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关键词:CAD;农业机械;机械工程设计
随着农业机械化的高速发展,农业机械在促进农业产业发展中起着越来越重要的作用。农业机械面临着快速投入市场、高质量、高效率、自动化、精密化的巨大挑战,传统手工制图存在制图速度慢、改型困难、精度差、设计还原度差等许多方面的不足,研究计算机辅助设计CAD技术在农业机械工程设计中的应用,具有重要实践意义。
1机械制图和计算机辅助设计CAD
1.1机械制图。机械制图是用图样表示结构尺寸、工作原理和技术要求的学科,机械制图的工作产品是图样(图纸),是表达设计意图和制造要求的重要技术文件。符合工程设计要求的机械制图至少应包含如下两个方面的内容:1)遵守国家标准[1]。在我国,国家标准对机械图样有严格的规定,图纸幅面、标题栏、比例、字体、图线、尺寸标注等具有明确标准规范。严格执行规范,图样才具有普适性和可读性,才能做到尽可能减少制造环节的理解歧义。2)严格执行正投影法和三视图要求[2]。正投影法是绘制和识读图样的理论基础,三视图是机械设计的制图技术基础。正投影法投影线垂直与投影面,能够表达物体的真实形状和比例。主视图、俯视图、左视图将立体器物用三个方向的投影平面视图绘制出来,构成实物结构、尺寸的完整表达。1.2计算机辅助设计。CADCAD让机械设计从铅笔、直尺画图的繁琐劳动中解脱出来,让设计人员真正做到关注设计与构思。CAD绘图软件构建并保存大量的标准件库、零件库、部件库、常用件库等,且担负计算、信息存储等工作,极大提高了工程设计制图的效率。CAD技术在设计中的主要应用如下:1)丰富的图形及符号库。机械设计中,标准的图形符号会经常用到,一方面,CAD绘图软件提供大量的标准件库;另一方面,工程设计中可以不断积累行业所用的图形符号,形成自制件库。这些图形符号可以随用随调,通过图形符号的组合,“搭积木”式的构造工程设计构思和图样。2)高效的制图效率。制图是设计中将设计构思转化为制造图纸的途径,是机械设计中最为关键的步骤。传统基于纸媒介的手工绘制,任何一次设计或设计改型,必须一笔一划从头做起,耗时、工作效率低下。CAD软件提供了丰富的基础库,存储了应用模板等强大功能,使制图工作变得高效,准确并规范。对于设计改型类工作,更是可以调出原有图样,进行适应性修改即可得到新的图样,极大提高了新型改良机械设计效率。
2农业机械工程设计的特点
2.1农业机械种类繁多。农业机械设计手册根据我国农业机械发展现状,收录了二十五类农业机械[2]。其中包括以下几个方面:1)农业动力机械。包含拖拉机、农船挂桨挂机、农田基建机械。2)农田作业机械。包含耕地机械、整地机械、播种机械、水稻种植机械、中耕施肥机械、植保机械、喷灌微灌设备、潜水电泵、谷物棉花等多种类植物收获机械。3)畜禽机械。包含牧草青饲收储机械、饲料加工机械、畜禽饲养机械。以播种机械为例,又可细分为谷物条播机、精密播种机、旋耕播种机、铺膜播种机、免耕播种机、小区播种机等。仅谷物条播排种器就可分为外槽轮式、内槽轮式、滚齿式、摆杆式、纹盘式、离心式等多种类型。2.2涉及机械工程设计所有子系统。农业机械几乎包含机械工程设计所涉及的全部子系统,如动力系统、传动系统、执行系统、操纵和控制系统等。以农业机械拖拉机机组为例,拖拉机将动力传递到农机具,构成拖拉机—农机作业机组,这个系统包含了液压悬挂装置、牵引和拖挂装置、动力输出轴以及动力输出带轮等复杂子系统,而其中的液压悬挂装置就由悬挂装置、液压系统、操作和耕深控制机构组成。由此可知,农业机械工程设计需要具有较高的系统构建能力、系统分解能力和工程设计水平。
