趙慶亮

(中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京100083)

0 引言

近年來，隨著我國農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策的不斷推進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展迅速，農(nóng)機(jī)市場競爭越來越激烈，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量和性能提出更高要求，產(chǎn)品質(zhì)量成為農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)能夠在市場立足的根本，也是企業(yè)能夠長期健康發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國農(nóng)機(jī)市場各類產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊，用戶購機(jī)選擇比較盲目，嚴(yán)重影響了我國農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如何從根本上提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量，是值得關(guān)注的主要問題，從設(shè)計(jì)、制造、使用和維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)分析影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的因素，為農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者提供參考，也為不斷提高我國農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和推動農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

1.1設(shè)計(jì)手段

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段向先進(jìn)設(shè)計(jì)手段過渡，繪圖板手工繪圖的時(shí)代已經(jīng)過去。目前，用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成為主流，用戶根據(jù)不同的產(chǎn)品需求，采用Solidworks、Inventer、PROE和UG等軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段相比，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度和速度，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院的丁剛[1]利用Solidworks軟件對農(nóng)機(jī)底盤部件結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，在一定程度上提高了設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品的市場競爭力。

廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院廣州學(xué)院的葉娟[2]在發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)過程中，采用ProE進(jìn)行建模，并利用三維虛擬裝配技術(shù)對零部件進(jìn)行虛擬裝配，最后采用云平臺技術(shù)和運(yùn)動仿真方法對裝配體性能進(jìn)行測試。該方法大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了設(shè)計(jì)效率。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)手段逐步推陳出新，如先進(jìn)的3D打印技術(shù)，可以有效縮短農(nóng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)精度和增加產(chǎn)品的市場競爭力。山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院的張一峰[3]分析了3D打印輔助制造技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，證實(shí)3D打印技術(shù)的有效性。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析的過程中，有限元分析應(yīng)用較多。南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的龔強(qiáng)等[4]提出一種基于云計(jì)算的有限元農(nóng)機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化仿真分析系統(tǒng)，可以有效地完成產(chǎn)品的參數(shù)化建模、有限元仿真和計(jì)算結(jié)果分析處理，分析手段先進(jìn)，精確度高，并且分析結(jié)果可以共享。

1.2設(shè)計(jì)人員水平

由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不同，不同的設(shè)計(jì)者在對同一產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)分析和考慮問題的角度不同，使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品質(zhì)量也不一樣，如對于傳動方式的設(shè)計(jì)，有的設(shè)計(jì)者采用齒輪傳動，有的采用鏈輪傳動，雖然在實(shí)現(xiàn)功能方面相同，但是由于使用目的不同，使用的效果也不同。對于如何選擇，在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)積累。

2 制造環(huán)節(jié)

2.1原材料

一些農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，選擇價(jià)格便宜、強(qiáng)度低和性能差的原材料，使得農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)傳動軸斷裂、軸承損壞、刀片磨損嚴(yán)重和其他質(zhì)量問題，如何在保證產(chǎn)品性能的前提下降低產(chǎn)品制造成本是農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)需要考慮的重要問題。原材料和零部件供應(yīng)商的選擇也十分重要，應(yīng)選用質(zhì)量高、口碑好的廠家，在原材料環(huán)節(jié)保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2制造技術(shù)

我國的科技進(jìn)步體現(xiàn)在方方面面，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展也是科技不斷發(fā)展的體現(xiàn)，在機(jī)械制造行業(yè)，CADCAM技術(shù)應(yīng)用逐步廣泛，也逐步滲透到農(nóng)機(jī)行業(yè)。目前，國外農(nóng)機(jī)企業(yè)CADCAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，國內(nèi)的農(nóng)機(jī)企業(yè)有待進(jìn)一步推進(jìn)CADCAM技術(shù)的應(yīng)用范圍[5]。

