對農業機械綠色制造維修技術的探討

摘 要 農業機械在給人類帶來方便的同時，也造成了很多嚴重的環境問題。本文簡單探討了農業機械制造應遵循的原則，并總結我公司在拖拉機制造過程中采用綠色制造維修的經驗與大家進行探討。

關鍵詞 農業機械 綠色制造 綠色維修 可持續發展

作者簡介：胡定周（1979-），男，昆明人，助理工程師，主要從事手扶拖拉機及配套農機具的設計與制造，E-mail：342187520@qq.com。

0 引言

我國是農業大國，農業機械用量很大，農業機械的設計、制造與維修是現代農業機械化的一個重要組成部分，能延長農業機械的使用時間，使資源利用達到最大化，從而起到保護環境的作用。可持續發展是當代全世界所提倡的發展戰略，農業機械也正朝著“綠色制造與綠色維修”的方向發展。

1 “綠色制造”所遵循的原則

1.1 以節約資源為原則

農業機械絕大部分零部件都是由不可再生金屬材料構成，不可再生金屬材料的大量消耗，將不利于全社會的可持續發展，因此，機械工業應積極推廣資源消耗少的綠色技術，也就是在機械制造中，優化工藝方案，采用先進的加工技術，采取綠色工藝技術。在選擇原材料時盡量選擇少污染、低成本、資源豐富的原材料代替多污染、高成本、資源緊缺的材料。

1.2 以保護環境為原則

現代社會提倡可持續發展，在農機制造維修過程中，首先就要考慮以保護環境為原則。保護環境，首先考慮的就是選擇材料，要盡可能避免選擇有輻射性、有害、有毒的材料，并采用綠色的機加工藝技術，盡可減少產品在加工過程對工作人員以及壞境的污染，有益于可持續發展。

2 農業機械綠色制造技術

2.1 基于網絡化的協同設計技術

長期以來，由于農業機械自身特點和農業機械工作對象的復雜性，使農業機械的研制存在較大困難。按照傳統的設計方法，一般是先對機械系統進行概念設計，而后繪制圖紙，依據圖紙生產物理樣機，并對物理樣機進行試驗，發現問題后改進圖紙，再生產第2臺物理樣機，直到滿意為止。這樣就導致材料浪費以及產品、零部件的開發時間過長。產品零部件開發過程中，采用計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助工藝設計（CAPP）、計算機輔助制造（CAM）等網絡化的協同設計技術，縮短產品的開發周期，減少原材料的浪費。

我公司產品開發中嘗試了計算機輔助設計（CAD），取得了一定的效果，2012年對1G-100型旋耕機傳動箱體增設加強支撐的設計，以及2013年小型甘蔗收割機的開發中，使用Autodesk Inventor計算機輔助設計軟件對甘蔗收割機變速箱體兩套鉆夾具進行設計，在設計過程中用到了該軟件中的運動仿真和應力分析，使零件在設計過程中選擇了合適的材料厚度，同時也清楚了解了零部件在工作中的狀態，節約了材料及零部件的開發時間。

2.2 采用環保的綠色制造工藝技術

綠色制造工藝技術是一種在傳統工藝技術基礎上，將表面技術、控制技術、材料科學等各種技術創新結合起來，實現對資源的合理安排及利用，最大程度上減少成本的投入。我公司在手扶拖拉機及農機具的制造過程中采取了以下制造工藝技術。

2.2.1 機械鍍鋅代替電鍍鉻

機械鍍鋅是一種與電鍍鋅、熱鍍鋅不同工藝過程的防腐鍍層，它的工藝特點是：鍍層均勻光亮，厚度可按用戶要求在5～100 μm內可控制，容易實現鍍層合金化；在室溫下操作，鍍件無鍍后氫脆，也無鍍后回火軟化現象；當零件鍍層厚度相同時，耐腐蝕性可超過電鍍和熱浸鍍。鍍鋅層厚度相同時，生產成本低于電鍍和熱浸鍍；機械鍍不像電鍍需要整流電源，也不像熱浸鍍需要加熱裝置，因此設備簡單、容易操作，占地面積小，耗能少，適應性強，同時又可實現批量生產。在成本上機械鍍有著電鍍和熱浸鋅不可比擬的優勢；操作環境好，無高溫、粉塵、煙霧，鍍后廢水經簡單處理即可達到排放標準，易實現清潔生產；在同等產量時，所需人員比傳統鍍鋅行業少，且操作有序，過程簡單，滿足綠色發展的要求。