3拖拉机液压悬挂装置CAD工程设计实践
CAD辅助工程设计,分为三大主要步骤,一是原理分析和方案设计,二是结构总体设计,三是绘图试制和分析。3.1原理分析。以农业机械设计手册为参考,液压悬挂装置是挂接和升降机具,并向作业机具传递牵引力。液压悬挂装置设计要求包括:1)连杆位置和尺寸应符合国家标准,以保证牵引装置和不同农机具接口的互换性;2)应产生足够的牵引力,保证农机具具有良好的入土动能,能在较短摆动距离达到所需力量要求,并且保持稳定的牵引力;3)摆动不能超过一定范围,应设计限位机构;4)机具静态固定位置应满足运输要求。3.2拖拉机悬挂装置组成图——方案设计。通常采用三点悬挂(有三个铰链),在履带式拖拉机中也有采用两点悬挂的,装置构成图如图1所示[2]。各装置部件的作用如下:下拉杆提升农具、传递牵引力;上拉杆调节农具纵向平面的俯仰;提升臂带动提升杆和下拉杆上升(下降是靠农具的重力);提升杆传递提升牵引力的中间部件。3.3结构设计。结构设计是在原理图基础上明确构形、定材料、定尺寸等,并对功能面变形、联接变形、材料变形等做出规定。在拖拉机液压悬挂装置设计中,需要明确以下几个方面:1)后置三点悬挂装置与拖拉机有关的悬挂点尺寸。包括上下悬挂点的联接销直径、球接头宽度、锁销孔距离,以及下悬挂点到拖拉机中心平面的横向距离,下悬挂点的横向摆动量,下拉杆水平时动力输出末端至下悬挂点的距离等参数规范。2)提升高度、提升行程及水平调节范围。包括下悬挂点最低高度、水平调节范围、提升高度、运输高度(下悬挂点轴线与地面完全平行)、下悬挂点间隙、立柱调节范围、最高位置时最小高度、最低位置时最大高度、自由扭转浮动量等参数规范。3)悬挂杆件瞬心位置。包括水平汇聚距离和垂直汇聚距离尺寸规定。根据不同的拖拉机规格进行相应的参数选择,具体可以查看农业机械设计手册,当使用特殊农具时,可以改变部分尺寸。3.4CAD辅助绘图与分析。3.4.1平面设计。利用二维平面三视图绘制图样文件,主要包括以下文件:1)绘制原理图;2)绘制各零件图;3)绘制部件装配图;4)绘制总装配图;5)形成其他种类技术文件。3.4.2三维立体设计必要情况下可进行三维模型绘制,三维模型绘制可用于计算机模拟装配,更能及早发现设计中的缺陷,有利于设计改正。三维模型绘制分层级包含:1)三维实体造型设计;2)三维零件设计;3)三维零件模拟装配;4)三维模拟装配实体动态行为仿真。3.4.3计算机辅助有限元分析。参考农业机械设计手册规定,利用结构刚度矩阵的组集,进行适当的边界条件处理,对农机机架、接头进行有限元建模,利用位移函数和刚度矩阵对机架梁、接头等承力部件进行有限元分析。由于边界条件的不同处理方式会对有限元方程所求解产生较大的影响,一般要求工程设计中保持相对一致的边界条件处理,并尽可能形成边界条件处理规范。
4CAD技术在农业机械工程设计中应用建议
4.1加强标准件、通用件的使用。农业机械使用的铰链以及组装接口部件要求选用标准件、通用件。尽量采用符合国家标准规范的连接部件,有保证农业机械组装灵活、适应性强、操作简便、获取和使用成本低等优势。若采用特殊规范自制件,接口普适性差,加工周期难以保证,制作成本高,且质量难以保证[3]。4.2关注性能成本设计要素。农业机械要求功能合用,性能合理,结构紧凑,强度配比科学。设计中应注意评估农机具性能和安全余量,避免功能性能过剩引起不必要的使用成本浪费[4]。成本控制是一个综合因素,它体现在材料选用、结构用料、制作工艺、使用效率、保养维护等各个环节,关注设计中的成本控制,良好的设计成本控制是设计者知识和技能的充分体现。4.3关注设计工艺性。农业机械工程设计输出图样是农机具制造和加工的依据,设计工艺性决定了工程设计的可制造性。设计工艺性是功能性能、生产加工、生命周期成本、可靠性、安全性、维护性等综合平衡的体现,采用符合现有生产条件、零部件规范、装配简洁的工艺性设计方法是成功设计和经济、合理、可靠制作设备的关键。