近年來，數(shù)控編程加工技術(shù)逐步被應(yīng)用到農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的制造過程，傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造過程各環(huán)節(jié)之間相互獨(dú)立，沒有協(xié)作關(guān)系，后期調(diào)整和修改設(shè)計(jì)方案難度較大，且效率很低。通過將數(shù)控編程控制的智能化農(nóng)機(jī)制造方法，可以將設(shè)計(jì)和制造集成，有效提高產(chǎn)品研發(fā)效率。洛陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院的張衛(wèi)衛(wèi)[6]以拖拉機(jī)零部件的研發(fā)為例，分析了數(shù)控編程加工技術(shù)的先進(jìn)性。

虛擬制造技術(shù)也是提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的手段和方法之一，江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系的孫曉文等[7]設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)虛擬制造的云計(jì)算平臺，并在農(nóng)機(jī)部件云制造虛擬平臺中，通過仿真試驗(yàn)得到農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，為現(xiàn)代農(nóng)機(jī)的批量生產(chǎn)個(gè)性化加工服務(wù)提供較好的解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)云存儲也是近兩年發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，一些科研學(xué)者為了不斷提升農(nóng)機(jī)裝備的數(shù)字化制造水平，將物聯(lián)網(wǎng)和智能大數(shù)據(jù)技術(shù)引入到農(nóng)機(jī)加工車間，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)的分析和共享，有效縮短農(nóng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率，對提升我國的農(nóng)機(jī)化裝備技術(shù)水平有重要意義[8]。

2.3加工設(shè)備和工藝

目前，我國農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的加工設(shè)備較為落后，加工精度低，是影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。如常用的普通車床、萬能銑床、平面磨床、立式鉆床、沖床、鋸床、液壓機(jī)、交直流氬弧焊電焊機(jī)、板料折彎機(jī)、剪板機(jī)和空氣等離子切割機(jī)等設(shè)備，有不同的加工精度和型號，盡可能選擇精度高的產(chǎn)品型號，可以在制造環(huán)節(jié)提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量。

不同的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品加工工藝不同，如何選擇合適的加工工藝和操作方法，與設(shè)計(jì)人員的工藝水平和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，適當(dāng)?shù)墓に嚵鞒讨圃斓漠a(chǎn)品質(zhì)量更好。反之，如果工藝流程選擇不當(dāng)，不僅影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量，也影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

2.4操作人員

操作人員的技術(shù)水平對零部件的加工精度也有一定程度的影響，熟練操作工制造出來的零部件精度比新手加工的零部件精度要高。因此，操作人員技術(shù)水平對生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的影響也不容忽視。選擇熟練操作技術(shù)人員也是在制造環(huán)節(jié)提高產(chǎn)品質(zhì)量的措施之一。

3 使用環(huán)節(jié)

3.1駕駛員操作技術(shù)

使用方法對農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的壽命影響較大，駕駛員或機(jī)器操作者應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明書進(jìn)行操作，操作不當(dāng)會引起機(jī)具損壞，從而降低使用壽命。如為了追求產(chǎn)量使機(jī)器超負(fù)荷作業(yè)，短時(shí)超負(fù)荷可能對機(jī)器影響不太大，但是如果長期超負(fù)荷作業(yè)則對機(jī)器的關(guān)鍵零部件損害較大。其他不正確的操作如地頭轉(zhuǎn)彎不抬起劃行器、不定期清理刀盤雜草和部件轉(zhuǎn)速選擇不當(dāng)?shù)纫矔绊懏a(chǎn)品質(zhì)量[9]。

3.2機(jī)器作業(yè)環(huán)境

我國地形地勢復(fù)雜，土壤類型多樣，農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境差異較大。土壤條件對農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的影響較大。如犁刀、耙片、圓盤刀和切割器等農(nóng)機(jī)主要工作部件均直接接觸土壤，如果土壤中的石塊和雜質(zhì)較多，對上述部件的磨損較大，部件的使用壽命較短；如果土壤細(xì)碎平整，則對上述部件的磨損較小，部件的使用壽命較長。因此，機(jī)器的作業(yè)環(huán)境也是影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的因素之一，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮。

4 維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)

