察北牧场机械厂研制首台大型喷灌机的记忆

塞外闲人

现在我们打开卫星地图,游览一下坝上地区,就发现有好多这样圆形的和周围颜色大不相同地块。很多人看到后很不明白,这是种得什么?为什么这么园?我告诉他们:这是用时针式电动圆形喷灌机浇灌的庄稼地,那个白色的像时针一样的就是喷灌机,它浇灌出的地是标准的圆形,浇灌过的庄稼和没有浇灌过的庄稼颜色大不相同,所以看起来特别明显。有人就奇怪地问我,你怎么就知道?我自豪地告诉他:40年前我们厂就研制生产了全省第一台这样的喷灌机。 下面的这张照片,是我们厂1979年生产的，察北管理区仍然在使用的首台喷灌机。 这张照片2019年8月11日拍摄于察北管理区。看到这台，我们察北牧场机械厂(察北牧场2003年改制为察北管理区)40年前生产的喷灌机，还在正常地运转，我感慨万分，浮想联翩，不由得想起40年前那一幕幕感人的场景。

大家都知道，我们过去的水浇地不管是用河水还是井水，都是大水漫灌或者是畦灌，这种方式在我国至少有两千多年了。这种方式在南方还比较适应,但是在我们北方就不太适应了。首先是浪费水，北方最缺的就是水，特别是坝上;其次是成本高，效率低，要改造成水浇地，你得先平整土地，那可不是一件容易的事情，费时费工费力。虽然我们察北牧场到 1978年已经有了200多眼机井，但大部分没有得到充分地利用。
1978 年，改革开放，国门大开，各行各业从国外引进先进设备和先进技术。河北省大曹庄农场从美国凡尔蒙特公司引进了几台“伐利2071型电动圆形喷灌机”。电动圆形喷灌机是一种大型自走式喷灌机具，上世纪60年代，欧美国家开始推广使用。这种灌溉机具适应喷灌谷物、蔬菜、苗圃等，还可以兼喷化肥农药和除草剂，具有喷洒均匀、节能、节水和自动化程度高等先进、实用特点。圆形喷灌机对作物、地形的适应性强，单机控制面积大，纵合利用效果好。
河北省农垦局领导决定在全省农牧场推广使用这种电动圆形喷灌机，但是如果大量进口，时值我们]国家刚刚改革开放，外汇紧缺，花费大量外汇进口机械设备是不可能的。于是省农垦局决定自己研制生产。察北牧场机械厂是1955年建立的老厂，机械加工能力和技术人员及技术工人的技术水平在县一级机械厂是排在先进行列的，省局将这个任务交给了察北牧场，由我们具体承担此项任务，还委派了白克俭工程师来场具体帮助指导。接受任务后，总场专门成立了试制喷灌机科研小组，由白克俭工程师任顾问，石学礼任组长(高级农机专业工程师，后任察北牧场场长)，吴栋任付组长(1963年河北农大农机专业毕业，工程师，后任机械厂厂长)，成员有王润田(工程师)、张振纲(电L技师)、王志国(钳工技师)。

1979 年初，科研小组成员赴大曹庄农场考察，经名方联系从河北省机械研究所购买了一套图纸。虽然有了图纸，但很大一部分零部件及技术还不能按图纸生产实施，因为那时国内经济还是计划经济体制，市场短缺，有的零部件根本买不到，而自己又生产不了。面对困难怎么办?我们只有因地制宜，根据现有的技术水平与加工能力，在不影响使用效果的情况下加以改进。我记得主要有以下改进:
一，降低了整个机架的高度。因为坝上没有高杆作物，而且风大，降低了整个机架高度，就减轻了整体重量，即利于行走运动，又解决了当时国产钢材质量不如进口钢材的问题。整个机架重量轻，对钢材质量的要求相应就低了。由于坝上风大，风速严重影响喷灌的均匀度，整个机架降低高度，减少了风速;对均匀度的影响。
二，重新设计了自动控制系统。圆形喷灌机是以中心支架为中心,作顺时针或逆时针旋转行走。40米为一跨，每机组一般为5跨，根据喷灌面积需要也可以增加跨数。以40米为半径的园周和以200米为半径的园周长度相差好几倍，每跨用一个1.5千瓦的电机驱动行走，必须要求同步。具体喷灌时，由于土壤的差别，干旱程度以及作物的不同，需要的喷水量就不同，就是说灌机行走速度需要自由调整。我们生产的喷灌机转一 周时间最快为7.2 小时,最慢为72 小时。这套自动控制系统如果照搬进口设备的技术参数要求进行生产组装,电器元件根本买不到。我们就群策群力，全力攻关，根据现有条件，自行设计了一套自动控制系统。特别是有一个百分率计时器,完全是电工师傅用手工制作出来的。在这方面电工技师张振纲与张秀云做出了很大的贡献。

