基准工业设计浅析农业机械的设计
专栏:设计咨询
发布日期:2018-01-26
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近年来,为提升我国农机化水平,促进农机工业转型升级,适应现代农业发展需要,我国加快推进信息技术与农机化的深度融合,并取得了可喜的进步。农机的可持续发展在于把握用户的真正需求,由此实现产品的转型升级,从而抓住市场的制高点。因此,我国农机工业的发展必须要走符合我国国情和顺应国际装备制造业潮流的道路。对农业机械行业做过专业研究,深入了解农机行业的发展史、发展现状、发展前景。基准工业设..........

近年来,为提升我国农机化水平,促进农机工业转型升级,适应现代农业发展需要,我国加快推进信息技术与农机化的深度融合,并取得了可喜的进步。

农机的可持续发展在于把握用户的真正需求,由此实现产品的转型升级,从而抓住市场的制高点。因此,我国农机工业的发展必须要走符合我国国情和顺应国际装备制造业潮流的道路。

基准工业设计对农业机械行业做过专业研究,深入了解农机行业的发展史、发展现状、发展前景。

基准工业设计作为中国的智能设备设计专家,在农业机械领域已钻研了数年之久,在农机产品的升级迭代方面积累了深厚的经验,我们关注农机的外观设计(微创新)、工艺优化、成本优化,先后设计过收割机、打草机、播种机、开沟机等产品。下面根据我们的经验,浅析农机在工业设计方面的一些看法。

1、农机的分类

拖拉机1.jpg

▲属于动力机械的拖拉机


植物保护机械2.jpg

▲属于工作机具的田间管理和植物保护机械

农机,指农业生产中使用的各种机械装备统称。如:大小型拖拉机、平整土地机械等设备。

广泛意义的农业机械,其范围较大,种类较多,可以说凡是农、林、牧、副、渔业生产过程中所用的各种机械,统称为农业机械。农业机械概括地可分为动力机械和工作机具两大类。

 

2、农机的特点

我农业机械化事业不断发展壮大,主要有以下几个特点:

   1)农业机械化装备水平稳步提高

   2)农田作业机械化水平显着提高

   3)农机服务领域不断拓展

   4)农机作业向市场化、社会化服务方向发展

   5)国际间的农机技术交流与合作得到加强

 

3、农机的发展现状

中国近期仍以发展中小型农业机械为主。重点发展的项目是经济效益高、能提高抗御自然灾害能力、保证稳产高产和增产增收的农业机械品种,如排灌、植物保护和施肥等机械。用于农村多种经营的机械品种将得到较大的发展,例如各种农副产品加工机械和禽畜饲养机械,以及养蜂、养蚕、池塘养鱼和食用菌类培植等机械设备。

2017年初,农业部印发了《全国农业机械化发展第十三个五年规划》我国农业生产方式实现了从人畜力为主向机械作业为主的历史性转变,农业机械化进入由中级阶段向高级阶段快速迈进的时期,为“十三五”时期我国农业机械化发展奠定了良好基础。

 

4、农机的发展前景

十三五规划3.jpg

10多年农机购置补贴政策的推动下,我国农机化水平不断提高,农机行业发展正呈现出日新月异的变化,其发展趋势引起业界的高度关注,具体表现为:2月中国农机市场景气指数上升、加快开拓国际市场、迎高校智能化变革。

2017年农机行业的前景分析情况显示,十三五期间我国农机行业转型速度将不断提升,农机企业也将不断加大投入力度。

 

5、农机的工业设计表现:

1)色彩分析

①  从色彩三元素来考虑

农业机械4.jpg

明度高的色彩使人感到明快,明度低的色彩使人感到沉闷,设计时要注意色彩层次所产生的作用,如果明度过于接近,则会产生模糊、单调和不分明的效果。所以农机产品一般以明度适中,低纯度的色彩为宜,用色数量不宜过多,以2-3色为佳和要考虑所选各色在色相环上的距离远近而产生的配色效果。

 

②  从农机使用环境来考虑

收割机5.jpg

产品的色彩应充分表达产品的功能特性,并与环境相协调。农业机械的种类繁多,其形状、结构。用途及使用场所各不相同。另外,色彩本身也应有助于发挥产品的功能特性。如拖拉机主要用于田间作业和运输,工作条件恶劣,为耐油污、泥水,常将底盘的色调设计的深沉一些,变速箱、后桥、悬挂部分用海灰或银灰色,为在它的工作范围内引人注意,保证安全,拖拉机的覆盖件常采用暖色调,如大红、朱红、深黄和橘黄凳,使其达到与绿色的田野、树木对比鲜明、引人注目,又能同环境色调产生美感。

 

③  从地理位置和使用季节来考虑

农业机械6.jpg

地理位置和使用季节也是产品色彩选择的因素之一。如大西北看惯了黄土高原的黄色环境色调,因而渴求绿色,江南水乡的农民因常年能看到绿色,因而喜爱浓艳、强烈的色彩,插秧机一般总在夏季使用,因而多选用淡蓝、青色等色彩。

 

