一、项目产生的背景和原因
目前黄河上使用的割草机均为平面机械式割草机,此类割草机无法适用于黄河控导工程及大堤坡面的割草作业,而背扶式机动镰则是人工操作,存在着割草速度慢、效率低、工人劳动强度较大的缺点。基于上述,温县河务局从2003年初开始,成立攻关小组,针对黄沁河控导工程及大堤顶面与坡面上的割草作业中存在的问题,为了比较彻底地把黄河职工从繁重的体力劳动中解放出来,经过近两年的研制试验和改进,研制成功了悬臂式多功能割草机。2004年8月至今,该机在焦作市河务局及郑州、豫西局8家基层单位进行了推广应用,取得了良好的效果。实践证明该机具有制作简单,经济实用的特点,比较适合黄(沁)河工程日常管理养护工作中顶面与坡面上的割草作业,在黄河系统有很好的推广条件,产生了较好的经济和社会效益。
二、成果的研发经过
为了把黄河养护工人从繁重的体力劳动中解放出来,我们制定了如下研发目标:研制一种既适用于水平平面割除草,又适用于工程坡面割草的快速割草设备,割草速度应不小于3000平方米每小时。
2003年9月,经过收集分析有关信息及多次改进,最后决定以12马力小四轮拖拉机为动力源,根据平面式割草机的工作原理,同时考虑工程坡面的割草问题,通过方案比较,我们最终采用悬臂的结构方式,即研制水平和可转悬臂,在可转悬臂上部安装电动机一部,通过拖拉机前部的发电机取用电力,带动安装于悬臂下部的三个刀片架旋转,这样在液压调整部分的调节下,可转悬臂与刀片架即可平行贴于坡面,从而解决斜坡割草问题。设置三个刀片架,其目的是为了增加割草宽度,提高割草速率。上述液压调节部分与悬臂部分均安装固定在特制的基础平台上,该平台与小四轮拖拉机采用螺栓连接。
三、成果的主要创新点
悬臂式多功能割草机与平面机械割草机及背扶式机动镰相比,其主要创新点包括以下四个方面:
1、在黄河系统首次实现了坡面割草。该机研制设置了水平和可转悬臂,使刀片架与水平面的夹角可进行调整,改变了以往平面式割草机刀盘角度无法调整的缺点,这样不仅可以进行平面割草,而且还可以进行坡面割草,使用范围更广。
2、充分利用了主机动力,将目前常用的单刀片架平面割草机改为三个刀片架,增加割草宽度,平均割草速度可达3000平方米/小时,为一般平面割草机的2倍,为机动镰的7—8倍。
3、以往的平面式割草机采用的是单纯机械传动方式,主要传动部件为齿轮、传动轴及箱体,体积大、重量沉。该机采用了电动与机械传动相结合,简化了整体结构。
4、在悬臂的水平角调整方面,采用了液压技术,制作了液压调整系统,该系统由液压缸、液压泵及其附件组成,利用液压技术的优点,使得角度调整方便快捷、省时省力。
四、应用情况及效益
该机在2004年8月研制成功至今,先后在焦作河务局、郑州及豫西局8家基层单位推广应用30余台,使用效果良好,共计节约投资17万余元,产生了较好的经济效益。2005年5月,该成果被河南河务局评为04年度科技火花一等奖。8月该成果通过省局有关专家评审,评定此成果达到了行业先进水平。9月该成果被省局评为科技进步二等奖。同时该成果分别获焦作河务局、河南河务局2004-2005年度创新成果特等奖和一等奖。
现以割草1000m2为例,根据具体的统计资料,每种机械均由一人操作,该机与平面割草机、机动镰的经济效益分析比较如下表:
机械类型 |
平均生产率 |
割草用时 |
所用燃油 |
所用人工 |
悬臂割草机 |
3000m2/h |
0.33h |
0.8kg 柴油 |
0.04工日 |
平面割草机 |
1500m2/h |
0.67h |
1.2kg 柴油 |
0.08工日 |
机动镰 |
400m2/h |
2.5h |
1.56kg汽油 |
0.31工日 |
按现行平均价格0#柴油4.27元/kg , 汽油4.2元/kg,人工50元/工日计算,每割1000平方米草:
悬臂割草机费用=0.8kg ×4.27元/kg +0.04工日×50元/工日
=5.42元
平面割草机费用=1.2kg ×4.27元/kg +0.08工日×50元/工日
=9.12元
机动镰费用=1.56kg×4.2元/kg+0.31工日×50元/工日
=22.05元
由上计算可知,悬臂式多功能割草机费用为平面割草机的59%,仅为机动镰的25%,其经济效益是比较显著的。
实践证明此机具割草速度每小时可达3000m2 ,为平面割草机的2倍,为背扶式机动镰割草速度的7到8倍,并且可在斜坡上割草,茬低草净,十分美观,很大程度地提高了工作效率,大大降低了工人的劳动强度,适用范围较广,产生了较好的经济和社会效益。
五、主要完成单位
河南温县河务局
六、主要完成人
申家全 李孟州 史纪安 姜永仁 任玉冰 李春城 成洪凯 王瑞平
委初审专家组初审意见
该创新成果采用悬臂的结构方式,以12马力小四论拖拉机为动力,带动安装于悬臂下部的三个刀片架旋转,具有四个创新点:1、设置了水平和可转悬臂,改变了以往平面式割草机刀盘角度无法调整的缺点,不仅可平面割草,而且可进行破坡面割草;2、利用主机动力,将常用的单刀片架该为三个刀片架,增加了割草宽度,平均割草速度可达3000平方米/小时,为一般割草机2倍,为机动镰刀的7—8倍,实际费用为平面割草机和机动镰的59%、25%与机动镰相比共节约资金17万元;3、该悬臂式多功能割草机采用了电动与机械传动相结合,改进了整体结构:4、采用了液压技术,使得角度调整更为方便快捷、省时省力。
该创新成果具有经济实用、操作简便、具有平面、坡面割草之功能,且割过后,茬低草净等特点,提高了工作效率,降低了工人劳动强度,使用范围广泛,产生了一定的经济和社会效益,具有很好的推广和使用价值。
经专家初审,该创新成果被评为一等奖。