YRD插秧机适应性改善的设计

吴荣和

（洋马农机（中国）有限公司，江苏 无锡 214000）

1 现状

洋马VP6D、VP8DN型乘坐式高速插秧机是引进日本国洋马公司的洋马VP60D、VP80D型乘坐式高速插秧机的技术基础上，根据我国农艺要求改进，能广泛适应我国的水田秧苗插植工作。2014年一度达到乘水稻插秧机市场30%的占有率目标，并出口到韩国、越南、印度、泰国等东南亚国家，迎来了中外良好的市场口碑。VPD发售开始3年后，市场进一步要求更高的性能，提高效率化、省力化的高需求。2013年度的插秧机业界台数增税前的激增需求，也有32，592辆，成为去年3，103台（比2012年增加111%），特别是6条以上的大型机与前年相比122%大幅度增长。其他公司也陆续投入了6条高马力柴油发动机装载的新机型，竞争激烈由此可见。

（1）中国。由于农村人口的减少，政府的移植机械化率的提高等政策，家庭农场的兴起方兴未艾。国家补贴政策的逐年加大，以及农场大户的农田小改大的种田规模化，今后插秧机市场逐渐向高端、集成多功能、省力自动化方向发展。可以预测今后插秧机市场也会成长。但是，因为随着本土厂家低价商品的投入，日系其他公司价格政策等变化，竞争愈发激烈。

（2）韩国。追求日产高品质、可靠性的用户层以及相比机能更重视价格层的用户两极分化正在加重。日系其他厂家向中国投入与韩国本土厂家生产的相同价格的中国生产机，两个档次的商品正在完善。

（3）印度。通过承包，6，8行专业用户插秧机的导入正在不断加快，可预测出今后市场也将扩大。K社、韩国厂家、C蕴AAS、本地厂家也正在加快引进插秧机。

（4）东南亚。2015年设定了泰国式样，菲律宾式样，越南式样的乘坐式插秧机式样。今后，随着各国经济发展，农村人口减少，乘坐式插秧机市场可能会急速扩大。需要进行包含育苗系统在内的导入指导，服务体制的构建和对各国田块以及作业条件的适应。

洋马农机（中国）有限公司结合现状对中国式样新一代YRD乘坐式插秧机提出以下特点要求：①满足专业农家实现插植高精度；于拥有的喜悦的设计；③附件的功能提高及作业轻快化；④作业和管理的简单化。

2 调查

插秧机需求主要是亚洲地区。而亚洲地区的主要需求是中国市场，因此新一代YRD插秧机先从中国式样开始研发。为了紧贴市场动向，把握客户需求，遂进行市场需求和意见调查，一边掌握第一手的用户迫切需求，收集数据，确定研发改进方向和方案。在走访市场同时，2015年9月技术部邀请了东北、江苏、安徽、浙江6省区的洋马插秧机老用户，在南京举办了插秧机技术交流会。

会议主要就洋马插秧机的优缺点、问题点以及未来式样插秧机需求等进行了讨论。会议现场，用户提出了很多来自一线的产品和售后服务方面的改善意见。除此以外，来自江苏农垦的农艺负责人，还特别针对江苏国营农场在水稻种植技术的最新发展情况等进行了介绍和说明。

通过交流会收集并整理了需求意见（如图1所示）。

图1

3 课题检讨

从用户满意度的调查结果来看，动力和作业效果、以及作业性能还是能够达到满意的效果，在今后的作业中也能保持一定的负荷需求增长，满意度达到80%以上。但是对整机耐久性、辅助人员作业空间等有较大的不满。作为5分满意度标准的话，这些只有平均3的满意度，也就是只有约60%左右（如图2所示）。

笔者作为插秧机设计团队课长，组织和展开相关设计和实施工作。根据用户调查结果和多次公司层面的商品检讨会讨论，就针对“●附件的功能提高及作业轻快化”特点要求，结合用户调查会议上提出的关于作业台踏板不便利等突出问题（如图2所示），结合需要搭载新一代施肥机等多功能化的要求，提出以下设计方案：①踏板面积增加设计；于机体强度增加设计③一体化机架设计。