    ④  从色彩主次来考虑

收割机7.jpg

为使产品的外观色彩具有整体效果,不杂乱,首先应确定主调色,主调色应符合产品的使用性质及类型。如水泵的工作对象是水,水能给人以凉爽感,因此可用暖色调设计;对碾米机等类产品,采用黄色为主调,能给人一种洁净感,同时也与加工物颜色相调和。

农机产品的色彩设计是一项综合技术,设计者要从色彩与产品两方面的多种因素加以艺术处理。在设计中,色彩的总体效果应主次分明;主调色与配色对比变化要适度,色块面积对比总体得当,既不过于鲜艳,又不杂乱无章,创造农机产品色彩的格调与时代审美风尚的统一。

 

(2)造型分析

农业机械8.jpg

① 造型应满足结构要求--保护内部结构

农机产品造型形态的设计要给内部的结构和机构提供保护、支撑、安装和美华的作用,根据不同产品的功能和特点而提供不同的造型形态。

 

② 提供人性化使用--使用安全性、符合用户操作心理

农机不应是一种传统的拙器,我们要从产品的实用、经济、方便、高效和灵活的角度,赋于其新的价值。对于提高农业生产率、减轻农民劳动强度、抢收粮食作物等具有不可替代的作用。但随之而来,农民在使用农机产品时也发生了很多农机事故,因此,农机产品的安全性也是设计者在设计农机产品时应着重考虑的一个因素。

 

③ 符合使用者审美

符合使用者审美这一要素在前面提到的色彩设计中也是同等重要的,一款产品在最开始能吸引人视线的一般情况下都是它的颜值,即便是农机产品在设计中也应该考虑美感这个因素。

 

④ 与环境的协调

与环境的协调这一要素在色彩设计中已经提到,但是在造型设计中与环境的协调则更为重要,要设计出适合在某一环境中使用的农机产品就要与当地的农业环境、土地环境、天气条件等因素进行协调。

 

(3)材质分析

多数农业机械在露天、多尘、潮湿和污秽的环境中或水中作业,与土壤、肥料、农药、粪便、腐烂植物和水等接触,受到这些物料和环境的腐蚀作用。在作业中,有的部件与土壤、作物根茎和牲畜皮毛等物料相摩擦而严重磨损,有的部件则承受较大的动载荷和冲击作用。因此,在农业机械制造中,常使用具有耐蚀、耐磨、减摩、耐冲击和耐疲劳等性能而又成本低、原料立足于该国资源的金属和非金属材料,并采用各种处理工艺以改善和提高这些材料的性能。

① 钢管和冷弯型钢

钢管和冷弯型钢9.jpg

载荷较小的播种机和中耕机等的机架,常用方形或矩形断面低碳钢焊接钢管。用薄钢板冷弯而成的槽钢或卷边槽钢制造播种机和中耕机等机架,可比采用热轧型钢机架显著减轻重量。

 

    ②  金钢和低合金钢

金钢和低合金钢10.jpg

用锰钢、硅锰钢、镍铬钢、铬钼钢和铬锰钢等合金钢制造的犁铧、圆盘耙片和中耕机锄铲以及收割机、剪毛机等的刀片,具有较好的耐磨性。用含铬、镍、铜、钛和稀土族元素的低合金钢制造的深井泵轴和喷雾器零件等,具有较高的耐蚀性。以耐磨钢或耐蚀钢作为面材或包覆层的双金属复合钢材,也是制造农业机械的重要材料。

 

③  硬质合金

硬质合金11.jpg

在犁铧、中耕机锄铲和收割机刀片等零件的表面堆焊一层硬质合金,可成倍地提高这些零件的使用寿命。

 

    ④  特种铸铁

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用球状石墨锰铸铁制造的犁侧板、用贝氏体加硼球墨铸铁经等温淬火制造的饲料压粒机压模、用强韧白口铸铁制造的饲料粉碎机锤片、用珠光体可锻铸铁制造的犁铧和旋耕机弯刀,以及用硼铸铁制造的水泵叶轮等,在保证必要强度和韧性的条件下,都具有较高的耐磨性。

 

⑤  粉末冶金材料

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用粉末冶金材料制造农业机械的齿轮等形状复杂的零件,可代替部分铸钢件或铸铁件。使用粉末冶金多孔材料制造的含油轴承,有较好的减摩效果和自润滑性能。

 

⑥  工程塑料

工程塑料14.jpg

工程塑料具有质轻、耐蚀、耐磨和减摩等特点,广泛用于制造植物保护机械、禽畜饲养设备、农田排灌机械和其他农业机械的零部件。此外,用低压聚乙烯制造塑料犁壁或用聚四氟乙烯塑料覆盖犁壁的工作面,均可减小摩擦阻力。

 

    ⑦  橡胶

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具有耐磨、耐腐蚀和弹性好等特点,在农业机械上橡胶除用于各种传动胶带外,还用以制作收获机械的橡胶履带、施肥装置的排肥星轮等。


农业机械16.jpg

    从我国农机行业发展的描述可以看出,要想实现农业机械环保的目标,就必须要不断完善设计质量,提高农民的机械化意识,才能实现农业机械化的进程,才能更好的推进农业经济的发展,保证农业的经济效益,促进农民生活水平的提高。

 

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