5结束语
在农业科技高速发展的今天,CAD计算机辅助设计在农业机械工程设计中已经普及,CAD技术给机械设计带来极大方便,但作为一名高职院机械专业的教师,仍需要不断跟踪国家新标准新规范要求,深入农业应用实践,借助计算机辅助设计CAD软件,综合实施功能性能、结构工艺、成本等设计技术手段,推动农业机械设计向先进性、工艺性、实用性、高性价比等方向不断发展进步。
参考文献:
[1]黄春永.机械制图[M].北京:人民邮电出版社,2012.
[2]农业机械设计手册(上,下)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007.
[3]刘欢.智能CAD技术在农业机械设计中的应用[J/OL].
关键词:小型 水稻插秧机 研制
中图分类号:U523 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(c)-0081-01
在我国,种植面积最大的粮食作物就是水稻,它的单产量和总产量都是最高的,其种植面积占我国粮食作物的28%,其总产量则占到了40%。随着科学技术的发展,水稻的种植方式已经由原来的人工插秧逐渐转变为机械插秧,我国插秧机械虽然有了一定的发展,但是从整体上来看,总体水平不高,具体表现为机型单一,品种少,特别是缺少小型水稻插秧机。从我国水稻种植地区的地形状况来看,广大农村(尤其是南方农村)都是以小地块和丘陵地块为主,但是,当前在我国只有一些大型宽幅的水稻插秧机,完全不符合农村实际地形情况。只有加大小型水稻插秧机的研制力度,开发出更多的符合我国地块特点的小型水稻插秧机,才能够在水稻种植中大面积实现机械化插秧,才能够大大提高我国水稻种植的效率和质量,促进我国水稻种植现代化水平的进一步提升。
1 稀植分插机构
分插机构是插秧机的核心关键部件之一,也一直是插秧机研制的重点和热点。分插机构反映的性能就是机插性能,此项性能的优劣主要表现在以下三个方面。
一是栽秧质量怎样保证。也就是怎样做到精确插秧,使插秧时的秧爪轨迹和态势跟人工插秧的轨迹差不多;怎样做到不伤害秧苗、不遗漏秧苗,使分插机构的部件在运转时不晃动,保持平稳状态,机器的震动幅度也要达到最小。
二是秧苗直立、紧凑。秧苗直不直立主要取决于秧针和插植叉头部几何样子的设定,这对秧苗的姿态起着决定性的作用。插前秧苗应该避免涉,这就要求在设计分插机构插植端的入水角度和回转时的运动路线要注意不要碰着插前秧苗。对秧苗立起姿态影响比较大的是浮板尺寸的大小及形状的设计。怎样使得浮板小而浮力大、运动时雍泥少、对旁边的秧苗没有影响成为了分插机构机械设计的关键所在。
三是取苗的准确度要高,对秧苗位置、数量多少的要准确设定。也就是说插秧机在插秧时要保证秧苗姿态的直立,输送秧苗要准确;要把取秧苗的数量的调节装置和输送秧苗的皮带连动起来,使插秧机能够根据取秧苗数量的多少的改变来调节输送秧苗数量。
