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        YRD插秧機(jī)適應(yīng)性改善的設(shè)計(jì)

        2018-06-07 02:37:32吳榮和
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:踏板作業(yè)用戶

        吳榮和

        (洋馬農(nóng)機(jī)(中國(guó))有限公司,江蘇 無錫 214000)

        1 現(xiàn)狀

        洋馬VP6D、VP8DN型乘坐式高速插秧機(jī)是引進(jìn)日本國(guó)洋馬公司的洋馬VP60D、VP80D型乘坐式高速插秧機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上,根據(jù)我國(guó)農(nóng)藝要求改進(jìn),能廣泛適應(yīng)我國(guó)的水田秧苗插植工作。2014年一度達(dá)到乘水稻插秧機(jī)市場(chǎng)30%的占有率目標(biāo),并出口到韓國(guó)、越南、印度、泰國(guó)等東南亞國(guó)家,迎來了中外良好的市場(chǎng)口碑。VPD發(fā)售開始3年后,市場(chǎng)進(jìn)一步要求更高的性能,提高效率化、省力化的高需求。2013年度的插秧機(jī)業(yè)界臺(tái)數(shù)增稅前的激增需求,也有32,592輛,成為去年3,103臺(tái)(比2012年增加111%),特別是6條以上的大型機(jī)與前年相比122%大幅度增長(zhǎng)。其他公司也陸續(xù)投入了6條高馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)裝載的新機(jī)型,競(jìng)爭(zhēng)激烈由此可見。

        (1)中國(guó)。由于農(nóng)村人口的減少,政府的移植機(jī)械化率的提高等政策,家庭農(nóng)場(chǎng)的興起方興未艾。國(guó)家補(bǔ)貼政策的逐年加大,以及農(nóng)場(chǎng)大戶的農(nóng)田小改大的種田規(guī)?;窈蟛逖頇C(jī)市場(chǎng)逐漸向高端、集成多功能、省力自動(dòng)化方向發(fā)展??梢灶A(yù)測(cè)今后插秧機(jī)市場(chǎng)也會(huì)成長(zhǎng)。但是,因?yàn)殡S著本土廠家低價(jià)商品的投入,日系其他公司價(jià)格政策等變化,競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。

        (2)韓國(guó)。追求日產(chǎn)高品質(zhì)、可靠性的用戶層以及相比機(jī)能更重視價(jià)格層的用戶兩極分化正在加重。日系其他廠家向中國(guó)投入與韓國(guó)本土廠家生產(chǎn)的相同價(jià)格的中國(guó)生產(chǎn)機(jī),兩個(gè)檔次的商品正在完善。

        (3)印度。通過承包,6,8行專業(yè)用戶插秧機(jī)的導(dǎo)入正在不斷加快,可預(yù)測(cè)出今后市場(chǎng)也將擴(kuò)大。K社、韓國(guó)廠家、C蘊(yùn)AAS、本地廠家也正在加快引進(jìn)插秧機(jī)。

        (4)東南亞。2015年設(shè)定了泰國(guó)式樣,菲律賓式樣,越南式樣的乘坐式插秧機(jī)式樣。今后,隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,農(nóng)村人口減少,乘坐式插秧機(jī)市場(chǎng)可能會(huì)急速擴(kuò)大。需要進(jìn)行包含育苗系統(tǒng)在內(nèi)的導(dǎo)入指導(dǎo),服務(wù)體制的構(gòu)建和對(duì)各國(guó)田塊以及作業(yè)條件的適應(yīng)。

        洋馬農(nóng)機(jī)(中國(guó))有限公司結(jié)合現(xiàn)狀對(duì)中國(guó)式樣新一代YRD乘坐式插秧機(jī)提出以下特點(diǎn)要求:①滿足專業(yè)農(nóng)家實(shí)現(xiàn)插植高精度;于擁有的喜悅的設(shè)計(jì);③附件的功能提高及作業(yè)輕快化;④作業(yè)和管理的簡(jiǎn)單化。

        2 調(diào)查

        插秧機(jī)需求主要是亞洲地區(qū)。而亞洲地區(qū)的主要需求是中國(guó)市場(chǎng),因此新一代YRD插秧機(jī)先從中國(guó)式樣開始研發(fā)。為了緊貼市場(chǎng)動(dòng)向,把握客戶需求,遂進(jìn)行市場(chǎng)需求和意見調(diào)查,一邊掌握第一手的用戶迫切需求,收集數(shù)據(jù),確定研發(fā)改進(jìn)方向和方案。在走訪市場(chǎng)同時(shí),2015年9月技術(shù)部邀請(qǐng)了東北、江蘇、安徽、浙江6省區(qū)的洋馬插秧機(jī)老用戶,在南京舉辦了插秧機(jī)技術(shù)交流會(huì)。

