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农机机械行业发展范文1
关键词:农业机械;导航技术;发展
我国农业生产正朝着机械化、自动化、规模化以及信息化的方向逐步发展,农业的生产效率大大提高。农业机械化有助于农民的除草、播种、施肥以及收割等任务,大大降低农民的负担。在农业机械化的工作当中,导航技术可以有效地帮助农机生产进行的导航控制以及路线规划,这是导航技术在农业机械生产中应用的基本体现。
1农业机械中应用导航技术的价值体现
导航技术在农业领域中发挥了重要的作用,是农业发展的指南针与风向标,能够更好地防止农业领域的某些问题。作物需要依赖土壤这一生长环境,导航技术可以测试土壤的特性以及pH值,进而农民可以针对性地种植农作物。导航技术可以侦测当地的环境情况,记录土壤情况,提供农业科学的试验研究样本以及信息。作物的产量是农业质量的衡量标准,农业产量的监测方法以及导航技术的应用非常重要。借助导航技术,可以成功地手动收集对应的数据,并可以准确且快速地预测每亩的产量数据。同时,它也可以选取具有代表性的区域,执行一些标准化测试工作,并将获得的数据做整合、汇总,获得最后的统计信息。
2农业机械中自主型导航的关键技术
2.1视觉导航技术
与GPS导航技术相比,视觉导航更加灵活,使信息需求者可以在收集材料时准确且直观地观察导航中呈现以及存储的各种图像。机械导航可以更准确地了解周围的农业生产环境,并拓宽信息面。视觉导航技术在美国以及英国的研究及应用迅速。我国的视觉导航技术始于20世纪90年代,并已引起许多农业科学家的广泛参与。在研究过程中,他们建立了视觉导航相应的研究试验平台,通过实验室的色彩空间处理了图像,并分析以及研究了农业中的视觉导航。视觉传感器也是一项重大研究进步,它使人们能够捕获农作物附近的环境条件,识别障碍物以及杂草等目标并准确导航。
2.2卫星导航技术
卫星GPS导航技术是现代的产物,近年来受到关注并迅速发展。在农业领域,所有具有卫星导航设备以及不同工具的拖拉机,都可以利用这项先进技术提高农业生产运营的质量,然而另一方面,它也对周围环境造成负面影响,需要选择正确的用法。2.3其他类型的导航技术卫星导航以及视觉导航在农业生产中使用比较广泛,提高了农业生产的便利性,是农业机械在生产中的重要组成。此外,还有一些不可忽视的导航技术,例如:机械导航、电磁导航、超声波导航以及地磁导航等技术。
3导航技术在农业机械中的具体应用
3.1视觉导航技术的具体应用
与传统的GPS导航技术相比,视觉导航技术在农业机械上的应用,使借助机器视觉的导航应用范围更加广泛,应用更灵活。尤其是伴随我国不断发展的农业生产,所使用的农业用地也不断扩大。利用视觉导航的机器视图,可以收集农田相应的图像信息,并保证所收集的信息更加丰富、真实、完整。农业机械配备这一视觉导航技术,可自动跟踪、识别以及检测实际图像,并在田间实现除草等农业生产工作。例如,使用卡尔曼滤波器融合传感器在弯曲形状的农田中进行感应,并在农业车辆中应用视觉导航系统对弯曲的农作物进行视觉检测,图像每一帧可以实现5~12s的短暂处理时间。利用霍夫的变换融合技术,该系统可以一次性收集多条信息,有效地排除田间杂草等因素的干扰,实现对农作物的独立检测。我国对GPS导航的研究起步较晚,近年来迅速发展。例如,使用XDNZ630型水稻插秧机作为试验平台,并通过RTKGPS定位技术对农业机械进行导航,可以建立一个闭环转向控制系统来实现水稻插秧机的自动转向导航,便于插秧机的田间操纵,进一步消除GPS定位带来的误差,使导航的精度大大提高。此外,配备有视觉导航系统的拖拉机可以进入一些大型农场,其运营质量明显提高,运行的时间明显延长。这种导航系统具有技术相对成熟、结构相对简单等特点。伴随导航系统产品的广泛使用,成本也不断减低。
3.2机械导航技术的具体应用
随着视觉导航技术在农业机械领域的广泛应用,一些研究人员逐渐关注机械导航的应用。机械导航技术在农业机械作业中的应用具有许多优点,包括易于操作、维护,成本低廉却能收获高收益。如今,国外一些大型农业生产公司正在对机械导航技术进行大量的实践,成果十分显著。尽管我国较少对机械导航展开研究,然而在农业机械方面也取得了很好的成果。例如,基于用于导航的曲柄滑块机构原理的履带机器人,接触式且具有两层控制器的导航控制系统等。如今,在农业果园机械的自动生产方面,已经开发并使用了拖拉机的机械化导航系统,其系统结构示意图如图1所示。该自动拖拉机基于机械导航技术,控制最大偏差小于0.2m。
3.3电磁导航的具体应用
