農(nóng)業(yè)機械的綠色設計與檢測

農(nóng)業(yè)機械的綠色設計與檢測

綠色設計也稱為生態(tài)設計和環(huán)境意識設計，是一種面向環(huán)境的設計。在產(chǎn)品整個設計周期內,不僅要滿足環(huán)境目標要求,更要保證產(chǎn)品功能、質量及使用年限的完整等要求。加強產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán),體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)機械設計中的綠色設計理念,這就要求對未來農(nóng)業(yè)機械提出可拆卸性設計。1獨立設計的內容和特點1.1制造環(huán)節(jié)造成的難以裝卸產(chǎn)品的維護和再利用的關鍵技術問題在于怎樣更快地將在工作中失效的零件拆卸,便于更換滿足工作條件的零件,而且不要損害其他零部件的整體性能和使用壽命。由于設計過程只考慮到制造環(huán)節(jié),忽略了處理環(huán)節(jié)的重要性(零件損壞后的處理成本由社會負責,跟制造商和使用者沒有關系)。最終導致了設計的產(chǎn)品難以拆卸,甚至有時在拆卸過程損壞了其他原本正常工作的部件,造成了生產(chǎn)資料的大量浪費,產(chǎn)生了很多垃圾。造成零件不易拆卸的主要原因是零件的設計沒有很好考慮到零件維修過程的修理和零件的再回收利用,一味地節(jié)省成本,提高其經(jīng)濟性,使用大量的不可回收的材料,忽略了日后的維修成本帶來的高額費用。造成了零件在使用階段產(chǎn)生的污染、腐蝕等所需要維修的材料缺乏完整的資料信息,不便于工人維修。1.2dfm設計面向產(chǎn)品的回收與維護可拆卸性設計的英文縮寫為DFD(Designfordisassembly)。它是綠色設計的核心內容之一,要求設計者在設計起始階段把零件的可拆卸設計考慮進去。根據(jù)可拆卸過程不同的目標,主要可分為兩類,一類是面向產(chǎn)品回收(DesignForRecycling)的可拆卸性設計,DFR主要是指零件的重復使用,著重考慮機器使用壽命結束時,把更多的零部件回收利用,到達節(jié)約生產(chǎn)成本的目的,或者是將一些對環(huán)境和人有危害的加工材料在設計過程中避免掉,從而除去了失效產(chǎn)品對環(huán)境的污染。另一類是面向產(chǎn)品維修(DesignFormaintenance)的可拆卸性設計,主要是使零件易于維修與安裝,而且在拆卸和維護中不影響其他正常工作的零部件。DFM設計適用于易磨損、需要定期維修或更換的零部件之間的聯(lián)接。總之DFD在設計起初階段就很好地考慮到了零部件的拆卸和重復使用,極大地節(jié)約了產(chǎn)生資源,是一種先行的設計方法。2農(nóng)業(yè)機械的拆卸設計2.1產(chǎn)品的可接受性(1)易維修。產(chǎn)品在設計過程中,為維修工具留出足夠的操作空間,使維修工具很容易到達維修處,方便維護人員操作,減少維修時間,提高維護人員的作業(yè)效率。(2)易操作。產(chǎn)品在設計過程中,盡量不要使用有毒材料,同時要避免材料密封有毒液體(如廢液等),防止污染環(huán)境,以免對維修人員身體造成危害。(3)易拆散。產(chǎn)品在設計過程中,避免零件表面的二次加工(油漆、涂覆、電鍍等),同時避免在拆卸失效零件時破壞與其連接處其他正常工作的零部件,甚至是整個機器。2.2靈活設計、仿真模擬(1)基于“典型模塊”的可拆卸性設計(CMDFD)。CMDFD(ClassicalModuleDFD)是可拆卸性設計方法發(fā)展的初期階段,它是在設計過程中,盡可能地直接或者間接利用現(xiàn)有的、已被驗證具有良好拆卸性的一些典型結構模塊,應用在新產(chǎn)品的設計上,達到良好的拆卸性目標。如果沒有直接相同的結構模塊,應該靈活設計,在已有的相似結構模塊上進行適當?shù)膭?chuàng)新,達到設計要求,更好的實現(xiàn)新產(chǎn)品的可拆卸性。