三，自行设计了一种简单而实用的喷头。喷灌机旋转一周,外
端的喷头和内端的喷头控制喷灌的面积相差好几倍,这就需要同
时间的喷水量也要相应相差好几倍。进口灌机使用的是一种旋转式喷头.样子像一个小鸟、我们都叫它鸟式喷头,它可以根据需要调整喷水量。而我们当时自已加工不了这种鸟式喷头,市场上又买不到。面对难题,吴栋和王志国二人共同想办法,他们开动脑筋,用喷头孔的大小来控制喷水量,外端的喷头孔大点,内端的喷头孔小点。
这样一个设想说起来容易做起来难啊,整台灌机70多个喷头,每一个都需要一个孔径,每个孔径究竟需要多大,相互之间应该相差多少?这就需要一个一个到现场测试。第一台试制的喷灌机安装在一分场距机械厂十几公里。吴栋与王志国每天骑自行车带上喷头到现场测试,回来改进后,第二天再去。连续跑了十几天70多个喷头內外端的孔径才确定下来,相临的喷头的孔径有的才相差01毫米。最后经专家测试,喷灌均匀度达到87.4%,毫不逊色于进囗的同类型设备

四，试制生产减速机。每台喷灌机需要安装两个大的和一个的蜗轮式减速机。放到现在,这样的蜗轮式减速机有专业生产厂家如果需要,到专业厂家定购就行了,甚至网上都可以买到。而在当时是花多少钱也买不到的,只能自力更生,自已设计、铸造与加工。
像我们这样一个场办的小机械厂,生产这种精度要求比较高的专用设备,谈何容易,面对的困难可想而知。外壳的铸造与加工,蜗轮的铸造与加工,蜗杆的加工,装配与调试,一道道难关，都被工人师傅们攻破了。现在过去40年了,这些减速机还在正常运转,不能不说是一个奇迹。那些具体攻难克关的师傅们，都已退休，有的已离开人世，但是他们那种无私奉献的精神;永远值得我们怀念。

经过半年的努力，第一台样机生产出来了。首先在机械厂院内安装了两跨，因为厂内没有充足的水源，只能进行空载运行。又在一分场现场进行了整台安装，并进行了长时间的试运转。发现了一些缺陷与不足，领导小组发动大家想办法改进。我记得改进有以下两点:
一、喷灌机主体输水管是直径160毫米的钢管，靠直径20毫米的钢筋把它拉成弓形，钢筋承受的拉力很大。原来设计钢筋两头热镦成蘑菇头形，这样的形状特点是便于安装，行架上有合适的卡槽，把蘑菇头往上一卡就行了，拆卸也方便。可是:当时国内生产的钢筋抗拉力度不行，灌机一注水，重量加大，钢筋就被拉长了，钢管的弓度就变小了，就有塌架的危险。后来把钢筋两头改为螺纹扣，卡槽改为园孔，用螺母拉紧。钢筋被拉长了，随时可以紧一紧螺母，恢复正常。
二、驱动喷灌机行走，每跨有一个1.5千瓦的电动机。通过两个减速机的两级减速,驱动两个轮胎行走。电动机安装在小减速机上，电动机朝下，小减速机朝上，两个对接，小减速机对接的是一个碗形的法兰盘，因为它朝上，喷的水就会落在碗形的法兰盘里，因为电动机和减速机长时间运转,都会产生高温,盘里的水就会变成蒸汽，时间长了，由于水汽侵蚀，电动机很容易烧毁。王志国师傅提出一个简单的解决办法，就是在法兰盘的旁边靠底部的地方打一个小孔，流进的水随时就排出去了。一个小孔解决了一个大问。

其实很多发明都在于当事人当时的灵机一动。这些都是当年厂内召开的研制喷灌机总结表彰大会，上提到的，其实还有很多，可惜时间太长了，记不起来了。

第一台样机试制成功，经过有关部门鉴定，定名为察牧一206形圆形喷灌机。因为它的总长度为206米，转一周正好200亩。而且一台灌机可以控制三个地块，也就是600亩。因为把喷灌机的轮子旋转90度，用拖拉机牵引上可以行走。
在上级各部门的支持下，1980年开始小批量生产，到1983年共生产了 32台。其中察北牧场安装了18台，其余 14台又省农垦局，调配给了大曹庄农场，沽源牧场，新桥农场和柳行农场等兄弟单位。
察北牧场安装了 18台，就增加了水浇地- -万多亩。经过长时间的使用，证明这种喷灌机自动化程度高，灌溉效率高，使用寿命长，水肥一体化，而且不用平整土地。
不久，这项成果被河北省农垦局授予科研一 等奖，被省科委授予科技成果三等奖。
现在这种喷灌机在全国各地遍地开花，仅我们张家口坝上地区，估计就有上百台，生产这种喷灌机的厂家全国也有十几家。特别水源越来越缺少的今天，使用这种喷灌机显得更具有优势。
可以说，趟开这条路的，是我们场的一批老科技工作者。他们无私奉献，一心一意为了社会主义建设事业的精神，永远值得怀念。