电磁导航由于其寿命长、简单以及强大的抗干扰能力而被称为埋线导航,在20世纪70年代迅速发展,并已在实际生产中广泛使用。日本开发了一种无人驾驶的喷洒机器人,用于果园的环境,机器人通过嵌入在工作路径中的导向线来发挥导航作用。此外,可以根据喷涂机器人的操作要求使用电磁感应式的导航系统。引导机器人行走的轨迹信号是通过一根嵌入农田中的高频电流电线所产生的,并通过电磁感应传感器的一对信号电压差,确定机器人的具置。为了满足温室中自动进行农药喷洒等操作的需求,可以使用农业电磁感应喷洒机器人对行进路径进行导航。
3.4激光导航的具体应用
激光雷达具有许多优点,例如具有较高的测量距离精度、分辨率、抗干扰能力,并且它的质量轻、体积小,因此广泛用于农业机械的导航。法国对农用车辆配备激光传感器进行自动导航做了深入研究。在这项研究中,导航系统计算了植被的体积以及高度,并可以控制车辆的行进速度。日本开发了一种自动导航系统,该系统可以使用2D激光扫描仪应用于果园环境。由于使用拖拉机作为试验平台,所以导航过程中造成的横向误差比较小。为了使农业机器人能够自主导航玉米田,荷兰在粒子过滤器基础上开发了激光测距仪。为了提高农业机械在果园中的自动化操作水平,我国科研人员研发了一种拖拉机,并通过激光导航方法对果园机械进行自动导航。该研究通过激光扫描技术,收集果树所处的位置信息,并提出了利用拟合算法来进行果园环境中曲线路径导航。激光导航不仅成本高昂,而且还需要固定反射激光的目标。可以人工设置目标,也可以使用自然景观,例如树木以及建筑物。然而,反射镜与机器间不得有障碍物。3.5地磁导航的具体应用由于其低成本,近年来,地磁传感器已被用于农业机械导航中。日本研制了一种农业移动机器人,该机器人使用地磁图像传感器以及导航传感器进行导航。机器人在图像传感器的定位下,通过地磁引导传感器获取方位角。然而,由于地磁感应传感器容易受到诸如机器人的倾斜角度以及附近磁场的干扰,要提高磁感应传感器的利用效率,就需要使用神经网络对输出使用进行重新定义。在农田中,机器人最终位置相对于目标位置的平均误差为0.4m,优于计划路径的位置。
4在农业机械中导航技术的未来发展建议
对通用导航技术研究可知,当前农业机械领域可以应用多种类型的导航技术,相关的研究活动仍然在继续,新技术也在不断开发,应用于当前的农业生产。GPS导航技术已经在农业生产活动中长时间应用,以玉米生产活动为例,玉米种植者借助GPS技术,可以利用自动收获机械来有效地收获成熟的玉米作物。这在加速玉米收获的同时,也可以缩短收获所需的时间,还可以节省大量的人工。但要注意的是,当前的农业机械作业环境仍然非常复杂,并且难以仅通过简单的导航技术,就可以满足相应的导航要求。在比较开阔的田地中,技术人员可以尽快完成导航的评估任务。然而,检查员受到果树等种植密度的干扰,不能很好地完成测量过程,导致虽然存在许多类型的现代化导航技术,然而利用目前的导航技术仍然难以处理机械生产对应的问题的现象发生。所以,目前可以将研究重点放在弥补当前导航技术的不足上,特别是可应用于较大的种植密度以及生产面积的种植区导航上,可以进一步研究激光导航技术,用以代替原始的机械导航技术。该研究活动将提供各种组合的导航传感器,从而使导航技术可以在较广的农业生产领域进行应用。
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[关键词] 农业机械 农机市场 服务体系
[中图分类号] F719 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)06-0219-01
随着农业科学技术的发展,以及国家对农业现代化建设的重视,农机市场在近年得到了快速发展,农机企业的不断增多,规模的不断扩大,使得我国农机市场已经进入了一个快速发展的时期,而作为服务性质的农机后市场,其与农机市场之间的匹配对于推动农业机械化发展,推动农业机械行业发展具有重要作用,因而积极构建高质量的与农机市场相适应的后市场服务体系,是当前农机行业的主要任务。
一、当前农机后市场中存在的问题
随着农业机械化的不断发展,农机行业中的后市场服务问题也逐渐突出,在当前我国农机行业中的后市场主要存在的问题有以下几个方面:
1.农机后市场缺乏必要的行业秩序
农业机械发展常年受到地方政府的影响,政府对农机市场的管理和扶持,使得农机售后服务并没有真正作为市场资源在市场中进行竞争,加上政府对农机后市场的管理力度不足,缺少必要的监督管理,使得农机后市场缺乏必要的行业秩序。导致在现实市场运作中,出现很多违背市场规范的售后行为,同时在监管方面,应该发挥重点监管作用的工商和农机部门对农机后期的使用、维修工作缺少了解,也不具备相应的协调管理机制,致使农户在购买农机后其售后无法得到保障。
2.农机后市场中的供需矛盾
