農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的可拆卸性設(shè)計(jì)

洪波

摘 要：農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展主要是以綠色設(shè)計(jì)為原則，這是環(huán)境意識(shí)和生態(tài)意識(shí)的集中體現(xiàn)。從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)上可以看出，環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展之間存在著必然的聯(lián)系，農(nóng)業(yè)機(jī)械研究人員要想保證行業(yè)的長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展，必須要在保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)對(duì)機(jī)械的回收利用率加強(qiáng)重視。從這一點(diǎn)上看，一種新型的設(shè)計(jì)方式受到了人們的普遍關(guān)注，這就是可拆卸性設(shè)計(jì)。本文作者主要對(duì)這一設(shè)計(jì)方式進(jìn)行明確地分析和介紹，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；可拆卸性；設(shè)計(jì)原則；生態(tài)發(fā)展

農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的回收再利用是再制造行業(yè)的要求，同時(shí)也是在保證產(chǎn)品質(zhì)量和功能的基礎(chǔ)上，提升利用率的主要方式。一般來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)該始終貫穿在行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中。這種綠色設(shè)計(jì)主要是以可拆卸性設(shè)計(jì)方式為主，這也是未來(lái)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

1 可拆卸性設(shè)計(jì)的內(nèi)容和特點(diǎn)分析

1.1 可拆卸性設(shè)計(jì)的必要性

提升產(chǎn)品回收利用的主要影響因素就是失效零件的加工和利用率，只有提升了這些零件的利用率，才能夠提升機(jī)械設(shè)備的整體使用功能。一般來(lái)說(shuō)，研究人員往往會(huì)對(duì)制造環(huán)節(jié)加強(qiáng)重視，對(duì)于處理環(huán)節(jié)的重視程度不高。因此，多數(shù)的機(jī)械產(chǎn)品在拆卸工作上都會(huì)存在著一定的難度，不僅造成嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)還產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的垃圾?？梢?jiàn)，將全部的精力放置到降低生產(chǎn)成本上并不是提升產(chǎn)品利用率的科學(xué)方法。因此，為了降低后期的費(fèi)用，減少材料的污染，提升能源和資源的利用率，給維修工作帶來(lái)便利，研究人員需要將可拆卸性設(shè)計(jì)方式應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作中。

1.2 可拆卸性設(shè)計(jì)的內(nèi)容介紹

可拆卸性設(shè)計(jì)（DFD），其為綠色設(shè)計(jì)理念的重要構(gòu)成部分。對(duì)于設(shè)計(jì)者的要求就是在零件設(shè)計(jì)的伊始需要將可拆卸的相關(guān)內(nèi)容考慮到其中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，按照其目標(biāo)的不同主要可以分為兩種類(lèi)型。第一是在產(chǎn)品回收時(shí)的設(shè)計(jì)。從這一點(diǎn)上看，著重強(qiáng)調(diào)的是在機(jī)器設(shè)備報(bào)廢時(shí)，研究人員需要將可利用的零件進(jìn)行有效地回收。這是降低成本，提升利用效率的重要方式。另外，這種方式也可以從根本上降低零件對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，減少污染源。第二，在產(chǎn)品維修過(guò)程中的可拆卸設(shè)計(jì)。應(yīng)用這一設(shè)計(jì)方式主要是為了便于安裝和維護(hù)。在零部件維護(hù)時(shí)不會(huì)影響到其他結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)行，同時(shí)設(shè)計(jì)的科學(xué)性還表現(xiàn)在對(duì)零部件不會(huì)造成任何的磨損和破壞。同時(shí)還能夠保證零件連接的科學(xué)性。從以上兩個(gè)方面上看，DFD的設(shè)計(jì)不僅可以對(duì)零件進(jìn)行重復(fù)使用，也是一種簡(jiǎn)單便利的設(shè)計(jì)方式，應(yīng)用前景相對(duì)比較廣闊。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械中的可拆卸設(shè)計(jì)

2.1 可拆卸的設(shè)計(jì)原則分析

2.1.1 維修便利。設(shè)計(jì)是維修的前提和基礎(chǔ)，要想保證機(jī)械的整體質(zhì)量，不可避免地要對(duì)其進(jìn)行維修。因此，減少維修時(shí)間，降低維修成本都可以通過(guò)可拆卸性設(shè)計(jì)完成。不僅提升了維修的效率，還能夠降低維修的花費(fèi)，一舉兩得。

2.1.2 操作簡(jiǎn)單。這種設(shè)計(jì)方式主要是以無(wú)毒無(wú)害的材料為主，同時(shí)減少有毒害的氣體和液體的使用。這樣做的目的就是降低污染，不僅對(duì)工作人員本身沒(méi)有危害，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的使用者也不會(huì)造成任何的毒害性?？梢?jiàn)，這種設(shè)計(jì)方式的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，環(huán)保性強(qiáng)。

