农业机械环保节能设计探讨

2019-07-21王超凡

山东农业工程学院学报 2019年6期

王超凡王飞

（郑州工业应用技术学院河南郑州 451152）

农业大国这一属性是我国基本的国情之一，农业作为我国经济重要的组成部分，其优良的发展情况有助于促进我国经济持续、良好、稳定的运行及我国粮食安全的保障。近些年来，我国农业机械化的脚步不断加快，绿色环保也成为了当今社会的主旋律。这意味着农业机械设计制造使用面临着全新的机遇与挑战，农业发展对其提出了更高、更远的要求。总而言之，我国只有高度、全面重视农业机械的环保节能设计，才可取得创新局面，实现农业发展的现代化。

1.我国农业机械发展情况概述

建国初期，我国的工业基础较为薄弱，国家决定从农业手工业劳作社会逐渐过渡到工业社会，实现社会主义现代化目标。图1是我国建国六十年来农业机械总动力的数据，文章将结合以下图表及其数据对我国农业机械的发展情况进行大概的论述，并试图分析其中原由。

图1 1952-2008年农业机械总动力

由图1可知，建国六十年以来，我国的农业机械总动力呈现出逐年稳步上的发展趋势，并在2005年开始趋于稳定数值。总体而言，我国的农业机械总动力提升幅度较大，这可说明我国农业机械发展速度较快，农业机械发展运营情况较为平稳。

不可否认的是，我国是一个农业大国，作为经济最基础成分的农业是促进我国国民经济水平发展的重要影响因素。与其他发达国家比较而言，我国农业机械化发展较为落后，其主要原因是由于我国缺乏先进的农业机械设计、制造、使用技术，使得我国在农业发展普遍缺乏完善的农业设施，农业机械化水平较低。因此如何快速的转变此局面，有效提升我国农业机械化发展水平成为了我国农业经济发展的重难点问题。就我国现阶段的农业机械化发展情况看来，随着我国科学技术的进步，我国在农业发展中所投入使用的设备更为完善，给予了农业发展一定的技术支持，减少了我国农业机械化道路的障碍。另外，我国在近些年来注重将农业与工业、商业、旅游业有机融合，不再局限于农产品的温饱作用，而是将农产品推向工业及观光的发展方向。并且，我国相关人员不断引进外国先进的制作工艺结合自身的发展国情与农业需求完善农业机械设计制造技术，在此辅助下，我国的农业机械化水平已经得到了较大的提升。然而，与外国相比，我国的农业机械化水平仍然处于落后阶段，存在着较大的困难，需要我国相关人员继续潜心研究，对农业机械产品进行技术改良，从而有效促进我国农业机械设计环保化、绿色化发展，保障我国农业稳定、持续、良好的发展。

2.实现农业机械环保节能设计的意义

在过去长期的时间内，我国在进行农业机械设计工作时都会选择采用传统的方法，存在着较为显著的问题，主要表现在两方面：一是资源能源耗损较大，二是环境污染较为严重。随着经济全球化推进及社会的不断进步，人们对于客观外在世界的观念逐渐转变，开始注重经济的绿色化发展。农业经济也毫不例外，因此，农业机械设计、生产逐步向多功能、低耗能方向发展。

在我国现阶段，由于众多农民缺乏正确的农业机械技术的相关知识，造成我国农业机械报修、报废情况较多，大量报废的农业机械得不到良好、有效的处理，加重了农机产品使用周期的压力，对环境造成了较大的污染。因此，相关人员必须高度重视农业机械设计层面的问题，并将报废的农业机械零件进行回收，从而有效改善我国农业机械设计、生产的现状，提升我国农业机械化水平。

3.如何有效地实现农业机械的环保节能设计

由上文的论述可知，环保节能不仅具有生态保护的特点，还具有经济上的优势。实现农业机械的环保节能设计不仅可以减少农业机械在设计、生产、使用过程中的能源损耗、减少环境污染，而且可以良好避免土壤出现上下剧烈抖动的问题，从而有效节约种子、化肥的用量，实现农业种植经济利益最大化。笔者将在下文论述实现农业机械环保节能设计的有效措施，以期给予相关人员些许建议。