农机市场在很长一段时间内,其经营管理都是遵循粗放管理理念,因而在市场供需方面存在着结构性矛盾,农机企业在将产品投入市场前没有对市场中的客户需求进行详细调查,导致农机产品供应与消费者需求之间出现不匹配情况,例如一般农业机械的生产量过多,超过了农户需求,而农户所需要的特殊农业机械,则很少有企业进行生产提供,导致农机市场出现供需矛盾,影响农机行业的健康发展。
二、农机后市场服务体系的构建
农机后市场主要是为农机市场服务的,其不仅包括农机售出后的维修养护服务,而且还包括农机的改装、升级,农机二手市场等多项服务内容,这些服务内容共同构成了完整的后市场服务体系,因而从内容上来看,农机后市场服务体系的构建任务十分艰巨,因此在构建相关体系上需要借助以下几个方面的帮助:
1.健全农机设备方面的法律法规
国家应该重视农业机械化发展,在加大对农业机械行业扶持力度的同时,还应对农机行业的相关规范和法律进行制定,逐渐完善有关农机市场方面的法律体系。在制定相应市场法律的同时,还应该对相关市场行为或服务质量的检查、监督工作进行规范,严格监督检查工作程序,以保证农机市场中的产品质量,保证农机后市场的服务质量,使广大消费者在购买农机后能够得到切实的售后服务。
2.培养农机后市场中的重点企业
有关部门应该加强对农机服务企业的扶持,随着农机市场的发展,农机服务行业也正在崛起,作为农机后市场中的生力军,政府管理部门应该加强对重点服务企业的扶持力度,对农机后市场发展中所需要的建设用地、服务设施建设以及资金等方面给予优惠政策,为农机后市场发展提供服务。同时,为了保证农机后市场中服务企业质量,有关部门还应制定相关市场准入规则,对于符合准入标准的企业给予一定帮助和指导,推动健康农机后市场的尽快建立。另外,作为农机服务企业本身,也要在接受有关部门引导的情况下积极对自身服务业务进行整合,将业务重点放在消费者的满意度上,不断提高自身的服务质量,促进和谐农机后市场的形成。
3.建立相关配套设施
农机后市场的建立离不开国家政策支持,离不开配套服务体系建设,因而有关部门在构建相应后市场服务体系时,要针对农机后市场服务中的不足点采取相应建设措施,加强农机金融、保险、抵押等方面的服务建设,加强对农业技术人员的培训工作,不断促进农机服务行业人员技术水平的提升,推动农机服务人才队伍建设,以使农机后市场整个人员素质水平能够与农机市场相适应,以便更好地为农机市场发展提供服务。
三、结语
随着农业机械市场需求在近年的不断提升,农机市场范围的不断扩大,与之相匹配的农机后市场在农机行业发展中的作用越来越受到行业内重视,其完善服务体系的构建对于解决农机市场中服务问题具有重要作用,因而有关部门应该加强对农机后市场的研究,从理论和实践上为农机后市场发展提供指导,促进完善后市场服务体系的建立。
参考文献
[1]唐占会,阎石,穆艳萍,张连军.建设大市场是农机流通科学发展的根本途径[J].农机市场,2013(09)
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2009年,按照农业部农业机械试验鉴定总站的部署,吉林省农业机械试验鉴定站展开了玉米收获机械产品质量调查工作。历时3个多月,调查在用玉米收获机375台,涉及12家企业生产的14个型号产品。据调查所掌握的资料,分析我省玉米收获机发展情况和存在的主要问题。
1 吉林省玉米收获机械行业发展概况
1.1 玉米收获机械市场现状
吉林省玉米种植面积达28万hm2,占全省粮食种植面积的68.2%。吉林省玉米种植机械化水平较高,整地、播种、中耕以及植保等生产环节已基本实现机械化作业,但收获环节机械化却进展缓慢,成了玉米生产全程机械化的瓶颈。2005年全省销售玉米收获机50多台;2006年玉米收获机保有量超过100台。据不完全统计,2009年又新增玉米收获机800余台,总数达到2200台,玉米机收率达10%左右。
1.2 玉米收获机生产情况
2005年以前,我省玉米收获机生产还是空白。到2009年,全省已有二十余家企业能够生产玉米收获机。由于起步较晚,产品还不太成熟,企业年产量合计100万台左右。
2 调查反映出的主要问题
与水稻收割机相比,玉米收获机还不完全成熟,特别是在吉林省还未完成本土熟化,因此进入我省的玉米收获机可以用,但问题有很多。
2.1 产品自身问题较大
个别机型安全隐患问题突出;有的机型存在设计缺陷;零部件质量不过关;作业效果不尽人意。
2.2 种植制度的差异造成机具适应性差
对玉米行距的适应性差;对玉米种植密度的适应性差;对玉米含水量的适应性差;对地块的适应性差。
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一、《方案》建设的内容和方式
(一)《方案》建设的主要内容