在設計中,要多采用靈活的結構,如螺栓連接,鍵連接,銷連接等易于拆卸的結構,盡量少使用甚至不使用焊接、過盈配合等不易拆卸維修的結構。此外,利用摩擦性相互配合的結構,也是一種很好的可拆卸性結構。(2)計算機輔助可拆卸性設計(CADFD)。CADFD是把經(jīng)模塊設計和CAD及CAM等工程軟件綜合起來進行產(chǎn)品設計,實現(xiàn)計算機輔助設計。CADFD是指在完成產(chǎn)品設計之后對設計方法進行相應的評價。利用計算機手段,對設計過程中有連接要求和維修的零件進行安裝方式的優(yōu)化和相應的結構設計。并利用適當?shù)挠嬎惴抡婺M軟件將需要經(jīng)常拆卸的零部件模擬仿真,計算機可以測出所需要的時間、拆卸的成本以及結構的合理性,從而對設計的產(chǎn)品進行綜合評判。對不合理的地方進一步修改完善,以節(jié)省拆卸時間,最終達到提高維修效率。3農(nóng)業(yè)機械的拆卸設計核心3.1構建照片數(shù)據(jù)庫大量收集農(nóng)業(yè)機械在平時使用中一些常用的故障,統(tǒng)計或者直接根據(jù)經(jīng)驗判斷經(jīng)常需要更換的零部件,同時收集和整理一些典型的或者易于變化的結構,將其建成圖庫和數(shù)據(jù)庫。在設計起始階段,在建立好的圖庫和數(shù)據(jù)庫里面進行比較和直接調用一些典型的結構,在其上進行適當?shù)男薷?得到理想的設計方案,然后對所設計結構分析比較,進而完善設計結構,最終設計出最優(yōu)的可拆卸性零部件。3.2建立計算機仿真評價體系在農(nóng)業(yè)機械的可拆卸性設計中,可以利用CAD和CAM仿真軟件與DFD進行并行設計,使用計算機輔助設計必須建立相應的數(shù)據(jù)庫。計算機仿真技術評價體系的建立是可拆卸設計的主要組成部分。計算機仿真技術評價體系知識庫包括拆卸的可行性、農(nóng)業(yè)機械基本的工藝準則以及農(nóng)業(yè)機械基本的設計標準;數(shù)據(jù)庫包括拆卸所需要的時間長短、拆卸的經(jīng)濟性、材料重復使用的價值以及拆卸過程中形成有毒物質的量等。3.3基于網(wǎng)絡的設計技術計算機網(wǎng)絡化設計是指對需要分析的結構,利用計算機網(wǎng)絡技術,在網(wǎng)絡上查找相應的可拆卸設計,用網(wǎng)絡理論建立拆卸模型,優(yōu)化設計模型,實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享。建立和完善農(nóng)業(yè)機械的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫,也會極大地提高設計效率。4小麥移動器的拆卸設計4.1小麥精播機構件組成不當氣吸式小麥精播機由精量排種器裝置、傳動裝置、四連桿機構、開溝器、覆土器、種子箱和支撐機架等構件組成。第一代小麥精播機的結構存在大量的死連接(焊接,過盈配合等),造成了第一代小麥精播機可拆性極差,給機器以后的維修帶來很大不便。以下著重分析小麥精播機上開溝器的可拆卸設計。4.2播深調節(jié)板與開溝器的連接如圖1所示,小麥精播機上的箭鏟式開溝器主要由接種漏斗1、開溝器導管4、開溝鏟3和播深調節(jié)板6組成。開溝器導管是一中空的圓管,通過焊鐵5、播深調節(jié)板6與之焊接一起,調節(jié)板利用其上面的調節(jié)孔把開溝器固定在地輪的縱梁上。為了實現(xiàn)開溝器的可拆卸性設計,在焊鐵處開一個螺紋孔,將播深調節(jié)板用螺栓與焊鐵聯(lián)接。如果播深調節(jié)板損壞時,就可以將螺栓旋下,拆下?lián)p壞的播深調節(jié)板,換上新的播深調節(jié)板,其結構簡單,易于拆卸,滿足可拆卸性的設計要求。具體結構如圖2所示。5農(nóng)業(yè)機械“典型模型”與數(shù)據(jù)庫的建立需要完善,應用前景廣闊隨著綠色設計思想的興起,可拆卸性設計作為綠色設計中一個重要