目前,国内大部分都是运用运动学建立模式和优化相联合的办法来设计和研制插秧机的分插结构。此外,还充分研究了日本的旋转式的插秧机分插机构的工作原理,并拿出了不少的进一步优化的方案。我国对插秧机分插机构的研究在运动学特性上较为充分,但是在动力学上的研究就不怎么充分,这都是因为复杂的数学建模。我国在水稻种植上存在着大型插秧机插秧、种植株距大的问题,要想解决这两个问题,需要把农机和农艺进一步的结合起来,对稀植分插机构的研制要从工作原理上多做创新和构思,使杂交水稻种植中的大型插秧机插秧、株距大等问题得到尽快的解决,并进行科学的验证和试验,确保分插机构研制成果有着极强的实用性,进而满足占到55%插秧面积的机械化插秧需求
2 插秧机自动控制和监测技术
(1)“浅、稳、直、匀”是水稻对生长的要求。“浅、稳”可以使水稻返青比较快,根部也比较壮实,不容易被风吹倒;“直、匀”可以使水稻处于良好的通风和透光环境中,不容易滋生病虫害,颗粒也比较饱满,能够大大提高水稻的产量。插秧机与人工插秧相比最大的优势就是能够使深浅一致,机械插秧要想实现这一点的关键在于仿形部件,要求在插植部位有一个水平技术和土地情况相适应的仿形部件。国内在研究机械插秧技术时,很少注意研究依据土壤环境自动控制深浅的工作原理和技术,致使我国水稻插秧机的插秧准确性和秧苗的直立状态、插秧环境的适应性都比日本、韩国的插秧机要差。
(2)日本在水稻种植机械的研制水平上是比较高的,在控制自动插深浅的技术的处理上主要运用了速度感应的技术来组成了自动调节深浅的装置,使插秧机能够依据速度的不断变化情况下浮板起伏的高度来自动调节秧苗插的深还是浅。在插秧机的插植部位的平衡控制运用了先进的平衡部件,插秧时插植部位的水平控制是通过角度传感器和倾斜传感器来完成的。日本的有关研究人员已经开始尝试把卫星全球定位的导航技术运用在插秧机的无人驾驶技术的开发中,还正在研制在机器视觉导航技术基础上的辅助驾驶插秧机的技术。在插秧机的驾驶中加入导航技术是未来插秧机的发展方向之一。
(3)在乘坐式小型插秧机的操作过程中,会出现成条漏插的问题。要想解决这个问题,就要在秧苗质量、秧苗装载、插秧机构的分插准确度上提高水平,除此之外,就是可以在插秧机上装上警报器,用来在秧苗质量不好和遗漏插苗时做出警示。
(4)乘坐式小型插秧机之所以效率低下,没有产生高效插秧的效果,究其原因是因为装载秧苗的时候,所花费的时间太多,影响了插秧的整体效率。如果能够实现插秧机的自动装载秧苗技术,那么这个问题就会得到有效解决。因此,要积极研究和开发自动装秧技术,提高插秧机的自动化水平,进而节约装秧时间,使插秧机的效率得到进一步提高。
3 设计和开发环境
国内设计和开发插秧机技术的方式和方法都比较落后,很多研究人员都是依据自己的经验进行对比设计。在插秧机的设计和开发过程中,没有运用虚拟样机技术进行样机的测试。在虚拟样机技术中,可以方便快捷地对插秧机复杂的机械/液压混合设计、动力学解析以及结构和参数进行提升。在进行插秧机新产品的研发过程中,运用虚拟样机技术,可以对虚拟模型进行验证,还可以对多种设计方案进行对比。
4 结语
水稻插秧机的研制是实现我国水稻种植机械化、现代化的重要保证,能够充分体现我国在技术研发上的创新能力和水平。小型水稻插秧机在我国有着广阔的应用前景,要在机械的作业宽度和灵活性、分插机构的插秧准确度、自动调节装置和自动报警装置等方面进行深入的研究和开发,提高插秧机的准确性、机动性和灵活性,使小型水稻插秧机更加符合我国的地块情况,促进我国水稻插秧机研发水平的进一步提升,促进我国水稻种植的机械化、种植面积的规模化和农业现代化的快速实现。
参考文献
[1] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册(上)[M].北京:机械工业出版社,1998:498―556.