2.1.3 容易拆散。這是設(shè)計(jì)原則中比較重要的內(nèi)容之一。在實(shí)際的操作中，工作人員會(huì)盡量降低零件表面的電鍍層以及油漆層，而且在拆卸的過(guò)程中不會(huì)對(duì)正常的零件造成影響，對(duì)整個(gè)機(jī)器的影響程度值為零。

2.2 可拆卸設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法

2.2.1 可拆卸設(shè)計(jì)在發(fā)展的初級(jí)階段主要是以典型模塊為主，主要是間接地利用典型的結(jié)構(gòu)模塊，同時(shí)還能夠使產(chǎn)品達(dá)到可拆卸的目標(biāo)。在原有的模塊基礎(chǔ)上，研究人員需要不斷創(chuàng)新和突破，在吸取設(shè)計(jì)精髓的前提下，設(shè)計(jì)出更為完善的產(chǎn)品。其中比較常見(jiàn)的是螺栓、鍵、銷(xiāo)等連接形式，不僅易于拆卸，還可以減少焊接工作的可能性。主要的工作原理就是利用摩擦式結(jié)構(gòu)，這是可拆卸性設(shè)計(jì)中最為重要的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。比較典型的就是箭鏟式可拆卸式開(kāi)溝器，如圖1。

2.2.2 計(jì)算機(jī)輔助可拆卸性設(shè)計(jì)（CADFD）

CADFD是把經(jīng)模塊設(shè)計(jì)和CAD及CAM等工程軟件綜合起來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。CADFD是指在完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。利用計(jì)算機(jī)手段，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中有連接要求和維修的零件進(jìn)行安裝模擬軟件將需要經(jīng)常拆卸的零部件模擬仿真，計(jì)算機(jī)可以測(cè)出所需要的時(shí)間、拆卸的成本以及結(jié)構(gòu)的合理性，從而對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)判。對(duì)不合理的地方進(jìn)一步修改完善，以節(jié)省拆卸時(shí)間，最終達(dá)到提高維修效率。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械中可拆卸設(shè)計(jì)的核心技術(shù)

3.1 建立農(nóng)業(yè)機(jī)械的“典型模塊化”數(shù)據(jù)庫(kù)

大量收集農(nóng)業(yè)機(jī)械在平時(shí)使用中一些常用的故障，統(tǒng)計(jì)或者直接根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷經(jīng)常需要更換的零部件，同時(shí)收集和整理一些典型的或者易于變化的結(jié)構(gòu)，將其建成圖庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。在設(shè)計(jì)起始階段，在建立好的圖庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)里面進(jìn)行比較和直接調(diào)用一些典型的結(jié)構(gòu)，在其上進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模玫嚼硐氲脑O(shè)計(jì)方案，然后對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析比較，進(jìn)而完善設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，最終設(shè)計(jì)出最優(yōu)的可拆卸性零部件。

3.2 建立計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)評(píng)價(jià)體系的知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械的可拆卸性設(shè)計(jì)中，可以利用CAD和CAM仿真軟件與DFD進(jìn)行并行設(shè)計(jì)，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)必須建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)評(píng)價(jià)體系的建立是可拆卸設(shè)計(jì)的主要組成部分。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)評(píng)價(jià)體系知識(shí)庫(kù)包括拆卸的可行性、農(nóng)業(yè)機(jī)械基本的工藝準(zhǔn)則以及農(nóng)業(yè)機(jī)械基本的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)庫(kù)包括拆卸所需要的時(shí)間長(zhǎng)短、拆卸的經(jīng)濟(jì)性、材料重復(fù)使用的價(jià)值以及拆卸過(guò)程中形成有毒物質(zhì)的量等。

3.3 建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)是指對(duì)需要分析的結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)上查找相應(yīng)的可拆卸設(shè)計(jì)，用網(wǎng)絡(luò)理論建立拆卸模型，優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。建立和完善農(nóng)業(yè)機(jī)械的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，也會(huì)極大地提高設(shè)計(jì)效率。

結(jié)束語(yǔ)

隨著綠色設(shè)計(jì)思想的興起，可拆卸性設(shè)計(jì)作為綠色設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的組成部分，已逐步被接受和應(yīng)用，并取得長(zhǎng)足的發(fā)展。農(nóng)業(yè)機(jī)械“典型模型”和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立需要不斷地完善，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械零件的易拆卸安裝與維護(hù)。本文以小麥精播機(jī)上開(kāi)溝器設(shè)計(jì)為實(shí)例，簡(jiǎn)單地介紹了農(nóng)業(yè)機(jī)械的可拆卸設(shè)計(jì)?？刹鹦对O(shè)計(jì)應(yīng)朝著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和更多更好的連接方式的方向發(fā)展。

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