農(nóng)機(jī)維修保養(yǎng)正確與否直接影響農(nóng)機(jī)的使用壽命，對于保養(yǎng)不當(dāng)造成的非農(nóng)機(jī)質(zhì)量問題，將會影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量口碑，正確的保養(yǎng)措施和保養(yǎng)周期對農(nóng)機(jī)使用十分關(guān)鍵。首先，不同的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品的保養(yǎng)手冊進(jìn)行。產(chǎn)品種類不同，機(jī)器零部件不同，保養(yǎng)措施也存在差異。對于通用零部件，如發(fā)動機(jī)、軸承和齒輪箱等，保養(yǎng)措施基本一致，根據(jù)零部件的種類和型號略有不同，無論哪種零部件，都要確保其能夠達(dá)到要求的技術(shù)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使各類農(nóng)機(jī)產(chǎn)品均保持良好的技術(shù)狀態(tài)和作業(yè)性能。近幾年，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度越來越高，用戶對農(nóng)機(jī)生產(chǎn)效率的要求逐步提高，各類農(nóng)業(yè)機(jī)械向大型化方向發(fā)展，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)含量高，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修保養(yǎng)難度大，且成本高，如何科學(xué)、正確和有效進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)十分重要[10]。

4.1保養(yǎng)措施

不同的保養(yǎng)措施和方法對延長機(jī)器使用壽命的效果不一樣。如規(guī)范操作和不規(guī)范操作對機(jī)器的影響很大。按照一般保養(yǎng)操作標(biāo)準(zhǔn)，維修保養(yǎng)前應(yīng)切斷電源和動力，然后進(jìn)行機(jī)器檢測。如果不切斷電源和動力，不僅對故障的檢查和判斷不準(zhǔn)確，還容易造成安全事故。因此，一定要按照保養(yǎng)操作要求進(jìn)行。部分故障由于維修人員的技術(shù)水平不專業(yè)引發(fā)，如為了節(jié)約維修成本不及時(shí)更換損耗的零部件等，均增加了機(jī)器發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，上述狀態(tài)維持時(shí)間過長后，最終會導(dǎo)致無法修復(fù)的機(jī)械損傷，嚴(yán)重影響機(jī)械的使用壽命。維修保養(yǎng)使用的原材料型號和規(guī)格也應(yīng)正確，否則不但達(dá)不到保養(yǎng)效果，還會造成更大的損害，如潤滑油、清潔劑等。

目前，我國專門用于農(nóng)業(yè)機(jī)械故障檢測的設(shè)備較少，技術(shù)相對落后。僅依靠用戶的使用經(jīng)驗(yàn)對故障判斷有一定的誤差，使選擇的保養(yǎng)方法也不準(zhǔn)確。正確選擇保養(yǎng)方法對延長機(jī)器使用壽命和確保作業(yè)性能較為關(guān)鍵。

4.2保養(yǎng)周期

不同的零部件保養(yǎng)周期不同，產(chǎn)品保養(yǎng)手冊中均有相關(guān)說明。對于使用頻率高和作業(yè)環(huán)境惡劣的主要零部件保養(yǎng)時(shí)間間隔短，如關(guān)鍵傳動部位的軸承、齒輪和膠帶等；對于使用頻率低和工作位置環(huán)境相對較好的零部件可以適當(dāng)延長保養(yǎng)時(shí)間間隔，如機(jī)器外罩、照明燈和電路等。無論何種零部件都要按照保養(yǎng)操作流程進(jìn)行，從而保證零部件良好的技術(shù)狀態(tài)，確保機(jī)器的使用壽命。

5 結(jié)束語

農(nóng)機(jī)產(chǎn)品經(jīng)過十幾年的發(fā)展，逐步從盲目走向理性，各類農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家眾多，競爭越來越激烈，從發(fā)展趨勢看，產(chǎn)品的競爭逐步由價(jià)格競爭轉(zhuǎn)向質(zhì)量競爭，過去用戶單純追求價(jià)格便宜的時(shí)代已成為過去，如何不斷提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量，在激烈的市場競爭中立足是每個(gè)農(nóng)機(jī)企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真思考的問題。本文從設(shè)計(jì)、制造、使用和維修保養(yǎng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析了影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，為農(nóng)機(jī)科技人員和生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量提供參考。