[2] GB6243-86,水稻插秧机试验方法[S].
[3] 北京农业机械化学院.农业机械学(上)[M].北京:中国农业出版社,1981:157―158.
[4] 赵匀.农业机械计算机辅助分析和设计[M].北京:清华大学出版社,1998:75―78.
普通挖掘犁挖掘犁的构造根据人们改进的不同,其形状大小各异,但是最初的挖掘犁功能都是一样的,仅仅是具有挖掘土地功能的机具,只是在挖掘铲或者耙状的挖掘部件的作用下,同时完成松动土层,破坏木薯块与土地的连接,甚至直接翻出木薯块,再通过人力去拔出,捡选拾取来完成木薯的收获。挖掘犁主要分为畜力挖掘犁[3](图略)和机力挖掘犁(图略)。这种木薯机械最初在中国很多地方都广泛使用,但是其适用性很差。由于机械本身设计上的不足,挖掘犁这类的收获机械只能完成收获小垄单行栽培且分布比较集中的木薯。这种收获机械过多地依赖于人力,使得效率过于低下,使得木薯种植农民的收入也受到一定的制约。挖掘分离收获一体式木薯收获机械河南省洛阳市于2009年研制的一种木薯收获机械。工作原理。这种机械通过拖拉机或者其他动力装置,通过收获机械上的传动装置带动收获机械运转,有刀架4完成对木薯的挖掘工作,通过12破土板来完成对木薯与土块的初步分离,再由装有7偏心轮的输送带完成进一步木薯与土块的分离(偏心轮引起输送带一定程度的震动),最后落入斗筛中同时完成最后一道分离土块与木薯以及收获。特点。这种收获机械最大的优点在于能够集多道工序于一身,让整个收获过程更加高效,便捷,并且在2拖板上打有数个孔,能够通过这几个孔道来调节挖掘深度,使得对于不同地形条件的收获工作能够顺利进行,让木薯机械有更好的灵活性。挖掘式木薯收获机械2010年由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,中国热带农业科学院农业机械研究所,山东省农业机械科学研究所共同完成研制的4UMS-390Ⅱ型木薯收获机如[5]。工作原理。由拖拉机或其他动力机器通过悬挂架连接这种收获机械,在动力机器的带动下,收获机械正常工作时,由深松部件(图略),完成对土壤挤压、破土、碎土,从而深松表层土壤由人工拔出木薯,或者直接木薯人工拾取即可完成收获。优点。①由于可以同时装上多个深松部件,因此可以同时完成多行木薯的收获,效率较高。②结构简单,灵活性好。深松部件各个部分各施其职,可以根据通过改变深松部件的组成来适应不同地形条件。
自行研制的挖拔式木薯收获机械的性能与优点
收获机械是通过拖拉机或者其他动力机械连接5悬挂装置来带动收获机械工作(其对动力的要求主要是必须能够在开放环境下持续正常工作)。位于收获机械底部有2固定挖铲,具有很强的挖铲以及碎土能力,能够松弛表层土壤并且将木薯块根抬起一定高度,起到深松作用。再由3导向块将挖起的木薯块根引向5夹持装置,从而完成夹紧动作,并继续在动力机械的带动下将其完全拔出,这样便完成了挖开和拔起两个动作,进而由6切薯装置来完成切除木薯茎秆的工作,最后由人工劳动力捡拾收集,完成木薯收获。研究小组在不同的环境下完成了一定的试验,经过检测,其主要技术指标均在技术要求的范围内。挖拔式木薯收获机械的优点①这种收获机械的最大优点在于收获木薯的同时还具有同步切除茎秆的功能,自动化程度相对较高,使得其适用于大规模收获作业;②收获铲良好的设计让其收获破土时不仅效果好,阻力也比较小,且不容易出现铲上壅土现象,避免了停机清理所带来的麻烦与低效[6];③先挖后拔的工作方式使得块根的损失大大减少,避免了不必要的浪费,提高了木薯的经济效益。
展望
技术的应用也比较落后,但是随着国家的逐步重视,以及政策的扶持,面对木薯本身的经济效益,我国木薯产业前景广阔。(1)在未来,随着物质能产业的不断发展,对木薯的需求将不断提高,对于木薯收获机械的需求也将进一步提高。(2)随着闲置土地的不断利用,木薯种植技术的提高,木薯的种植面积以及产量也将显著提高,对于木薯收获机械的需求的提高也会起很大促进作用。