《方案》主要包括专业名称(代码)、招生对象与学制、培养目标、职业能力要求、课程设置与要求、教学时间安排、教学实施、专业师资、实训实习环境等9项基本内容。
(二)《方案》建设的方式
《方案》的建设任务由有关高职院校、国家中等职业教育改革发展示范校项目建设学校、承担我省中等职业教育专业试点改革和省级重点专业建设任务的学校承担,每个专业由1所学校牵头,2所学校参与,各任务承担院校在认真开展前期调研、多方征求专家意见的基础上进行研发。
二、《方案》建设前期调研结果分析
各专业教学指导方案编写工作团队累计调研行业33个、企业295家、省内外职业院校288所、毕业生5225人,发放调查问卷6408份(回收调查问卷5933份),召开94次方案编写工作研讨会,征求了186名专家意见。下面以农业机械使用与维护专业为例谈谈前期调研的主要情况。该专业调研通过实地考察、深度座谈、专家咨询等方式进行直接调研,同时,充分利用问卷调查、电话访问、网络联系查询、文献查阅等形式进行间接调研。调研主要参访了21个行业和25所职业院校,并对农机行业、企业、职业学校及毕业生进行了问卷调查。行业调研以安徽皖北、皖中和皖南地区为主;农机企业调研对象兼顾地域发达与欠发达、不同规模与不同生产形式的企业;学校调研以安徽为主,兼顾沿海一带发达地区和内陆不发达地区的国家重点、省级重点和一般中专学校和职业高中等。其中农机行业调查问卷发放20份,收回18份,有效问卷17份;在农机生产企业、公司、农机市场以及农机合作社问卷调查中收回问卷160份,其中有效问卷147份;学校问卷调查中发出全省学校问卷30份,外省2份,收回问卷27份,其中有效问卷25份,并通过毕业生座谈与100份问卷调查了解到了毕业生对知识结构、能力结构等方面的意见,并听取了用人单位对中职农机人才培养、课程设置的建议。
三、目前中等职业学校农业机械使用与维护专业教育教学存在的问题
(一)从教学计划实施来看,各校专业建设标准意识不强,课程开设随意性大,教学方法陈旧,评价方式传统,教材不合学校实际要求,教学计划实施不一
从各校教学方法上来看,“教、学、做”一体化教学实施不够,虽运用了现代教学技术手段,但开发、互动实操不够。在教学评价方面各校在评价主体、评价方式、评价过程的多元化方面都做得不够好,极少有吸收行业、企业参与的情况。教材编选上多以中职规划教材为主,但在调研中发现各校普遍认为现行教材无法使用,多数教师在选编教材上随意性大、推广性不强。
(二)教育培养模式单一,学生专业技能学习不足,教学环境不利于人才培养,农机专业复合式教学居多,附属性明显
学生培养模式途径单一,主要是校企合作培养熟练工或对口高考升学。部分学校开设该专业有其名而无其实,部分学校把农机专业合并到汽车、机电类专业中,虽有复合式培养人才优势,但专业开设附属性明显。创建一体化教学场景条件不够,“双师型”教师队伍培养建设跟不上,学校专业课程时数不足,直观教学少,而实操环节又不足,学生实操能力较弱。
(三)师资队伍建设相对薄弱
专业教师缺乏企业实际工作经验,与企业岗位需求和专业发展需要存在着较大差距。青年教师在终身学习能力、适应产业行业发展需求、熟悉产业状况、开展课程教学改革方面有待加强。而另一方面学校又难以聘请有实践经验的行业专家、企业能工巧匠及一线农业机械使用与维护专业技术或管理人员到教学一线,主要原因是聘请费用高,学校投入难。
(四)教学设备配置较差,实训开出率较低
一是教学设备老化陈旧。许多教学设备基本是上世纪80~90年代初期购置的,目前已到报废期。二是结构不合理,6所学校的教练车主要是拖拉机,应该具备的免耕播种机、联合收割机等大型教练车只有个别学校具备。特别是新型、多功能、大型等现代化教学设备更少。三是实训开出率低。原因主要有投入难,维护成本高,另外学校也有安全考虑。
(五)教学经费不足,重视程度不够
大多学校均为事业编制,靠的是财政拨款。财政资金只能保证学校人员工资,难以满足教学需求。
四、农业机械使用与维护专业指导方案建设思路
(一)人才培养目标
该专业主要面向农业机械行业企业,从事农业机械使用、维护、营销、技术服务、装配、检测、管理和推广等工作,培养具有基本公民素养和职业生涯发展基础的高素质劳动者和技能型人才。
(二)专业(技能)方向
农业机械使用与维护方向、农业机械营销与售后服务方向和农业机械装配与调试方向。主要对应拖拉机驾驶员、联合收割机驾驶员、农机修理工、装配钳工、营销员等岗位。在进行教学安排时,各校要依据自身原有优势,建设自己的亮点方向。如一些地区收割机械保有量大,跨区作业成熟,就应该围绕农机社会化服务实际,加大农机经营管理课程内容,开设一些针对性选修课程,满足本地农业机械发展对人才的需求。
(三)课程设置及要求