3.1 农业机械的材料选择

农业材料选择作为农业机械实现环保节能设计重要的影响内容，要求相关人员应当做好材料控制工作，选择无毒无害、绿色环保、可回收利用、对生态环境影响较小的材料，从而有效降低农业机械在使用过程中对环境造成的污染，实现农业生产绿色化、环保化，达到对生态的有力维护。

一般情况下，我国农业机械在设计生产时主要考虑选用两大类型的材料，一是工程塑料，二是木素纤维复合材料。工程塑料具有较多的优良性，如密度小、比强度高、耐腐蚀性良好、减摩性良好、自润性强等。由于工程塑料具有如此优势，无论是在理论或是实践上都受到了较大的关注，尤其是在活塞环的生产与应用之中。活塞环一般应用于防止气体从压缩器内跑出，因此，活塞环的制作材料必须的具备良好的力学性、润滑性、弹性、减摩性。在农业机械的生产过程中，相关人员会选择聚四氟乙烯作为活塞环的制作用料，以达到延长农业机械气缸使用寿命的目的，从而有效实现农业机械设计的环保节能。

木素纤维复合材料主要以木质纤维作为首要成分，然后再经过一系列的处理使其与合成纤维、树脂或其他材料组合成为另外的新型材料，这一材料已经在许多的行业领域成为了钢材、工程塑料的良好替代品，被人们认可并得到了广泛的普及与应用。经查阅大量资料文献得出，木素纤维复合材料性对于其他的材料具有更加强大的优势，它不仅可以在减轻材料重量的同时有效提升结构材料的力学强度与弹性，还可以减少能源资源的损耗及生产成本、提高使用者的安全性。并且，木素纤维合成材料在极端的温度变化时可以保持良好的防碎性，有助于保障相关人员的生命安全，无论是在航空、航海、建筑、船舶、汽车等领域，木素纤维复合材料都表现出了强大的优势与良好的适应性。因此，笔者认为，相关人员可以从此受到启发，尝试将木素纤维复合材料应用到农业机械的设计生产中，实现农业机械设计的环保节能，延长农业机械的使用寿命，保障使用者的生命安全，减少使用者维修费用的支出，从而促进我国的农业发展。

依据我国现阶段的农业机械零部件生产情况看来，我国农业机械耐磨零部件的生产质量并未达到国际标准，农业机械的零部件生产合格率在农业机械生产领域中一直徘徊在百分之六十左右，与优良的标准相差较远，而农业机械耐磨零部件则更低，甚至并未达到一半的合格率，这需要我国相关人员从农业机械的材料选择方面入手进行解决。

3.2 农业机械的燃料选择

通过上文的论述可获得一重要信息——我国在农业生产过程中使用较多的三大农业机械是拖拉机、收获机械、农用运输机械，它们具有一个显著的公共特点——都需要考虑用油问题。并且，内燃机作为农业机械重要的动力来源。其用油的选择设计对于实现农业机械设计的环保节能、保护生态环境具有重要意义。一般情况下，内燃机的燃料选择有汽油与柴油两大类，它们的主要区别在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途的不同。

柴油为轻质石油产品，多为柴油机燃料，具有两大重要的性能：一是着火性，二是流动性，这就要求柴油燃料易于自燃、滞燃期短。它的点燃方式是由喷油嘴喷出的雾状柴油与空气混合、加压，依靠压缩达到提升混合气体温度而自动点火的目的。

汽油则具有易燃、易挥发，燃点比柴油低的特点，它的点燃方式是把吸入气缸的汽油蒸汽与空气混合、加压，最后用火花塞点火。

总而言之，内燃机的燃料选择是影响农业机械环保节能的重要因素，农业机械相关的设计人员应当综合考虑农业机械的应用范围、各地区的差异科学、合理的设计环保节能的农业机械，实现农业机械设计的绿色环保发展。