對農(nóng)業(yè)機械綠色制造維修技術的探討

摘 要 農(nóng)業(yè)機械在給人類帶來方便的同時，也造成了很多嚴重的環(huán)境問題。本文簡單探討了農(nóng)業(yè)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(jīng)驗與大家進行探討。

關鍵詞 農(nóng)業(yè)機械 綠色制造 綠色維修 可持續(xù)發(fā)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(nóng)機具的設計與制造，E-mail：342187520@qq.com。

0 引言

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)機械用量很大，農(nóng)業(yè)機械的設計、制造與維修是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化的一個重要組成部分，能延長農(nóng)業(yè)機械的使用時間，使資源利用達到最大化，從而起到保護環(huán)境的作用。可持續(xù)發(fā)展是當代全世界所提倡的發(fā)展戰(zhàn)略，農(nóng)業(yè)機械也正朝著“綠色制造與綠色維修”的方向發(fā)展。

1 “綠色制造”所遵循的原則

1.1 以節(jié)約資源為原則

農(nóng)業(yè)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(xù)發(fā)展，因此，機械工業(yè)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(yōu)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(huán)境為原則

現(xiàn)代社會提倡可持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)機制造維修過程中，首先就要考慮以保護環(huán)境為原則。保護環(huán)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(chǎn)品在加工過程對工作人員以及壞境的污染，有益于可持續(xù)發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)機械綠色制造技術

2.1 基于網(wǎng)絡化的協(xié)同設計技術

長期以來，由于農(nóng)業(yè)機械自身特點和農(nóng)業(yè)機械工作對象的復雜性，使農(nóng)業(yè)機械的研制存在較大困難。按照傳統(tǒng)的設計方法，一般是先對機械系統(tǒng)進行概念設計，而后繪制圖紙，依據(jù)圖紙生產(chǎn)物理樣機，并對物理樣機進行試驗，發(fā)現(xiàn)問題后改進圖紙，再生產(chǎn)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(chǎn)品、零部件的開發(fā)時間過長。產(chǎn)品零部件開發(fā)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(wǎng)絡化的協(xié)同設計技術，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，減少原材料的浪費。

我公司產(chǎn)品開發(fā)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(fā)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(tài)，節(jié)約了材料及零部件的開發(fā)時間。

2.2 采用環(huán)保的綠色制造工藝技術

綠色制造工藝技術是一種在傳統(tǒng)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(chuàng)新結合起來，實現(xiàn)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(nóng)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(nèi)可控制，容易實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)批量生產(chǎn)。在成本上機械鍍有著電鍍和熱浸鋅不可比擬的優(yōu)勢；操作環(huán)境好，無高溫、粉塵、煙霧，鍍后廢水經(jīng)簡單處理即可達到排放標準，易實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；在同等產(chǎn)量時，所需人員比傳統(tǒng)鍍鋅行業(yè)少，且操作有序，過程簡單，滿足綠色發(fā)展的要求。

我公司的農(nóng)機產(chǎn)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(chǎn)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(yè)過程中會散發(fā)出大量有毒有害氣體。如安全管理工作做得不好，極易發(fā)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(fā)生觸電事故，導致電鍍成本高、環(huán)境污染大。為解決這一問題，我們在產(chǎn)品設計時，將需要鍍鉻的零部件全部改為機械鍍鋅，不但節(jié)約了成本，同時減少了環(huán)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(qū)內(nèi)因材料變形而產(chǎn)生的熱量，要達到這些目的，一方面是通過開發(fā)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(chǎn)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(huán)境污染。

2.2.3 二氧化碳保護焊代替手工電弧焊

農(nóng)業(yè)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(jīng)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(qū)窄，因此，焊后工件變形小，焊縫質量好，生產(chǎn)率高。因焊后不需清渣，故生產(chǎn)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(huán)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(huán)境影響量。

農(nóng)業(yè)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(jié)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(nóng)機具后，每年可節(jié)約汽油500 kg。

總之，農(nóng)機具的綠色制造與維修是建設節(jié)約型社會的需要，是人類保持與自然環(huán)境和諧發(fā)展的需要，也是農(nóng)業(yè)機械工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)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(nóng)機發(fā)展的重要前提和迫切任務。

4 結語

農(nóng)業(yè)機械綠色制造與維修采用先進的技術和方法實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益三者的有效平衡和協(xié)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(nóng)業(yè)機械的產(chǎn)品附加值，甚至可以帶動整個行業(yè)或企業(yè)的全面發(fā)展和振興。

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