能省工省時，減輕勞動強度，提高效益的目的。

2 機械選配設計方案

2.1 微耕機的選型

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

2.2 微耕機動力的選型

本設計方案選擇配套發動機動力在4～6.7 kW，冷卻方式為風冷式發動機(汽、柴油動力均可)的微耕機，這類微耕機在農村家庭使用最為普遍。動力過小生產效率低，機具負荷過大，動力過大旋混作業操作的安全性較差，且有功率浪費。配套水冷發動機的微耕機重量較大，不適用。

2.3 旋混刀具的設計與安裝

通過對微耕機的實際應用情況和工作原理，結構的研究，微耕機關鍵部件主要包括發動機、離合器、變速箱、扶手及操作裝置、配套農具、限深裝置等，本設計在微耕機旋耕刀架不變的基礎上，更換適合的刀具，利用微耕機工作時配套的刀架帶動符合旋拌作業的旋混刀轉動，使其向下向上翻轉混合砂石等相關原料，并保持低速前進，依次混合、松散，達到依次逐步翻轉、混合的目的。

旋混刀采用替換微耕機旋耕刀片并與刀架固定安裝的形式，工作中刀軸帶動刀架，刀架帶動旋混刀旋轉作業，并通過反復多遍的進行場地循環作業，配合混合部位和刀具的即時灑水，達到砂、石、水泥、水等原料充分混合的要求。旋混刀具的設計為彎形旋混刀，結構如圖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°左右的內角，且工作面(彎曲內面)由刀身部分到刀尖部分逐漸變寬，刀尖部分寬度達到35 mm左右，刀柄到刀尖的直線距離達到250 mm左右，具體尺寸可根據微耕機配套的旋耕刀的大小進行鍛造，只是旋混刀不帶切削刃口，近似于微耕機深耕助刀具。

刀具安裝的刀架仍為微耕機旋耕刀架，刀具、刀架安裝結構如圖2，注意確保工作時左右刀架上的刀具對稱同時旋入混凝土，否則會引起機具的振動增加。

圖1 刀具結構

圖2 刀架、刀具裝配結構

在實際應用中，若不是專業施工服務隊，農家自用臨時混料，不需要改裝旋混刀，可將微耕機的旋耕刀架與田間作業方式進行左右互換安裝，確保旋混工作時旋耕刀片的刀臂切入混凝土，相當于耕作時的反向安裝，這樣作業也能滿足要求，且不損壞刀具，只是其效率沒有旋混刀高，無需增加投入，農機操作人員自己就能操作。

3 使用方法及操作步驟

(1)基礎素土層碾壓整平、凹陷部位填平夯實。

(2)混凝土施工場地邊框或道路兩側安裝模板。

(3)按混凝土要求的比例(一般農家常規比例為∶水泥∶砂子∶石子=1∶2∶4質量比)，底層攤鋪碎石子，厚度一般達到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，用微耕機旋混4遍，達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。注意旋混部位及作業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

(1)嚴格按照微耕機的使用技術要求，規范的進行操作、維護和保養機具。

(2)限深阻力棒要調節適當，避免過深將基礎土層松動，過淺旋不到底層混凝土原料。

(3)旋混工作過程中，刀具部位即時灑水，直到混凝土濕度達到要求。

(4)作業過程中，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和刀具，按規定進行保養。

5 效益分析

本機械是在需要施工的場地表面進行混凝土旋混施工，相關沙石料直接運送到場地上即可施工，無需進料后再轉運，省去了農村小型攪拌機需要三相電源、進料、出料和混凝土的運輸過程，施工過程省時、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，旋混作業時間只有4 h左右，工人勞動強度也不高，是小型攪拌機工作效率的4倍以上。大面積施工效率更高，非常適合沒有大型設備的山區道路、農家庭院場地的施工。

6 適用范圍

用本機具施工混凝土，只適合山區小型村道、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目建設施工，農家自建房屋可在水泥地面場地進行混凝土加工，確保無泥土雜質。

7 推廣應用前景

隨著美麗鄉村建設的深入和農民生活水平的改善，國家農機購置補貼等惠農政策的持續實施，使得適合農村家庭使用的農業機械得到了充分發展，微耕機作為能大幅減輕勞動強度，提高勞動生產率的先進工具，是農民致富的好幫手，更是山區農民家庭最理想的小型農業機械。針對微耕機的結構特點進行研究改進，優化、完善、拓展其使用功能，解決農業生產中的實際問題，必將帶來良好的社會效益和經濟效益，受到廣大農民群眾的歡迎，也是基層農機推廣工作者的職責。山區農村場地、道路混凝土旋拌機是以農村家庭廣泛使用的微耕機的簡單技術改進和使用功能拓展，投資少，操作簡單，普通農民工自己就能完成作業，解決了農村家庭建設的實際問題，省工、省時、效率高，據考察農民家庭施工100 m3混凝土就能節約支出700元左右，該技術的推廣提高了農村家庭機具的利用率，拓展了機具的使用功能，為廣大農民群眾提供了方便、適用的技術條件，尤其受到山區農民群眾歡迎，具有良好的推廣應用前程。

8 結語

山區農村場地、道路混凝土旋拌機是對農村家庭普遍使用的微型耕作機使用功能的拓展，省時、省力、效益高，技術簡單適用，解決了農村家庭混凝土施工的難題。