农业机械工业设计范文

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篇1

[关键词]

逆向工程；农业机械设计；应用

引言

随着我国农业机械化进程的逐步深入推进，农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展，这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面，多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此，在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期，降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现，为解决以上问题提供了一个新的思路。

1逆向工程简介

正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式，他的基本过程为，设计者先进行市场调查，得到研发产品的基本构思，借助CAD设计出产品的3D模型，然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中，我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型，这种情况下，需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型，这种从实物获得产品的三维模型，进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量所得的数据，采用三维建模方法，重构实物的CAD模型的过程。研究逆向工程，目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究，研制出与原型形相似，但结构、性能等方面更为先进的产品。

2逆向工程在农业机械设计中的应用

2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用

随着农业机械化现代化逐步推进，模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点，契合了模具本身的特点，故而在农业机械模具的设计中应用广泛。逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后，并不意味着模具设计的完结，而在在模具实际生产前，设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改，而这些修改均不能现在原始CAD模型上，即不能直接获得最终的CAD模型，导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术，可以对已经修改的模具进行数据扫描，然后进行点云数据处理和曲面重构，输出最终的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生产，从而缩短生产周期，降低生产成本。逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而，由于模具结构复杂，型面较多，形位精度和表面粗糙度要求较高，导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损，损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准，经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入，可以快速获得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价，提出进一步改进方案。如今，逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域，提高了模具修复效率，延长了模具使用时间，降低了生产成本。

2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用

与发达国家相比，我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段，制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白，弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因，往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据，这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。首先，需要将获得的产品拆分；然后将每一个核心部进行三维扫描，数据处理，得到最终的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”，是在理解产品的设计思想，技术理念的基础上进行二次创新，这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段，需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上，设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。

3总结

如今逆向工程技术已经广泛的应用于各个领域,其在农业机械设计中的应用也正在广泛的被工程技术人员关注。逆向工程技术可以辅助农业机械设计，减少生产成本，缩短生产周期，因而在农业设计领域中有良好的理论研究和实际应用前景。

作者：冯骥强 单位：黑龙江省畜牧机械化研究所 黑龙江八一农垦大学

参考文献

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我国是农业大国，整体现代化设施建设速度发展较快，采用了先进温棚种植技术，提高了蔬菜、瓜果以及花卉的生长质量。但在设施农业建设中也存在较多问题，包括栽培技术不配套以及生产效率较低等方面内容。对此，应合理分析农业工程机械化的应用现状，探讨先进的技术配套模式，以促进我国设施农业的进一步发展。

1发展设施农业的战略意义与现状

1.1发展战略意义

我国为农业大国，国土面积十分辽阔，但由于人口基数较大，以致可利用的土地资源较少。为了促进新型农业建设的快速发展，应有效发展设施农业技术，在提高农民收入水平的基础上，进一步升级农业产业，保证整体种植的规范化与科学化，在充分利用有限土地资源的前提下，更好满足人们的日常生活需求。但当前我国设施农业设备出现老化问题，农业技术与设施配套并不完善，无法充分发挥设施农业的发展优势。对此，相关农业设施技术人员应根据当前发展形势，综合采用多种设施技术，提高应用水准，以吸引周边更多劳动力，提高农业经济效益，促进整个农业产业的不断升级。

1.2设施农业的发展现状

我国具备较长的栽培历史，虽然现代化栽培技术起步较晚，但整体设施与相关技术的发展较为迅速。当前，在栽培过程中主要采用现代温室技术、塑料棚技术以及温室大棚技术等。农作物、瓜果与花卉属于主要农作物。调查统计发现，我国已经成为世界上栽培面积最大的国家，各种栽培技术得到广泛应用，设施农业发展速度较快，整体应用设备具备多种类型。

2设施农业工程机械化技术应用

2.1温室开窗机械技术

温室开窗机械技术指的是利用电力或人工，构造特殊的传动机械，机械化处理温室顶棚或侧窗的关闭与开启系统，以便在日常种植过程中，可以实现开窗与关窗的自动化操作，减少人为践踏问题，保证植物的栽培质量。齿轮齿条开窗机、曲柄连接杆开窗机、四连杆开窗机以及推拉窗等均属于温室常用的通风机械设备。其中，齿轮齿条开窗机械设备最为常用，齿轮齿条属于核心部件，工作人员应根据不同结构选择不同的搭配附件，以保证运行的安全性与稳定性。同时，机械设备还具备较强的承载能力，传动效率较高，实现了精准化运行，在保证自动化操控的前提下，提高了工作效率，是大型连栋温室的首选装备。