        會(huì)議主要就洋馬插秧機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)、問題點(diǎn)以及未來式樣插秧機(jī)需求等進(jìn)行了討論。會(huì)議現(xiàn)場(chǎng),用戶提出了很多來自一線的產(chǎn)品和售后服務(wù)方面的改善意見。除此以外,來自江蘇農(nóng)墾的農(nóng)藝負(fù)責(zé)人,還特別針對(duì)江蘇國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)在水稻種植技術(shù)的最新發(fā)展情況等進(jìn)行了介紹和說明。

        通過交流會(huì)收集并整理了需求意見(如圖1所示)。

        圖1

        3 課題檢討

        從用戶滿意度的調(diào)查結(jié)果來看,動(dòng)力和作業(yè)效果、以及作業(yè)性能還是能夠達(dá)到滿意的效果,在今后的作業(yè)中也能保持一定的負(fù)荷需求增長(zhǎng),滿意度達(dá)到80%以上。但是對(duì)整機(jī)耐久性、輔助人員作業(yè)空間等有較大的不滿。作為5分滿意度標(biāo)準(zhǔn)的話,這些只有平均3的滿意度,也就是只有約60%左右(如圖2所示)。

        筆者作為插秧機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)課長(zhǎng),組織和展開相關(guān)設(shè)計(jì)和實(shí)施工作。根據(jù)用戶調(diào)查結(jié)果和多次公司層面的商品檢討會(huì)討論,就針對(duì)“●附件的功能提高及作業(yè)輕快化”特點(diǎn)要求,結(jié)合用戶調(diào)查會(huì)議上提出的關(guān)于作業(yè)臺(tái)踏板不便利等突出問題(如圖2所示),結(jié)合需要搭載新一代施肥機(jī)等多功能化的要求,提出以下設(shè)計(jì)方案:①踏板面積增加設(shè)計(jì);于機(jī)體強(qiáng)度增加設(shè)計(jì)③一體化機(jī)架設(shè)計(jì)。

        圖2

        4 改善設(shè)計(jì)

        根據(jù)課題,改善設(shè)計(jì)并引用現(xiàn)狀問題進(jìn)行分析。通過市場(chǎng)實(shí)際調(diào)查,分析得出相關(guān)論斷,根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料,結(jié)合公司要求盡量控制改動(dòng)和成本,深挖產(chǎn)品的特點(diǎn)。筆者結(jié)合自身工作崗位的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),收集各部門和市場(chǎng)的需求要望,設(shè)定需求特點(diǎn)和設(shè)定參數(shù),引用現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)資料,根據(jù)相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提出了踏板面積增加設(shè)計(jì)、機(jī)體強(qiáng)度增加設(shè)計(jì)、一體化機(jī)架設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。期間制作了設(shè)計(jì)資料,并和相關(guān)部門及日本開發(fā)部門進(jìn)行了檢討,確定了改善方案。之后改善方案還進(jìn)行了試作論證。

        4.1 踏板面積增加設(shè)計(jì)

        設(shè)定方案主題思路

        從以下多方面著手設(shè)計(jì)思考

        需求參數(shù):鹽城、東北等大農(nóng)場(chǎng)早苗量大,多數(shù)放置在工作臺(tái)踏板上。工作臺(tái)踏板相對(duì)它社面積較小。施肥機(jī)式樣占用工作臺(tái)面積,補(bǔ)苗作業(yè)空間太小。GB規(guī)格要求踏腳板幅度300mm以上。

        品質(zhì)目標(biāo):中國(guó)局部變更的踏板式樣,保證施肥機(jī)有、無狀態(tài)的正常使用。

        前提:工作臺(tái)需要保證安全,有作業(yè)防護(hù)。

        功能目標(biāo):安全的前提,擴(kuò)大使用的面積可能。

        其他要望:不影響施肥機(jī)作業(yè)、多放苗、人員作業(yè)便利、存放加苗和加肥料的場(chǎng)所。

        YRD方案踏板可增加面積理論計(jì)算:

        與它社機(jī)進(jìn)行踏板面積優(yōu)劣對(duì)比——總面積第一

        增加面積后苗負(fù)載測(cè)算(單位:塊)——負(fù)載可增加38.3%

        最終確定方案式樣——設(shè)計(jì)圖

        4.2 機(jī)體強(qiáng)度增加設(shè)計(jì)