该专业的课程设置分为公共基础课和专业技能课两类,专业技能课包括专业核心课、专业(技能)方向课和专业综合实训等。建议开设公共基础必修课程为:职业生涯规划、职业道德与法律、经济政治与社会、哲学与人生、心理健康、语文、数学、英语、计算机应用基础、体育与健康、公共艺术等课程。建议开设专业核心课程为:机械识图与公差、机械基础、电工电子技术与技能、金属加工与实训、种植基础、农业机械构造与维修、拖拉机汽车电器设备与维修等课程。综合实训可集中或分散到各学期进行,也可将课程教学与实训整合在一起,采用“理实一体”教学,积极探索理论和实践相结合的教学模式。建议开设综合训练课程:金属加工实训、农业机械驾驶实训、拖拉机汽车发动机实训、拖拉机汽车底盘实训、拖拉机汽车电器实训、农机修理工技能实训、中级工训练与考级等。专业(技能)方向课至少确定3~4门突出体现技术应用能力、岗位工作技能以及职业资格考核所需要的课程。选修部分允许学校自主开发和选择,以满足学生职业生涯发展的多种需要。
(四)加强校内外实训基地建设,满足实习实训要求
目前开设农机专业的中等职业学校的办学条件还不令人满意,要实行新教学模式就必须加大投入,解决教学实习实训的硬件建设问题,才能真正开展理论与实践一体化教学。建议校内该专业主要实验实训室应有:液压与气动实训室、拖拉机汽车发动机实训室、拖拉机汽车底盘实训室、拖拉机汽车电器实训室、农机修理实训室、农业机械实训室等。同时,要深化实验室管理体制的改革,减少小而全、功能单一的实验室,形成综合型、功能型的实验室,提高实验室设备的利用率,扩充实验室功能。进一步整合实验课,增加实验课的系列性、系统性、综合性和通用性。增加实验课独立设课的比例,增强实验课的系统性、操作性,增强学生独立操作、独立思考、解决实际问题的能力。在校外实习基地建设中,找到学校、企业、学生三方的共同利益结合点,将校外顶岗实习基地建设与学生就业工作结合起来,为实践教学提供真实的职业环境,强化学生的职业认同感。
(五)加强“双师型”教师队伍建设
中等职业学校要有计划、分步骤安排教师到农机生产一线进行锻炼,加快职业学校“双师型”教师队伍建设的步伐。“双师型”教师队伍建设是实现理论与实践一体化教学的重要保证,要注重教师培训工作,不断更新教师教育教学理念,提高教师的专业化水平。注重引进具有生产实践经验的兼职教师,重视加强企业兼职教师的管理,建立有效的机制,切实提高企业兼职教师的教学能力。要以各种形式鼓励教师深入农机生产一线去体验、解决问题,直接为三农服务,并在服务中增强实际动手能力和解决问题能力。
(六)加强课程资源的开发和利用,注重校本教材开发
中等职业学校要不断加强课程资源的开发和利用。要充分利用网络课程资源,促进教学从单一媒体向多种媒体转变、教学活动从信息的单向传递向双向交换转变、学生单独学习向合作学习转变。职业学校应加强自身媒体资源建设,到生产第一线录制一些实际素材,建立多媒体课程资源的数据库,丰富教学手段和方法,满足教学需要。同时,中等职业学校应根据本地实际注重校本教材开发。教材内容应体现先进性、通用性、实用性,要能够反映本地生产实际和经营方式,使之更贴近岗位、贴近社会,满足本专业实际教学的需要。教材也应考虑中职学生的基础和特点,要图文并茂易于理解。
(七)加大教学考核与评价改革力度,注重职业资格证书考核
要根据教学需要,改革传统的学生评价手段和方法。要依据学生表现、课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况,采用学段评价、目标评价、任务评价、理论与实践一体化评价等,实现评价的多元化。要注重考核学生动手能力和实践中分析问题、解决问题及创新能力,全面综合评价学生能力。职业资格证书可以单证、双证或多证并举。建议学生根据专业方向不同获取如农机修理工、联合收割机驾驶员、拖拉机驾驶员、装配钳工、营销员等职业资格证书。
(八)创新办学模式,拓展专业建设和培训渠道
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1(略)。
2竹材加工共性技术设备分类和发展现状
根据竹材加工技术装备的加工用途和加工方法的不同,本文将竹材加工共性技术设备划分为:竹材初期加工、竹单元加工、竹编制加工、成型加工、热处理及后期加工共性技术设备。同一类群具有类似的属性,具有属于本类群的共性技术。
2.1竹材初期加工共性技术设备
竹材初期加工共性技术设备主要是指在竹材形成竹单元以前的加工技术设备。它主要包括原竹采伐、锯断、去青加工和竹条坯料的初加工。这类技术设备的共性技术为采用机械的方式将原竹横向截断,或纵向锯剖,或去除竹青,其设备如横向截锯、纵向锯机、去青机等。
2.2竹单元加工共性技术设备