2.2温室卷帘机械技术

根据不同的工作运行模式，温室卷帘机包括自走式与固定式两种类型。其中，自走式卷帘机会根据不同结构又分为摇臂式卷帘机、跑车式卷帘机与摆臂式卷帘机，均具备减速装置，可以卷拉覆盖工作目标。在应用过程中，可以利用匀速的减速机有效覆盖大棚。为了保证整体机械结构的稳定性，减速机安装了双涡轮立体交叉结构，在缩小结构整体体积的同时，增大传动力矩，提高自动运行效果。减速机具备较大的减速比，运行噪音较小，稳定性良好。而直齿轮减速机的传动扭矩较大，减速距较小，加之自身结构性能较差，以致增大了设备体积，降低了闭锁性能。差齿减速机结构简单，但负荷承载能力较差。[1]因此，在实际应用过程中，技术人员应根据整体设施需求选择不同的温室卷帘机，保证应用质量。

2.3温室生产作业机械技术

温室生产作业中需要使用较多的机械设备，首先便是温室耕地设备，配套使用汽油机或柴油机整理耕地。此机械设备体积小、重量轻、噪音小且行走灵活，在开垦耕地时可以帮助人们有效整理。其次，应利用单体播种机播种种子，包括精密播种机以及条播机等。这些设备在国外已经得到广泛应用，在引入我国后进行了精细改良，可以精密播种种子，减少后期育苗工作量，确保出苗的整齐率，提高了农产品的种植质量。同时，蔬菜成长到一定程度后，还应利用移植机械完成定苗移植栽培工作。对于种子的秧苗，应采用蔬菜钵苗与无钵苗进行栽植，实现定植效果。之后，再经过一次性的机械操作，完成开沟栽苗覆土与镇压等工序。同时，部分机械设备还具备浇水装置，可以在完成栽苗后自动进行浇水工作。因此，使用此设备可以自动化处理机械栽苗。最后，收获瓜果蔬菜时，应使用收割机。这是因为，收获某些茎块根类的蔬菜或瓜果时，人工收割方法会增大成本投入，浪费时间。

2.4灌溉机械设施技术

工作人员在育苗期间，应根据不同作物的生长需求，采用合理的机械灌溉方式，保证生长顺利性。渗灌、滴灌、喷灌以及微灌均属于机械灌溉类型，应根据不同植物的生长需求合理选择，保证农作物的生长质量。[2]国外精品机械设备具备较高的精确性，滴灌与喷洒的均匀性较好，产品的使用寿命较长，但其对水质与压力的要求较高，当水中存在较多杂质时，机械设备会出现阻塞问题。国外设备购买成本也较高，维修期间也会产生额外的维修费用，增大了设备的投入成本。国产灌溉设备整体均匀性、精确性与国外机械设备相差较大，但对压力与水质的适应性较强，很少发生滴头堵塞问题。

3设施农业机械技术的发展方向

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2建议措施

2.1完善管理机制，建设健全的农业机械管理机构

完善管理机制，即建设专业的农业机械化部门，建立独立的乡镇农业机械办公场地，聘请专业的农业机械人员，完善机构建设。在进行机构建设时，主要要做到以前一个方面的内容：第一，建设专业的农业新技术、新机器设备普及推广部门，上山下乡、深入基层去推广新技术、新设备。新疆建设兵团紧紧抓住了国家农机补贴政策，充分发挥自身优势，加强农业基础设施建设，更新农业机械，并将新机械设备进行推广普及，同时，培育一批有自主知识产权的知名农机品牌，实现了增收的目的。第二，建设专业的农业机械问题解决部门，对农民在运用农业机械是遇到的问题进行专业的指导。第三，建设农业机械安全监理和市场监理部门，提高农业机械机器设备的合格率，保证农业机械市场运行的规范性、有效性。