关键词:计算机;机械电子;电子控制;产业领域
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 10-0081-01
一、前言
随着经济技术的不断发展进步,计算机技术已经取得了突破性的发展,并渗透到各个领域中。特别是在机械与电子控制领域中,占据着非常关键的地位,当前机械及电子控制领域中对于计算机依赖程度还在不断上升,本文正是在这种背景下展开分析与研究的。
二、计算机控制理论及技术发展背景分析
(一)计算机控制理论的发展分析
随着当前社会不断发展和进步,计算机控制理论的发展也日益成熟,且在机械与电子控制领域中得应用也愈加广泛。自从第一台计算机在问世以后,就开始运用到生产中过程参量的检测工作中,并通过对相关数据信息进行处理,促使计算机控制理论不断发展及控制系统的不断完善形成。随着计算机控制技术的进一步发展,至上世纪60年代时,已经出现了专门用于过程控制管理的计算机,并通过计算机成功实现了直接对数字进行控制。
当前计算机控制理论的不断发展,导致计算机发展技术已经从传统集中式的控制系统转变为微处理器作为核心分层式的控制系统,且利用计算机可以直接监控机械及电子控制领域的所有环节。从而有力的降低了人工成本,并提高了机械及电子控制领域中的工作效率。
(二)计算机发展技术分析
当前,技术发展更新速度很快,计算机处理器也在进行相应的变革,而随着计算机处理器不断更新换代,计算机的控制技术也将随之不断发生变化,最终对机械及电子控制领域产生重大影响。
首先,是可视化发展技术,它包括了数据库及监测信息的可视化,同时还包括可视化相关设计辅助技术等。通过可视化发展技术,可以有效确保有限元法在机械及电子控制领域中的应用精确性与可靠性,从而提高计算机在机械与电子控制领域中得应用效率。
虚拟现实的技术,即VR技术,它是一项可以被创建,并能够有效模拟和体验现实中世界的技术。通过需虚拟现实的技术,可以将真实世界中各类媒体信息完美融入于虚拟世界中,并有效的构造了可以各个层次中交互进行信息处理的虚拟用户信息空间。
多媒体的仿真技术,它是建立在计算机的可视化及仿真技术的基础之上的,通过仿真技术,不同的媒体形态对不同性质模型信息进行模拟,并且将系统行为、系统形态、物理模型、数学模型与相应的时空展现模式,统一进行建模并求解。仿真技术的这种运用特点,更加适合科学研究与工程设计需要,因此得到了工程界中的普遍重视。
PLC技术,也称为可编程控制器,已经被广泛运用到机械与电子控制领域中。它是将计算机与自动化控制技术融为一体的控制系统,通过这个系统,有效的解决了机械及电子控制系统领域中的开关控制等问题,并逐渐替代高能耗与高故障率继电器的控制系统。当前随着PLC控制技术的不断发展进步,它的应用领域也在不断地扩大,除了可以收集并存储电子运行数据以外,还可以监控整个控制系统[1]。
同时,通过PLC技术,还可以编制多元化控制算法的程序,以实现闭环进行控制,这类控制系统被广泛运用于化工、冶金、锅炉控制与热处理等场合中。而且随着工厂自动化网络技术发展,PLC技术可以实现联网通信等功能,从而在工业生产控制的监控工作中得到更加广泛的运用。
此外,多媒体的通信技术等,可以通过网络在不同的计算机间相互进行多媒体信息传输。而计算机的辅助设计技术中,获得应用成功如建筑与设备中CAD结构制图软件。其次,还有工程信息计算机管理系统,它是借助工程信息的管理系统,即MIS工程信息的数据库及地理信息系统GIS与互联网环境等实现。
三、计算机技术在机械与电子控制领域中的具体应用分析