图2

4 改善设计

根据课题，改善设计并引用现状问题进行分析。通过市场实际调查，分析得出相关论断，根据现有设计资料，结合公司要求尽量控制改动和成本，深挖产品的特点。笔者结合自身工作岗位的实际经验，收集各部门和市场的需求要望，设定需求特点和设定参数，引用现阶段的设计和工艺技术资料，根据相关国家和行业标准，提出了踏板面积增加设计、机体强度增加设计、一体化机架设计的设计方案。期间制作了设计资料，并和相关部门及日本开发部门进行了检讨，确定了改善方案。之后改善方案还进行了试作论证。

4.1 踏板面积增加设计

设定方案主题思路

从以下多方面着手设计思考

需求参数：盐城、东北等大农场早苗量大，多数放置在工作台踏板上。工作台踏板相对它社面积较小。施肥机式样占用工作台面积，补苗作业空间太小。GB规格要求踏脚板幅度300mm以上。

品质目标：中国局部变更的踏板式样，保证施肥机有、无状态的正常使用。

前提：工作台需要保证安全，有作业防护。

功能目标：安全的前提，扩大使用的面积可能。

其他要望：不影响施肥机作业、多放苗、人员作业便利、存放加苗和加肥料的场所。

YRD方案踏板可增加面积理论计算：

与它社机进行踏板面积优劣对比——总面积第一

增加面积后苗负载测算（单位：块）——负载可增加38.3%

最终确定方案式样——设计图

4.2 机体强度增加设计

考虑机体增重和栽苗量带来的重量增加——

（△G1：机体增重；Gn：原部品重量；Gn’：变更后部品重量）

苗（负载）重量变化：△G2=G苗×△N

（△G2：苗（负载）增重；G苗：单个负载重量；△N：苗（负载）数量）

总增加重量∑△G=△G1+△G2

强度计算——

得到上面的负荷变化量后，要考虑材料、结构受力的拉伸应力和剪切应力的安全边界。

通过计算确认了要修改的强度不足点——

（1）新增侧机架与原VPD机架连接支撑点强度不足需要变更截面系数和形状。

（2）中心机架需要追加支撑，避免侧踏板加宽带来的梁的应力增大。

（3）侧踏板支撑位置需要设定在强度较高的机架框架结构交会点附近，以保证增加的重量能分担到框架支撑处。避免局部应力过大，机架变形。

4.3 一体化机架设计

在强度保证的基础上进行一体化框架设计，减少装配零件，同时能成本降低，减轻重量。

（1）确定一体框架影响考虑因素。

（2）根据设定因素，想定机种方案进行检讨。

（3）强度检讨。

VP6D量产机架 YRD变更机架

通过理论计算考虑强度、疲劳等——确认材料、规格

PRO/E模拟应力情况，确认受力点进行强度模拟验证——确认应力集中

（4）考虑满足GB标准和设计规范要求。

（5）设定最终方案、出图。

（6）效果检测。根据设计方案，最后进行出图试作。后期进行了验证机型试作并在在江苏、浙江、上海、黑龙江农垦经济发达地区展开插秧机论证试验和鉴定申报。初步所取试验验证取得良好的评价反馈，下一步扩大全国其他省份水稻产区机插秧的适应性论证。

5 设计定型

根据设计论证、试验确定参数、用户反馈，最终定型。

制作YRD新插秧机的企业标准《2ZGQ-60D80D70D90D型乘坐式高速插秧机》。

6 将来展望

洋马YRD型乘坐式高速插秧机是在洋马VPD型乘坐式高速插秧机的基础上根据我国农业自然条件特点，为了丰富市场插秧机产品种类，进一步的改进设计而成的。洋马YRD型是采用水冷柴油发动机动力配置的乘坐式高速插秧机，具有输出动力大，工作效率高、操作简单、性能稳定、燃油安全系数高、燃油消耗低等特点，因此在我国无论是何种土壤类型，泥脚深度小于等于300mm、采用标准化育秧的区都能使用。增大的工作台面积、提高栽秧量、强化的机架将满足不同用户使用插秧的需求，更适合农场、合作社等专业化组织使用的专业型插秧机。但是相关的适应性需要不断验证和再改善，才能逐渐成熟。立足中国农机市场，不断高效开发农业机械、快速应对客户需求，逐步推进海外市场的深度拓展，以提供坚实的技术基础和科技保证，向市场提供用户满意产品。

［1］ GB 10395.1《农林拖拉机和机械 安全技术要求 第1部份：总则》.［2］GB 10395.9《农林拖拉机和机械 安全技术要求第9部份：播种、栽种和施肥机械》.