2.2完善教育培养机制，提高农业机械专业化人才素质

现阶段的农机人员大部分都是高中生、中专生，他们没有进行过专业的系统培训，大多靠十几年甚至几十年从业经验的积累。更严重的是，由于日常都忙于繁杂的工作，他们没有时间、没有精力，也没有机会去学习新机器和新知识，因此，他们对农业机械新知识很缺乏。完善教育培训机制，就是要把工作重点放在提高农业机械人才整体素质的提高，对他们进行有针对性的人才培训。国家和当地政府可以定期组织农业机械人员进行集中培训，对他们进行科技知识、新农业器具、农业政策培养，开拓他们的思维、开阔他们的视野。同时，各大高校，特别是农业院校应该加强农业机械化专业的发展，培养一批高素质的农业机械化从业人员。

2.3完善鼓励机制，引导更多的专业人才投身于农业机械化建设

完善鼓励机制，归根结底，就是吸引更多更专业的优秀人才投身到农业建设上来。首先，提高农业机械人才的待遇，通过提高待遇，激励哪些本来没有打算进入到这一行的专业人才进入到农业建设的队伍当中。其次，建立职称制度，通过初级、中级、高级农业机械人员的职称评定，激励人才不断学习新知识、新技术、新器具，同时，将农机人才的选拔纳入到当地人才选拔中，使具有一技之长的专业人员充分发挥自身的主观能动性，增强责任感。最后，评选优秀人才，加大对优秀农业机械人员的表彰奖励力度，评选业务骨干，增强专业人才的影响力，评定出拔尖人才。

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2013年1月19日全省农机工作会在长春召开。会议的主要任务是深入学习贯彻党的十精神，认真落实全国农业机械化工作会议和全省农村、农业工作会议精神，总结交流我省农业机械化发展成效经验，深刻分析农业机械化发展面临的新形势新任务，安排部署2013年重点工作。省农委副主任于文波、省农机局局长成洪、副局长翟延华等领导出席了本次会议，省农机局成洪局长主持会议。

2012年我省农机化呈现了整体推进、持续快速健康发展的良好态势，为增强农业综合生产能力、实现粮食连续增产和农业现代化建设提供了有利保障。2012年，全省农机总动力达到2553万千瓦，拖拉机保有量达到105.54万台。全省农作物耕种收综合水平达到69.6%，高出全国平均水平12.6%个百分点，排全国前十位。新增机械深松面积1502万亩，机械化保护性耕作推广面积450万亩，玉米机收面积1952万亩。农机化作业服务组织和农机户达到106.92万户（个），农机专业合作社新增419个，达到1577个。

会议提出，2013年我省农机化发展的总体思路是：深入学习贯彻党的十精神，以科学发展观为指导，以转变农业机械化发展方式、提高发展质量效益为主线，促进农机农艺融合、农机化信息化融合，着力调整优化农机装备布局结构，着力主攻薄弱环节机械化，着力推广先进适用农机化装备技术，落实完善政策，培育发展主体，壮大人才队伍，强化公共服务，进一步提高农机装备水平、作业水平、科技水平、服务水平和安全水平，努力推动农业机械化科学发展。

主要目标是：全省农机总动力力争超过2800万千瓦；主要农作物耕种收综合机械化水平力争达到73%；水稻机插、水稻机收和玉米机收水平分别达到62%、75%、40%；农机专业合作社发展到2000个。

会议指出，围绕上述工作思路和目标，2013年要扎实做好八个方面工作：一是认真落实农机购置补贴政策。二是深入实施全程农机化工程建设。三是启动实施“农机化提升工程”。四是加快保护性耕作、农机深松等农机化先进技术推广应用。五是大力推进农机社会化服务。六是全面推进农机化质量管理。七是依法强化农机安全监理。八是不断加强农机化系统自身建设。

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锯割工艺主要就是割去损坏零件、下料等。

1.1手锯

1.1.1手锯构造。手锯构造基本包括锯条和锯弓，锯弓包括两种形式，可调式和固定式，一般情况下锯条长都是300mm，厚0.6mm，宽12～13mm；锯齿分为三种规格，包括细、中、粗。鉴定上述三种锯齿规格的时候，基本上都是依据每25mm范围内的锯齿数目，也就是说24～30个齿轮属于细齿锯条；20～22个齿轮属于中齿锯条，14～18个齿轮属于粗齿锯条。细、中、粗三种锯条主要切割对象是：细齿锯条主要就是用来切割比较厚的型钢、厚壁管子、硬度高的钢；中齿锯条主要就是用来切割比较厚的型钢、厚壁管子、中等硬度的钢；粗齿锯条主要就是用来切割低碳钢、铸铁、青铜、锯紫铜、铝等软金属。