(一)在交通领域中信号灯控制实际运用分析
交通领域中,信号灯控制管理系统,这是计算机应用于电子控制系统中最典型的案例。信号灯控制系统是利用计算机编程控制器技术来对十字路口中信号灯的动作实施控制,并且通过准确掌握信号灯变灯动作进行时间控制,来为交通安全出行提供重要的技术支持。
(二)自动贩卖机中计算机控制运用分析
自动贩卖机工作原理完美的展示了计算机在机械及电子控制领域中的应用,自动贩卖机按照顾客的自身需求来选择商品,当顾客按下贩卖机中商品的开关时,所投入硬币值通过计算机控制器数码驱动管显示出来,再利用光传感器进行识别与判断,再进行下一步的操作。自动贩卖机主要是利用PLC控制与信号的输出来实现商品售卖的全过程,通过这种技术应用,使得人们生活更加便捷,并且也拓展了PLC技术的应用范围。
(三)农业机械化与电子控制中的计算机运用分析
近几年以来,我国不断加大对于农业生产的投资力度,以提升农业的机械化发展水平,最终改善农民的生产作业条件。而计算机就在农业的机械化发展过程中得到了广泛的运用,如农业机械操作空间与驾驶室仪表盘等,正是计算机技术于机械及电子控制领域中应用的最好说明。当前农业机械的驾驶室中,电子仪表已经代替了传统的仪表盘,且原来单一的参数显示已经朝着人机交互式智能化的发展方向转变[2]。通过电子仪表的显示屏,可以针对不同终端信息任意进行选择,且可以很方便的将农业机械的相关作业数据收集存储至相应存储卡里边,从而可以将农业作业中相关数据很方便的传输到办公室中进行分析研究。
此外,还可以将管理者决策与操控指令等传输到农业机械中智能控制的终端,以促进农机操作自动控制的实现。
(四)工业机器人的运用分析
工业机器人指的是可以自动进行控制,并可以重复进行编程、多功能及多自由度的计算机操作机,它涉及了计算机、电子控制、机械等专业技术,并且在确保操作者人身安全的前提下,有效改善作业环境、减轻作业强度,同时提高工业的劳动控制。因此由计算机和网络技术结合产生的工业机器人正被广泛运用到机械与电子控制领域中,日益改变着人类日常生产生活方式。
四、结束语
综上所述,随着计算机技术的不断发展,计算机在机械与电子控制领域中的应用范围也在不断扩大。通过计算机技术,有效的改善了机械及电子控制领域的作业环境,并极大的降低了作业强度和提高了作业安全。同时可以预见,随着经济技术进一步发展,计算机技术在机械与电子控制领域中的应用也将更加完善。
参考文献:
关键词:滚动轴承;基本结构;识别方法
随着农业机械的推广和使用,一些不法商贩利用农民的惜投心理,将工厂废旧轴承经处理后销售到农村,给农业生产造成较大的破坏。现将滚动轴承的基本结构、相应作用以及几种识别滚动轴承伪劣的简易方法介绍如下。
一、滚动轴承的基本结构及相应作用
以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承,其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦,一般由2个套圈,1组滚动体和1个保持架所组成的通用性很强、标准化和系列化程度很高的机械基础件。由于各种机械工作条件不同,对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了不同要求。但其最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。其相应作用为:对于向心轴承,内圈通常与轴紧配合,并与轴一起运转,外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合,起支承作用。但是,在某些场合下,也有外圈运转,内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。