我公司的農機產品除了采用大量國家標準的標準件外，為了達到光滑、美觀的目的還采用了一些鍍鉻件，由于電鍍生產中要大量使用強酸、強堿、鹽類和有機溶劑等化學藥品，在作業過程中會散發出大量有毒有害氣體。如安全管理工作做得不好，極易發生中毒、灼傷以致燃燒爆炸事故，另一方面，電鍍車間工作場地潮濕，設備易受腐蝕，也容易發生觸電事故，導致電鍍成本高、環境污染大。為解決這一問題，我們在產品設計時，將需要鍍鉻的零部件全部改為機械鍍鋅，不但節約了成本，同時減少了環境污染。

2.2.2 水基潤滑劑代替柴油潤滑

在金屬切削過程中，為提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延長刀具使用壽命，達到最佳的切削效果，就必須減少刀具與工件、刀具與鐵屑之間的摩擦，及時帶走切削區內因材料變形而產生的熱量，要達到這些目的，一方面是通過開發高硬度耐高溫的刀具材料和改進刀具的幾何形狀，另一方面采用金屬切削液來冷卻和潤滑。

我公司的YF81、YF101、YF151變速箱體在鏜孔的過程中采用大量的柴油來潤滑，每年生產各種類型的變速箱體大約2萬件，每件箱體加工后消耗0.2 kg柴油，每年消耗大約4000 kg柴油，隨著柴油價格的上升，公司成本不斷增加。2010年，公司進行技術改造，采用水基潤滑劑代替柴油作為變速箱鏜孔時的切削液，效果很好，不但降低了加工成本，也消除因消耗柴油帶來的火災隱患及環境污染。

2.2.3 二氧化碳保護焊代替手工電弧焊

農業機械制造中焊接件占到一半的比例，手扶拖拉機制造中以板金焊接為主，板金厚度在1～5 mm之間，我公司焊接車間共20臺焊機，以前都是以手工電弧焊為主，手工電弧焊成本高，需經常換焊條，焊后還要清渣，效率低，焊工的操作技術水平對手工電弧焊質量影響很大。

采用二氧化碳保護焊后：二氧化碳氣體保護焊由于熔池小、熱影響區窄，因此，焊后工件變形小，焊縫質量好，生產率高。因焊后不需清渣，故生產率可比手工電弧焊高1～2倍，焊接成本低。二氧化碳氣體來源廣，價格低，二氧化碳保護焊的成本只有手工電弧焊的60%～70%左右，適用范圍廣，可進行各種位置的焊接，操作性能好，因其為明弧焊，可以看清電弧和熔池情況，便于掌握和調整。

3 綠色維修工藝技術

綠色維修在選擇維修工藝時，要對所選工藝對環境的影響進行分析評價，在滿足功能要求的前提下，盡可能選用綠色維修工藝。綠色維修工藝要具有最大的資源利用率和最小的環境影響量。

農業機械修理時大多采用煤油、柴油或汽油作清洗液來清洗零件，不僅浪費能源、成本高，且存在著安全隱患，易造成火災，因此，可采用水基清洗劑清洗零件，既節省能源成本、勞動條件好，且使用安全、污染少。我公司采用水基清洗劑作為維修手扶拖拉機等農機具后，每年可節約汽油500 kg。

總之，農機具的綠色制造與維修是建設節約型社會的需要，是人類保持與自然環境和諧發展的需要，也是農業機械工業實現可持續性發展的需要。研究和應用綠色制造的理論和技術，是新的歷史條件下農機發展的重要前提和迫切任務。

4 結語

農業機械綠色制造與維修采用先進的技術和方法實現環境、經濟和社會效益三者的有效平衡和協調，不僅提高了機械的使用周期和壽命，降低了成本，還增加了農業機械的產品附加值，甚至可以帶動整個行業或企業的全面發展和振興。

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