竹单元加工主要有纵向剖分和旋切。纵向剖分有锯剖和劈刀剖分两种方式。采用锯子,沿竹材长度方向将其剖分成两部分,谓之纵向锯剖;劈刀纵剖是利用劈刀两面形成的侧向力远大于竹材的横向强度,从而产生超前裂缝进行剖分。劈刀纵剖在竹材的横断面上,可以沿竹材的弦向和径向进行剖分。竹材的旋切是竹段作定轴回转的主运动,旋刀作匀速直线的进给运动,并使旋刀刃口平行纤维方向作横向切削[5]。此类共性技术设备主要包括竹条机械、竹片机械、双片纵锯机、定宽刨机、刨铣组合机、展开机、分片机、旋切机等。在竹单元加工中,常加工竹篾和丝篾。竹篾的横断面近似长方形,丝篾的横断面近似正方形。片篾可分为弦向竹篾和径向竹篾[5,6]。弦向竹篾可分为等宽等厚的规格竹篾和普通竹篾。竹篾的几何尺寸是根据产品的种类,长、宽规格以及竹篾的纵向与横向位置所决定的。主要包括拉丝机、剖篾机(又分为单刀、去隔、去黄、定厚、多刀剖篾机)、去青机、竹丝成型机、竹签棒成型机等。
2.3竹编制加工共性技术设备
竹编制加工共性技术设备是竹材加工中较为普遍的技术设备,主要有竹帘和竹席生产技术设备。竹帘生产技术设备是将一定数量的竹篾平行排列,并用混纺线将其联接成具有一定幅面尺寸整体的一类基础技术设备。竹帘可重组成型为板材。竹帘可为后续工序加工如干燥、施胶和组坯带来了操作上的方便,提高生产率。竹席生产技术设备是将一定规格的弦向竹篾按互相交叉搭接编织一定尺寸竹席的基础技术设备,竹席一般供家居和装饰材料使用。
2.4成型加工共性技术设备
竹材成型加工的共性技术有:(1)冷压法胶合:将干燥到含水率为一定的构成单元,进行施胶和组坯,然后在室温下加压,使胶黏剂缓慢固化的一种胶合方法。共性技术设备为竹材冷压机、冷压模压机具。(2)热压法胶合:它是将经过干燥的构成单元,在施胶或施胶干燥后,再组合成板坯,然后在热压机中加热加压的胶合方法[5]。这是竹材人造板中普遍采用的一种胶合方法。共性技术设备为多层热压机、高频热压机、热压模压机具等。
2.5热处理共性技术设备
热处理共性技术设备主要是通过对竹材进行热处理改变其物理或化学性质的技术设备。目前,涉及热处理共性技术设备主要有:(1)干燥技术设备:通过该设备排除竹材中的部分水分,改善后续加工性能。(2)软化技术设备:利用竹材的特殊物理性质,高温软化进行柔性加工。(3)炭化技术设备:国内普遍采用的竹材炭化技术是将一定规格的竹片分选后,置入炭化罐,而后向罐内输入高压饱和蒸汽,使竹材在高温高湿状态下炭化[7]。
2.6后期加工技术设备
竹产品后期加工共性技术包括裁边、砂光及包装。裁边的目的是使竹产品的幅面大小符合规定的要求,砂光的目的是使竹产品的厚度精度和光洁度达到规定的要求。裁边、砂光后的竹产品经包装和检验合格即可出厂。裁边采用纵横圆锯机;砂光采用辊式和宽带式砂光机;包装共性技术设备采用缝边机、烫印机、竹产品包装机等。
3竹材加工共性技术设备存在的问题
3.1共性技术设备行业落后
竹材加工技术装备基础研究不足,产品性能差,对资源节约与环保重视不够。国内竹材加工技术设备产业规模小、实力弱,使我国竹材加工共性技术设备的应用基础研究缺乏长期稳定支持,部件结构、性能不稳定,技术档次低下。在产品结构、制造质量、技术进步等方面与先进机械制造业差距较大,产品结构不合理,传统产品过剩,高技术产品缺乏。适应竹材加工技术装备产业结构调整的新产品开发滞后。技术含量低、量大面广的产品重复建设严重,生产能力过剩,造成市场过度竞争,企业效益下滑。产品制造水平低,可靠性差,许多企业的技术装备落后,制造工艺水平低,难以保证产品的质量。
3.2生产企业对共性技术设备缺乏关注
企业是自主技术创新的主体。竹材加工共性技术设备研发的需求应来自生产企业。然而,现在我国的竹材加工机械生产企业呈现小、散及无序的状态,规模化的生产企业未形成,截止2011年,国内竹工机械比较发达的安吉地区,大型竹工机械生产企业年产值仅约为3000万元,企业的小规模制约了企业对竹材加工共性技术设备的关注和投入力度。竹材加工共性技术设备生产企业面对的消费者是南方竹产品生产企业和弱势的竹农群体,现行条件下获取的利润相当微薄,不足以支付竹材加工共性技术设备产业开发的高投入。另外,这种投入风险高,即使花费了大量经费研发成功很难保证不为其他企业仿造,这就极大地影响了竹工机械企业开展共性技术设备研发的主动性和积极性。
3.3共性技术设备研发力量薄弱
目前,除了中国林科院竹工机械研发中心以外,国内没有专门的竹工机械科研单位及其学科建设。由于在竹材加工工业中,主要集中力量进行竹质新材料工艺的研究,忽视了竹材加工设备尤其是竹材加工共性技术设备及学科建设。专业人才缺乏和相关科研课题的缺乏直接影响了开展竹材加工共性技术设备的研发活动。另外,由于企业与科研院所缺少联系,不少竹材加工设备行业缺乏的共性技术设备不能反映到科研单位的科研中来,导致科研院所的研发与当前生产实际脱钩,对竹材加工共性技术设备的研发缺乏针对性。