1.1.2锯割操作。第一，安装锯条。具备适应程度的锯条来讲，如果过紧或者过松会折断锯条，锯齿尖端向前。第二，夹持工件。工件需要安装在虎钳上，在靠近钳口的位置进行锯割，并且尽可能放置在钳口左侧。第三，锯割操作。在进行锯割的时候，需要关注操作姿势以及锯割的方法。一般情况下，起锯都是从工件前边倾角15°的位置进行切割，然后对平面进行切割。在刚开始起锯的过程中，基本上都是利用手指来限定锯位，起锯也可以使用三角锉。起锯的过程中需要速度缓慢、较小压力、比较短的行程。起锯之后需要扶正锯弓，并且需要恢复锯割的速度，基本上最合适的就是20～40次/min，也就是硬料需要慢一些，软料需要快一些，需要长的行程。在实际割切的时候，工件会发热，此时需要进行冷却，避免出现退火，如果是锯铸铁，不需要加入冷却液。

1.1.3锯割实例。轴类和圆钢零件：在虎钳上放置工件，需要保证具备和工件中心垂直的切割锯条位置，避免出现锯偏问题。如果具备比较大直径工件的时候，想要确保平整的锯口，应该进行分次割切，不仅不会锯片，还会节省力气。锯管子：此时不应该一次锯到底，避免出现锯齿崩缺，需要在锯管内壁的位置上进行小角度转动以后再进行割切。

2锉削工艺在农业机械设备维修中的应用

农业机器设备维修过程中已经开始大量应用锉削工艺。例如，锉修零件、锉削零件等。

2.1锉刀可有把锉刀分为两种，什锦锉和普通锉刀。

2.1.1普通锉刀。依据不同的断面形状可以把其分为五种，一是三角锉，适合使用在锉方孔、平面、60°的内角度上。二是半圆锉，适合使用在锉圆孔、内圆弧面、平面上。三是圆锉，适合使用在锉圆孔、内圆弧面。四是方锉，适合使用在锉方孔、平面。五是平锉，适合使用在凸弧面、外圆面、平面。具备两种锉刀规格：一是，依据长度可以被锉刀分为以下几种：300mm、250mm、150mm、100mm。二是，依据锉齿的粗细可以把其分为以下几种：粗齿锉、极细齿锉、细齿锉、中齿锉。粗齿锉比较适合使用在锉软件舒和余量锉削中，细齿锉比较适合使用在锉硬金属和精加工金属表面；中齿锉适合使用在粗加工以后；极细齿锉适合进行最后的表面打光。

2.1.2什锦锉（整形锉）。相比较普通锉来说，什锦锉比较小，分为以下几种，6把、8把、10把、12把等，具有与普通锉相同的断面形状，但是也有不同部分，果断面是平行四边形、菱形以及椭圆形等。这种锉比较适合使用在普通锉，不适合进行加工或者精密加工的工件中。

2.2锉削操作

2.2.1锉刀的握法。一般来说，都是左手手掌压在锉刀前端、右手握锉柄，必要的时候也可以适当的利用左手半握拳的形式来拿住锉刀前端。

2.2.2锉削的姿势。需要具备适当高度夹持工件，主要就是方便进行操作；在进行锉削的时候，需要保证平稳推锉、平正掌锉，配合好自身姿势，用力得当的两手推锉，进行回程的时候不可以用力；防止锉削表面出现凹凸不平的现象，需要重迭交叉运行锉刀。依据实际加工需求和加工面大小，可以使用三种方式进行加工，移锉法、交叉锉法、推锉法。

2.2.3锉削起步。在开始进行锉削的时候，需要把身体适当前倾大约10°，当锉刀大概运行到自身1/3的时候，需要前倾15°。在实际进行锉削的时候，需要严格要求体能，特别是在进行粗锉的时候，会大量消耗体力，因此，需要正确了解锉削的精度和速度。刚开始进行出锉的时候，需要利用自身力量来保证锉刀向前运动。