对于推力轴承,与轴紧配合并一起运动的称轴圈,与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。滚动体(钢球、滚子或滚针)在轴承内通常借助保持架均匀地排列在2个套圈之间作滚动运动,它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外,还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部性能等作用。
二、简易检测方法
2.1眼观手感法
一是眼观。首先看外表,检查轴承上有无正规的出厂标记,无标记者多为不合格产品。然后,洗掉轴承外包装的油脂,认真检查轴承内、外圈的滚道及滚动体上有无麻点、凸坑、锈蚀等,凡有者均为不合格产品,不能使用。二是手感法。用右手指卡住轴承内圈,左手快速转动轴承外圈,好的轴承转动平稳、声音较小,无阻滞、冲击或颤动等感觉;而伪劣轴承在转动过程中则有“哗哗”的噪声,卡轴承的手指感觉到阻滞、冲击或颤动,这时轴承切不可用。
2.2量具测量法
滚动轴承是标准部件,轴承的内、外圈均经过磨削加工,误差极小。为判别伪劣,可用外径千分尺和内径百分表测量内、外圈的直径。经过处理后的轴承外径变小,内径变大。
2.3试插游隙法
一是塞尺检查法。各种滚动轴承,其游隙均有标准规定,伪劣轴承因各零件超差,如游隙就转不动,故一般偏大。使用者一般不具备按标准检查的条件,但可用塞尺(厚薄规)检查游隙。由于游隙小,所用塞尺很薄,强度低,且轴承又是曲面,硬塞不易塞进,可将塞尺塞在2个滚动体中间并靠近一滚动体的顶部,转动内圈,如滚动体能滚过且力度不大,所量值除以2即为轴承游隙值。如滚动时觉得太紧或太松,则应将塞尺适当加厚或减薄。应注意的是,插入塞尺后在滚动体滚动过后如感太吃力,不要强行滚过,以免损坏塞尺。应检查不少于3个滚动体,且都在允许公差范围内。二是保险丝压痕法。将细保险丝砸薄,滚过轴承滚动体顶部与外圈的间隙,所得厚度除以2即为游隙,其余与塞尺查检相同(此法一般不用于球轴承检查)。
2.4外圈径向跳动检测法
一是车床检测法。可在车床上加工1个芯轴,使芯轴的直径与所测轴承内径配合适宜,且有小锥度(应尽可能地小,以便装拆。磁力表座固定在车床导轨上,先测芯轴的跳动量,再将轴承套在芯轴上,将表头垂直打在轴承外圈中部,芯轴不动,转动轴承外圈。表针的变化量即为轴承外圈的径向跳动量。二是简易外圈径向跳动检测法。用上述检测法中所用芯轴,即可检测外圈的径向跳动,方法有2种:一种是将芯轴一端水平夹在台虎钳上,测试方法与车床检测相同;另一种是将芯轴垂直夹在台虎钳上,被测轴承套在芯轴上,在轴承外圈施加一定的力(内径φ10~30mm为15N;φ30~50mm为20N;φ50~160mm为25N)。现场测试时可用相同轴承数只,重量与要求相差不大即可。其检测方法与车床检测相同。当2个结果不同时,应以后一种方法为准。
2.5硬度检测法
轴承套圈硬度值为50~65HRC,高或低于此值均为不合格轴承,检查点应在内圈或外圈的侧面,以免损坏轴承。
三、结语
上述各项,经过经验判断有怀疑者,可根据现有的条件,逐项检测。对有1项不合格者就不必再进行其他项的检测。对检测值超标不多者,应继续检测其他项,考虑到检测条件和误差,对各项检测值均超标不多应视为合格。同时,农机用户应到规范市场去采购,注意保存好购货凭证,出现问题便于退货和索赔。在使用前一定要注意按上述方法检查,彻底杜绝漏洞,以减少对农业生产的损失。
参考文献:
[1]林菊娥,李桂福.机械基础[M].北京:北京理工大学出版社,2009.
[2]倪惠新,范国良.高级机修工艺学[M].北京:宇航出版社,1993.