3.4政府部门缺乏对竹材加工共性技术设备的组织和引导
相对于其他机械行业,竹材加工技术装备行业利润较低,国家和社会重视程度不够。资金投入、经费严重不足已经成为制约竹材加工技术装备行业发展的瓶颈,同时缺乏吸引人才的环境和机制。随着改革的深入,竹材加工共性技术设备科研成为企业的市场行为,使其弱化了政府对竹材加工设备共性技术研发的指导作用[8-12]。
4竹材加工共性技术设备重点发展领域及方向
4.1精细化竹材加工共性技术设备
目前,竹材加工工艺的革新和新型竹质材料的开发,由传统的竹材加工机械化所需装备向新型竹材加工机械化所需装备发展。由竹材加工制造机械化向技术生产和生产全过程机械化变化。在实际生产过程中,竹材加工共性技术设备更加深度化、精度化。
4.2成套一体化竹材加工共性技术设备
竹材加工技术装备制造应由单一品种和初加工设备向多环节、多工序一体机、成套设备深加工设备转化,形成适合竹材特性加工的竹工机械成套加工共性技术装备。比如将锯竹、破竹、去节、开条工序融在具有共性技术的一体机设备里加工,将大大提高效率,扩大使用范围。随着竹材工业的发展和竹材加工共性技术设备制造各环节、各工序机械化的发展,成套一体机设备的需求将日益迫切。
4.3绿色节能化竹材加工共性技术设备
为了建立节约型社会和对资源的合理利用,这就要求竹材加工共性技术设备在加工制造过程中实现循环经济效益化、零部件可替换,在自身的使用过程中,降低电、油、水等资源消耗外,必须较少气体污染、噪声污染、粉尘污染及电磁污染等。改善竹材加工环境,实现竹材加工共性技术设备的绿色化生产。
4.4智能化竹材加工共性技术设备
竹材加工共性技术装备将广泛融入现代电气技术、信息技术、网络技术,使其智能化、标准化,同时也提高竹材加工的安全性和舒适性,提高生产效率及效益。
4.5模块标准化竹材加工共性技术设备
为进行竹材加工共性技术设备的组装、维修及替换,必须实现竹材加工共性技术设备的通用化、标准化。制订、修订与竹材加工共性技术装备相关配套的技术和质量标准,实现质量跟踪、检验与控制装备技术系统化,推动竹材加工共性技术装备普及,降低成本。
5加快竹材加工共性技术设备发展研究的措施
5.1政府合理引导,加强对竹材加工技术设备共性技术的研究
竹材加工共性技术设备将成为竹材加工机械行业的推进器,政府相关部门应加大对竹材加工共性技术设备发展研究的重视程度,加大研发投入。国家对竹材加工共性技术设备研发的投入,不仅要表现在科研项目的资金安排,还应重点放在建立产学研合作研发的有效制度安排上,使竹材加工共性技术设备研发结合实际,结合市场和具有可持续性。国家应设立专项基金,保障可靠的资金来源,并制定相关的监督检查制度,将竹材加工共性技术设备纳入农机具补贴的范畴,扩大共性技术设备的应用范围[8]。
5.2突出企业的主体功能和启动作用
让企业真正成为技术创新的主体是合作成功的关键。竹材加工共性技术设备研发制造的需求主要来自企业,因此在研发过程中,应以企业为主体来开展,从研发立项,开展到应用,都要以自主创新和发展为准则,以企业参与和企业需求为中心来进行。同时,企业也要在竹材加工共性技术设备开发中敢于投入,善于合作。
5.3建立和完善竹材加工共性技术设备科研体系
目前,我国没有成形竹材加工共性技术设备科研体系,国家应在体系建设、基础研究投入方面加大对竹材加工技术装备科研单位的投入力度,建立竹材加工共性技术设备研发体系,大力培养竹材加工共性技术设备研发高端人才,建立产、学、研高端技术合作机制,建立完善的技术创新体系,通过新产品的开发和学习国外先进设计机械制造技术,加快竹材加工共性技术设备研究步伐,使竹材加工共性技术设备研究朝着横向及高精方向发展。
农机机械行业发展范文6
关键词:机械加工;表面质量;影响因素;措施
1影响机械加工表面质量的关键因素
1.1切削力和切削
切削加工是机械零件加工中的一道重要工序,是机械零件加工的一种主要的加工方法,而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。在切削加工中,加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。机械零件在切削加工过程中,会产生残余应力,表面层硬度也会发生改变,甚至改变金属材料的金相组织。在切削热和切削力的作用下,在切削的过程中,机械零件的表面层形态发生变形,进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面,零件变形的阻力加大,改变零件的物理机械性能。零件和刀具的相对高速运动中,会产生大量的切削热。零件表面层材料的温度如果超过特定的界限,金属零件表层的硬度和强度将会降低,零件表面层材料的金相组织也会受到影响,在表层产生一定的残余应力,零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。
