新技术在牧草收获机械设计制造中的应用分析

李姬国

摘 要：本文介绍了现有牧草收获机械存在的不足，为了解决此问题，重点阐述了牧草收获机械设计制造中应用的各种新技术，旨在保证牧草收获机械的质量，为相关人士提供借鉴。

关键词：新技术；牧草；机械设计；制造；应用

前言：随着科学技术的迅猛发展，新技术的应用日渐广泛与普遍，但关于相关技术在牧草收获机械设计制造方面的应用研究相对较少，不仅制约了有关机械设计水平的提升，也影响了牧草收获的效果。面对此情况，为了扭转既有的现状，本文对实践中牧草收获机械存在的问题及新技术的应用展开了探讨。

一、现有牧草收获机械存在的不足

我国草场面积与西方发达国家——美国的草场，具有面积大体一致性，虽然草场面积趋近相等，但是牧草机械的应用率却远远不及美国，我国牧草收获机械的数量少之又少。在上世纪后期阶段，日本方捆机数量2.2万台，我国在当时仅是日本的0.3%。从介绍中可知，我国牧草收获机械与发达国家存在较大的发展差距，我国牧草收获机械之所以会存在较多不足，这主要是由以下几方面原因造成的。首先，由于我国人口众多，为了解决众多人口的粮食问题，进而我国农业生产以此为发展目标，并经历了较长的发展阶段，在此期间，我国发展重点主要投放在了农业粮食生产上面，一定程度上忽视了畜牧业发展，同时，牧草机械的发展也相应的受到了限制，机械技术水平被延时提高，机械错失了良好的创新机会。其次，在上世纪80年代，我国对畜牧业的重视程度较低，不注重该行业的支持和辅助，进而大多数经营畜牧业的企业最终只能以失败告终，进而我国牧草机械的发展又会再次被发达国家落后，不利于促进牧草机械持续发展。再次，我国牧草机械制造部门的技术含量较少、技术水平较弱，进而机械在实际牧草收获中会存在较多的质量问题，这不仅会延长工作时间，而且该还浪费了大量的人力资源和物力资源，降低了收获效率。传统的割草机可靠率小于81%；在同样面积为5000亩的草地，我国牧草机械的工作率为25%左右，西方牧草机械工作率为60%。然后，牧草机械的整体配套性较差、产品类型单一，这不利于差异性经营用户的实际需要，这会大大降低牧草机械的利用率，不利于扩大牧草机械的适用范围。最后，牧草机械的工艺水平较低、科技投入较少，产品未能与时俱进的进行更新，因此，不利于牧草收获机械水平的提高[1]。

二、牧草收獲机械设计制造中各种新技术的应用

（一）三维CAD技术

牧草收获机械设计中应用二维CAD技术之后，制图效率得到明显的提升，但由于二维CAD软件在开发方面的能力比较差，还需要引进三维CAD设计软件，在零部件特征基础上，利用软件构建特征库，同时，用户也可通过实际的需求，对特征重新定义，由此一来，组装零件时，可提高工作速度。三维CAD软件中，能够进行移动、删除构件，改动尺寸等操作，操作后会造成相应参数变化，而与其关联的参数也会同时做出改变，无论变更发生于哪种视图中，所有视图中都可以实现参数化的、双向的传播，使任何一个图纸均可以保持一致，无需逐个的修改视图，促进工作效率的提升[2]。设计完成后，三维可以关联二维，使生成的工程图纸变为二维形式。例如捡拾压捆机，包含2000多个零部件，采用三维CAD软件开展设计工作后，可构建虚拟模型，并在模型中反映出来现实装配中存在的、潜在的问题，科学的处理、修改之后再进行生产，有效的避免了机械工作中的故障发生率，提升工作效果。

（二）激光切割技术

近年来，得到良好发展的新技术之一即为激光切割技术。工件在高功率激光束照射作用下，熔化、汽化、烧蚀等能够快速的出现，熔融后，物质被气流吹除，有效的实现割开工件。激光切割是一种热切割方法，具有良好的切割质量，较高的切割精度，误差在-0.05～0.05mm之间，切割表面仅有几十微米的粗糙度，光洁美观度较佳，而且切割之后基本不会影响切缝附近的材料性能。激光切割过程中，可以数控控制整个工程中，以零件形状为依据，对数控程度做出相应的改变，式切割效果达到要求。捡拾压捆机中存在200多种1～14nmm的钣金，且部分钣金具有异常复杂的形状，切割时应用激光切割技术后，不仅能够准确的切割出各种钣金的形状，而且切割效率也会提升，也不会浪费材料[3]。据一项研究显示，与传统剪切板机相比，应用激光切割技术后，切割工作效率能够提高10倍左右。

（三）数控加工技术

现代制造业中，能够代表先进生产力的技术即为数控加工技术，广泛的应用于航空航天、汽车模具等行业中，促进制造行业的繁荣发展。数控加工技术中，实现机械加工的方法为对零件及刀具的位移做出数字信息化的控制。牧草收获机械制造中应用数控加工技术后，不仅能够提高零件制造的精度，同时，能够以具体的工序为依据，数字控制系统可控制机床进行刀具的主动选择及更换，而且机床主轴转速、刀具运动轨迹等均可以自动进行，提升了整体的设计制造效率，经济效果明显。打结器为方草捆捡拾压捆机中的零件之一，作用为自动打结草捆，打结器具有复杂的结构，构成铸件比较多，在打结器中，关键零件为打结器架体，较多的轴孔存在于该零件上，如刀架轴孔、打结嘴轴孔等，其中，通过主轴线的为打结嘴轴孔，而螺旋齿轴并不重合于架体主轴线，存在一定距离，由此，铸造架体过程中，轴孔位置必须要具备精确性，应用数控加工技术后，能够满足制造要求[4]。

（四）三坐标测量技术

在三坐标测量技术中，融合了计算机硬件及CAD软件，能够精确的检测出产品的几何尺寸、形位公差，以图形的方式输出报告，将产品质量直观、清晰的反应出来，使检测报告具备完整性，为制造领域中必备的智能化工具之一。设计打结器时，难度非常大，引进外国先进技术的方式进行打结器的设计制造时，必须要利用三坐标测量技术，以能实现良好的吸收国外技术，保证设计出来的打结器满足质量要求。实际设计过程中，应先利用该项技术配套机器测量零件，之后对点云数据做出处理，建成三维模型，开模时，采用模具加工技术，直接进行，零件铸造完成后，再次检测其尺寸等参数，确保设计制造符合要求[5]。

结论：牧草收获机械在实际工作中的作用日益凸显出来，为使其设计制造质量符合相应的要求，必须要应用三维CAD技术、三坐标测量技术等新型的先进技术，以提升设计制造效率及质量，提高我国牧草收获机械的整体水平。

参考文献：

[1]杨小平，史明明，魏宏安，等. 4UFD—1400型马铃薯联合收获机功能原理的设计[J]. 中国农机化学报，2013，05：109-113.

[2]张海琨. 牵引式牧草收获作业机的研制与试验[J]. 农村牧区机械化，2012，02：10-12.

[3]席海亮，赵春花，连文香. 基于ADAMS的4GH120型牧草收割机切割器运动仿真分析[J]. 甘肃农业大学学报，2013，06：160-163.

[4]张文奎，车刚. 牧草收获机械和干燥设备的分类及应用[J]. 黑龙江科技信息，2014，05：271.

[5]冷坚. 计算机辅助技术在农业机械设计中的应用[J]. 北京农业，2014，30：240.