        考慮機(jī)體增重和栽苗量帶來的重量增加——

        (△G1:機(jī)體增重;Gn:原部品重量;Gn’:變更后部品重量)

        苗(負(fù)載)重量變化:△G2=G苗×△N

        (△G2:苗(負(fù)載)增重;G苗:?jiǎn)蝹€(gè)負(fù)載重量;△N:苗(負(fù)載)數(shù)量)

        總增加重量∑△G=△G1+△G2

        強(qiáng)度計(jì)算——

        得到上面的負(fù)荷變化量后,要考慮材料、結(jié)構(gòu)受力的拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力的安全邊界。

        通過計(jì)算確認(rèn)了要修改的強(qiáng)度不足點(diǎn)——

        (1)新增側(cè)機(jī)架與原VPD機(jī)架連接支撐點(diǎn)強(qiáng)度不足需要變更截面系數(shù)和形狀。

        (2)中心機(jī)架需要追加支撐,避免側(cè)踏板加寬帶來的梁的應(yīng)力增大。

        (3)側(cè)踏板支撐位置需要設(shè)定在強(qiáng)度較高的機(jī)架框架結(jié)構(gòu)交會(huì)點(diǎn)附近,以保證增加的重量能分擔(dān)到框架支撐處。避免局部應(yīng)力過大,機(jī)架變形。

        4.3 一體化機(jī)架設(shè)計(jì)

        在強(qiáng)度保證的基礎(chǔ)上進(jìn)行一體化框架設(shè)計(jì),減少裝配零件,同時(shí)能成本降低,減輕重量。

        (1)確定一體框架影響考慮因素。

        (2)根據(jù)設(shè)定因素,想定機(jī)種方案進(jìn)行檢討。

        (3)強(qiáng)度檢討。

        VP6D量產(chǎn)機(jī)架 YRD變更機(jī)架

        通過理論計(jì)算考慮強(qiáng)度、疲勞等——確認(rèn)材料、規(guī)格

        PRO/E模擬應(yīng)力情況,確認(rèn)受力點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度模擬驗(yàn)證——確認(rèn)應(yīng)力集中

        (4)考慮滿足GB標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

        (5)設(shè)定最終方案、出圖。

        (6)效果檢測(cè)。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,最后進(jìn)行出圖試作。后期進(jìn)行了驗(yàn)證機(jī)型試作并在在江蘇、浙江、上海、黑龍江農(nóng)墾經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)展開插秧機(jī)論證試驗(yàn)和鑒定申報(bào)。初步所取試驗(yàn)驗(yàn)證取得良好的評(píng)價(jià)反饋,下一步擴(kuò)大全國(guó)其他省份水稻產(chǎn)區(qū)機(jī)插秧的適應(yīng)性論證。

        5 設(shè)計(jì)定型

        根據(jù)設(shè)計(jì)論證、試驗(yàn)確定參數(shù)、用戶反饋,最終定型。

        制作YRD新插秧機(jī)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《2ZGQ-60D80D70D90D型乘坐式高速插秧機(jī)》。

        6 將來展望

        洋馬YRD型乘坐式高速插秧機(jī)是在洋馬VPD型乘坐式高速插秧機(jī)的基礎(chǔ)上根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)自然條件特點(diǎn),為了豐富市場(chǎng)插秧機(jī)產(chǎn)品種類,進(jìn)一步的改進(jìn)設(shè)計(jì)而成的。洋馬YRD型是采用水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力配置的乘坐式高速插秧機(jī),具有輸出動(dòng)力大,工作效率高、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、燃油安全系數(shù)高、燃油消耗低等特點(diǎn),因此在我國(guó)無論是何種土壤類型,泥腳深度小于等于300mm、采用標(biāo)準(zhǔn)化育秧的區(qū)都能使用。增大的工作臺(tái)面積、提高栽秧量、強(qiáng)化的機(jī)架將滿足不同用戶使用插秧的需求,更適合農(nóng)場(chǎng)、合作社等專業(yè)化組織使用的專業(yè)型插秧機(jī)。但是相關(guān)的適應(yīng)性需要不斷驗(yàn)證和再改善,才能逐漸成熟。立足中國(guó)農(nóng)機(jī)市場(chǎng),不斷高效開發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)械、快速應(yīng)對(duì)客戶需求,逐步推進(jìn)海外市場(chǎng)的深度拓展,以提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和科技保證,向市場(chǎng)提供用戶滿意產(chǎn)品。

        [1] GB 10395.1《農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械 安全技術(shù)要求 第1部份:總則》.[2]GB 10395.9《農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械 安全技術(shù)要求第9部份:播種、栽種和施肥機(jī)械》.

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