1.2原始误差
理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值,就是所说的原始误差,它是在机械零件的加工过程中产生的。分析其形成的原因可知,机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。机械加工的表面质量,在很大程度上受到原始误差的影响。另外,机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响,测量仪器也会造成一定影响。原始误差主要包括两个方面,即调整误差和原理误差。调整误差其产生原因是在加工过程中调整加工设备、工件、刀具而形成的。而原理误差则是由于采用了相似轮廓刀具或相似成形运动而造成的。在机械加工的过程中,应采取有效的措施降低原始误差,提升机械零件加工的表面质量,从而延长机械零件的使用寿命,进一步提高产品的性能。
1.3残余应力及热塑性变形
机械零件在切削力的作用下,发生表层的塑性变形,内部金属和表层金属之间在表面出现离层的状态,导致相对的作用力产生于零件表层内部和外部间。另外,在机械加工过程中会产生大量的切削热,内外层金属比容存在很大差异,在金属密度上也显著不同,这些都导致残余应力的出现。零件加工表面质量受到最终工序产生的残余应力的影响很大,同时还会对零件的使用性能造成一定影响。在机械加工过程中,零件表面层在切削热的作用下,会出现较大的热压缩应力,这是零件基体和表面层之间的温度差造成的,进而导致热塑性变形,影响零件的机械加工表面质量。
2探究如何提高机械加工表面质量
从上述的分析中可以看出,影响机械加工表面质量的因素有很多,在清楚了解影响机械加工表面质量的各因素的前提下,就要采取有效的措施来对这些因素进行合理的解决,从而使得机械加工表面质量可以得到改善。对机械加工表面质量进行改进的应对措施主要包括以下四个方面的内容:
2.1采用先进技术,制定合理加工方案
科学技术的日新月异,机械加工设备更新逐步加快,当前一些生产车间,采用先进的技术设备,依照科学工艺流程,制定精细加工计划,培训优秀高素质精细化员工,确保产品加工质量,提高机械行业发展水平。
2.2采用先进的合金刀具
随着技术的革新,合金刀具的研发使用,大大提高了工作效率,与此同时,加工操作者也开始对不同刀具或者加工同一材料不同类刀具进行研究对比,发现每一类型的刀具都对其特定加工对象有良好使用效果,通常情况下要根据加工材料的物理特性进行有目的选择,有的材料密度大,硬度高,耐高温,不易变形,膨胀系数低,这时候就要采用高硬度、强韧性、高温力学性能强的刀具进行加工。随着各种优良性能的刀具层出不穷,人们也在不断的探索总结各种材料加工的熔点、弹性、导热系数等特点,根据加工材料选择刀具,最大化提高刀的切削质量。
2.3优化加工材料
在机械加工过程中,对于不同材料的加工件,要结合他的物理性能和化学性能在保证产品质量的情况下,进行优化加工,在加工过程中根据材料的特性进行强化硬度,电镀,淬火等技术工艺处理,改变材料的表面性质,保证加工顺利进行,还提高加工件的耐磨性和抗腐蚀性,以此避免不必要的损失,加工后的材料对后期机械组装没有不良影响,反而提高使用性能。
2.4进一步提高各项工艺精度
随着科技的进步,机械加工行业也在进一步提高镗、铣、切、削技术。在进行机械表面加工过程时,根据图纸实际加工尺寸技术要求,确保公差准确无误的情况下,结合加工材料的处理技术性能参数,综合考虑各种刀具、量具以及不同工序的技术要求,对加工材料进行定位,固定、板卡,结合加工材质质地适度调整松紧,防止加工部件局部变形,对加工面进行精准的镗、铣、切割、焊接等一系列加工制作,确保加工面符合各项加工指标,有利于提高工作效率。
结束语:在机械加工中,机械零件表面质量对加工质量影响很大。影响机械零件表面质量的因素是多方面的,因此,机械加工人员需要在加工前,尽量排除干扰因素,并对相关因素进行控制,从而保证零件表面的质量。
参考文献:
[1]吴舒.机械加工表面质量影响因素分析及相应改善对策研究[J].橡塑技术与装备,2016,02:75-76+84.
[2]张馨予.影响机械加工表面质量的因素及措施分析[J].时代农机,2016,02:21-22.
[3]高乾坤,李培远.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].现代制造技术与装备,2016,03:86-88.